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原油管道腐蚀内检测技术探究

发表时间：2020/11/2 来源：《基层建设》2020年第21期作者：徐明

[导读] 摘要：近年来，我国对石油资源的需求不断增加，油气管道的使用频率也在增长。

        身份证号码：64212419870903xxxx 宁夏银川 750000
        摘要：近年来，我国对石油资源的需求不断增加，油气管道的使用频率也在增长。管道面临的腐蚀、老化问题也越来越严重。本文简要探讨管道腐蚀的原因，并提出相应的防护技术，从而有效解决管道腐蚀问题，提高油气管道的安全性，促进石油企业的健康发展。
        关键词：原油管道；管道腐蚀；内检测技术
        引言
        石油工业中管道的内部腐蚀风险很高，诱导管道开裂可能会对人员和环境问题造成潜在的伤害，特别是当原油中的采出水含有腐蚀性气体、微生物等腐蚀性介质、具有高度腐蚀性盐时，钢表面一旦被水润湿，局部腐蚀会使管壁变薄。因此，通常认为腐蚀是由水的存在引起的，它是一种复杂的流体动力学过程。事实证明，腐蚀行为取决于多种因素，如原油的性质、流速、相转化、含水率和管材性质。因此，理解多相流流体腐蚀机理，对于石油生产和运输管道的设计至关重要。
        1引发油气集输管网腐蚀的原因
        管道腐蚀是油气储运管道发生事故的最主要原因，腐蚀的原因有多种：一是环境因素的影响。油气集输管道多数被埋于地下或处于野外，穿越山岭与河流，自然条件可想而知的复杂与恶劣，并且由于油气产品自身的特殊性，本身就含有各种腐蚀性的化学成分。虽然油气集输管道在建设初期会采取一定的措施进行防腐，但随着使用年限的增加，管道防腐能力降低。再由于油气产品自身所带的腐蚀因子一复一日的进行内部腐蚀，会使得油气集输管道的壁厚变薄，进一步造成管道的变形甚至破裂与穿孔。二是受企业投资成本的影响。首先是投入资金预算的影响，出于利益的驱使，总想用最少的投入实现最大的收益，在重利益轻管理的思想下企业未能定期对油气集输管网进行全方位的检测。至于设备老化严重，带病运行等问题更是屡见不鲜，此种情况下就谈不上有计划有目的的对集输管网进行维护，只能是处于救火状态，哪里不对扑哪里，导致集输管网的正常运行无法保障。三是人为因素引起的危害。首先是员工的专业技能水平不足，在管道建设生产过程中违规操作；其次是不法分子枉顾法律，为了一己私利不惜铤而走险去打孔盗油，导致集输管道的防腐系统被破坏，同时在抢修过程还需要不断启动与运行管道系统，无形之中加速了管网的腐蚀，增加了管道的安全风险。
        2原油管道腐蚀内检测技术
        2.1漏磁法
        将永久磁铁放入管道内部，磁铁吸附到管道内壁上，在管道腐蚀的区域会有磁场泄漏，传感器捕获磁场泄漏，通过信号分析研究得出勘察结果，漏磁法主要适用于管道不超过13mm厚度的原油管道，并且是定点监测，耗能较小，可以处理复杂数据，精确度与管道厚度有关，厚度越小越精确，检测精度公式为±0.2t，t为管道厚度。
        2.2超声波检测技术的应用
        针对石油输送管道防腐层剥离致使管道存在安全隐患的问题，通过应用超声波检测技术可以很好的检测到管道内部防腐层的腐蚀情况，并通过回传的信号进行对比，以确认腐蚀程度；超声波的激励频率越大，接收到的信号能量越小，峰值比例系数越大，并对超声回波信号进行数据对比分析，从而选择一种适用于防腐层剥离管道内检测的探头，针对性进行管道检测，达到最佳的效果。
        2.3使用缓蚀剂
        在油气管道中使用缓蚀剂的目的就是使管道腐蚀速度减慢。缓蚀剂要依据管道所处的具体环境来选取。不同环境下的管道应使用不同的缓蚀剂。因为造成管道腐蚀的原因很多，我们要认真分析腐蚀原因，然后针对原因选择合适的缓蚀剂。只有这样才能达到抗腐蚀的效果。然而油气管道腐蚀一般是多种原因造成的。可以依据实际需求，同时选择多种缓蚀剂。

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        3原油管道腐蚀超声波内检测器
        3.1机械机构
        （1）管道的需求。原油管道敷设比较复杂，有上坡、下坡、转弯等连接，才可以实现原油的运输，内测检测器根据管道的特点也要具有转弯、上坡、下坡的功能，才可以实现管道内检测。所以在设计时内测检测器采取多节圆筒机舱结构，可以实现3D转弯的功能。（2）检测能力。管道超声波内检测器的机体要有安装检测仪和传感器的空间，其中最重要的设计是探头阵列和里程轮安装。超声法是使用超声信号的回波进行检测，所以对探头的要求严格。由于管道内部情况复杂，会有突变界面，致使声音反射情况特殊。因为管道内部情况与超声波需求不匹配，所以运动检测时需要管道与探头距离稳定，如果要全面的管道检测，则需要大量的探头，所以需要精心的设计探头队列，这也是这个技术的难点。探头的制作材料具有很强的耐腐蚀性、耐高压性，里程涡轮是距离传感器，测量检测器的运动距离，需要安装在管道内壁，安装一定要结实，防止脱落；检测器运动速度由调泄流调驱动压差控制。
        3.2管道外部防腐层处理方式
        为了更加有效地隔绝外界介质对管道表面造成的不良影响，需要建立一层外部防腐层对管道进行保护，这样可以直接地阻隔管道与外界介质之间的接触。可以在长输管道上涂抹防腐材料，使之经过固化成为防腐层，避免外界介质与管道进行化学反应，降低管道被腐蚀的可能性。目前较为常见的管道外防腐保护层方式有非金属涂层、氧化处理以及磷化处理等方式。
        3.3严格控制建设程序，提高日常管理质量
        施工方是管网建设的主体，材料是质量的源头，人员是质量的核心。人、机、料、法、环在整个集输管网施工过程中对工程起到关键性的作用。施工方要根据工程项目的要求，成立专门的管理领导小组，认真落实质量管理文件。首先要把好原料质量关，按图纸与设计要求对原材料进行严格检验；对施工过程中各项数据，以及施工段环境情况等进行详细记录，加强对作业点的巡视监理，及时了解各施工单位的实时动态，并以质量为导向，加强对施工过程的控制及分析，确保每一个环节都在施工管理的监控内，实现源头可追溯，管网建设完工后要加强对管道情况的巡视，做好对集输管网的安全隐患排除工作，及时对破损和泄漏的管道进行修补处理，并积极联合相关部门，一起做好对城市运输管道的管理。
        3.4检测器定位技术
        定位技术是检测器中最重要的部分，主要对腐蚀位置进行定位，使用内定位、外定位、转角定位等方式，确定腐蚀位置。内定位使用里程轮，里程轮安装在检测器的机体上，紧贴管道内壁，当检测器运动时，里程轮也随着运动，将电脉冲信号传输给上位机，之后进行数据编码压缩存储。管道内壁上有焊接点、这些位置的确定也是使用里程轮信号进行修正。外定位是在检测管道的外部，在一定距离内发射超低频信号，当管道内的检测器经过时，接收到发射的信号，检测器确定其所在的位置，修正检测器内部的位置，提高检测器定位的精准度。转角定位主要修正检测器在转弯过程中导致的轴向定位差异，使用增量式解码器，对腐蚀位置进行定位。
        结语
        综上所述，油气管道腐蚀问题是石油企业发展过程中，不可避免的问题。但是也是必须重视的问题。企业应该采用合适的防护技术，有效地预防各类腐蚀问题出现、有效遏制各类腐蚀问题继续发展。从而维持管道基本功能，延长管道使用寿命。
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