油田输油管道腐蚀检测技术研究与应用

邵涛 冯挺 高博

西安三环科技开发总公司 陕西西安 710075

加强管道检测，特别是管道腐蚀检测是十分重要的。因为只有通过对管道进行定期的腐蚀状况检测，可以有效的掌握管道的运行状态和腐蚀状况，及时发现具有潜在危险的腐蚀点和泄露点。然后根据腐蚀检测的结果采用正确合理的管道防腐技术避免管道泄漏事故的频繁发生。

1 油田输油管道开展腐蚀检测的重要现实意义

根据相关的实践调查研究可以看出，我国的油田输油管道腐蚀的现象在近年来频繁发生，相比于西方地区的发达国家，我国的泄漏事故率远超国家标准。西方国家的事故发生通常每年控制在0.5 次左右，而我国平均已高达5 次左右。众所周知，一旦发生严重的输油管道腐蚀事件，会造成油气的泄露，对周边的空气和提让会造成严重的污染，甚至会发生火灾造成人员的伤亡，对社会和经济造成不可挽回的损失。油田企业应当基于社会科学发展的主流趋势，积极引入一系列防止管道腐蚀的先进技术，但也不能对潜在的安全风险掉以轻心，因此，也必须及时引入相应的管道腐蚀检测技术，采用一定的手段和措施进行深入验证，分析不同的腐蚀状态应当采取的技术手段及解决措施，从而有针对性地对不同腐蚀情况的区域进行精准的定量定性检测，最大程度地实现投资资源使用效率最大化[1]。

要加强对油田输油管道的腐蚀检测的原因主要在于：第一，针对不同的管道管线维修监管区域制定出差异化的方案计划；第二，最大程度地减少潜在的安全风险，加强对管道的整体运营管理，为后期工作的有序开展奠定良好的基础支持；第三，科学合理地对油田输油管道的使用寿命及效果进行评价分析；第四，通过差异化的腐蚀现状选择最优的防腐技术。基于此，不管是基于对管道的有序运行还是提高整体使用效果，都必须分区域和部位对不同的管线的具体腐蚀现状进行深入分析，判断应当采用的科学合理的检测手段，以此实现对输油管道的有效维护管理。

2 目前油田输油管道腐蚀的两种类型

2.1 内腐蚀

分析内腐蚀发生的原因和内容可以看出，其主要是指在某些内部因素作用下，腐蚀现象出现在管道内部的情况。具体的讲，即某些作业人员在开展石油时，因为缺乏正确或规范的操作，使得CO2 进入管道内部，因为CO2 和H2O（水）会产生反应，其产物为H2CO3（碳酸），在而H2CO3 又会和管道（铁）发生反应，并且在长期不规范操作下，会产生更多的H2CO3 进而加大了两者的反应速度，从而使得管道内部被腐蚀。此外，因为管道输送的油气中，本身含有一定量的H2S（硫化氢），H2S 在遇水后，会成为氢硫酸，也会在一定程度上腐蚀管道的内部。

2.2 外腐蚀

由于输油管道存在于自然界中，其长时间和大气、海水、及土壤等接触，这些因素本身具备一定的腐蚀性，例如，空气中的二氧化碳、水蒸气、氢及微生物等等，这些因素都会腐蚀输油管道的外部。

3 目前检测油田输油管道腐蚀的技术

3.1 超声波检测仪

超声波检测可以通过使用灵敏的仪器接收和处理收集到的声发射信号，进一步分析和研究声发射源特点参数，判断寻找管材内部存在缺陷的位置、腐蚀程度和发展形态。其通过利用超声波的脉冲反射原理，去测量管壁腐蚀后的厚度，在检测过程中用探头竖直向管道内壁发射超声脉冲，探头第一时间接收到来自管壁内表面的反射脉冲，其次会受到来自管壁外表面的反射脉冲，技术人员通过分析两个反射脉冲之间的间距可以总结得出管壁的厚度[2]。

3.2 漏磁检测技术

从一定意义上来讲，漏磁检测技术的实施和有效运用是基于输油管道中的钢管等等一系列具有铁磁性的材料上，利用其本身的高磁导性实现对腐蚀现象的深入检测，其原理图如图1 所示。具体而言，使用过一段时间的钢管会由于腐蚀导致磁导率发生变化，造成一定的不足，外部磁场也会使得钢管磁化。如果钢管内部并没有任何缺陷，所形成的磁力线也应当是协调的、均衡的；但如果已经产生了缺陷，所呈现出的磁力线就是不连贯的、毫无规律可言的，并且有的磁力线会直接呈现在外部，此时运用能够漏磁检测技术就能直接对管道的腐蚀情况进行判断，同时根据传感器分析测量结果。

3.3 CCTV 摄像技术

CCTV 摄像技术在管道内检测中的应用愈发频繁，其基本原理如图2 所示。此项技术由于其具备较高的效果和便捷的操作性，因此其得到了大范围的应用。其具体操作过程为：相应的检测人员，将移动检测设备置入在输油管道内部，利用远程操作的方式，来检测整个管道被腐蚀情况。其操作原理为：利用其光学投影头，强化输油管道内光通量，然后利用移动检测设备的摄像头，拍摄管道内部情况，然后将其拍摄的结果传输至监控设备终端，相应检测人员，仅需分析图像情况，即可判断出输油管道内部缺损或腐蚀情况，进而提出防护措施。

4 油田输油管道防腐蚀措施分析

4.1 外腐蚀防护对策

要充分实现对外腐蚀的有效防治，一般油田企业都会采用涂层防腐的手段进行维护管理。所谓涂层防腐简单来讲就是在外部涂上防腐的物质即可，通过这样的方式将管道与可能导致腐蚀的物质进行有效的隔离，以此提高管道的使用寿命。当前社会中最常用的防腐物质有环氧涂层、三层聚乙烯等等，这些材料在实际使用过程中都获得了较好的评价，运用领域较为广泛。对于环氧涂层而言，从本质上具有一定的热固性，在使用过程中易于操作，具备较好的粘粘性和耐盐性，气密性较好，涂抹时能够使得管道面光滑；对于三层聚乙烯而言，其在输油管道的维护过程中也较为常见，从本质上应当是一种综合性的材料，抗压抗渗透性较好，并且在使用过程中不会对周边环境造成污染，整体性能较为稳定突出，但从整体上仍存在一定的不足和问题，例如成本费用过高、工艺水平及相关流程较为复杂、平面中的厚度有所差异，无法实现平整光滑等等。

4.2 阴极保护

分析阴极保护本质，其实质是对外腐蚀进行的一种保护措施，主要利用电化学，控制和影响管道金属物质的电介质。通俗的讲，利用相应的技术手段，将电流输入到输油管道内部，由于管道内部本身含有一定金属材料，可以将其作为阴极，在输入电流后，会让极化现象出现在管道内部，当输入的电流值达到一定的标准和水平时，就能使得电化学达到平衡状态，从而对腐蚀的区域进行有效的溶解。实现阴极保护的策略分为以下两个方面：第一，牺牲阳极法。其主要是通过直接将输入电流的金属材料与受到保护的管道直接连接在一起，从而对管道进行极化；第二，强制电流保护。在管道中设置一个外加的电源，将负极与要保护的金属管道进行连接，从而有效减缓管道的腐蚀速度[3]。

4.3 采用新型管材

根据相关的实践调查研究，当前社会中使用最为广泛的管材大多为聚乙烯管材，其能够承受的压力十分有限，其运用具有一定的局限性。加内衬钢管和强力聚乙烯管材具有一定的发展优势。加内衬钢管就是在输油管道的内部通过对聚乙烯管对管材进行加厚；强力聚乙烯管针对的不仅仅管道的内部，而是将外壳结合在一起，在内部使用金属材料，在外部则使用玻璃钢材质，并在此基础上缠绕是金属丝或纤维。当前要有效解决油田输油管道腐蚀的现象，可普及运用新型管材，例如玻璃钢管道、塑料管材等等。据调查，这样的新型材料在我国仍处于试点试用阶段，但其成本低，具有良好的耐腐蚀性，工艺流程精简，是一种环保材料。

5 结语

总而言之，管道腐蚀检测对防止管道腐蚀意义重大。管道腐蚀检测分为管道外检测和管道内检测。各种管道腐蚀检测方法各有侧重，在对管道腐蚀检测上均有一定的说服力但各有利弊。可以综合几种检测方法对管道腐蚀缺陷进行检测，以弥补各项技术的不足。及时建立适应油田实际的腐蚀检测规范制度。每种腐蚀控制措施都有其适应性的一面，也存在不同程度的局限性。应根据管道使用的具体条件，因地制宜、经济合理地选择应用。并且防腐技术多种多样，针对各个油田的不同情况，不同设施，应采取合适的防护手段，才能取得良好效果。有时还需要多种防护技术相互配合以取得更加良好的防护效果。