旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在PB—1海洋平臺(tái)中的應(yīng)用

姜慶雷

摘 要：詳細(xì)闡述應(yīng)用于海洋平臺(tái)的管道腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括腐蝕監(jiān)測(cè)方法、在線腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成及意義。在此基礎(chǔ)上，通過PB-1海上平臺(tái)介紹了旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在海洋平臺(tái)中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：海上平臺(tái)；海管；腐蝕監(jiān)測(cè)；旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

1.前言

近年來(lái)，部分油田出現(xiàn)輸油管道泄漏問題，雖然及時(shí)進(jìn)行了維修和更換，但給正常生產(chǎn)帶來(lái)很大的麻煩。管道的腐蝕防護(hù)問題，成為一項(xiàng)迫在眉睫的重要問題，如何防止管道泄漏，更好的監(jiān)測(cè)管道運(yùn)行的狀況和腐蝕情況，成為油田十分關(guān)心的問題。在國(guó)家日益重視安全環(huán)保的新形勢(shì)下，管道一旦發(fā)生腐蝕泄露，不僅會(huì)引起設(shè)備更換、平臺(tái)停產(chǎn)等巨大的產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，帶來(lái)巨大的社會(huì)效益損失[1]。因此，對(duì)管道運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，掌握管道真實(shí)的腐蝕狀態(tài)，并根據(jù)詳實(shí)的腐蝕信息制定切實(shí)有效的防護(hù)措施，防止管道腐蝕泄露事故的發(fā)生是一項(xiàng)十分必要的工作，意義深遠(yuǎn)。

2.腐蝕監(jiān)測(cè)的意義與監(jiān)測(cè)方法

腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)是由實(shí)驗(yàn)室腐蝕試驗(yàn)方法和設(shè)備的無(wú)損監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展而來(lái)的，在設(shè)備運(yùn)行過程中對(duì)設(shè)備的腐蝕狀態(tài)進(jìn)行連續(xù)的測(cè)量，其目的是在不影響設(shè)備正常運(yùn)行的情況下，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象，揭示腐蝕過程，了解腐蝕控制效果，迅速、準(zhǔn)確地判斷設(shè)備的腐蝕狀態(tài)和存在的隱患，以便研究制定出恰當(dāng)?shù)母g問題解決方案[2]。

常見的腐蝕監(jiān)測(cè)方法有失重掛片法、電阻探針法、電感探針法和電化學(xué)探針法。

3. 旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)特點(diǎn)[3]

旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)裝置系統(tǒng)結(jié)合了離線監(jiān)測(cè)中的超聲波測(cè)厚等方法及在線監(jiān)測(cè)中失重掛片法、電阻探針法等方法，不僅能夠監(jiān)測(cè)到適時(shí)腐蝕情況，而且可以獲得腐蝕類型及機(jī)理等重要信息。為海底管道內(nèi)腐蝕的機(jī)理、腐蝕產(chǎn)物的構(gòu)成、微生物繁殖狀況提供了更加直觀的依據(jù)。通過該裝置，可以實(shí)現(xiàn)在線緩蝕劑效果評(píng)價(jià)、優(yōu)化和效果跟蹤，及時(shí)掌握該管道的內(nèi)腐蝕情況。

（1）可在線拆裝

由于監(jiān)測(cè)管段獨(dú)特的旁路式設(shè)計(jì)，只需將監(jiān)測(cè)管段進(jìn)行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產(chǎn)活動(dòng)的情況下，對(duì)監(jiān)測(cè)管段進(jìn)行拆裝作業(yè)。

（2）可根據(jù)需求選擇不同的監(jiān)測(cè)部件

旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中包含了經(jīng)典的掛片監(jiān)測(cè)手段，可以得到管道在一段時(shí)間內(nèi)的平均腐蝕速率。并可根據(jù)需要，選用不同的監(jiān)測(cè)部件進(jìn)行測(cè)試。采用三層腐蝕掛片和電化學(xué)探頭，連續(xù)監(jiān)測(cè)管道上中下三層腐蝕速率變化的趨勢(shì)，隨時(shí)了解流體在管道內(nèi)不同位置腐蝕變化；了解緩蝕劑進(jìn)過油水分配后，在管道內(nèi)不同層位的分布情況。具體有：多層掛片組件、單層電阻探針、單層電感探針、單層電極探針、多層電極探頭。

（3）能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道內(nèi)腐蝕情況及環(huán)境突變

選用電化學(xué)探針、電感探針或電阻探針等高靈敏度檢測(cè)工具，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道的內(nèi)腐蝕情況及工況的突變。

（4）能獲得直觀的內(nèi)腐蝕信息

管段內(nèi)壁能清晰地分辨氣、液分界面，進(jìn)而分析氣液在管道內(nèi)的流速分布；能夠直觀分析焊縫附近有沒有明顯的局部腐蝕，內(nèi)表面是否存在垢下腐蝕等腐蝕信息。

（5）能獲得腐蝕、結(jié)垢產(chǎn)物及沉積物

實(shí)現(xiàn)不停產(chǎn)情況下，獲得更加直觀的內(nèi)腐蝕信息。例如：解決了以前的監(jiān)測(cè)手段不能實(shí)現(xiàn)在線提取管道內(nèi)腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢產(chǎn)物、沉積物和微生物的缺點(diǎn)。

（6）能獲得微生物腐蝕信息

對(duì)監(jiān)測(cè)管段底部基座內(nèi)部存留的流體進(jìn)行取樣，可以獲得SRB、TGB等微生物信息，這對(duì)了解管道內(nèi)部微生物腐蝕及其控制有著重要意義。

4.旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在PB-1平臺(tái)中的應(yīng)用

為監(jiān)測(cè)海管在油、氣、水三相混輸工況下的內(nèi)腐蝕情況，結(jié)合海管旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)在其他油田的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，采技服公司協(xié)助PB-1項(xiàng)目組為海管專門設(shè)計(jì)安裝一套旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，在被監(jiān)測(cè)管道典型位置（海管入口及出口）處安裝一段可在線拆裝、與管道材質(zhì)相同的腐蝕測(cè)試短節(jié)，這是旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獨(dú)到的設(shè)計(jì)，因?yàn)槿魏纹渌麢z測(cè)方法得到的數(shù)據(jù)，都不如拆卸腐蝕測(cè)試短節(jié)進(jìn)行檢查更為直觀、具體、真實(shí)，該設(shè)計(jì)符合GB/T 23258-2009《鋼制管道內(nèi)腐蝕控制規(guī)范》要求[4]。

此系統(tǒng)與主管線采用對(duì)法蘭連接，主管線采用雙球閥設(shè)計(jì)，增加了系統(tǒng)的安全性。由于腐蝕測(cè)試短節(jié)的材質(zhì)、溫度、壓力及介質(zhì)均與海管相同，因此通過觀察旁路式腐蝕測(cè)試短節(jié)的內(nèi)腐蝕形貌即可知道海管真實(shí)的腐蝕、結(jié)垢形貌。

在腐蝕測(cè)試短節(jié)上設(shè)置了可供監(jiān)測(cè)和檢測(cè)的探頭插入基座；設(shè)計(jì)、安裝了3層掛片探頭，定期對(duì)腐蝕掛片進(jìn)行拆卸、更換，通過失重法可計(jì)算出腐蝕速率；分析3層掛片探頭不同層位腐蝕掛片的腐蝕情況，可獲得海管不同層位的腐蝕信息。在腐蝕測(cè)試短節(jié)上設(shè)計(jì)、安裝了電阻探針，并用通訊電纜將電阻探針信號(hào)引至中控室。電阻探針材質(zhì)與海管相同，因此可將腐蝕測(cè)試短節(jié)的腐蝕速率實(shí)時(shí)地傳到室內(nèi)以供作業(yè)者分析。測(cè)試短節(jié)上留有焊縫腐蝕檢測(cè)區(qū)，能對(duì)焊縫腐蝕、電偶腐蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè)。短節(jié)下部的沉積物收集區(qū)，能獲得腐蝕、結(jié)垢產(chǎn)物及沉積物信息。MIC監(jiān)測(cè)區(qū)能獲得微生物腐蝕信息。系統(tǒng)上部增設(shè)旁通管，旁通管設(shè)單球閥，監(jiān)測(cè)管段獨(dú)特的旁路式設(shè)計(jì)，只需將監(jiān)測(cè)管段進(jìn)行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產(chǎn)活動(dòng)的情況下，對(duì)監(jiān)測(cè)管段進(jìn)行拆裝作業(yè)。

此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)海管內(nèi)腐蝕的全面跟蹤，進(jìn)而通過多方位的腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，調(diào)整防腐措施，達(dá)到理想的腐蝕防護(hù)效果，延長(zhǎng)海管使用壽命，保證油田正常安全生產(chǎn)。相對(duì)于其他海管腐蝕監(jiān)測(cè)方法，該方法具有成本較低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并且所有作業(yè)不影響油田正常生產(chǎn)，具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

結(jié)論：旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)提供了一個(gè)有機(jī)的平臺(tái)，將目前常規(guī)的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)集成起來(lái)，大大的改善了傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)技術(shù)在周期和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性上的不足。使得各種腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成了交叉立體的監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)，具有廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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[2]宋生奎，李洪海，歐陽(yáng)曉東等.輸油管道腐蝕監(jiān)測(cè)及評(píng)估技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].石油商技，2004，22（6）：19-2.

[3]廖伍彬，鄧曉輝，鄧衛(wèi)東等. 旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2010，30.

[4] 廖伍彬，秦立峰，李飛等. 海管旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].中國(guó)海上油氣，2011，23（4）：275-278.