油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估

油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估

李佳

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摘要：管道运输作为大量输送石油、水、气体等介质的最为安全经济的方法，在世界上已经有100多年的历史。然而管道的腐蚀问题一直是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。在现有工程技术范式下，相比其他运输方式，管道是石油天然气最安全高效的运输方式，但仍然会因各种缺陷导致管道失效而造成经济损失及人员伤亡。文章重点论述了油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估措施，仅供参考。

关键词：油气管道；腐蚀；检测；安全

1导言

作为现代能源基础设施不可或缺的组成部分，数百万千米的长输管道遍布全球，以满足不断增长的能源市场需求，服务国家经济、社会发展及人民福祉。在现有工程技术范式下，相比其他运输方式，管道是石油天然气最安全高效的运输方式，但仍然会因各种缺陷导致管道失效而造成经济损失及人员伤亡。因此，强化油气管道的有效检测是非常重要的，能够在一定程度上避免相关问题的出现，从而提高使用安全程度，需要给予高度重视。

2油气管道发生腐蚀的原因及其危害

2.1油气管道发生腐蚀的原因

从内部因素来看，因为油气中包含了一些腐蚀性成分，比如酸性物质和硫化物等，这些物质可能会在传输过程中给管道内壁带来腐蚀风险。从外在环境来看，如土壤中的侵蚀性成分、地下水的储量和各种微生物，这些因素都可能导致管道腐蚀过程加速[1]。

在电化学的化学反应过程中，金属管线间与其周围介质的电势差有可能触发电化学侵蚀，导致金属物质的损失。

在施工质量方面，管道施工过程中的焊接缺陷、防腐层破损等问题也可能为腐蚀提供机会。在应力腐蚀方面，由于应力和腐蚀介质的共同作用，管道可能会发生应力腐蚀开裂，这对管道的安全性产生较大威胁。

2.2油气管道腐蚀的危害

安全隐患：腐蚀会削弱管道的结构强度，增加管道泄漏甚至破裂的风险，引发火灾、爆炸等安全生产事故。

经济的损失：管道受到腐蚀可能会增大修复的费用，并有潜在的风险导致油和天然气的传输被打断，进而给企业造成经济上的损失。当油气泄漏时，它有潜在的能力对其周边环境造成严重的污染。特别是在高人口密度区域或生态敏感区，此类污染可能会带来更大的负面影响。

损失：腐蚀可能引起油气的流失与损坏，进而造成资源的不必要浪费。为了有效降低油气管道受到腐蚀的危险性，有必要实施一系列高效的防腐方案，包括但不限于选用合适的管道材料、施加合适的防腐涂层和执行阴极保护技术等。另外，对于管道周期性的检测与维持是极为关键的。采取这些方法有助于延长管道的使用年限，确保油气传输过程的安全。

3油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估

3.1防腐涂层的保护效果

为了评价不同防腐涂层在抵抗腐蚀方面的效能，设计了电化学阻抗谱（EIS）、盐雾实验和环境暴露实验。选用了3种常见的涂层类型：环氧树脂涂层、聚氨酯涂层和锌基涂层。实验中，将这些涂层分别应用于标准的钢管材料表面，每种涂层的样品均在相同的实验条件下进行测试，包括在3%的盐水溶液中进行72h的连续浸泡，以及在高温高湿环境下的长期暴露[2]。

3.2防腐材料的长效性评价

为了评价不同防腐材料的长效性，设计了一系列长期腐蚀测试，包括盐水浸泡、高温高湿环境暴露和交变湿燥循环测试。选择的防腐材料包括环氧树脂、聚氨酯和锌基防腐涂层以及新型复合材料涂层。每种材料的样本都在相同的实验条件下进行测试，时间跨度设定为2年，定期监测其腐蚀状态和物理性能的变化。

所有材料的腐蚀速率随时间延长而逐渐增加。锌基涂层和新型复合材料显示出较低的腐蚀速率，其中新型复合材料的表现尤为出色，腐蚀速率增长较慢，显示出优异的长期防腐性能。环氧树脂和聚氨酯虽然起初阻抗较好，但随时间推移，腐蚀速率较快增加，尤其是聚氨酯在高湿环境下的表现。这些结果表明，新型复合材料在提供长期防腐保护方面具有潜在优势，适合用于要求严苛的腐蚀环境。通过这些长期测试，可以更好地理解各种材料的耐久性和在实际应用中的可靠性，为未来的材料选择和防腐策略制定提供科学依据。

3.3防腐技术的应用

新兴的防腐技术有纳米技术、智能化防腐涂层

抗腐蚀内衬。

（1）纳米技术。纳米材料由于其具备小尺寸效应、表面特性及量子尺寸效应这些独特属性，在防腐应用中能大大增强涂层的密封能力和防腐性能。比如，使用纳米技术的复合涂层能够生成一个稳固的钝化层，这种膜能够有效地阻挡腐蚀介质的侵入。

（2）智能化防腐涂层。这种涂料往往拥有自我诊断、自我修复以及自我适应的特性。它们有能力感知管道所处环境的转变，并可以根据特定需求释放防腐剂或进行自身修复，这些方法能够有效地延长管道的使用寿命。

（3）抗腐蚀内衬。除了常规的塑料和橡胶等内衬外，一些创新型内衬材料，比如碳纤维增强的复合材料和陶瓷内衬，也在不断地发展和升级。这些建材拥有更为出色的稳固性和抗腐蚀性，能够为管道提供更为有效的保护。

这些创新的防腐方法不仅能够增强管道的抗腐蚀能力，还有助于节约维修开销和减轻环境污染。尽管如此，这些技术在应用过程中仍然遭遇了诸多问题，例如成本偏高和复杂的施工工艺等挑战。因此，在具体应用环境下，需要全面权衡技术的可行性、经济效果以及环境影响，以选定最适宜的防腐方法。与此同时，伴随着防腐技术的不断发展，未来有望出现更多尖端的防腐方法，从而为油气管道的平稳和安全运行奠定坚实基础。

3.4现场应用效果对比分析

针对在真实环境中应用的各种防腐措施的效果进行了评价，包括在海洋平台、地下管道和工业设施中部署的防腐系统。评价方法主要依赖于现场数据收集，包括腐蚀速率的监测、防腐涂层的完整性检查以及阴极保护系统的功能评价[3]。

新防腐技术能显著降低腐蚀速率，其效果比传统方法更为持久和有效。在4年的应用期内，使用新防腐技术的设施腐蚀速率仅增加到0.6mm·a-1，而传统方法的设施腐蚀速率增加到了2.0mm·a-1。这一差异主要源于新技术在材料选择、涂层配方以及阴极保护技术方面的优化。这些结果表明，新防腐技术在现场应用中提供了更优越的保护效果，能够有效延长设施的使用寿命并降低维护成本。此外，通过实际应用数据的分析，可以更准确地预测未来的维护需求和预算规划，为设施管理提供支持。

3.5管道漏磁内检测作业

达到漏磁内检测条件后，进行管道漏磁内检 测施工作业，检测管道缺陷、中心线位置和结构特 征。（1）投运前应对漏磁内检测器进行调试，包 括：低频跟踪调试、传感器调试和数据存储调试等 工作；（2）漏磁检测器运行速度控制在1～2m/s， 经过投运、跟踪、接收等工艺，检测并记录金属管 体上的缺陷、焊缝异常等缺陷信息及套管、补丁、 阀门、三通等管道附件信息。结合定位系统确定管 道金属损失等缺陷和管道附件的精确位置；（3）漏 磁内检测器从收球简取出后，读取检测数据，检测 人员确认数据完整性，提交初步检测报告。

通过开挖验证检测数据准确性。开挖验证点应 不少于5个，应包含严重金属损失点、金属损失密集 点或其他类型缺陷等。通过开挖点实测数据和系统 检测数据对比，确认实际检测精度是否达到标准质 量要求。

结束语

综上所述，油气管道腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，在实际工作中应持续不断地进行科学研究和创新，不断改进防腐技术，而风险因素的影响程度及风险缓解方法的有效性因项目和地区不同存在差异，因此，建议全球研究者参考该模型针对不同地区/国家的油气管道项目开展深入研究，因地制宜提出更具针对性的意见与建议。

参考文献

[1]程铖.油气管道防腐技术的研究现状与发展趋势[J].能源技术与管理,2024,49(03):223-225.

[2]吴付洋,戴立斌,张学忠,等.油气管道化学腐蚀机理分析及其防护措施[J].当代化工,2024,53(06):1394-1398.

[3]梁峰.油气混输管道在线腐蚀检测及安全评估[J].化工管理,2024,(01):35-37.