油气管道腐蚀检测技术与防腐措施探究

蔡鹏 姜海瑞 郭燕群(中海油安全技术服务有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057)

0 引言

油气管道常年埋于地下，难免会受到土壤中的酸、碱、盐侵蚀，加之管道防腐层由外力产生的破损，致使管道腐蚀加剧进而可能发生泄漏以及油气泄漏后连锁发生的中毒、火灾等生产事故，这样就会增加运输成本减少企业收益，对其周边环境和人员安全产生巨大的危害。在油气管道埋置在地下两年一般就可能产生较深层次的腐蚀[1]，为了降低运输成本、增加企业效益、防止较大以上事故发生，对油气管道的进行腐蚀检测与防腐措施至关重要。

1 油气管道腐蚀机理

在一般情况下腐蚀机理决定油气管道腐蚀的具体情况，而多数情况下油气管道与土壤中的酸、碱、盐、地下水发生了化学反应，而少数情况是因为对油气管道的保护不完全；另一部分原因是因为油气管道本身在投入使用的时候就有质量问题，或是在设计的时候没有根据实际情况和相关标准的规定，所以在投入使用的时候必然会出现腐蚀等一系列问题；加之油气管道的材料也会引起油气管道的腐蚀，比如说油气管道的材料大多数选用非金属，这就会使因化学反应而引发腐蚀的可能性大大提高[2、3]。

2 管道腐蚀原因

2.1 管道所处场所的外界因素

油气管道在投入使用运行后，外界环境是不可控的，并且在自身的工作过程中温度存在不同幅度的波动，而且油气管道处的地下相对位置以及路线对其本身的腐蚀都有一定的影响。一般情况下，高温会加速油气管道腐蚀速率，并且管道所设的场所土壤成分也会对油气管道的腐蚀具有一定的影响[2]。

2.2 管道的自身情况

在油气管道设计、建造过程中，会对管道的材质组分和埋设地点的土壤情况进行细致的检测与分析，是因为油气管道主要是久存于地下，不同材质的管道会与土壤进行接触，土壤中不同物质组分、含水量以及土壤中的微生物会直接或间接和管道材质中的相关组分发生一系列化学反应造成腐蚀。我国目前状况对管道材质与土壤腐蚀情况的分析与研究还不够健全[3]，但经过长时间的工作实践积累了一定的经验，一般会对管道材质通过资质资料进行分析以及埋设地点土壤的电阻率进行测量，然后再对结果进行分析、分类、拟合，对于一些地质环境非常复杂的地方，通过当地土质的酸碱程度、含水量以及电阻率等数值进行详实的测量分析，这些工作实施的优劣直接影响着管道的腐蚀情况。

2.3 油气组分

除了以上的两种原因外，管道输送石油和天然气的组分也影响着管道的腐蚀情况，管输油气中存在硫化物、水以及其他物质等杂质，这些油气杂质具有的氧化性或酸性使油气管道发生腐蚀，尤其是其中包含的氧、二氧化碳等会与油气管道发生电化学反应，进而加重油气管道腐蚀情况。

3 油气管道的腐蚀检测技术

3.1 摄像技术

该技术属于一种数字化动态检测方式。主要是在检测过程中，运用摄像头对管道内的光圈进行成像，并利用CCTV 摄像技术的采集、处理、传输和保存等原理，对管道内部的各个数据进行采集、收集，以达到了解和掌握油气管道内部动态的目的。CCTV 摄像机能及时的将管道中的情况成像并传输到计算机中，然后再通过专业人员对CCTV 摄像机所传回来的图像进行专业分析，在一定程度上对于腐蚀检测的准确度以及确定腐蚀情况的速度都得到了有效提高，这也为日后的自动检测提供了一定的基础。

3.2 漏磁检测技术

漏磁检测技术是目前使用范围最广的一种检测技术，在具体检测过程中，主要是利用磁感应线作为判断依据。在检测中，一旦管道的某一部分出现腐蚀现象，那么磁感应线的运行规律就会出现变化。通常，在没有腐蚀管道中，磁感应线是平直、相互平行的，并且均是朝着同一个方向发展；而在腐蚀的管道中，磁感应线就会出现中间凸起等变化。与其他检测技术相比，漏磁检测技术具有使用简单、易于把握等优势，并通过该技术方式，专家都能准确掌握尤其管道的腐蚀情况、腐蚀部位等相关情况。

3.3 超声波检测技术

超声波检测技术主要是利用波，通过其经过管道内外壁的时间差，对管道内腐蚀程度进行推断。该检测方法最初是利用在土工石块无损检测中，现已被应用到油气管道的检测中。并且经实践证明，超声检测的声波频率越高，其分辨率就越高，检测结果就越准确。

相比于前两种方法，超声波检测技术所测得的数据非常简单，准确度很高但是该技术有一定的限制，对超声波检测的设备的要求很高，就目前而言超声波检测技术广泛应用于直径比较大的管道，进而也就限制了该技术的应用范围，除此之外，如果管道中出现裂缝会影响数据的准确性。超声波检测技术主要是利用波，通过其经过管道内外壁的时间差，对管道内腐蚀程度进行推断。该检测方法最初是利用在土工石块无损检测中，现已被应用到油气管道的检测中。并且经实践证明，超声检测的声波频率越高，其分辨率就越高，检测结果就越准确。

4 油气管道的防腐措施

4.1 采用防腐层和阴极保护技术

由于油气管道大多数都是埋在地下的，除了在管道上设置防腐层，还需要利用阴极保护，这样才能够使管道得到相应的保护，而阴极保护通常采取附加电流等方法，其主要原理就是通过发生电化学反应而制定的保护方法，而防护层与阴极保护相结合的方法的不断实践得出，阴极保护技术对油气管道的保护发挥着重要作用，但在应用两者相结合的保护办法过程中需要注意的是：需要工作人员不光要对阳极与相对应的阴极进行特别的重视，还要对管道周围土壤成分以及地下水要进行确定存在，因为只有这两者存在于管道周围才能作为阳极与阴极的介质。

4.2 采用缩减加热蒸汽能耗技术

对石油与天然气运输的过程中，温度对两者的运输非常重要，而我们常常采用缩减加热蒸汽能耗技术来保证两者的运输，使石油与天然气在这个过程中减少损耗，造成不必要的浪费与损失，这就需要降低石油与天然气的年度比，但在实际情况加大温度必定会产生热量使能量消耗变大，但还要降低粘度使输送功率变小，这两者之间存定着一定的矛盾，而我们就可以将能量消耗增大的量减小，输送功率变小的量减小，也是一种降低能耗的措施。

4.3 电化学防腐的应用

当土壤中存在的电流与管道发生接触就会发生电化学反应而造成腐蚀，针对这样的腐蚀原因可以利用找到可能存在电流造成金属腐蚀的地方，再采取有效措施进行控制从而使管道发生电化学反应的可能性降低，其主要方法是阴极保护法与阳极保护法这两种，主要是在管道表面进行镀层，而镀层成分主要是电位金属层，可以对管道起到很好的腐蚀保护作用。

4.4 内部防腐

石油天然气存在着许多化学物质，这必定会对管道造成腐蚀，用天然气中含量最多的二氧化碳所具有的腐蚀性也是最强的，就需要我们对二氧化碳造成腐蚀的原因，进行研究从而采取相应对的防腐措施，可以在设计管道的时候安装腐蚀监控系统，观察管道能否承受目前的腐蚀程度，针对监控数据采取相关的防护措施。

4.5 要选择优质的防腐性高的管道材料

油气管道的选择对于有效避开腐蚀是至关重要的，所以在选择油气管道的时候，要对材料进行严格的判别，要选择防腐性能耐电绝缘等性能较好的材料，而且在选用防腐层的时候要根据埋设地点，土壤成分等具体情况进行选择与安装，以便适于各种不同的环境，切记不要选用伪劣产品。

5 结语

综上所述，油气管道在运行过程中，受内外多重因素的共同影响，一般会出现不同程度腐蚀现象，连锁反应可能导致油气泄露等事故。因此，必须要采取科学、先进、合理的腐蚀检测技术与防腐措施，从而加强油气管道的综合保护，延长油气管道全生命周期寿命，保障石油和天然气集输的正常运行。