工艺管道腐蚀超声波在线监测技术分析

郭靖培、刘江民

摘要：现如今，我国科学技术水平显著提升，超声测厚技术已成为石油天然气行业中最重要的腐蚀检测手段。超声检测中应用了现代电子检测技术，不管是检测速度、检测精度、检测效率，还是检测范围方面都有了进一步的提高。因此，超声波检测技术是目前国内外使用最频繁、应用最广泛、发展最快的无损检测技术。本文提出了一种基于超声波脉冲反射测厚原理的管道腐蚀在线监测方法，并进行了现场应用。

关键词：管道腐蚀；在线监测；应用

引言

在油田建设过程中，其基础工作是做好管道的防腐蚀任务。针对不同的油田工作场景，需要应用不同的防腐蚀方法。常见的技术方法包括外防腐补强技术，利用不锈钢进行管道外部的加护，利用碳纤维进行补强，实现防腐工作及补强工作的结合。这需要就油田地质工作状况展开分析，选择合适的缓蚀剂，进行新型无机防腐材料的应用，保障其耐腐蚀性、耐高温性、耐磨损性，保障其所使用的有机材料年限更加长久。

1油田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。要加强对油田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。

2石油管道腐蚀因素

2.1周围环境

在铺设管道时，不论是深埋还是架空方式，管道都会受到周围各种环境因素的影响。一般，地下石油管道的腐蚀情况会随着温度的升高而加快。例如采用深埋的方式铺设石油管道时，管道铺设的深度会直接影响管道周围的温度，因此在填埋管道时要提前计算好填埋深度，尽可能的降低周围温度对于石油管道腐蚀情况的加速。

2.2油气自身的性质

油气自身成分特殊，在传输过程中很容易造成管道的腐蚀。比如，利用管道进行石油的传输，由于石油中主要成分是硫化合物，所以腐蚀管道的速度和腐蚀的程度都会更强一些。而天然气中主要成分是二氧化碳，二氧化碳还会生成一种叫做碳酸的物质，这种物质对管道具有一定的影响，而在天然气的传输过程中还会出现化学反应现象，对管道的金属晶格产生不利的影响，导致管道出现腐蚀的问题。由此可以看出，油气自身介质成分的复杂性，导致其对管道的腐蚀影响程度也不同，但是管道腐蚀的重要因素，必须要得到重视。

2.3管道质量

（1）管道材质问题。当前，我国在石油管道中多使用碳素钢，其通常呈现出抗腐蚀能力较差的微晶结构，这是发生管道腐蚀问题的主要原因之一。此外，在管道制造时对其表面的处理不够精细也会对管道的腐蚀造成影响。（2）管道腐蚀防护质量不达标。在管道的施工过程中，为有效的起到防腐作用，管道深埋地下之前都会在表面覆盖抗腐蚀层或对其采用阴极保护措施。但在实际作业过程当中，可能经常会出现管道防腐工作没有按规范落实的情况，从而起不到真正的防腐蚀效果。

3超声波在线监测应用

超声波定点测厚是一种有效的在线腐蚀监测方法，定期或连续的超声波定点测厚可以实现对管道关键部位进行连续腐蚀监测的目的。管道超声波在线腐蚀监测系统以超声波回波的形式反映管道内外壁的腐蚀信息。最后通过过程控制放大电路、A/D转换电路和通信电路将超声波回波送入PC机进行显示处理。超声波在管道壁面传播时产生的回波信号，通过对管道壁面超声回波信号的传播和接收，记录管道壁面损伤引起的超声波回波信号，接收到的回波信号反映了管道的腐蚀程度和腐蚀速率。基于此原理，管道腐蚀监测可以实现2个功能:①评估管道的高危部位是否有腐蚀；②通过监测腐蚀缺陷来管理管道薄弱环节的厚度变化，降低管道泄漏事故发生的概率。

4管道腐蚀防护方案

4.1新型管材的应用

当下社会，比较常见的管材为聚乙烯管材，但是这种材料的压力承受力有限，在应用过程中，存在一系列的局限性。在管道内部，通过对聚乙烯管的使用，实现管材的加厚。这种管材的应用，实现了管道内部与外壳的结合。在内部应用金属材料，在外部使用玻璃钢材料。可以在此基础上，进行各类金属丝及纤维的缠绕。从而解决油田管道的腐蚀问题，积极应用新型管材，进行塑料管材、玻璃管材等的结合应用。这类新型管材的整体运作成本低，具备良好的耐腐蚀性，是一种有效性的环保类材料。

4.2采取内部防腐处理的方式

影响管道腐蚀的因素是不同的，而且腐蚀因素也是不断变化的，所以在防腐处理过程中需要对腐蚀因素进行具体分析。加强内部防腐处理是一种适用性更高的方法，由于石油和天然气性质不稳定，而想要提升他们在传输过程中的稳定性，就需要对管道内部进行防腐处理。比如，在管道内部增加一些缓蚀剂，尽可能地避免油气本身对管道内壁的不良影响。目前市场中多采用GP1型的防腐蚀缓蚀剂，效果比较显著。

4.3外腐蚀的防护

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。

结语

综上所述，在油气管道的应用中油气本身的性质、外界因素以及方法施工方式等都会造成管道腐蚀问题的发生，进而威胁到油气管道的安全与稳定运行。所以，通过对管道腐蚀超声波在线监测技术进行阐述，对监测方案进行了设计，并在某气田甲醇污水处理站现场实地监测验证，该技术能够比较准确地反映出管道的腐蚀情况，实现了管道腐蚀在线监测的目的。

参考文献

[1]李扬,赫志君.集输管道的内壁腐蚀与控制探讨[J].全面腐蚀控制,2018,32(11):112-113.

[2]刘申申.油田地面集输管线腐蚀及防腐效果评价[J].全面腐蚀控制,2018(6).

[3]姚森,等.国内油气管道外检测技术应用探讨[J].石油和化工设备,2019,22(10):88-90.