，

(西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司， 陜西 西安 710018)

管道檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)在樊學(xué)-姬塬輸油管道中的應(yīng)用

朱國(guó)承，解智堂

(西安長(zhǎng)慶科技工程有限責(zé)任公司， 陜西 西安 710018)

管道腐蝕已經(jīng)成為油田管道泄漏事故的主要因素之一，尤其在運(yùn)行中后期的管道中表現(xiàn)得尤為突出。采取相應(yīng)的腐蝕檢測(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)在役管道運(yùn)行現(xiàn)狀以及采取相應(yīng)的保護(hù)措施顯得十分重要。樊學(xué)-姬塬輸油管道是長(zhǎng)慶油田重要的外輸干線，為對(duì)管道的運(yùn)行現(xiàn)狀及腐蝕情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，分別應(yīng)用瞬變電磁檢測(cè)及超聲波檢測(cè)等技術(shù)，采用分段檢測(cè)方法對(duì)相對(duì)應(yīng)的管道剩余壁厚進(jìn)行側(cè)厚，并核算出最大壁厚損失率及平均腐蝕速率等腐蝕參數(shù)。此次檢測(cè)達(dá)到了預(yù)判管道現(xiàn)狀的目的，也為管道的后續(xù)運(yùn)行維護(hù)提供了依據(jù)。

管道； 檢測(cè)； 腐蝕； 瞬變電磁法(TEM)； 超聲波

樊學(xué)-姬塬輸油管道起點(diǎn)為長(zhǎng)慶油田學(xué)一聯(lián)合站，終點(diǎn)為姬塬外輸總站，輸送的介質(zhì)為凈化原油，管線設(shè)計(jì)壓力為4.0 MPa，管道材質(zhì)20無(wú)縫鋼管，規(guī)格(外徑×厚度×長(zhǎng)度)為?89 mm×4.5 mm×16.96 km，采用環(huán)氧煤瀝青一底二面結(jié)構(gòu)外防腐，聚氨酯泡沫塑料黃夾克結(jié)構(gòu)外保溫。

樊學(xué)-姬塬輸油管道于2005年投產(chǎn)運(yùn)行，管道起點(diǎn)輸送溫度50 ℃，外輸壓力3.5 MPa，截止2015年輸送原油500萬(wàn)t，通過(guò)管道泄漏檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)全線運(yùn)行情況進(jìn)行判定，未出現(xiàn)因腐蝕發(fā)生泄漏事故。根據(jù)管道運(yùn)行管理需要，為檢測(cè)該管道運(yùn)行10 a后腐蝕等相關(guān)情況，同時(shí)也為后續(xù)管道維檢修提供依據(jù)，2015年對(duì)樊學(xué)-姬塬輸油管道線路全線進(jìn)行腐蝕檢測(cè)并對(duì)外腐蝕點(diǎn)進(jìn)行修復(fù)。

1 腐蝕檢測(cè)

1.1內(nèi)容

對(duì)樊學(xué)-姬塬輸油管道進(jìn)行的腐蝕檢測(cè)內(nèi)容包括現(xiàn)場(chǎng)踏勘確定檢測(cè)管段單元、采用瞬變電磁法(time domain electromagnetic methods，TEM)進(jìn)行腐蝕間接評(píng)價(jià)、超聲波直接檢測(cè)以及管線剩余強(qiáng)度評(píng)價(jià)，檢測(cè)程序見圖1[1-5]。

圖1 樊學(xué)-姬塬輸油管道檢測(cè)工序示圖

1.2檢測(cè)管段單元?jiǎng)澐?/p>

檢測(cè)管段單元?jiǎng)澐值哪康氖菍⒐艿谰哂邢嗨屏黧w特征、管道內(nèi)防護(hù)措施等因素的管段進(jìn)行區(qū)分，盡量保證劃分為同一檢測(cè)管段單元的管線輸送介質(zhì)、運(yùn)行條件、管線內(nèi)防腐方式、管線規(guī)格及材質(zhì)、施工因素以及運(yùn)行維護(hù)情況一致。同一管道主要參考因素包括管徑、壁厚變化點(diǎn)，化學(xué)藥劑注入點(diǎn)，管線的插輸點(diǎn)，管道沿線土壤的腐蝕性明顯變化點(diǎn)，歷史破漏、運(yùn)維等因素[6-10]。

樊學(xué)-姬塬輸油管道檢測(cè)管段單元?jiǎng)澐忠姳?。

表1 樊學(xué)-姬塬輸油管道檢測(cè)管段單元?jiǎng)澐?/p>

2 TEM檢測(cè)

TEM是基于瞬變電磁原理，采用不接地回線向管道發(fā)送一次脈沖磁場(chǎng)，用接收回線檢測(cè)管道產(chǎn)生的二次渦流磁場(chǎng)，根據(jù)不同材質(zhì)、規(guī)格的管道在瞬變衰減特征上的不同來(lái)評(píng)估管體金屬損失的一種檢測(cè)手段。

使用TEM檢測(cè)管道的優(yōu)點(diǎn)：不受管道結(jié)構(gòu)、輸送介質(zhì)及管徑的影響；可以在不進(jìn)行開挖、不影響管道運(yùn)行的條件下進(jìn)行檢測(cè)，提高了檢測(cè)效率；可以通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)電率和導(dǎo)磁率的變化，檢測(cè)到管道應(yīng)力集中的部位，從而對(duì)管道缺陷進(jìn)行預(yù)防。

2.1TEM現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

鑒于TEM具有的多種優(yōu)點(diǎn)，考慮到樊學(xué)-姬塬輸油管道為長(zhǎng)慶油田重要樞紐工程，為減少管道檢測(cè)對(duì)運(yùn)行的影響，采用了此方法對(duì)A、B、C、D這4個(gè)管段分別進(jìn)行了檢測(cè)，TEM現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試示意圖見圖2。

圖2 TEM檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)示圖

通過(guò)間接檢測(cè)及評(píng)價(jià)篩選出管體金屬損失量嚴(yán)重的點(diǎn)，為樊學(xué)-姬塬輸油管道確定直接檢測(cè)與評(píng)價(jià)開挖點(diǎn)位置提供依據(jù)。

開挖點(diǎn)間接評(píng)價(jià)腐蝕程度分為嚴(yán)重、中、輕3種定性劃分。其中，當(dāng)嚴(yán)重點(diǎn)數(shù)小于3個(gè)時(shí)，該管段選擇1～2處開挖；當(dāng)嚴(yán)重點(diǎn)大于等于3個(gè)時(shí)，應(yīng)至少選擇其中3個(gè)最為嚴(yán)重的點(diǎn)進(jìn)行開挖檢測(cè)。如果直接檢測(cè)結(jié)果30%的開挖點(diǎn)損失壁厚大于原始壁厚的50%，加密開挖點(diǎn)；間接評(píng)價(jià)得出中的點(diǎn)至少選擇1個(gè)點(diǎn)進(jìn)行開挖檢測(cè)，如果開挖檢測(cè)最大損失壁厚大于原始壁厚的50%，至少追加1個(gè)開挖點(diǎn)；至間接評(píng)價(jià)得出輕的點(diǎn)少選擇1個(gè)點(diǎn)進(jìn)行開挖檢測(cè)，如果開挖檢測(cè)最大損失壁厚大于原始壁厚的50%，至少追加1個(gè)開挖點(diǎn)。

2.2管道剩余壁厚檢測(cè)

采用精度為0.05 mm、40DB增益、1-10MHZ探頭的MVX-DAKOTA超聲波測(cè)厚儀對(duì)樊學(xué)-姬塬輸油管道重點(diǎn)位置進(jìn)行剩余壁厚檢測(cè) ，程序如下。

(1)檢測(cè)管道時(shí)，鑒于具體的腐蝕部位無(wú)法直觀地進(jìn)行判斷。因此，采用了同一截面點(diǎn)的不同部位來(lái)測(cè)定壁厚，即在時(shí)鐘12點(diǎn)、3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、1點(diǎn)半、4點(diǎn)半、7點(diǎn)半、10點(diǎn)半每個(gè)方向測(cè)量8～12次取平均值，并做好記錄。

(2)若開挖部位檢測(cè)管體剩余壁厚損失率大于40%，對(duì)該管段進(jìn)行150～200 m一個(gè)開挖部位的加密檢測(cè)。

(3)若開挖部位檢測(cè)管體剩余壁厚損失率大于30%，且管體平均腐蝕速率不小于0.4 mm/a，對(duì)該管段進(jìn)行150～200 m一個(gè)開挖部位的加密檢測(cè)。

(4)對(duì)管線的出、進(jìn)站300 m管段，上、下坡管段，穿跨越，拐點(diǎn)，彎頭，V型溝底，插輸節(jié)點(diǎn)，歷史破漏點(diǎn)，靠近水源地以及靠近風(fēng)險(xiǎn)源點(diǎn)等典型管段部位，需單獨(dú)設(shè)定為開挖檢測(cè)點(diǎn)[11-13]。

(5)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)流程對(duì)超聲波測(cè)厚儀進(jìn)行校準(zhǔn)，超聲波測(cè)厚儀校準(zhǔn)后檢測(cè)管體剩余壁厚，并判定管道的剩余壽命。

通過(guò)對(duì)樊學(xué)-姬塬輸油管道進(jìn)行的管道腐蝕檢測(cè)，依據(jù)SY/T 6151—2009《鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法》[14]以及SY/T 0087.2—2012《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)》[15]對(duì)A～D管段最終腐蝕情況的評(píng)價(jià)結(jié)果見表2。

表2 樊學(xué)-姬塬輸油管道檢測(cè)結(jié)果及結(jié)論

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)樊學(xué)-姬塬輸油管道全段管道存在的安全環(huán)保風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評(píng)估，提前采取了防控措施，預(yù)判了管道服役年限，為下一步的治理提供了理論依據(jù)[16]。同時(shí)，通過(guò)對(duì)管道內(nèi)外腐蝕檢測(cè)，掌握管道服役狀況，針對(duì)存在隱患管段提出治理方案，延長(zhǎng)了管道的服役時(shí)間，避免了因局部問(wèn)題而導(dǎo)致全段更換的現(xiàn)象，T'EM管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)在油田管道中將有更廣泛的應(yīng)用前景。

[1] 油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)編寫組.油田油氣集輸設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1995.

(Editorial Committee of Technical Manual of Oil and Gas Gathering and Transportation in Oilfield. Technical Manual of Oil and Gas Gathering and Transportation in Oilfield[M]. Beijing: Petroleum Industry Press, 1995.)

[2] 張德姜.石油化工裝置工藝管道安裝設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)石化出版社，1994.

(ZHNAG De-jiang.Design Manual of Process Piping Installation for Petrochemical Plant[M]. Beijing: China Petrochemical Press Co. Ltd., 1994.)

[3] 唐永進(jìn).壓力管道應(yīng)力分析[M].北京：中國(guó)石化出版社，2010.

(TANG Yong-jin. Stress Analysis of Pressure Pipeline[M]. Beijing: China Petrochemical Press Co. Ltd., 2010.)

[4] 李堅(jiān).管道應(yīng)力分析及柔性設(shè)計(jì)[J].煉油技術(shù)與工程，2010(1):64-67.

(LI Jian. Pipeline Stress Analysis and Flexible Design[J]. Petroleum Refinery Engineering, 2010(1):64-67.)

[5] 焦利輝,張磊，宋黔.不同核電設(shè)計(jì)體系管道應(yīng)力分析載荷后處理研究[J].管道技術(shù)與設(shè)備，2016(1):20-22，25.

(JIAO Li-hui，ZHANG Lei，SONG Qian. Pipeline Stress Analysis of Different Nuclear Power Design System [J]. Pipeline Technique and Equipment，2016 (1) :20-22，25.)

[6] 王凱.原油管道差溫順序輸送工藝數(shù)值研究[D]．北京：中國(guó)石油大學(xué)，2009．

(WANG Kai. Numerical Study on the Differential Temperature Sequence Transportation Process of Crude Oil Pipeline [D]. Beijing：China University of Petroleum，2009.)

[7] 賈邦龍，張勁軍．六參數(shù)含蠟原油觸變模型[J]．石油學(xué)報(bào)，2012，33(6)：170-175．

(JIA Bang-long，ZHANG Jing-jun. Six Parameters of Thixotropy Models for Waxy Crude Oil [J]. Acta Petrolei Sinica, 2012，33 (6):170-175.)

[8] 高鵬．含蠟原油流變性與蠟晶形態(tài)、結(jié)構(gòu)及原油組成間關(guān)系研究[D]．北京：中國(guó)石油大學(xué)，2007．

(GAO Peng. Study on the Relationship between Rheological Properties of Waxy Crude Oil and Wax Crystal Morphology, Structure and Composition of Crude Oil [D]. Beijing: China University of Petroleum，2007.)

[9] 王榮敏，董巍，穆冬玲，等．鐵邊城—西蜂管道輸油工藝技術(shù)[J]．石油工程建設(shè)，2010，36(3)：16，118-120．

(WANG Rong-min，DONG Wei，MU Dong-ling， et al. Oil Transmission Process of Tibiancheng-Xifeng Pipeline[J].Petroleum Engineering Construction，2010，36 (3):16，118-120.)

[10] 楊筱蘅．輸油管道設(shè)計(jì)與管理[M]．北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2006．

(YANG Xiao-heng. Design and Management of Oil Pipeline [M]. Beijing: Publishing House of China University of Petroleum，2006.)

[11] 高魁明．熱工測(cè)量?jī)x表(第2版)[M].北京：冶金出版社，2006．

(GAO Kui-ming. Thermal Measuring Instrument(The Sec. Edition) [M].Beijing: Metallurgy Press，2006.)

[12] 徐英華，楊有濤．流量及分析儀表[M]．北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2008.

(XU Ying-hua, YANG You-tao. Flow and Analysis Instrument [M]. Beijing:China Metrology Publishing House，2008.)

[13] 胡士信．陰極保護(hù)工程手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999．

(HU Shi-xin. Handbook of Cathodic Protection Engineering[M]. Beijing: Chemical Industry Press，1999.)

[14] SY/T 6151—2009，鋼質(zhì)管道管體腐蝕損傷評(píng)價(jià)方法[S].

(SY/T 6151—2009，Evaluation Method of Corrosion Damage of Steel Pipeline[S].)

[15] SY/T 0087.2—2012，鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn) 埋地鋼質(zhì)管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)[S].

(SY/T 0087.2—2012，Direct Evaluation of Corrosion of Steel Pipeline and Tank Corrosion Evaluation Standard for Buried Steel Pipeline[S].)

[16] SY/T 0032—2000，埋地鋼質(zhì)管道交流排流保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)[S]．

(SY/T 0032—2000，Buried Steel Pipeline AC Discharge Protection Technology Standards[S].)

(許編)

ApplicationofPipelineDetectionandEvaluationTechnologyinFanxue-JiyuanOilPipeline

ZHUGuo-cheng，XIEZhi-tang

(Xi’an Changqing Technology Engineering Co. Ltd., Xi’an 710018, China)

Pipeline corrosion has become one of the main factors of oil pipeline leakage accident, especially in the middle and later period of operation. In service pipeline to take the corresponding corrosion detection technology, to evaluate the pipeline operation status, at the same time to take the corresponding protection measures are very important. Fanxue-Jiyuan oil pipeline is an important external transmission trunk of Changqing Oilfield, operation condition and corrosion of the pipeline were detected, respectively through the application of instantaneous change electromagnetic detection, ultrasonic detection technology, using segmented detection method, were detected in the corresponding pipeline residual wall thickness and accounting maximum wall thickness loss rate, average corrosion rate and corrosion parameters and to predict the present situation, so as to provide reference for pipeline the subsequent operation and maintenance.

pipeline; detection; corrosion; time domain electromagnetic methods(TEM)；ultrasonic

中石油管道完整性項(xiàng)目(CTEC188S-2016)

TQ050.7； TE973.6

B

10.3969/j.issn.1000-7466.2017.01.013

1000-7466(2017)01-0066-04

2016-08-06

朱國(guó)承(1982-)，男，安徽安慶人，工程師，學(xué)士，主要從事長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)工作。