（中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第九采油廠 寧夏 750006）

掌握管道腐蝕機(jī)理、了解管道缺陷類型，采用ACVG檢測(cè)技術(shù)、DCVG檢測(cè)技術(shù)、開(kāi)挖管體+超聲波檢測(cè)技術(shù)能準(zhǔn)確獲得管道的缺損情況。近年來(lái)長(zhǎng)慶油田全面開(kāi)展管道檢測(cè)工作，對(duì)管道檢測(cè)技術(shù)細(xì)化選用，認(rèn)識(shí)管道腐蝕趨勢(shì)，為合理規(guī)劃管道檢測(cè)修復(fù)計(jì)劃提供依據(jù)，延長(zhǎng)管道整體使用壽命，降低事故發(fā)生率，減少環(huán)境污染，進(jìn)而達(dá)到控降油田維護(hù)成本的目的。

1.埋地管道腐蝕機(jī)理

金屬在土壤、大氣環(huán)境中的腐蝕。是指在周圍介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化、物理溶解作用而產(chǎn)生的破壞。長(zhǎng)慶油田地層水主要以Na2SO4及CaCl2水型為主，還含有SO42-、CO2、H2S、Cl-、SRB（硫酸鹽還原菌），總礦化度很高，在高溫高壓高流速條件下，體系電化學(xué)腐蝕非常嚴(yán)重。形成蝕坑、斑點(diǎn)和大面積腐蝕等現(xiàn)象。部分氫原子將會(huì)向鋼鐵基體內(nèi)部擴(kuò)散，滲入金屬內(nèi)部，使材料變脆。

圖1 電化學(xué)腐蝕原理圖

2.埋地管道防腐系統(tǒng)的應(yīng)用

(1)外防腐層防護(hù)系統(tǒng)

目前油氣管道大都采用外防腐涂層及外加強(qiáng)電流的陰極保護(hù)技術(shù)，從而達(dá)到管道與環(huán)境相隔離的目的，基本上抑制了外環(huán)境對(duì)埋地管道的外腐蝕。

表1 外防腐層應(yīng)用情況

(2)內(nèi)防腐層防護(hù)系統(tǒng)

圖2 纖維增強(qiáng)復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)施工流程

管道纖維增強(qiáng)復(fù)合防腐內(nèi)襯技術(shù)和高密度聚乙烯內(nèi)襯技術(shù)是油氣田采用較多的內(nèi)防腐措施，在腐蝕介質(zhì)和管道之間提供一個(gè)隔離層，從而達(dá)到減緩腐蝕的作用。

管道纖維增強(qiáng)復(fù)合防腐（HCC）內(nèi)襯技術(shù)[1]以高能環(huán)氧樹(shù)脂為主要成膜物，玻璃纖維作為增強(qiáng)體，具有較強(qiáng)的耐腐蝕性。厚度約1mm，應(yīng)用良好，目前廣泛用于埋地在役/新建管道金屬管道。

高密度聚乙烯（CIPP）內(nèi)襯技術(shù)[2]采用帶有防腐滲透層并浸透專用樹(shù)脂的纖維增強(qiáng)軟管作為內(nèi)壁襯管，用加熱的方法使襯管的樹(shù)脂固化與原管道形成鋼塑復(fù)合管，具有較好的加固、修復(fù)、補(bǔ)強(qiáng)，防腐的作用。厚度約4-5mm，目前廣泛用于在役管道修復(fù)中，也是采出水管線內(nèi)防腐層發(fā)展方向。

圖3 高密度聚乙烯內(nèi)襯技術(shù)施工流程

3.ICDA腐蝕檢測(cè)技術(shù)的原理及應(yīng)用

(1)ACVG(交流電位梯度法)檢測(cè)技術(shù)原理

ACVG交流電位梯度法的檢測(cè)原理是采用PCM/PCM+（管道電流測(cè)繪系統(tǒng)）向管道施加一個(gè)電流信號(hào)，如果管道防腐層存在破損，則電流信號(hào)會(huì)從破損點(diǎn)向土壤流失一部分，形成一個(gè)以破損點(diǎn)為中心的電場(chǎng)。利用A字架（交流地電位差測(cè)量?jī)x）峰值法定位原理和零值法定位原理測(cè)量管道上方土壤中交流電位梯度的變化，通過(guò)RD8000（接收機(jī)）查找和定位管道防腐層缺陷點(diǎn)。絕緣防腐層漏點(diǎn)用dB值表示。

圖4 PCM設(shè)備架設(shè)俯視圖

圖5 A字架破損點(diǎn)定位

圖6 A字架檢測(cè)結(jié)果示意圖

(2)CIPS+DCVG檢測(cè)技術(shù)原理

①CIPS（密間隔電位測(cè)量）法

在管道上測(cè)量管地電位沿管道的變化（每隔1～3米測(cè)量一個(gè)點(diǎn)）。采用GPS同步電流中斷器，運(yùn)用瞬間斷電法測(cè)試管道VON、VOFF電位，其中VOFF為真實(shí)保護(hù)電位，與-0.85V標(biāo)準(zhǔn)保護(hù)電位比較，評(píng)價(jià)管道是否處于有效陰極保護(hù)。

②DCVG（直流電位梯度法）檢測(cè)技術(shù)

DCVG即直流電位梯度法的檢測(cè)原理是在陰極保護(hù)的埋地管線上，用2個(gè)接地探極（Cu/CuSO4電極）和與探極連接的中心零位的高靈敏度mV表來(lái)檢測(cè)因管道防腐層破損而產(chǎn)生的電壓梯度，從而判斷管道破損點(diǎn)的位置和大小。絕緣防腐層漏點(diǎn)用IR值表示。

(3)開(kāi)挖管體腐蝕檢測(cè)+超聲波檢測(cè)技術(shù)原理

為了驗(yàn)證修正檢測(cè)結(jié)果，對(duì)檢測(cè)出的缺陷進(jìn)行開(kāi)挖，用超聲波脈沖反射原理來(lái)測(cè)量厚度，當(dāng)探頭發(fā)射的超聲波脈沖通過(guò)管體到達(dá)材料分界面時(shí)，脈沖被反射回探頭通過(guò)精確測(cè)量超聲波在管體中傳播的時(shí)間來(lái)確定被測(cè)管體剩余厚度。

(4)ICDA腐蝕檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

ACVG（交流電位梯度法）檢測(cè)技術(shù)廣泛用于油管道外檢測(cè)，CIPS（密間隔電位測(cè)量）+DCVG檢測(cè)技術(shù)（直流電位梯度法）廣泛用于氣管道外檢測(cè)，采用ICDA管道檢測(cè)技術(shù)[3]雖然能準(zhǔn)確的判斷管線腐蝕情況，但對(duì)檢測(cè)人員要求較高，需要仔細(xì)測(cè)量和分析，才能得到有效可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)。而且在良好的陰極保護(hù)下，管道有時(shí)也會(huì)發(fā)生腐蝕泄露。所以通過(guò)對(duì)防腐層的檢測(cè)來(lái)判斷管道腐蝕狀況并不是很理想。ICDA管道檢測(cè)技術(shù)也不適用于小管徑管線。

4.埋地管道檢測(cè)修復(fù)效益評(píng)價(jià)

(1)安全效益

管道檢測(cè)技術(shù)可以掌握管道腐蝕趨勢(shì)，為管道剩余強(qiáng)度及剩余壽命評(píng)價(jià)提供基礎(chǔ)資料，延長(zhǎng)管道使用壽命，降低事故發(fā)生率，減少環(huán)境污染，參考腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)論，依據(jù)管道腐蝕嚴(yán)重程度，采用管線更換、HCC內(nèi)涂修復(fù)、碳纖維補(bǔ)強(qiáng)、高分子耐腐蝕管材等多樣技術(shù)，強(qiáng)化治理管道泄露隱患治理。共針對(duì)性完成管道治理1763條，累計(jì)8811km。管道腐蝕泄露次數(shù)由2015年0.08次/a下降至2019年0.03次/a。管道可控運(yùn)行能力有所提升，安全環(huán)保促進(jìn)效果明顯。

(2)經(jīng)濟(jì)效益

參考腐蝕檢測(cè)結(jié)論，分類制定治理措施，預(yù)計(jì)節(jié)約維護(hù)費(fèi)用9.55億元/年，平均投入產(chǎn)出比1:9具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。

表2 實(shí)施效果對(duì)比

5.認(rèn)識(shí)及建議

長(zhǎng)慶油田管網(wǎng)多且分布范圍廣，漸趨于老齡化。建議將SmartCET（實(shí)時(shí)在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)）接入scada系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，節(jié)約人力，智能管理。針對(duì)區(qū)塊陰極保護(hù)系統(tǒng)相對(duì)薄弱的問(wèn)題，建議利用檢維修、產(chǎn)建等時(shí)機(jī)，對(duì)整個(gè)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化完善。減緩腐蝕速率，延長(zhǎng)管道使用壽命。