油氣管道腐蝕的檢測與修復(fù)技術(shù)探討

尹仲偉 郭彥崎

（1. 大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠，黑龍江 大慶 163000；2. 大慶金帝檢測有限公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

目前我國石油企業(yè)的生產(chǎn)工藝中，許多管線已經(jīng)使用多年，管線自身存在不同程度的腐蝕，導(dǎo)致原因原油管線穿孔、斷裂造成的原油跑冒事故較多，不僅嚴(yán)重影響了油田的企業(yè)的正常生產(chǎn)，也造成了火災(zāi)、爆炸、中毒、環(huán)境污染等嚴(yán)重的事故?，F(xiàn)階段油田使用的管線投產(chǎn)時間各不相同，管線材質(zhì)以及技術(shù)種類較多，管線所處環(huán)境也存在較大的差異，許多早期投產(chǎn)使用的管線，基礎(chǔ)資料缺失較多，對隱患部分、隱患程度的判斷和治理，以及管網(wǎng)安全運行風(fēng)險的評估等缺少必要的原始數(shù)據(jù)，造成了管線腐蝕程度以及腐蝕位置的判斷困難，需要依靠先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)。

1 油氣管線腐蝕檢測的作用

油田相應(yīng)的監(jiān)測技術(shù)，可以及時的發(fā)現(xiàn)管線上存在的瑕疵、破損以及暗轉(zhuǎn)隱患，起到事故預(yù)警的重要作用，保障管線安全運行的重要工作。此外，對油氣管線的腐蝕情況的檢測和分析，也可以讓管道管理人員全面徹底的掌握管線的工作狀態(tài)，摸清管線所處的地下環(huán)境，以及管線的具體走向，對管線的事故診斷以及處理工作提供必要的輔助。管理人員可以根據(jù)管線的實際腐蝕情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整管線的運行條件，以及運行防范，最大限度的降低管線腐蝕進(jìn)程，并制定合理的管線安全風(fēng)險防控措施，降低管線安全事故的發(fā)生概率[1]。對管線腐蝕情況的監(jiān)測，也有助于管理人員摸清管線的腐蝕規(guī)律，逐步分析推導(dǎo)管線腐蝕與運行參數(shù)、地下環(huán)境直接的關(guān)系，為管線的安全、高效運行，提供必要的數(shù)據(jù)依據(jù)。

2 油氣管道腐蝕的檢測技術(shù)

2.1 埋地管道外防腐層的檢測技術(shù)

目前我國多數(shù)油氣管道均采用埋地的敷設(shè)方式，因此對埋地管線外防腐層的檢測是最為重要的檢測技術(shù)之一。目前，對埋地管線外防腐層進(jìn)行檢測的技術(shù)主要有電位分布法、電位梯度法、等效電流梯度法、磁場分布法等五種。

電位分步法與電位梯度法在技術(shù)層面上十分相近，均是采用相應(yīng)的信號發(fā)射裝置，對待檢測的管線施加特定的檢測信號，信號以管線為介質(zhì)向前傳播，在經(jīng)過外防腐層存在破損的位置后，由于防腐層破損后區(qū)域內(nèi)的絕緣能力會下降，會以破損點為中心形成疊加的點源電場。隨后在地面通過相應(yīng)的設(shè)備，對電場的強度進(jìn)行監(jiān)測，尋找?guī)щ妶鳇c源的位置以此確定管線的外腐蝕破損點具體位置[2]。電位分布與電位梯度外防腐層監(jiān)測方法技術(shù)要求低、操作簡單、效率高、成本低，可以迅速的確定外防腐層破損位置。但該方法，對環(huán)境要求較高，需要目標(biāo)場所的土壤電阻率分布相對均勻，地形、地貌也符合檢測需求，才可以精準(zhǔn)的判斷外防腐層破損點的位置。

等效電流梯度法時使用電流發(fā)生的設(shè)備，給待檢測的管線施加交變得電流信號，電流信號以管線為介質(zhì)向前傳播，并在經(jīng)過的地方形成電磁場。地面設(shè)置的檢測接收器會從管線磁場中得到具體的等效電流數(shù)值，電流從破損處流失，會導(dǎo)致破損位置的等效電流數(shù)值明顯下降，以此確定管道外防腐層的破損為宗旨。該方法對環(huán)境要求較低，檢測結(jié)果不受土壤電阻、地形、地貌。管線深度的影響。但定位的整體精確性較差。

磁場分布法的有點事檢測時無需接地，這也是該方法的最大的優(yōu)勢所在，土地介質(zhì)是否均勻，對磁場分布法的檢測結(jié)果幾乎不存在任何影響，但該方法也存在明顯的缺點，對管道埋地深度有較高的要求，檢測結(jié)果的精準(zhǔn)程度會伴隨管線深度的增加不斷降低。磁場分布法的檢測點距 對檢測結(jié)果影響較大，選擇觀測點距就是確定抽 樣點，將對檢測曲線的形狀產(chǎn)生重要影響；而地貌 的變化將決定管道埋地深度的變化，將導(dǎo)致磁場曲線的異常變化，目前磁場分布法的應(yīng)用并不多[3]。

2.2 埋地管道管體腐蝕檢測技術(shù)

埋地管道管體腐蝕檢測技術(shù)主要有管體腐蝕直接檢測技術(shù)、管體腐蝕內(nèi)檢測技術(shù)、管體腐蝕不開挖地面檢測技術(shù)、管體腐蝕直接檢測技術(shù)等五種技術(shù)。

（1）管體腐蝕直接檢測技術(shù)

管體腐蝕直接檢測技術(shù)主要通過五種技術(shù)手段實現(xiàn)。其一，目視法。該方法是最為直觀基礎(chǔ)的檢測方法，目測法采用肉眼觀察的方式，或使用簡易的工具對防腐缺陷位置進(jìn)行檢測和判斷。目視法最為直接、簡單，對環(huán)境設(shè)備要求最低，但檢測精度也極為有限；

（2）滲透法

滲透法是將管線表面涂滿熒光染料滲透液，經(jīng)過與一段時間后，受毛細(xì)管作用，存在破損的防腐層中會滲入大量的熒光染料滲透液，通過的檢測儀器，可以清晰的對防腐破損層進(jìn)行成像。可以直觀的顯示出破損位置、破損形狀以及分布情況；

（3）漏磁法

該方法是利用破損位置在磁性材料的作用下，會出現(xiàn)與為破損的位置不同的磁場特性，利用上述差異對破損位置進(jìn)行檢測，該方法對管線表面存在的裂紋有極高的檢測敏感度；

（4）超聲波法

超聲波時利用超聲波的發(fā)生設(shè)備，向待檢測管線發(fā)生超聲波，并對回波進(jìn)行分析，通過回波情況判斷管線的實際腐蝕位置以及缺陷情況。該方法操作簡單、成本較低對使用環(huán)境沒有過多的要求，但整體檢測誤差較大，適用于初步檢測工作中。

2.3 埋地管道管體腐蝕內(nèi)檢測技術(shù)

埋地管道管體腐蝕內(nèi)檢測技術(shù)主要管道內(nèi)壁竊鏡法和在用管道管內(nèi)檢測法等兩種。

3 油氣管道腐蝕的修復(fù)技術(shù)

3.1 管道防腐層修復(fù)技術(shù)

管道防腐層的修復(fù)技術(shù)是在管線工藝流程正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，在不影響油田正常生產(chǎn)的前提下，對管道的防腐層進(jìn)行維護(hù)、更換、修補的技術(shù)。防腐層修復(fù)技術(shù)種類較多，但從防腐層位置角度可以分為管線外防腐層修復(fù)技術(shù)和管線內(nèi)防腐層修復(fù)技術(shù)兩種。

管線外防腐層修復(fù)技術(shù)主要有如下技術(shù)環(huán)節(jié)，首先對目標(biāo)防腐層區(qū)域的就防腐層進(jìn)行清除，對并管線表面進(jìn)行清理和預(yù)處理，為新防腐層的安裝打下基礎(chǔ)。舊防腐層一半采用人工去除法、機械清除法、水力清除法等幾種。在預(yù)處理后進(jìn)行修復(fù)。修復(fù)主要使用石油和瀝青、液態(tài)冷涂固化類材料等幾種。

管道內(nèi)防腐層修復(fù)技術(shù)主要是對管線內(nèi)部的防腐層進(jìn)行清理以及修復(fù)工作，管線內(nèi)操作空間有限，使用的修復(fù)技術(shù)也想對特殊，目前常用的修復(fù)和清洗技術(shù)有清管器除垢技術(shù)、間歇浸泡細(xì)洗技術(shù)、高壓爆破清洗技術(shù)、連續(xù)雙向清洗技術(shù)等幾種。

3.2 管體強補技術(shù)

管體強補技術(shù)的本質(zhì)就是對管體存在明顯缺陷和嚴(yán)重腐蝕的位置進(jìn)行補充和強化，確保管線整體強度符合工藝要求，并最大限度的保障了管線的完整性。管體強補一般使用堆焊、打補丁、打套袖、安裝夾具、以及復(fù)合型材料修復(fù)等幾種。其中焊接是最為常見的管體修補技術(shù)，焊接修補直觀簡單，費用較低，技術(shù)需求也較大，但存在焊串的危險性，對管道自身強度有較高的要求，不適用于嚴(yán)重腐蝕的管線修補。