(中海石油技術檢測有限公司，天津 300452)

隨著信息技術的發(fā)展和數(shù)字化管道的建成，越來越多的研究者開始關注大數(shù)據(jù)環(huán)境下[1-2]管道完整性相關數(shù)據(jù)的深入挖掘和利用。對于管道智能內檢測數(shù)據(jù)來說，若僅用來進行缺陷剩余強度評價，不免過于浪費，更應該關注檢測到的缺陷數(shù)據(jù)其背后的潛在信息，分析腐蝕的分布規(guī)律和異常，并分析異常的原因等，最大限度的提高檢測數(shù)據(jù)的利用率，為管道的完整性管理決策提供更加科學的依據(jù)。如某雙層海底管道于2013年和2015年分別實施了漏磁內檢測，結果發(fā)現(xiàn)該海管的內管除了內腐蝕缺陷外還存在大量外腐蝕缺陷，尤其是在里程890—1 890 m之間存在較多且較嚴重的外腐蝕，與常規(guī)情況嚴重不符。初步推測該管道存在漏點，為找到漏點，在對這2次檢測數(shù)據(jù)進行比對[3-4]的基礎上，從3個方面對數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析。①腐蝕缺陷隨里程的空間分布特點;②腐蝕缺陷隨時間的發(fā)展特點;③內外腐蝕缺陷的對比。

1 管道概況

1.1 管道結構

該海底管道結構為雙層保溫管道，其結構見圖1，內管和外管之間密封且充滿保溫物質，通常情況下，只有內管內壁接觸含腐蝕因素的輸送介質，而內管外壁幾乎不會產生大量的腐蝕缺陷。

圖1 海底管道結構示意

1.2 2次檢測概況

2次內檢測結果見表1。

表1 2次內檢測概況

由表1可見，內管外壁腐蝕缺陷在短短1年多的時間里由732個增加至1 976個，最大深度由42%增加至79%，腐蝕數(shù)量和程度的發(fā)展都較嚴重，不符合通常情況下雙層保溫海底管道的腐蝕分布規(guī)律。

2 檢測數(shù)據(jù)分析

2.1 泄漏點的位置

2次內檢測外腐蝕缺陷分布見圖2。

由圖2可見，在2次檢測中該管道均發(fā)現(xiàn)了大量的外腐蝕缺陷，且外腐蝕主要集中在890—1 890 m之間的這一段管段上。查閱管道施工圖(見圖3，摘自該管道完整敷設圖DWG-S/L-01-010-4)，該管道在大約890 m和1 890 m的位置各有1個錨固件(BULK HEAD)將內外管連接在一起，使得這一段里程形成了1個密封的環(huán)空空間，空間里填充著無腐蝕性的保溫材料，在正常情況下該環(huán)空空間不會發(fā)生腐蝕。因此，懷疑該雙層管道在該段里程內有泄漏點，導致腐蝕性介質進入內外管環(huán)空空間。環(huán)空空間的腐蝕性介質是來自內管泄漏還是外管泄漏，關于泄漏點的沿程位置確定，需要對缺陷數(shù)據(jù)進行深入挖掘和分析。

圖2 外腐蝕缺陷分布

圖3 管道鋪設圖(部分)

2.1.1 甄別泄漏點在內管還是在外管

從外腐蝕缺陷沿程分布情況可知，缺陷數(shù)量沿程分布不均勻，且相隔1年多的時間里外腐蝕缺陷數(shù)量急劇增加，遠超過內腐蝕缺陷數(shù)量的增加程度。假如是內管泄漏，則內外管腐蝕性介質成分相同，則外腐蝕發(fā)展應該與890—1 890 m的內腐蝕發(fā)展特點相似。而在該段里程內從總量來說2次檢測結果顯示外腐蝕缺陷總量遠超內腐蝕缺陷總量，見圖4。

圖4 890—1 890 m管段2015年腐蝕缺陷分布

從增長程度來說，2次檢測結果顯示內腐蝕缺陷數(shù)量增加不到200個，外腐蝕缺陷數(shù)量增加卻超過1 200個，是內腐蝕缺陷增加數(shù)量的6倍之多，這說明環(huán)空區(qū)域內介質的腐蝕性遠超過內管輸送介質，而海水由于未進行絲毫的防腐處理等，具有非常強的腐蝕性，說明泄漏點位于外管上，外壁缺陷由海水腐蝕而產生。

2.1.2 確定泄漏點沿程位置

該段密封的環(huán)空空間內部充滿了高密度聚乙烯發(fā)泡形式制作成的保溫層，只有漏點位置與外部海洋環(huán)境直接接觸，因此，環(huán)空內的腐蝕性介質海水的流動性非常弱，這一點與管道內部輸送的油品介質流動性差異很大。腐蝕性海水從泄漏點向兩邊傳播需要一定的時間，因此離泄漏點越遠的位置，其接觸海水的時間應該稍短；同時，海水在傳播過程中其腐蝕性成分從泄漏點就開始接觸鋼制管壁，進而發(fā)生反應被逐漸消耗，而且離漏點越近的位置其腐蝕性成分越快的得到補充。因此，離泄漏點越遠的位置其接觸到的海水的腐蝕性應該相對越弱，故可推測離泄漏點較近的位置因腐蝕成分含量較高其缺陷數(shù)量也較多，漏點附近應該最多。故以200 m為分割長度，將里程890—1 890 m等距離分為5段，每段的缺陷數(shù)量見圖5。

圖5 2次檢測腐蝕缺陷分段對比

由圖5a)可見，無論是2013年還是2015年，在890 m—1 890 m范圍內外腐蝕缺陷數(shù)量隨里程的增加呈先增后降的趨勢，在里程1 490—1 690 m管段缺陷數(shù)量達到最多，超過其他各段2倍還多；同時從2次檢測數(shù)量對比來看，該200 m長管段外缺陷數(shù)量在1年多的時間里增量(499個)也遠超過其他各段，而內腐蝕缺陷的分段數(shù)量就沒有這樣的規(guī)律，見圖5b)，這與造成內腐蝕的內部介質的流動性和分布有很大關系。因此,推測泄漏點位于1 490—1 690 m之間的管段上。

2.2 泄漏時間分析

2.2.1 外腐蝕速率計算

對于有2次智能檢測數(shù)據(jù)的缺陷，其年腐蝕速率GR由2次腐蝕深度值計算而得。

(1)

式中：d2為后1次檢測的深度，%；d1為前1次檢測出的腐蝕深度，%；t為管道壁厚，mm；T為2次檢測時間間隔，年。

由于缺陷數(shù)量較多，逐個對比難度較大，考慮到檢測器的精度最終選擇深度超過30%的缺陷點共計51個進行數(shù)據(jù)比對，結果見圖6。

圖6 外腐蝕缺陷腐蝕速率

腐蝕速率計算結果表明，51個缺陷點的腐蝕速率為0.935～3.928 mm/年，其中大部分缺陷的腐蝕速率為2～3 mm/年，這也說明海水的腐蝕性非常強，最大的腐蝕速率約為4 mm/年。

2.2.2 分析泄漏時間

根據(jù)的腐蝕速率計算結果，反推各個缺陷點開始發(fā)生腐蝕的時間。以首次智能檢測時間為反推的起始時間，反推結果見圖7，51個缺陷點中有47個缺陷點即超過90%的缺陷點在2年內就發(fā)展達到2013年的程度。因此認為腐蝕開始于首次智能檢測之前的0.43～1.93年之間。

圖7 腐蝕發(fā)生距首次檢測的時間

2.3 結果驗證

該海管后期維修更換時，發(fā)現(xiàn)泄漏位置位于S065焊縫附近，見圖3。經(jīng)過與內檢測報告比對，該焊縫的內檢測里程為1 686 m，該位置與推測的漏點大概位置(1 490—1 690 m管段)相吻合。因此，漏點的位置推測得到了驗證。對回收的管道進行檢查發(fā)現(xiàn)，內外環(huán)空之間存在海水的痕跡，而沒有油品介質的痕跡，這也驗證了此前的推測，漏點在外管上，腐蝕由海水造成。

3 結論

1)通過對該管道2次智能內檢測得到的內外腐蝕缺陷分布特點的分析，得出管道漏點的里程位置，并分析出是內管漏還是外管漏，可為后續(xù)的維修維護提供依據(jù)。

2)通過對2次檢測到的外腐蝕缺陷的時間發(fā)展特性和缺陷點的腐蝕速率，可確定管道泄漏開始的時間。

3)對比該管道2次智能檢測得到的腐蝕缺陷深度可知，海水對碳鋼的腐蝕性非常強，碳鋼在海水中的腐蝕速率主要集中在2～3 mm/年，最快能達到4 mm/年。因此，一定要保證海底管道外部防腐措施的有效性。

海底管道的智能內檢測數(shù)據(jù)來之不易，且作為油氣管道完整性管理數(shù)據(jù)中最重要的部分，有必要以該數(shù)據(jù)為基礎，結合外檢數(shù)據(jù)、工藝數(shù)據(jù)等進行比對和分析，深入挖掘相關數(shù)據(jù)之間的關系，為后續(xù)的生產運營提供更加科學合理的依據(jù)。