埋地管道腐蚀检测

埋地管道腐蚀检测（通用7篇）

埋地管道腐蚀检测 篇1

中国石油大学（北京）

石油工程学院

赴中石化胜利油田暑期社会实践团 关于埋地输油气管道腐蚀与泄漏技术检测现状

调研报告

一：中石化胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所简介

胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所成立于2003年2月。隶属于中石化胜利油田分公司技术检测中心，业务受胜利油田技术监督处采油工程处指导，主要为胜利油田的油气集输、注水管道进行腐蚀和防护研究。

1.人员和主要装配技术

研究所具有博士、硕士、学士学位的各类工程技术人员20多人；装备有埋地管道检测、管道腐蚀智能检测仪、全球定位系统、电化学综合测试、管道电流测绘、地下管线探测、探地雷达、高温高压动态腐蚀、体视显微镜、直读金属光谱分析仪等先进的检测分析仪器40多台。另外通过自主研发建成中国第一个“管道内防腐技术评价中试基地”、“腐蚀管道动态模拟实验装置”、“防腐技术室内动态模拟评价装置”，针对油田生产环境日趋复杂进行特殊防腐和防护研究，取得了多项国家发明专利如数显蚀抗测试仪、瞬间信号传感器、溶解氧现场测量辅助装置等，开发了埋地管道腐蚀状况地面检测系列解释软件，形成了一些独特的腐蚀和防护检测方法和仪器仪表。2.研究和检测能力

胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所目前已经发展成为集油气开发与储运、输送过程中的腐蚀现象检测、调查分析、研究、杀菌、缓蚀、阻垢药剂筛选评价，防护技术效果中试评价以及埋地管道腐蚀与防护研究、检测、评价咨询于一体的综合性研究所。每年可完成埋地管道测绘（包括建立地理信息系统）、腐蚀与防护状况地面不开发综合检测评价（包括对埋地管道的路由的探测；埋深测量；各种类型的外防护层性能状况分析分级、任意大小的破损点定位；管道腐蚀状况含直接埋地和占压长度不超过40米或套管内管道管体腐蚀状况的检测评价；管道变径部位、搭接、埋深异变部位、壁厚变换处以及材料变换处的检测分析定位等）2000千米以上。同时具备管道防腐技术工艺筛选以及腐蚀与防护工程技术经济评价、腐蚀数据库的开发与维护能力。也可为客户提供管道损伤修补补强、维护维修、更换选材方面的技术支持等。

3.交流与合作

研究所与华中科技大学、中国科学院腐蚀与防护国家重点实验室、北京科技大学、石油大学、西安管材研究所等众多腐蚀研究或检测机构建立长期的技术合作关系；与中原油田、大庆油田等其他油田的腐蚀与防护研究机构以及国家特种设备监测检验研究中心等业内同行保持着密切的信息交流与合作；多家体制灵活、技术适宜的民营技术公司建立了长久的劳务与技术协作关系。

4.业职能:山东石油学会腐蚀与防护专业委员会秘书处设在本研究所。是中国石油地面专标委、中国石油管材专标委委员单位，美国腐蚀工程师国际协会中国联络部委员单位；中国石油大学（华东）、西安石油大学等腐蚀与防护专业的研究生实习基地。

在团长王朝丽的组织下，我们团队八人来到了共和国最年轻的城市—东营。我们的主题是“学石油~爱石油~献身石油”。此次的课题名称是“埋地输油气管道腐蚀检测技术现状调查研究”。油气管道是油气田的基础设施，肩负着油气输送的重任。油田内部的技术管线现在大多已经到了运行寿命的中后期，不少管线已经因为腐蚀穿孔引起泄露，随着油价身上，盗油现象也日益严重。由于油气管线的检测已成为油田生产运行管理中不可缺少的组成部分，因此调研集输管线检测技术现状也应该成为石油院校社会实践的内容之一。“艰辛知人生，实践增才干”，希望经过短暂的社会实践我们都会有自己的收获。

二：社会实践具体活动介绍

（一）胜利油田腐蚀与防护研究所

时间：2011-7-13 地点：胜利油田服饰与防护研究所

参观油田腐

蚀与防护研究所

下午到达了油田腐蚀与防护研究所，苏建国所长向我们详细介绍了研究所的主要检测项目与工作内容：

 埋地金属、非金属管道的走向定位监测极高精度坐标测绘  埋地管道腐蚀环境监测和影响评价

 埋地管道外防腐层绝缘性能检测和综合评价  泄漏点定位与隐蔽偷盗点检测  埋地管道外防腐层破损点定位检测  埋地管道阳极倾向点检测与评价  埋地管道阴极保护系统检测评价

 埋地管道地面、非开挖剩余平均壁厚检测与评价

 埋地管道系统穿跨越管段、占压管段100%超声导波检测与评价  埋地管道腐蚀剩余寿命检测

同时，提到中工作存在的问题，如：

 管道损坏面积较大  许多管道不具备检测条件

 村民素质太低，破坏输油管道以牟取暴利

为了快速准确判别管线泄漏点，避免能源浪费，环境污染，研究所做到了管道泄漏点不开挖定位检测，具有以下特点：

1）泄露判别时间：城区管线≤24h；野外管线≤12h 2）最低泄漏检测量：≤0.5m³/h 3）污油及废水管道泄漏点定位检测：实验室内刘工向我们介绍了一组关于防腐漆的实验±2m 4）输气管道定位精确度：±1.5m 了解到这些，我们不禁对研究所工作人员的工作成果感到钦佩不已，心里暗下决心，以后一定要在工作上有所为，把自己的知识转化为工作成果。

随后，杨博带领我们参观了研究所的实验室，杨博士毕业于中国石油大学（北京），现就职于此研究所，并邀请实验室的专业人员为我们讲解仪器的使用原理及工作用途，其中有C-scan发射机和接收机、体式显微镜、管壁厚度检测仪、高温高压动态腐蚀仪、缓蚀剂合成仪器、电化学工作站等一些国内外先进仪器。虽然刘工详细地讲解了这些仪器的工作原理，我们每个人也认真听认真记，但我们知道这还只是皮毛而已，要想真正使用它们，我们必须经过专业培训。

：我们发现这组实验和高中时生物实验中的“测量细菌密度的方法”大同小异。实验过程大致是这样的：实验材料采出液，颜色发黑，是因为有一种可产生FeS的黑色沉淀物。把1ml的采出液稀释成10ml的培养液，再从中取出1ml的培养液重复上述操作，如此重复n次后，黑色沉淀消失则可计算出采出液中细菌的密度为10的N次方个每毫升。同学们对此好奇而又充满了疑惑，不停地向刘工询问这样那样的问题，像“这个实验有没有严格的温度要求？”或者“这些仪器工作原理和我们高中学过的楞次定理好像有一定联系？”刘工也一一给我们做了回答，看我们兴趣不小，刘工又给我们讲解了缓蚀剂、杀菌剂、破乳剂、防腐漆等一系列管道的保护措施。虽然与我们所学的石工专业知识没多少联系，但我们相信知识在于积累，以后肯定会有用处。

杨博又带我们来到研究所大院内，介绍尹工向我们实地展示了管道定位的全过程，通过这项操作我们可以判断防腐层是否漏水及严重程度，以决定被测管是修还是换？

一天的参观学习暂时告一段落，苏建国所长给我们每人发放了研究所的相关资料，并邀请我们毕业后到胜利油田来工作，我们合影留念，握手告别，一天的紧张与新奇结束了我们才感觉到身体的累，一个个又回到宿舍总结一天的实践笔记，并开会讨论一天的工作成果。并期待着明天赶往胶东的管道腐蚀检测现场，那套检测设备可是世界顶级的，听杨叔叔说，由于价格昂贵，这套设备只是租来用的。而我们很高兴能幸运地一睹它的尊容。

（二）管道腐蚀现场考察

时间：2011-7-14 地点：胶东龙泉王家村和张家艾泊村

从东营到胶东有两个半小时的车程，第一次来到工作现场大家都很兴奋，忘记了疲惫饶有兴致地观看了工作人员的检测过程，同时工作人员也热情地向我们讲解了仪器使用的注意事项及原理，这套仪器是通过超声波测壁厚，这和我们高中的测波长实验及雷达测车速的方法基本一致，看吧！又是学过的只是涉及过的。随后我们又同工作人员来到了都二个测量点，即张家艾泊村公路旁，有了第一个观测点的观测经验，同学们也大胆了起来，在工作人员的鼓励下协助他们完成了仪器的整个安装过程，清理防腐层，探头、声波换能器、压电换能器、向探头内打气。每一步都在工作人员的指导下认真地完成。最后我们通过仪器连接的电脑看到了采集来的数据（其实仍是柱状图、曲线图），同学们也不放过任何学习的机会，适时地询问着诸如“你们记录的数据回去就处理 就可以得到数据吗？”

同学们认真观看了电脑上显示的数据及处理成的柱状图，并且柱状图的情况是不断变化的，我们注意到直到数据稳定了，他们才开始记录数据。虽然与我们的专业有很大不同，我们还是很有兴趣的听工作人员一一给我们讲解。

第二个测量点测量结束后，已是中午时分，工作人员们也露出了疲倦的面容，这才发现汗水已湿透了厚重的工作服，是啊！太阳正毫不了留情的火热着，这是夏天，我想那冬天他们在野外面对的就是凛冽的寒风了，同学们都深切体会到了野外工作的辛苦。同时也更加坚定了在学校里不仅仅是学习，更要练就好的身体素质，为将来野外作业做准备，毕竟“身体才是革命的本钱嘛！”

（三）参观胜利油田胜鑫防腐责任有限公司

【《管道防腐蚀技术》第二版 秦国治 等编著】 时间：2011-7-15 内容：参观胜鑫防腐责任有限公司实验室，生产车间，公司专业人员的产品报告

前言：管道是重要的基础设施，是主要的物流渠道之一。大型输油管道、输气管道、化工管道以及其他各种渠道，在社会经济生活中承担着重要的物流任务。尤其是石油工业的发展，要以先进、高效的管道系统为依托。因此我们在计划中特别提出去制造一些防腐蚀设备的场所，以了解当前我国管道防腐蚀技术的发展。

管道防腐蚀技术，主要研究开发管道在环境和使用条件下，腐蚀破坏的原因与防护方法。

来到公司，负责接待我们的工作人员首先引领我们进入了实验室，路上，提及：“我国随着石油、天然气的勘探开发进展，含硫化氢、二氧化碳、氯离子及含水等多种腐蚀介质的油、气田出现，输油气钢质埋地管道腐蚀严重，降低了油、气田的综合经济效益，所以要保证油、气田安全生产和提高经济效益，必须搞好油、气田输送管道、管网的腐蚀与防护工作。”听到这儿我们觉得我们更应该来了。进入实验室映入眼帘的是一排排的管道，其实这并不是一般的管道，他们经过特殊的防腐技术的加工，钨合金防腐抽油泵、防腐油管、抗磨抗腐内衬油管、以及淡化油管等，都是防腐材料。接着为了让我们对公司有进一步的认识和了解，负责人又带了我们进入了生产车间，参观了整个生产线:从“除油”到“酸洗”到“水流”到“中和”到“双换工位”到“水洗”再到“活化”……最终完成整个加工过程，那些在实验室里看到的高科技防腐材料都是在这里生产出来的。

随后我们进入会议室，之后他们会让我们看有关公司金岛系列产品的介绍，并有公司工作人员向我们讲解并解答我们的问题，趁闲暇时间与工作人员聊了起来，考虑到公司职工年轻化，这里又远离市区，工厂内有十分健全的配套设施，篮球场网球场一应俱全。之后是PPT，介绍了企业概况、资质荣誉、核心产品介绍。我们发现这些器材大部分很多用到了钨合金，还有很多新能源高分子材料（特种聚乙烯）。并且考虑到了钨镍的回收，避免了资源的浪费，更保护了环境。如此具有环保意识，这个企业虽然年轻，但我们觉得它一定会发展的很好，讲解人员也耐心的回答了我们一连串或专业也或不专业的的问题。

（四）参观胜利油田采油处、渤海钻井教学示范基地

时间：2011-7-16 内容：初步了解采油钻井工程【《采油工程基础知识手册》 曲占庆著】

前言：采油工程作为油田开发工程的重要组成部分，是衔接油藏工程、钻井工程和地面建设工程，实行油田开发的重要手段。从生产角度讲，采油工程是在油田开采过程中，通过生产井、采气井和注水井，对油藏采取的各项工程技术措施的总称。其任务是通过一系列作用于油藏的各项工程技术措施，使油气流入井底，将其举升到地面，然后进行分离和计量。《采油工程》 钻井工程： 一大早，王工就把我们领到了一个较近的胜利油田采油处，一边带领我们参观一边告诉我们要注意安全，与机械设备保持一定距离，第一次这么近距离的与抽油机接触，大家很兴奋，围着王工问来问去，有一个问题引发了大家的共鸣：“我们经常在电影里看到，有直接从地底下喷出的石油，今天我们会看到吗？”王工解释道,那是属于自喷井，从油层开采原油的方法按油层能量是否充足，可以分为自喷和机械采油，当油层量充足时，依靠油层本身的能量将原油举升到地面的方法称为自喷。最初胜利油田也有较多的自喷井，但随着开采的进行，油量减少伴随着油层能量的释放，自喷已是不可能。油层能量较低时，可采用机械设备给井筒流体补充能量的方法将原油举升到地面，成为机械采油方法也叫人工举升方法。眼前的抽油机就是这样的设备。

随后参观了华八井，并在纪念碑旁合影留念，今天的最后一站式是渤海钻井示范基地。工作人员首先让我们熟悉安全说明，仔细阅读安全生产禁令（十条），之后对我们先进行视频培训，让我们深切感受到了教学操作的严谨、认真和实践性，随后才准许我们进入操作平台。每个人都佩戴了安全帽，两位师傅则为我们“保驾护航”，时刻让我们小心。带我们参观了发电机房、MCC房、气源房……两位师傅的操作得心应手，师父们手上的老茧就是这些熟练的操作技巧是岁月中不断重复的最好证明。流动的课堂，精心的操作为每名到此培训的职工树立了榜样，为打造石油人才献礼。两位老师幽默地向我们讲解了整个转井操作过程，并叮嘱我们注意参加工作后的安全问题。

这一天又在忙碌和充实中过去了，但我们的热情丝毫未减。应该说是累并快乐着吧！

（五）参观胜利油田广场、胜利油田科技展览中心

时间：2011-7-17 地点：胜利油田各文化景点

为了对这座共和国最年轻的城市来人文文化的了解，我们决定在实践的最后一天去参观一下它的人文景观，于是我们来到了油田广场、科技展览中心、中国石油大学（华东）等地点后我们的实践只是暂时告一段落，因为还有实践后期工作要做，对于实践的总结与收获。还有一生的油田实践等着我们去做，对此，我们有信心也有决心！之后我们踏上了返回北京的车，一路上仿佛听到那句话：“我为祖国献石油，哪里有石油那里就是我的家.…..”

三：实践成果

我们此次主要是调查埋地输油气管道腐蚀检测技术现状调查研究，通过此次实践我们一行人感觉到了腐蚀检测技术的快速发展，同时也感觉到一种压力，因为随着石油工业的发展还存在许多未知的挑战。

在接下来的学习和生活中，我逐渐感受到了胜利油田石油人顽强执着和勇于奉献的精神。石油展览馆里的一幅幅图片记载了胜利石油人的奋斗历程，我感动于老一辈石油人对石油事业的热爱与忠诚，感动于他们生命不息奋斗不止的奉献精神。他们在用实际行动践行着“不怕苦、不怕死，不为钱、不为名，一心为国家”这一誓言的同时，也为我们新一代石油人树立了学习的榜样。作为未来的石油工人同行，我为拥有这样的父辈而感到骄傲，同时也期待胜利油田的明天更美好！

参考文献

《管道防腐是技术》

秦国治 著

《材料的腐蚀与防护》

刘道新 著

《采油工程基础知识手册》

曲占庆 著

《采油工程安全手册》

李德友 于胜泓 著

《油气井注水泥理论与应用》

《钻井液技术文集》

刘崇建 黄柏宗 徐同台 刘孝良 著 孙金声 刘雨晴 著

课题名称：埋地油气管道腐蚀监测技术现状调查研究

团队名称：石油工程学院赴中石化胜利油田技术检测中心腐蚀与防护研究所暑期社会实践团

主题：学石油 爱石油 献身石油

领队：王朝丽

队员：吕朝辉、冉博、迪丽拜尔·哈诗待、邵江勇、刘庭、王丹凤、朱学文

指导老师：中国石油大学（北京）石油工程学院

杨胜来教授

活动时间：2011-7-13至7-17

活动地点：胜利油田

作者：吕朝辉

埋地管道腐蚀检测 篇2

1.1 外腐蚀缺陷定位

外腐蚀缺陷定位技术主要有两种方法:通过管道外防腐层缺陷检测, 确定可能发生外腐蚀的缺陷点;通过超声导波技术, 直接定位管道外部缺陷。在实际检测作业中, 一般首先进行管道外防腐层缺陷检测, 然后进行超声导波检测。

由于站场埋地管线存在多管并行、管线长度短、管道接地点多以及各种干扰信号强的特点, 因此在站场管道外防腐层缺陷检测中一般使用ACVG和皮尔逊法两种技术进行检测, 这样即可以保证检测精度, 同时也可以对两种不同检测方法的检测结果进行检查、验证。检测出的防腐层缺陷点的严重程度, 采用缺陷点检测信号大小来判定。

超声导波检测技术利用低频扭曲波 (Torsinal Wave) 或纵波 (Longitudinal Wave) 可以对管道进行检测, 包括对于埋地管道进行非开挖检测。一般情况下, 对于有外防腐层的埋地管线, 超声导播单侧检测距离可以达到30m, 正好适用于站场埋地管线管段短、多管并行的特点, 一次开挖可以对每条并行管道的外部缺陷进行检测定位, 经济高效。

通过外防腐层完整性检测和超声导波检测, 可以实现对管道外防腐层缺陷、管体外部损伤 (包括管道外腐蚀以及其它损伤) 的检测定位, 为直接开挖检查提供基础资料。

1.2 潜在腐蚀风险区域检测

外腐蚀缺陷定位主要是针对已经发生的外部缺陷进行定位, 潜在腐蚀风险区域检测则主要是确定站场各区域埋地管道发生外腐蚀的几率及强弱程度进行检测, 为站场埋地管道外腐蚀控制提供基础数据。外腐蚀风险区域检测主要包括管道敷设环境 (土壤) 腐蚀性检测、管道阴极保护状态检测、管道杂散电流干扰检测。

1.2.1 管道敷设环境 (土壤) 腐蚀性检测

一般情况下, 埋地管道外腐蚀主要是电化学腐蚀。土壤电阻率是表征土壤电化学腐蚀性的主要参数, 并且易于测量。根据土壤电阻率将土壤腐蚀性划分为三个等级[2]。处于土壤腐蚀性“强”的区域的管道, 其发生腐蚀风险大于土壤腐蚀性“中、弱”的区域。

1.2.2 管道阴极保护状态检测

阴极保护是埋地管道外腐蚀控制的重要手段, 是对管道外防腐层的有效补充。保护电位 (管道/电解质电位) 是评价管道阴极保护状态的有效指标。采用极化探头、腐蚀试片可以测量到有效真实的管道保护电位。

1.2.3 杂散电流干扰测试

由于杂散电流腐蚀属于电解电池腐蚀, 其腐蚀存在强度高、危害大的特点, 1A的杂散电流在管道上每年可以形成9kg的腐蚀损失, 一条新建管道在杂散电流的作用下, 4-5个月就会发生腐蚀穿孔。

交流杂散电流干扰可以通过测试管道交流电压来进行判定, 交流干扰强度采用交流电流密度进行判定[4]。直流杂散电流干扰通过测试管道自然电位或土壤电位梯度的方法进行测试。

通过对管道敷设环境腐蚀性、管道阴极保护状态以及管道杂散电流干扰情况检测, 可以对站场内管道的腐蚀风险进行评估, 确认土壤腐蚀性强、阴极保护效果差以及受杂散电流干扰影响的区域/管段, 并对这些高腐蚀风险区域的管道, 定期组织检查, 消除站场埋地管道腐蚀安全隐患。

1.3直接检查

站场管道是管道输送系统的重要节点, 因此需要对检测到管道外防腐层缺陷、管道外部缺陷全部进行开挖检查, 分析管道腐蚀的原因, 并通过管体腐蚀损伤程度, 评价管道运行可靠性, 确定管道进一步运行维护方法。

开挖检查需要检查评价管道外防腐层质量, 采用腐蚀坑深测试仪、超声波测厚仪测量管道腐蚀坑深及最小剩余壁厚, 测量腐蚀缺陷的轴向/环向长度, 根据SY/T0087.1对管道腐蚀损伤评级。还应根据腐蚀产物的形状、颜色, 腐蚀缺陷的外观特征, 分析腐蚀类型, 判断引起腐蚀的主要原因。

1.4 后评价

后评价阶段主要是分析明确再评价时间间隔和评价ECDA过程整体有效性、总结评价中的相关信息和数据, 完善评价方法。后评价主要包括再评价时间间隔确定、ECDA过程的有效性评价以及评价结果的跟踪、反馈。

再评价时间间隔主要根据每个ECDA管段的腐蚀速率和剩余寿命来确定。采用剩余寿命确定再评价时间间隔, 再评价时间选取ECDA管段剩余寿命的一半。采用腐蚀速率确定在评价时间, 采用管道最小安全壁厚的1.5倍计算。

ECDA有效性评价是根据直接开挖检查结果, 分析此次ECDA检测过程的有效性, 并根据跟踪、反馈的管道运行中发现缺陷, 进一步完善、改进ECDA评价方法。

2 结语

2.1 根据站场埋地管道的特点, 提出了其实可行的站场埋地管道外腐蚀评价方法, 并通过现场检测验证了其合理性和可行性。对于开展站场埋地管道外腐蚀评价, 具有一定的应用价值。

2.2 探讨了对站场埋地管道进行腐蚀风险分级的方法, 为站场埋地管道腐蚀控制提供了新的管理手段。

2.3 提出了ACVG缺陷严重程度判定指标, 并通过工程开挖进行了验证, 为缺陷严重程度判定提供了参考依据。

参考文献

埋地管道腐蚀检测 篇3

关键词：站场；埋地管道；腐蚀检测；分析

油气站场管道的腐蚀状况关系到油气生产的安全运行，随着国家对安全生产的重视以及管道完整性管理的要求，管道运行管理单位每年都要对辖区的站场埋地管道有计划地进行检测和维护，以保证油气管网枢纽的安全运行。

1 油气站场埋地管道现状

油气站场埋地管道，铺设工艺管网复杂，穿线管、防雷接地等存在搭接，构成复杂的工艺管网。场站在设计和建设过重中，存在未能减少埋地管道并行、管径多样，弯头、三通、异性弯管较多，套管、支墩保护管的设置较多，直管段较短等问题。使得站场埋地管道在检测技术实施时，难于快速有效的进行，且检测数据分析的干扰因素较多。由于站场埋地管道的敷设长度较短，结构复杂、功能多样、材质和口径不同，站内建设有大量地面设施的情况下，很难采用机械化作业为埋地管道进行防腐层预制，防腐质量参差不齐，进而影响了站场埋地管道腐蚀检测技术实施的难度，如何采取有效检测手段进行腐蚀检测，一直困扰着油气企业的管理者和检测单位。

2 常用的埋地管道腐蚀检测技术

埋地管道检测，从检测形式上可分为地面非开挖检测和开挖直接检测两大类。地面非开挖检测包括管道外壁腐蚀直接评价、管道本体检测和管道内检测。开挖检测又可以分为全面开挖检测和探坑开挖检测。

地面管道本体检测主要检测管道本体的腐蚀状况，采用的检测方法有瞬变电磁法（TEM）、金属磁记忆法。

管道内检测最为典型的是智能清管器检测法，主要检测管道的壁厚，椭圆度以及蚀坑、裂纹等管体的缺陷情况，采用的检测原理有漏磁、超声波。由于站场管道复杂、管道内难以实施。

站场埋地管道检测的开挖检测分为全面开挖和探坑开挖，检测内容包括管道防腐层状况、管体腐蚀缺陷状况、焊缝及热影响状况，采用的檢测方法有电火花检漏、涂层测厚、管体超声波测厚、超声导波检测、远场涡流检测、焊缝及热影响区的无损检测方法，包括：射线、磁粉、渗透、超声波、超声相控阵、TOFD检测、金属磁记忆法等。

3 站场埋地管道检测技术的配置方案分析

站场埋地管道的检测技术实施应遵循一定的配置原则：“快速定位、定性，精确定量”。这也是近年来国内外站场埋地管道检测技术实施过程中一项基本要求。

站场埋地管道检验技术实施应先进行非开挖检验评价，埋地管道腐蚀防护系统检测及评价主要分为三大类：环境腐蚀性、防腐层质量和阴极保护效果。环境腐蚀性主要检测技术基本是采用WINNER四极法测土壤电阻率，土壤电位梯度、电位法、感应法测杂散电流；防腐层的主要检测技术手段主要是，交流电位梯度法（ACVG）检测防腐层局部破损，交流电流衰减法。

在非开挖检测技术实施过程中，如何在针对检测方法选择，为提高检测结果的准确性，应根据被检管道材质、制造方法、工作介质、使用条件等预计可能产生的缺陷种类、形状、部位和取向，选择合适的检测方法。如采用同种检测方法、不同检测工艺进行检测，当检测结果不一致时，应以质量级别最差的级别为准。

站场埋地管道检验实施开挖直接检验应对位置选择及数量确定原则，开挖检验项目主要从六个方面进行验证。在环境土壤检查方面，应考虑到质地、分层情况、干湿度等关键基础数据；在外防腐层检测技术实施方面，应考虑管材的类型、状况、厚度、粘结性、破损情况及无破损处质量等关键数据的采集或考证；在管体外腐蚀检查阶段，应对腐蚀缺陷尺寸、相对位置、腐蚀形貌进行科学的测量；在管线内腐蚀情况检查过程中，宜采取各种仪器对管体剩余壁厚精确检测，为管道剩余寿命计算和安全评价做好数据积淀；对可能发生H2S 腐蚀的管道，应进行焊接接头的硬度测试；同时，要留取开挖现场缺陷部位的数字和影像材料。

针对不同位置，通过历年站场埋地管道现场检测技术实施，总结出较为合适的配置方案。如：焊缝区域适合采用磁记忆应力、超声波方法进行定性定位测试，相控阵、TOFD进行定量检测；管道本体宜采用声发射、超声导波进行定性定位测试，C扫描、超声测厚进行定量检测；法兰和三通宜采用磁记忆应力检测定性定位测试、相控阵定量的检测技术。连接焊缝法兰侧不适宜采用常规超声波探伤，可采用声束为扇形区域的超声波相控阵检测做连接焊缝质量检测。

根据近5年站场埋地管道检测技术实施过程的总结及检测报告，笔者归纳出常规检测方法和非常规检测方法的优缺点，可供参考，如表1、表2。

4 建议

根据油气站场埋地管道场现场检测技术实施情况和调研报告进行分析，对油气站场埋地管道腐蚀检测提出以下建议：

①油气站场埋地管道腐蚀检测应采用地面非开挖检测和开挖检测相结合的方式进行。

②结合油气站场管道原始资料，对进出站主管线、越站管线、不同工艺区之间的连接管道等相对简单的管线采用ACVG进行防腐层地面检测，确定可能发生管体腐蚀的部位，配合探坑开挖进行检测。

③对于弯头、三通、汇管等重点部位采用全面开挖检测，检测防腐层状况、管体腐蚀状况。

④管道应力检测方面，如果检测发现埋地管道和支撑的沉降及变形导致了管道材料内部的应力上升，应将沉降、变形的支撑和管道进行校正并采取加固措施，防止继续沉降。建议在输油站内设置控制点，应对管道的沉降趋势进行应力监测。

参考文献：

[1]GB/T 21246-2007，埋地钢质管道阴极保护参数测量方法[S].

[2]杨永.埋地钢管外防腐层破损检测中的电位梯度法[J].管道技术与设备，2008（3）：55-56.

液碱管道腐蚀泄露修复方法交流 篇4

关键词：管道腐蚀泄漏，泄漏修复技术，液碱管道，修复工艺，碳纳米聚合物材料

在生产企业中经常会出现液碱管道腐蚀泄漏现象，不仅仅给企业带来巨大的浪费更重要的是对企业的连续生产造成很大的安全隐患，例如2013年11月22日青岛输油管道发生的泄漏爆炸事故。目前，很多企业对设备泄漏的治理问题还不够重视，有的企业虽然开展了“创建无泄漏工厂”活动，但是对于治理泄漏技术研究不够，堵漏人员的技术力量参差不齐，对有些泄漏问题无能为力，致使企业的“跑、冒、滴、漏”现象屡见不鲜，成为困扰企业设备管理人员最为头疼的问题。

化工企业液碱管道腐蚀泄漏一般多发生在连接件以及管段上，连接螺纹、连接法兰、阀门等发生的泄漏属于管道连接件泄漏；焊口、流体转向的弯头、三通及腐蚀孔等部位属于管段上的泄漏。用于检查管道泄漏的方法有很多种，通常采用的有：嗅、停、目视、用发泡剂、试纸或试剂、超声波泄漏探测器、红外线温度测试仪等。液碱管道腐蚀泄漏修复方法

应对以上化工液碱管道腐蚀泄漏企业一般采用传统的修补方式例如：补焊、打卡子或者做管箍、更换密封件、密封胶堵漏等方式。以上操作技术在一定范围内可以解决企业的部分管道泄漏问题，但是对于一些易燃易爆介质的管道，面对复杂的施工环境和紧迫的施工时间的要求时，传统的修复方式就很难以满足企业的需求，在此背景下，国外先进高分子纳米聚合物材料的引进帮助企业解决了燃眉之急。

索雷碳纳米聚合物材料可以应用于一些环境复杂条件下的现场施工。其现场快速堵漏能力和方便的操作方法为企业一些管道泄漏方面的疑难点提供了有力的技术保障，尤其是在易燃、易爆环境下的可以安全操作。高分子纳米修复技术是目前较为成熟和性价比较高的一种维修方案。时间短、费用低、效果好是该技术的几个主要特点。索雷碳纳米聚合物材料是由纳米无机材料、碳纳米管增强的高性能环氧双组份复合材料。该材料最大优点是利用特殊的纳米无机材料与环氧环状分子的氧进行键合，提高分子间的键力，从而大幅提高材料的综合性能，可很好的粘着于各种金属、混凝土、玻璃、塑料、橡胶等材料。碳纳米聚合物材料充分利用了材料的快固、耐温、耐腐、耐压等优点，尤其是对易燃易爆环境下的设备“跑、冒、滴、漏”问题有着很好的现场解决能力。可以广泛应用于工业管道带压堵漏方面，通过紧固带和加强带的双层保护管道漏点进行彻底的堵漏，使用效果良好。化工液碱管道腐蚀泄露治理案例

埋地管道腐蚀检测 篇5

陈 亮 中国石油天然气管道局管道投产运行公司

【摘要】：本文重点阐述了电气化铁路交流杂散电流对埋地燃气管道腐蚀的基本原理，分析杂散电流的特点，并根据这些特点提出对埋地燃气管道采取的防护措施。

【关键词】：电气化铁路、交流杂散电流、干扰腐蚀、管道防护

一、前言

铁路是国家的重要基础设施，大众化的交通工具和综合运输体系的骨干，肩负着为全面建设小康社会提供运力支持，当好国民经济发展先行的重任。随着《中国铁路中长期发展规划》的出台，各地纷纷兴起高铁投资热潮。至2020年，中国将建成“四纵四横”高铁网，贯穿环渤海地区、长三角、珠三角三大城市群，这意味着，我国已正式步入高铁时代！

管道运输是当今油气工业重要的运输手段，其输量大、运费少的优点非常突出，为满足各地不断增长的能源需求，中国的许多省份也在加快速度建设天然气管道项目，天然气行业的发展同时带来了机遇，省级天然气管网的里程也与日俱增。在管道与铁路的设计建设过程中，不可避免出现并行、交叉、穿跨越敷设的情况，埋地天然气金属管道将会受到电气化铁路的交流干扰，若处理不当，将会形成较大危害。因此，探索电气化铁路对埋地天然气金属管道的干扰规律并采取相应的预防措施，降低电气化铁路对埋地金属管道的干扰

影响，对于保证天然气管道的安全、平稳运行具有十分重要的意义。以山西省太原为例，目前在建的“大西铁路客运专线”以及建成的“石太铁路客运专线”存在多处穿跨越或近距离平行于山西省高压天然气管道。本文结合对“大西铁路客运专线”与山西省高压天然气管道近距离平行或交叉穿跨越路段所进行的工程安全咨询评估的相关研究内容以及在实际建设过程中所采取的解决方案，浅析电气化铁路对钢质燃气管道的交流干扰与防护技术。

二、电气化铁路牵引供电方式

我国电气化铁路采用的牵引供电方式有：有自耦变压供电（简称AT供电）、直接供电（简称TR供电）、吸流变压器供电（简称BT供电）和带回流线的直接供电（简称DN供电）等供电方式。牵引网是由馈电线、接触网、钢轨及回流线组成的供电网络。目前，在建的“大西铁路客运专线”；“原平—西安段”即为正线采用AT 供电方式，联络线及既有线改线部分采用带回流线的直接供电方式。

最简单的牵引网是由馈电线、接触网、轨道和大地、回流线构成的供电网的总称。如：（图1所示），牵引电流从牵引变电所主变压器流出，经由馈电线送到接触网后，由受电弓引入机车，而后经机车接地电刷、轮轴，沿轨道和大地、回流线流回牵引变电所。

三、电气化铁路对埋地钢质燃气管道的交流干扰

3.1 交流干扰的产生

按照电磁场理论分析，强电线路（含电气化铁路牵引系统）对金属管道的交流干扰主要是通过阻性耦合、容性耦合、感性耦合3种方式来进行。

（1）阻性耦合的产生

阻性耦合主要是由于故障电流和杂散电流流过干扰源的接地体，造成大地电位上升，当管道通过这个区域时，管道本身相当于远方零电位，这样就在管道上产生一个电压差，以离接地体最近为最高。上产生一个电压差，以离接地体最近为最高。

在正常供电方式时，干扰源杂散电流一般很小，但对“二线一地”或“一线一地”的供电方式，其接地极是工作电流的通道，当管道靠近接地电极时，由于金属管道本身良好的导电性能，管道上将有杂散电流存在。

在故障情况下，由于故障电流引起的大地电位上升是很危险的。由于故障电流大，几百安培或几千安培通过接地体入地，在其周围形成一个强大电场，它可能产生电弧烧穿金属管道，击毁管道防腐绝缘层和阴极保护设备，当强大的电场作用在管道覆盖层的缺陷处时更会导致电弧的形成，当电弧达到足够的量和较长时间的流通时便会造成钢管融化。如果钢管离接地体的距离太小，可能会直接引起相当于高电流的电弧击穿，而钢管上的覆盖层限制了电弧的转移，这样，电弧作用集中在微小的一块面积上，增加了融化的危险。

（2）容性耦合的产生

容性耦合是由于交流电场的影响在导体中产生的电位而形成的。容性耦合主要发生在管道施工期间，因为管道本身带有防腐绝缘层，使得输电系统的相线和管道、管道和大地之间存在电容，如果输电线路和金属管道平行，管道就有可能存在容性耦合电压。

（3）感性耦合的产生

感性耦合是当管道和强电线路近距离平行接近或斜接近时，当电流在一条相导线中流动时，在导线周围即可产生交变磁场，该磁场作用在管道上产生干扰电压。在三相输电系统中，若三相电流相等，且三相架空导线与管道轴线距离相等，则在管道上产生的综合感应电压为零。但在大多数结构中，三相导线与管道是不对称的，管道中会形成一定的感应电压。感应电压的大小和平行于强电线路的管道长度、输电线路不平衡电流的大小、输电线路的频率、导线和线路的距

离、管道覆盖层的电阻、管道周围的土壤电阻率、管道的纵线电阻、干扰源的系统性质等有关。

根据上述分析，当管道埋入地下后，电气化铁路对钢质燃气管道的容性耦合干扰可以忽略不计，只存在着一定程度的阻性耦合干扰和感性耦合干扰。

3.2 交流干扰的危害

交流电力线路对埋地钢制燃气管道的电磁影响主要涉及对人身安全的影响、对管道及其阴极保护设备安全的影响以及对管道的交流腐蚀等问题。3.2.1对人身安全的影响

当管道与交流输电线路接近且输电线路正常运行时，线路中工作电流会通过磁耦合长时间在管道上产生纵向感应电动势，使得金属管道的对地电压升高。若该电压较高，可能影响施工、维修或测量人员的正常工作，当交流输电线路发生短路故障时，产生的交流干扰可能危及人身安全。3.2.2 对管道安全影响

在管道的金属表面一般都会敷设防腐层，具有较高电阻和较高介电常数，以防止土壤中有害物质腐蚀金属管道。当交流输电线路发生短路故障时，短路电流通过感性耦合和阻性耦合的综合影响在管道上产生较高的对地电压，可能击穿防腐层。

3.2.3 对管道阴极保护设备影响

在管道上设臵阴极保护设备是为避免防腐层漏敷及破损处的金属表面产生腐蚀。交流输电线路正常运行情况下，工作电流通过感性耦合在油气管道上产生电压，可能干扰强

制电流阴极保护的恒电位仪和牺牲阳极阴极保护的牺牲阳极的正常工作。例如：强制电流阴极保护的KKG-3 型和KKG-3BG 型恒电位仪的抗交流干扰能力分别为12V 和30V；牺牲阳极阴极保护的镁牺牲阳极的抗交流干扰能力为10V。这在目前的新建管道已经几乎不适用。3.2.4 管道的交流腐蚀

研究表明，管道的交流腐蚀主要发生在绝缘性能较高的涂层上。铺设在同一环境下的管道，当管道外防腐层选用石油沥青等级别的防腐层时，即便有交流干扰电压的产生，一者是由于其绝缘性能较低，所以干扰电压不会太高，另一方面则由于管道防腐层上所存在的较多的漏点而会使感应的交流电压随时排入地下，因此，管道反而不会产生交流腐蚀。近几年国外的腐蚀调查报告中与研究文献中，每年都有大量有关交流腐蚀导致管线腐蚀的报道与案例。在国内的管道中，也同样存在交流腐蚀及电磁耦合对管道监测设施与阴极保护设施带来危害的案例。但是关于交流腐蚀的机理，目前尚未有统一的解释。国外研究表明，交流电流密度是决定交流腐蚀的一个主要因素而不是平常的交流电压。

虽然交流电流腐蚀可以通过提高阴极保护的保护电位得到抑制，在交流干扰下，阴极保护电位应控制在什么水平目前仍存在争议。之前，一般认为根据行业标准施加阴极保护，能有效控制交流腐蚀。然而最近国内外发现，虽然阴极保护电位有效在标准规定范围内，但由于交流干扰的存在，管道仍发生了腐蚀。研究还表明，但当交流电流密度较大时，增加阴极保护的保护电位可能导致PH值增加，减小涂层缺陷

处的接触电阻，可能导致相反的作用——即加速腐蚀，其发生腐蚀的风险越高，与一般的理论相反。

四、西气东输交流干扰腐蚀实例

西气东输管道宁陕西段管道在宁-GX-18～宁-GX-65约52km的管段上受到来自包兰电气化铁路的交流干扰，ECDA直接评价过程中，开挖检测验证点NS-39位于该区域宁-GX-59测试桩上游约104.6m处，防腐层缺陷发生在弯头的FBE涂层上，时钟位臵为12点，磕伤形状为长形3.0cm，黄褐色锈迹从FBE涂层下渗出，清除松动涂层后管体有黑色腐蚀产物，并呈现椭圆形腐蚀坑，蚀坑面积为1.2×0.6cm2，蚀坑深度0.9mm。开挖检测时测得的交流干扰电位为23V，管道保护电位为-1.11～-1.16V。该地段的土壤电阻率为18.85Ω·m

五、埋地钢质燃气管道交流干扰判断指标

能最直接反映出电气化铁路对埋地钢质燃气管道交流干扰腐蚀的是交流杂散电流的大小，但由于实际条件限制，电气化铁路交流杂散电流无法直接测出。因此，管道受干扰腐蚀程度的主要判据为管地电位差、土壤电位梯度，该方法称为电气判别法。其中管地电位是最重要的参数，因为它既可以反映管道的腐蚀特性，又可以反映杂散电流的干扰特性。

在没有增加电流源的情况下，管地电位的提高是杂散电流进入点的迹象，管地电位的下降通常为杂散电流放电点的 7

指示。通过电压测量发现管地电位不稳定、管地电位严重偏离正常值或土壤电位梯度反常等问题时，说明有杂散电流存在，并通过土壤电位梯度能够分析出杂散电流流入、流出点及电流大小。

对电气化铁路而言，管地电位随机车负荷变化，机车运行时管地电位交变激烈，但深夜时波动可能明显减弱。阴极保护系统等的干扰比较稳定，所以，引起管地电位的变化亦很稳定，在机车停运时，干扰则消失。因此，埋地管道受到干扰与否，通常用管地电位的变化来进行判定。我国标准中规定：对于交流干扰，当管道任意点上管地电位持续1V以上时，确定为存在交流干扰；当中性土壤中的管道任意点上管地交流电位持续高于8V、碱性土壤中高于10V或酸性土壤中高于6V时，管道应采取交流排流保护或相应的其它保护措施。具体干扰程度判定指标见表1。

表1 埋地管道交流干扰判定指标

另外，土壤中若存在大量杂散电流，必然会引起大地电位梯度的变化。因此，可根据地电位梯度来判定土壤中是否存在杂散电流及其严重程度，并据此推断管道受干扰的可能性。地电位梯度与杂散电流干扰强度的关系见表2。

表2 地电位梯度与杂散电流干扰强度的关系

六、交流干扰的防护措施

6.1 相关规范及标准

目前，国内已制定管道交流干扰保护的相关规范及标准，在电气化铁路和埋地钢质管道建设过程中主要采用的技术标准如下：《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》SY/T0032-2000、《交流电气化铁道对油（气）管道（含油库）的影响容许值及防护措施》TB/T2832-1997、《油气管道管理与维护规程》（Q/SY GD0008－2001）、《钢质管道穿越铁路和公路推荐做法》SY/T 0325-2001、《原油、天然气长输管道与铁路相互关系的若干规定》（石油部（87）油建第505 号文、铁道部铁基（1987）780 号文）、《城镇燃气设计规（GB50028-2006）、《输气管道工程设计规范》（GB50251-2003）及《石油库设计规范》（GB50074-2002）。

6.2 防护措施

总体来说，对交流干扰的防护，铁路方面可采取尽量减少电流流失的相关措施；管道方面可采取屏蔽、分段隔离、直接接地、钳位式排流等综合治理措施。目前，对交流干扰的防护已向干扰方、被干扰方及其他有关方面按“四统一分”

（统一测试、统一设计、统一管理、统一评价、分别实施）原则联合防护的方向发展。

6.2.1尽量避开被干扰对象

在新建电气化铁路线路方案设计过程中，应以满足铁路功能定位为前提，合理选择走向，优化线路方案，尽量避开地埋金属管道，尤其是诸如西气东输这样的长大干线管道。一般认为，交流电气化铁路杂散电流干扰的判据如下：（1）管道与交流电气化铁路牵引系统的距离大于1000m 时，接近长度不受限制，认为不受干扰；

（2）管道与交流电气化铁路牵引系统的距离小于1000m 时，如果两者接近长度小于1000m，或接触网上的电流不超过400A，发生短路事故时不超过10000A，则认为不受干扰。如果接近长度在1000m 到3000m 之间，在满足上述条件的同时，当管道距牵引变电所的围墙大于50m，距接触网支柱大于10m 时，也可认为管道不受干扰。

6.2.2 防护措施

随着电气化铁路和燃气管道建设里程的增加，以及受到地理环境的制约，不可避免会发生电气化铁路与管道平行接近或交叉，那么必须要有针对杂散电流对管道干扰的防护措施。

（1）对交流电气化铁路采取的措施

电气化铁路可采用带回流线的直接供电或自耦变压器

供电方式。带回流线的直接供电方式使原来流经轨道、大地的回流，一部分改由架空回流线流回牵引变电所，其方向与接触网中电流方向相反，从而牵引网阻抗和轨道电位都有所降低。该方式的吸流效果比直接供电方式约增加10%-20%。自耦变压器供电方式（也称AT 供电方式），其吸流效果约为90%-95%，即地中电流约占接触网电流比例的5%-10%。此外，加强铁轨与枕木间的绝缘,以减少入地电流，也可以降低电气化铁路对埋地管道的阻性耦合干扰。（2）对管道采取的措施

对于管道交流杂散电流干扰问题可采用的措施：

1）在有干扰的管段，加强防腐涂层质量，降低交流电气化铁路对管道的容性耦合干扰；

2）加大管道与铁路接地体的距离，并采取措施防止雷电或故障电流对管道的有害影响，降低阻性耦合干扰； 3）对管道本身采取接地排流，降低感性耦合烦扰。接地排流是将管道上感应的交流电排放到大地中去，消除交流电压对人身及设备的危害。一般接地体材料使用废钢即可，无特殊要求。但其接地电阻应尽可能小，不宜大于0.5欧，可以通过增加接地体的并联根数，或采用盐等减阻剂进行处理，接地体埋设在距防护管道30m 以外的管道一侧。接地排流一般分为直接接地排流、排流节排流和牺牲阳极排流。直接接地排流是将受干扰管道通过接地线直接与接地体相连，其优

点是设备比较简单，缺点是阴极保护电流将在接地点入地，大大缩短保护距离，降低保护效果。如果将排流接地体直接与管道连接，由于接地电阻很小，保护电流流失，相当大面积的防腐层破坏，阴极保护电流量增加，以致破坏阴极保护正常运行，所以需要增加排流节。排流节排流又分为电容排流、二极管排流和钳位式排流，通常采用钳位式排流。

根据实际工程运行经验及检测结果，当电气化铁路单纯跨越埋地管道时，一般杂散电流很小，在埋地管道与交流接地体的安全距离符合表3的要求时，一般不需要增加排流防护措施，但需在管道穿越处增加一处综合测试桩，以检测铁路投运后管道电位的变化。若测得电压值超过规范《埋地钢质管道交流排流保护技术标SY/T 0032-2000》管道交流干扰判断指标，或超过阴极保护设备交流干扰能力则必须采取排流保护的措施。因此，对于交流干扰下的管道，正常的阴极保护非常重要，阴极保护设备应具有一定的交流抗干扰力。

表3 埋地管道与交流接地体的安全距离

当电气化铁路与埋地管道近距离平行时，必须增加排流防护措施。其中，德国标准给出了涂敷良好的管道与50HZ电气

化铁路平行时的限制长度，它是平行间距和干扰电流的函数。如表4所示。

表4 涂敷良好的管道与50HZ电气化铁路平行时的限制长度（km）

管道本身交流干扰防护措施，主要有接地排流，但直接排流会对原有的阴极保护产生影响，因此，需要在管道和接地体间串隔直环节，主要有钳位式排流器、电容排流器、二极管排流器。

其次，我国的排流技术经过长期进步，已经向微型化，智能化方向转变。排流设备从过去的人工采集数据，手工分析，再进行排流，已转变为能够在技术上实现实时采集、监制和排流一体化操作。纵观多数排流设备，大都利用硅二极管正向导通反向截止的特性，消除交流电压，对杂散电流进行极性排流，实现了自动排流和自动控制电流大小。其特点表现在：核心由单片机智能控制系统控制，数据传输、监测、分析同步进行；使用标准RS一485或RS一232串口；使用开放式通讯协议。

但是，目前的排流技术还存在如下问题：主要以直流排

流为主，交流排流为辅；交流排流和混合排流研究少，检测和排流缺乏同步性；在排流过程中，没有排流效果反馈系统，排流误差较大；在进行排流电流整定后，固化不变，强电流流入大地时，只能局部保护管道，对防腐层破损的区域，将加速管道的腐蚀破坏；这些问题都需要腐蚀研究工作者深入解决。

七、结语

交流电气化铁路产生的杂散电流是一种有害的电流，会对埋地金属燃气管道造成危害，必须加以治理。因此，弄清杂散电流对管道干扰腐蚀的原理和特点，并有针对性的采取防治措施，在实际工程实践中具有指导性的意义。参考文献

埋地管道腐蚀检测 篇6

石油管道的成本相对较低, 极具安全性, 又能够避免外部气候因素对石油运输产生影响。但是, 石油埋地管道的特性及工作环境决定了它容易发生腐蚀, 使石油运输过程中的安全性难以保障, 并带来相应的经济损失。相关负责人要结合具体的石油运输情况, 及时发现埋地管道腐蚀问题, 予以解决, 以营造良好的石油运输环境。

2 石油埋地管道防腐的重要性

石油管道以钢制结构居多, 它容易受运输时间和外部环境影响, 发生腐蚀。石油埋地管道一经腐蚀, 不仅影响外形和色泽, 更会干扰其机械性能。并且长期被腐蚀, 会缩短使用年限, 影响石油等物资的质量, 甚至发生泄漏问题, 对环境产生严重污染。石油埋地管道腐蚀背景下产生的经济问题和环境问题是双向的。相关部门要对石油埋地管道腐蚀问题具备清晰的认知, 对其腐蚀原因进行分析, 并提出具体解决方法, 延长石油埋地管道使用寿命, 确保石油输送工作顺利进行。

3 石油埋地管道腐蚀问题分析

3.1 化学腐蚀

化学腐蚀即石油管道与外界发生化学反应, 引发腐蚀问题。金属管道长期与空气接触, 容易发生化学反应, 使金属表面物质变形。而金属管道处于潮湿高温环境下, 容易出现脱碳问题, 使石油管道运输不够安全。液体流经管道, 也容易对管道产生腐蚀。石油埋地管道化学腐蚀问题严重, 且没有位置限制。

3.2 电化学腐蚀

电化学腐蚀多发生在电解质液体中。湖泊中富含空气, 如果金属管道经过湖泊, 会使水中电解质溶液形成水膜, 进而与金属管道发生电化学反应, 使金属基本性质发生变化, 削弱管道刚性。

3.3 微生物腐蚀

微生物腐蚀即外来细菌或真菌等微生物对石油埋地管道产生侵蚀。金属管道的主要运行环境是地底, 管道周围往往会聚集大量微生物, 会被地底的亚硫酸盐破坏, 腐蚀管道。该种情况下, 需要立即对石油埋地管道进行更换。

4 石油埋地管道防腐技术

4.1 涂层防腐

涂层即将涂料抹在金属管道外部, 将涂层作为金属管道保护层。涂层之前, 需要对金属管道表面的锈迹进行清理, 确保金属表面清洁, 并延长涂层使用期限。涂层主材料是沥青, 当前主要有四种先进的涂层技术: (1) 防腐层是3PE层, 在内层、中间层和外层分别应用环氧粉末、胶黏剂和聚乙烯。它具有较好的机械性, 防腐性能也有所提高。 (2) 将无机材料作为防腐涂层, 它具有较好的耐腐蚀性和耐磨性。 (3) 涂层为纳米改性材料, 借助纳米技术, 不断提高有机材料和无机材料性能, 使其具备较好的防腐性。 (4) 在内层涂抹无溶剂作为防腐涂层。长期运输环境下, 石油会对管道内壁产生腐蚀, 可以借助无溶剂将杂质对管道的伤害降到最低。

4.2 阴极保护技术

涂层能够隔离外部环境对金属管道的伤害。如果管道中存在小孔隙, 会形成太阴极对管道产生破坏。因而, 需要采用阴极保护技术对该问题进行解决。具体应用方法是在管道外部施加外加电流, 使管道形成阴极, 控制电子迁移, 避免腐蚀问题。该技术又可具体划分为两种: (1) 牺牲阳极阴极保护。选用电位比较低的金属或者合金对管道进行保护, 其成本较低, 应用效果比较好, 但是使用界面受限, 在部分管道中不具备适用性。 (2) 外加电流阴极保护技术比较常用, 在回路中增加直流电, 对阳极进行辅助, 并转换保护金属, 使其为阴极, 实现石油埋地管道保护。该技术应用过程中, 需对管道进行绝缘处理, 避免管道附加电流流失。

4.3 管道添加缓蚀剂

该种方法能够对石油埋地管道腐蚀问题进行有效抑制, 减缓腐蚀速度。技术人员需要依据石油埋地管道具体腐蚀情况, 决定是否选用该种方法。可将其添加于特定管口, 并以其它技术为辅助, 有效避免腐蚀问题。

4.4 补口技术

补口技术在石油埋地管道防腐中比较常见。它的应用原理是对金属管道和防腐涂层之间的空隙进行填充, 并对管道与涂层之间的相融问题进行考量, 借助专业补口技术处理石油埋地管道腐蚀问题, 提高管道应用效果。

5 结语

综上所述, 石油管道是石油的主要运输界面, 其防腐问题亟待解决。现代化进程的加快, 使我国石油埋地管道防腐蚀技术取得了突破性进展。技术人员要结合石油埋地管道技术, 对其腐蚀问题及原因进行具体分析, 并采取涂层防腐、阴极保护技术、缓蚀剂和补口技术等, 对石油运输管道中存在的问题进行针对性解决, 提高石油运输质量及效益, 推进我国石油产业快速发展。

参考文献

[1]白琛, 俄海恩.埋地钢质输油管道的腐蚀与防腐技术探析[J].化工管理, 2014, (36) :51.

埋地管道腐蚀检测 篇7

关键词：金属；管道；保护；维护

1 金属腐蚀

1.1 金属腐蚀的本质

金属腐蚀的本质就是金属由元素状态返回自然状态（矿石）的过程。腐蚀自始至终完全是一个纯自然过程，自然界中很多物质都会因此而发生变质。因此腐蚀是一种普遍存在的自然现象。

金属在电解质溶液中由于电化学作用而发生的腐蚀称为电化学腐蚀。它是金属腐蚀中最普遍的一种方式，特别是埋地管道的腐蚀主要为电化学腐蚀。

1.2 埋地金属管道的腐蚀

1.2.1 土壤腐蚀

土壤腐蚀基本上属于电化学腐蚀，因为土壤物质组成比较复杂，含有大量的水，空气和各种盐类，埋地管道周围介质便有了电解质溶液的特征，埋地金属管道在土壤中将发生电化学腐蚀。埋地金属管道在土壤中的腐蚀速度比一般水溶液中慢。其中土壤电阻率是影响腐蚀速度的主要因素。

1.2.2 杂散电流腐蚀

杂散电流是指除阴极保护电流以外的电流，比如高压电塔的接地、电气化铁路由于各种原因排入大地的电流都称为杂散电流。当埋地管道靠近杂散电流源时，如果管道防腐绝缘层有破损，杂散电流就会通过破损处进入金属管道中，并在管道中持续流动，如果该段管道防腐层破损较多，杂散电流会在另一处防腐层破损点流出，返回杂散电流源负极。流入点成为阴极，流出点成为阳极，腐蚀发生在杂散电流的流出点，这种腐蚀破坏形式称为杂散电流腐蚀，也称电蚀。

1.2.3 细菌腐蚀

细菌在特定条件下，参与金属的腐蚀过程。最具代表性的一种是硫酸盐还原菌，这种细菌易在pH值6～8、碱性和透气性较差的土壤中繁殖。利用自身的生息，将硫酸盐离子还原，在铁表面的生成黑色的（FeS），并发出臭鸡蛋味（H2S）。细菌利用这个反应释放的能量来繁殖，加速了金属腐蚀。

2 埋地管道的阴极保护

2.1 阴极保护的原理

埋地金属管道，由于金属本身制造时的不均匀性或外界环境的不均匀性，大多会形成微观的腐蚀原电池。阳极区发生腐蚀，失去电子。阴极区发生阴极反应，阴极区不会发生腐蚀。因此，如果给金属加以阴极电流，使金属表面全部阴极极化，使腐蚀电池中微阴、微阳极电位相等，阻断了微阴、微阳极之间的电流流动，从而使被保护金属停止腐蚀。这就是阴极保护原理。

2.2 阴极保护准则

①一般情况下，在通以阴极保护电流时，测得的管地电位应为-850mV（CSE）或更负，该值应为消除IR降后的数值。

②当管道处于有害菌土壤环境中，测得的管地电位应为-950mV（CSE）或更负。

③不同的土壤电阻率阴保电位也不尽相同，当土壤电阻率100Ω·m至1000Ω·m时，阴保电位应负于-750mV（CSE）；当土壤电阳率大于1000Ω·m时，阴保电位应负于-650mV（CSE）。

④最大保护电位应考虑防腐层的种类，以不破坏管道表面的防腐层为原则。消除IR降后的最大保护电位通常不宜比-1200mV更负。

⑤对3PE防腐层管道，如果管道自然电位接近或负于-850mV（CSE），最小保护电位应为自然电位负向极化100mV。

3 金属管道牺牲阳极阴极保护

3.1 牺牲阳极阴极保护

选择一种比钢铁电极电位更负的金属材料，并用导线将被保护管道与之相连接，由于这种金属材料的电极电位比管道更负，该金属就成了腐蚀电池的阳极，管道就成了阴极而被保护。这种金属材料就称为牺牲阳极。牺牲自己去实现对被保护金属的防护，是牺牲阳极保护的最大特点。

牺牲阳极适用于大部分管段防腐层绝缘质量良好，腐蚀轻微，土壤电阻率低，短而孤立的管道，单独用户的支线，附近有较多金属构筑物。

3.2 牺牲阳极的种类及性能

3.2.1 镁及镁合金阳极。

镁是活泼的碱土金属元素，25℃时的标准电极电位值为-2.37V。对钢铁有有效电压0.65～0.75V，镁与钢铁类被保护体组成的保护回路中，驱动电压最大。电流效率只有（40～50）%，电流效率比较低，根据使用的场合不同，可以把它做成块状、带状、线状或板状。

镁在海水中易造成过保护，很少应用于海水中。镁在碰撞时易产生火花，因而不能应用于有防爆要求的场所。阳极开路电位较高，适用于土壤电阻率为15～150Ω·m高电阻率的土壤中。

3.2.2 锌及锌合金阳极。

锌是最早使用的牺牲阳极材料，在土壤中具有较高的电流效率，电流效率可达90%，其电位稳定，阳极输出电流能随被保护金属的状态，环境的变化而自动调节。锌及锌合金阳极不适宜高温淡水或土壤电阻率过高的环境。一般都铸造成梯形断面。

3.2.3 铝合金阳极。

铝合金阳极单位重量发生电量最大，有自动调节输出电流的作用，在海水中性能优良，目前土壤中使用的铝合金阳极性能尚不稳定。故极少应用于埋地金属管道的牺牲阳极。

3.2.4 镁、锌复合式阳极。

复合式阳极是由两种材料组成，一般锌在芯部，镁在外部。当镁消耗完之后，锌阳极再发挥其高效率、长寿命的特点。

3.3 填包料

为了使牺牲阳极更好地发挥其作用，就必须使牺牲阳极置于低电阻率的介质环境中，这种具有低电阻率的介质就是填包料。填包料可以改善阳极的使用环境，降低阳极接地电阻，增大输出电流，使阳极溶解均匀，阳极的使用寿命得到延长。化学填包料一般由不同的易溶无机盐与膨润土组成。

3.4 牺牲阳极的埋设

3.4.1 牺牲阳极的埋设可分为立式或水平式。牺牲阳极的埋设深度一般与被保护管道深度一致。

3.4.2 牺牲阳极的分布可采用单支或集中成组两种方式。成组分布时，阳极间距以2～3m为宜。阳极埋设位置一般距管道外壁3～5m，最小不宜小于0.5m。

3.4.3 通常在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置测试桩，桩的间距应大于500m。

3.4.4 埋设牺牲阳极时，应避免管道与阳极之间存在其他金属构筑物。

3.5 牺牲阳极运行与维护

3.5.1 牺牲阳极埋设后，填包料浇水10天后进行保护参数的投产测试。

3.5.2 牺牲阳极投入运行后相邻两组阳极之间的所有管道保护电位应达到最小保护电位标准。

3.5.3 牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测，至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流、阳极开路电位、阳极接地电阻和阳极埋设点土壤电阻率，可根据需要作加密测试。

3.5.4 对牺牲阳极保护系统，每年至少应维护一次。

4 金属管道外加电流阴极保护

将金属管道与直流电源的负极相连接，让金属管道成为保护系统中的阴极，同时消除金属中的电位差，使腐蚀电流下降为零。从而使金属管道免遭电化学腐蚀的方法，称为金属管道的外加电流保护。外加电流阴极保护系统主要由辅助阳极、附属设施、电源设备和被保护管道四部分组成。

4.1 辅助阳极

辅助阳极是外加电流阴极保护系统中不可缺少的重要组成部分，它将保护电流从电源引入土壤中，再经过土壤流入管道，最后回到电源的负极。这个过程中金属管道为阴极，其表面只发生还原反应，而辅助阳极表面则发生丢失电子的氧化反应，辅助阳极本身存在一定的消耗。

4.1.1 常用辅助阳极。

①高硅铸铁阳极：阳极的允许电流密度5～80A/㎡，自身消耗率小于0.5kg/（A·a）。适合土壤和淡水中。

②石墨阳极：阳极的允许电流密度5～10A/㎡，自身消耗率小于0.6kg/（A·a）。

③钢铁阳极：自身消耗率8～10kg/（A·a）。

④柔性阳极：最大输出电流密度82mA/m。

⑤贵金属氧化物阳极：在钛基体上覆盖一层导电的混合贵金属氧化物而构成，工作电流密度为100A/㎡，消耗率极低，寿命长。

4.1.2 填充料的作用。

①可以增大与土壤的接触面积，减少阳极接地电阻；②使得电化学腐蚀首先在填充料上发生，大大延长阳极的使用年限；③利于阳极产生的气体（氧气、一氧化碳、二氧化碳）逸出，不至于在阳极表面产生“气阻”，增大阳极接地电阻。

实践应用表明：石墨阳极应加填充料；高硅铸铁阳极应视埋设位置而定，在沼泽地，流沙层可不加填充料；柔性阳极阳极宜加填充料；钢铁阳极可不加填充料。

填充料的含碳量宜大于85%，最大粒小于15mm，填充料厚度一般为100mm。当用柔性阳极时，填充料的最大粒径宜小于3.2mm。预包覆焦炭粉的柔性阳极可直接埋设，不必再加入填充料。

4.1.3 阳极地床埋设形式。

4.1.3.1 浅埋式阳极地床。

浅埋式阳极地床顾名思义就是埋入地下较浅，一般距地表约1～5m的土层中，大多数阳极均采用浅埋式。浅埋式阳极又可分为立式和水平式两种。

①立式阳极地床：将一根或多根阳极垂直埋入地下。阳极间用扁钢连接。立式阳极的优点：a接地电阻变化较小。b尺寸相同的情况下，采用立式阳极地床的接地电阻要比水平式的接地电阻小（示意图如图2）。

②水平式阳极地床：以水平方式将阳极埋入地层中。水平式阳极的优点：a安装容易，便于施工。b便于检查阳极的状况。

4.1.3.2 深埋式阳极地床。

当周围环境受限或者地床周边有其他金属构筑物对阳极地床存在干扰和屏蔽时，应采用深埋式阳极。根据阳极地床的埋设深度不同可分为次深（20～40m），中深（50～100m）和深（超过100m）三种（结构图如图3）。

4.2附属设施

4.2.1阳极地床埋设后还要定期检测管道阴极保护参数，所以在管道沿线应设置测试桩。为了避免重复和节约材料，测试桩可兼作里程桩。

4.2.2 电绝缘装置

安装电绝缘装置的目的是将被保护管道与不应受到保护的管道从导电性上分开。目前，国内一般采用绝缘法兰或绝缘接头作为电绝缘装置。

4.2.3 长效参比电极

采用长效埋地型硫酸铜参比电极，它是阴极保护恒电位仪恒电位模式工作控制的基准信号源，同时也是沿线电位传送器进行管/地电位采集和远传的基准信号源。

4.2.4 均压线

均压线安装于同沟敷设、近距离平行或交叉的管道，以消除不同管道之间的电位差，从而避免干扰腐蚀。均压线安装后，两管道间电位差不超过50mV。

同沟敷设的两管道每5～10km设置均压线连接。均压线设置在电位/电流测试桩处，实现同沟敷设的两管道间的均压连接。

4.2.5 跨接电缆

为使全线站外长输干线处于同一阴极保护系统，保证阴极保护电连续性，采用跨接电缆将进、出站管道绝缘接头的保护端连通。

4.3 电源设备

阴极保护系统中，需要一个稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。目前，常用电源设备为恒电位仪。（以PC-1B恒电位仪为例）

4.3.1 PC-1B恒电位仪工作原理。

当仪器处于“自动”工作状态时，给定信号和经阻抗变换器隔离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号，将此信号送入移相触发器，移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路中可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。

4.3.2 设备日常维护。

①恒电位仪等电源设备应做到无灰尘、无缺件、无外来物、技术状态良好。

②恒电位仪等电源设备应定期对运行机与备用机进行切换运行，切换周期以每月一次为宜。

③恒电位仪等电源设备应每月维护保养一次，以保证仪器设备技术性能达到出厂技术指标。

④恒电位仪等电源设备应有避雷措施。

⑤应逐台建立设备档案，认真填写运行、维修、事故记录。

⑥在设备维修中，不得擅自改变结构和线路，需要改装时，要提出申请，报业务主管部门批准，并绘制改装后的图纸存档。

⑦恒电位仪等电源设备报废，应按具备下列条件之一者执行：

a恒电位仪等电源设备使用已达十年以上；

b无法修复或修复已不经济；

c技术性能已明显落后。

⑧按时填报pis系统报表。