姜慶雷

摘 要：詳細闡述應用于海洋平臺的管道腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，包括腐蝕監(jiān)測方法、在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成及意義。在此基礎(chǔ)上，通過PB-1海上平臺介紹了旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在海洋平臺中應用。

關(guān)鍵詞：海上平臺；海管；腐蝕監(jiān)測；旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)

1.前言

近年來，部分油田出現(xiàn)輸油管道泄漏問題，雖然及時進行了維修和更換，但給正常生產(chǎn)帶來很大的麻煩。管道的腐蝕防護問題，成為一項迫在眉睫的重要問題，如何防止管道泄漏，更好的監(jiān)測管道運行的狀況和腐蝕情況，成為油田十分關(guān)心的問題。在國家日益重視安全環(huán)保的新形勢下，管道一旦發(fā)生腐蝕泄露，不僅會引起設(shè)備更換、平臺停產(chǎn)等巨大的產(chǎn)量及經(jīng)濟損失，還會造成嚴重的環(huán)境污染，帶來巨大的社會效益損失[1]。因此，對管道運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，掌握管道真實的腐蝕狀態(tài)，并根據(jù)詳實的腐蝕信息制定切實有效的防護措施，防止管道腐蝕泄露事故的發(fā)生是一項十分必要的工作，意義深遠。

2.腐蝕監(jiān)測的意義與監(jiān)測方法

腐蝕監(jiān)測技術(shù)是由實驗室腐蝕試驗方法和設(shè)備的無損監(jiān)測技術(shù)發(fā)展而來的，在設(shè)備運行過程中對設(shè)備的腐蝕狀態(tài)進行連續(xù)的測量，其目的是在不影響設(shè)備正常運行的情況下，發(fā)現(xiàn)設(shè)備的腐蝕現(xiàn)象，揭示腐蝕過程，了解腐蝕控制效果，迅速、準確地判斷設(shè)備的腐蝕狀態(tài)和存在的隱患，以便研究制定出恰當?shù)母g問題解決方案[2]。

常見的腐蝕監(jiān)測方法有失重掛片法、電阻探針法、電感探針法和電化學探針法。

3. 旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)特點[3]

旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置系統(tǒng)結(jié)合了離線監(jiān)測中的超聲波測厚等方法及在線監(jiān)測中失重掛片法、電阻探針法等方法，不僅能夠監(jiān)測到適時腐蝕情況，而且可以獲得腐蝕類型及機理等重要信息。為海底管道內(nèi)腐蝕的機理、腐蝕產(chǎn)物的構(gòu)成、微生物繁殖狀況提供了更加直觀的依據(jù)。通過該裝置，可以實現(xiàn)在線緩蝕劑效果評價、優(yōu)化和效果跟蹤，及時掌握該管道的內(nèi)腐蝕情況。

（1）可在線拆裝

由于監(jiān)測管段獨特的旁路式設(shè)計，只需將監(jiān)測管段進行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產(chǎn)活動的情況下，對監(jiān)測管段進行拆裝作業(yè)。

（2）可根據(jù)需求選擇不同的監(jiān)測部件

旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)中包含了經(jīng)典的掛片監(jiān)測手段，可以得到管道在一段時間內(nèi)的平均腐蝕速率。并可根據(jù)需要，選用不同的監(jiān)測部件進行測試。采用三層腐蝕掛片和電化學探頭，連續(xù)監(jiān)測管道上中下三層腐蝕速率變化的趨勢，隨時了解流體在管道內(nèi)不同位置腐蝕變化；了解緩蝕劑進過油水分配后，在管道內(nèi)不同層位的分布情況。具體有：多層掛片組件、單層電阻探針、單層電感探針、單層電極探針、多層電極探頭。

（3）能實時監(jiān)測管道內(nèi)腐蝕情況及環(huán)境突變

選用電化學探針、電感探針或電阻探針等高靈敏度檢測工具，可以實時監(jiān)測管道的內(nèi)腐蝕情況及工況的突變。

（4）能獲得直觀的內(nèi)腐蝕信息

管段內(nèi)壁能清晰地分辨氣、液分界面，進而分析氣液在管道內(nèi)的流速分布；能夠直觀分析焊縫附近有沒有明顯的局部腐蝕，內(nèi)表面是否存在垢下腐蝕等腐蝕信息。

（5）能獲得腐蝕、結(jié)垢產(chǎn)物及沉積物

實現(xiàn)不停產(chǎn)情況下，獲得更加直觀的內(nèi)腐蝕信息。例如：解決了以前的監(jiān)測手段不能實現(xiàn)在線提取管道內(nèi)腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢產(chǎn)物、沉積物和微生物的缺點。

（6）能獲得微生物腐蝕信息

對監(jiān)測管段底部基座內(nèi)部存留的流體進行取樣，可以獲得SRB、TGB等微生物信息，這對了解管道內(nèi)部微生物腐蝕及其控制有著重要意義。

4.旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)在PB-1平臺中的應用

為監(jiān)測海管在油、氣、水三相混輸工況下的內(nèi)腐蝕情況，結(jié)合海管旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測在其他油田的應用經(jīng)驗，采技服公司協(xié)助PB-1項目組為海管專門設(shè)計安裝一套旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，在被監(jiān)測管道典型位置（海管入口及出口）處安裝一段可在線拆裝、與管道材質(zhì)相同的腐蝕測試短節(jié)，這是旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)獨到的設(shè)計，因為任何其他檢測方法得到的數(shù)據(jù)，都不如拆卸腐蝕測試短節(jié)進行檢查更為直觀、具體、真實，該設(shè)計符合GB/T 23258-2009《鋼制管道內(nèi)腐蝕控制規(guī)范》要求[4]。

此系統(tǒng)與主管線采用對法蘭連接，主管線采用雙球閥設(shè)計，增加了系統(tǒng)的安全性。由于腐蝕測試短節(jié)的材質(zhì)、溫度、壓力及介質(zhì)均與海管相同，因此通過觀察旁路式腐蝕測試短節(jié)的內(nèi)腐蝕形貌即可知道海管真實的腐蝕、結(jié)垢形貌。

在腐蝕測試短節(jié)上設(shè)置了可供監(jiān)測和檢測的探頭插入基座；設(shè)計、安裝了3層掛片探頭，定期對腐蝕掛片進行拆卸、更換，通過失重法可計算出腐蝕速率；分析3層掛片探頭不同層位腐蝕掛片的腐蝕情況，可獲得海管不同層位的腐蝕信息。在腐蝕測試短節(jié)上設(shè)計、安裝了電阻探針，并用通訊電纜將電阻探針信號引至中控室。電阻探針材質(zhì)與海管相同，因此可將腐蝕測試短節(jié)的腐蝕速率實時地傳到室內(nèi)以供作業(yè)者分析。測試短節(jié)上留有焊縫腐蝕檢測區(qū)，能對焊縫腐蝕、電偶腐蝕進行監(jiān)測。短節(jié)下部的沉積物收集區(qū)，能獲得腐蝕、結(jié)垢產(chǎn)物及沉積物信息。MIC監(jiān)測區(qū)能獲得微生物腐蝕信息。系統(tǒng)上部增設(shè)旁通管，旁通管設(shè)單球閥，監(jiān)測管段獨特的旁路式設(shè)計，只需將監(jiān)測管段進行工藝隔離，即可在不影響油氣田正常生產(chǎn)活動的情況下，對監(jiān)測管段進行拆裝作業(yè)。

此系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對海管內(nèi)腐蝕的全面跟蹤，進而通過多方位的腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)，調(diào)整防腐措施，達到理想的腐蝕防護效果，延長海管使用壽命，保證油田正常安全生產(chǎn)。相對于其他海管腐蝕監(jiān)測方法，該方法具有成本較低、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、維護等優(yōu)點，并且所有作業(yè)不影響油田正常生產(chǎn)，具有推廣應用價值。

結(jié)論：旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)提供了一個有機的平臺，將目前常規(guī)的腐蝕監(jiān)測技術(shù)集成起來，大大的改善了傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)在周期和數(shù)據(jù)穩(wěn)定性上的不足。使得各種腐蝕監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)勢互補，形成了交叉立體的監(jiān)測結(jié)構(gòu)，具有廣闊的應用前景。

參考文獻：

[1]王疆戈.世界油氣管道現(xiàn)狀[J].中國石化，2004，226（7）：18-19.

[2]宋生奎，李洪海，歐陽曉東等.輸油管道腐蝕監(jiān)測及評估技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].石油商技，2004，22（6）：19-2.

[3]廖伍彬，鄧曉輝，鄧衛(wèi)東等. 旁路式管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)應用[J].科技創(chuàng)新導報，2010，30.

[4] 廖伍彬，秦立峰，李飛等. 海管旁路式內(nèi)腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與應用[J].中國海上油氣，2011，23（4）：275-278.