油气管道腐蚀的检测与修复技术探讨

尹仲伟 郭彦崎

（1. 大庆油田有限责任公司第二采油厂，黑龙江 大庆 163000；2. 大庆金帝检测有限公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

目前我国石油企业的生产工艺中，许多管线已经使用多年，管线自身存在不同程度的腐蚀，导致原因原油管线穿孔、断裂造成的原油跑冒事故较多，不仅严重影响了油田的企业的正常生产，也造成了火灾、爆炸、中毒、环境污染等严重的事故。现阶段油田使用的管线投产时间各不相同，管线材质以及技术种类较多，管线所处环境也存在较大的差异，许多早期投产使用的管线，基础资料缺失较多，对隐患部分、隐患程度的判断和治理，以及管网安全运行风险的评估等缺少必要的原始数据，造成了管线腐蚀程度以及腐蚀位置的判断困难，需要依靠先进的监测技术。

1 油气管线腐蚀检测的作用

油田相应的监测技术，可以及时的发现管线上存在的瑕疵、破损以及暗转隐患，起到事故预警的重要作用，保障管线安全运行的重要工作。此外，对油气管线的腐蚀情况的检测和分析，也可以让管道管理人员全面彻底的掌握管线的工作状态，摸清管线所处的地下环境，以及管线的具体走向，对管线的事故诊断以及处理工作提供必要的辅助。管理人员可以根据管线的实际腐蚀情况，适当的调整管线的运行条件，以及运行防范，最大限度的降低管线腐蚀进程，并制定合理的管线安全风险防控措施，降低管线安全事故的发生概率[1]。对管线腐蚀情况的监测，也有助于管理人员摸清管线的腐蚀规律，逐步分析推导管线腐蚀与运行参数、地下环境直接的关系，为管线的安全、高效运行，提供必要的数据依据。

2 油气管道腐蚀的检测技术

2.1 埋地管道外防腐层的检测技术

目前我国多数油气管道均采用埋地的敷设方式，因此对埋地管线外防腐层的检测是最为重要的检测技术之一。目前，对埋地管线外防腐层进行检测的技术主要有电位分布法、电位梯度法、等效电流梯度法、磁场分布法等五种。

电位分步法与电位梯度法在技术层面上十分相近，均是采用相应的信号发射装置，对待检测的管线施加特定的检测信号，信号以管线为介质向前传播，在经过外防腐层存在破损的位置后，由于防腐层破损后区域内的绝缘能力会下降，会以破损点为中心形成叠加的点源电场。随后在地面通过相应的设备，对电场的强度进行监测，寻找带电场点源的位置以此确定管线的外腐蚀破损点具体位置[2]。电位分布与电位梯度外防腐层监测方法技术要求低、操作简单、效率高、成本低，可以迅速的确定外防腐层破损位置。但该方法，对环境要求较高，需要目标场所的土壤电阻率分布相对均匀，地形、地貌也符合检测需求，才可以精准的判断外防腐层破损点的位置。

等效电流梯度法时使用电流发生的设备，给待检测的管线施加交变得电流信号，电流信号以管线为介质向前传播，并在经过的地方形成电磁场。地面设置的检测接收器会从管线磁场中得到具体的等效电流数值，电流从破损处流失，会导致破损位置的等效电流数值明显下降，以此确定管道外防腐层的破损为宗旨。该方法对环境要求较低，检测结果不受土壤电阻、地形、地貌。管线深度的影响。但定位的整体精确性较差。

磁场分布法的有点事检测时无需接地，这也是该方法的最大的优势所在，土地介质是否均匀，对磁场分布法的检测结果几乎不存在任何影响，但该方法也存在明显的缺点，对管道埋地深度有较高的要求，检测结果的精准程度会伴随管线深度的增加不断降低。磁场分布法的检测点距 对检测结果影响较大，选择观测点距就是确定抽 样点，将对检测曲线的形状产生重要影响；而地貌 的变化将决定管道埋地深度的变化，将导致磁场曲线的异常变化，目前磁场分布法的应用并不多[3]。

2.2 埋地管道管体腐蚀检测技术

埋地管道管体腐蚀检测技术主要有管体腐蚀直接检测技术、管体腐蚀内检测技术、管体腐蚀不开挖地面检测技术、管体腐蚀直接检测技术等五种技术。

（1）管体腐蚀直接检测技术

管体腐蚀直接检测技术主要通过五种技术手段实现。其一，目视法。该方法是最为直观基础的检测方法，目测法采用肉眼观察的方式，或使用简易的工具对防腐缺陷位置进行检测和判断。目视法最为直接、简单，对环境设备要求最低，但检测精度也极为有限；

（2）渗透法

渗透法是将管线表面涂满荧光染料渗透液，经过与一段时间后，受毛细管作用，存在破损的防腐层中会渗入大量的荧光染料渗透液，通过的检测仪器，可以清晰的对防腐破损层进行成像。可以直观的显示出破损位置、破损形状以及分布情况；

（3）漏磁法

该方法是利用破损位置在磁性材料的作用下，会出现与为破损的位置不同的磁场特性，利用上述差异对破损位置进行检测，该方法对管线表面存在的裂纹有极高的检测敏感度；

（4）超声波法

超声波时利用超声波的发生设备，向待检测管线发生超声波，并对回波进行分析，通过回波情况判断管线的实际腐蚀位置以及缺陷情况。该方法操作简单、成本较低对使用环境没有过多的要求，但整体检测误差较大，适用于初步检测工作中。

2.3 埋地管道管体腐蚀内检测技术

埋地管道管体腐蚀内检测技术主要管道内壁窃镜法和在用管道管内检测法等两种。

3 油气管道腐蚀的修复技术

3.1 管道防腐层修复技术

管道防腐层的修复技术是在管线工艺流程正常运转的状态下，在不影响油田正常生产的前提下，对管道的防腐层进行维护、更换、修补的技术。防腐层修复技术种类较多，但从防腐层位置角度可以分为管线外防腐层修复技术和管线内防腐层修复技术两种。

管线外防腐层修复技术主要有如下技术环节，首先对目标防腐层区域的就防腐层进行清除，对并管线表面进行清理和预处理，为新防腐层的安装打下基础。旧防腐层一半采用人工去除法、机械清除法、水力清除法等几种。在预处理后进行修复。修复主要使用石油和沥青、液态冷涂固化类材料等几种。

管道内防腐层修复技术主要是对管线内部的防腐层进行清理以及修复工作，管线内操作空间有限，使用的修复技术也想对特殊，目前常用的修复和清洗技术有清管器除垢技术、间歇浸泡细洗技术、高压爆破清洗技术、连续双向清洗技术等几种。

3.2 管体强补技术

管体强补技术的本质就是对管体存在明显缺陷和严重腐蚀的位置进行补充和强化，确保管线整体强度符合工艺要求，并最大限度的保障了管线的完整性。管体强补一般使用堆焊、打补丁、打套袖、安装夹具、以及复合型材料修复等几种。其中焊接是最为常见的管体修补技术，焊接修补直观简单，费用较低，技术需求也较大，但存在焊串的危险性，对管道自身强度有较高的要求，不适用于严重腐蚀的管线修补。