应用技术 石 油 化Ｃ工ｏｎ 腐蚀与 防护 ｏｒｒｏｓｉｏｎ＆Ｐｒｏｔｅｃｔｉｉｎ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ ２ ０ ０ ８，２ ５（５） ・４ ５ ・ 埋地混输管道不开挖腐蚀检测及评估 龙媛媛 苏建国 姬 杰 王遂平 杨为刚 （中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东东营２５７０００） 摘要：综合利用防腐蚀保温层破损点定位、防腐蚀保温层性能检测评价及管壁剩余厚度检测评价 等埋地管道不开挖腐蚀检测技术和ｘ射线衍射分析及扫描电镜能谱分析等腐蚀产物分析技术，对中 国石油化工股份有限公司胜利油田分公司临盘采油厂一矿１２队盘７站——盘７—１站１．０５８ ｋｍ混输 管道进行了不开挖腐蚀检测及管道腐蚀原因分析。通过检测与分析，确定了被检管道因腐蚀而需更 换、维修及重点监控与维护的具体部位，并确定了管道腐蚀原因，为被检管道的更换、维修及防腐蚀提 供了科学依据，对保障管道安全运行具有重要意义。 关键词：埋地混输管道不开挖腐蚀检测腐蚀原因 腐蚀防护 中图分类号：ＴＥ８３２．９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７—０１５Ｘ（２００８）０５—００４５—０３ 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司 腐蚀原因分析。 １检测技术与分析方法 １．１ 埋地管道不开挖地面腐蚀检测技术 与管道内检测技术和传统的开挖抽检技术相 （以下简称胜利油田分公司）临盘采油厂一矿１２ 队盘７站——盘７—１站混输管道，全长１．０５８ ｋｍ，规格为６２１９ ｍｍ×８咖无缝钢管，外防腐层 为黄夹克及沥青玻璃布。由于混输管道输送介质 的腐蚀性相对较强，随着管道运行时间增加，管道 内壁结垢严重（垢层厚度约３ ｃｍ），腐蚀穿孔频繁。 为给管道更换、维修及维护提供科学依据，确保管 道安全运行，综合利用防腐保温层破损点定位、防 腐保温层性能检测评价及管壁剩余厚度检测评价 比，管道不开挖腐蚀检测技术由于其具有效率高、 费用低廉及可实现管道腐蚀全貌的全程检测等优 点，使其更适用于油田埋地集输管道的腐蚀检 测…。文章综合利用了防腐层破损点检测、防腐 层性能评价和管壁剩余厚度检测评价（ＴＥＭ）技术 对被检管道的管体腐蚀情况进行了检测评价。具 体检测项目、仪器设备及检测评价方法见表１。 等埋地管道不开挖腐蚀检测技术和ｘ射线衍射分 析（ＸＲＤ），扫描电镜能谱分析（ＳＥＭ／ＥＤＡＸ）等腐 蚀产物分析技术对该管道进行了腐蚀检测及管道 表１检测与评价方案 １．２腐蚀产物分析技术 ２不开挖腐蚀检测情况 ２．１ 防腐层破损点检测情况 利用电位梯度法对管道进行了防腐层破损点 收稿日期：２００７—０６—２２；修稿日期：２００８—０５—３０。 作者简介：龙媛媛（１９７９一），女，硕士研究生，工程师。毕 业于沈阳化工学院，一直在中国石油化工股份有限公司胜 采用荷兰ＰＨＩＬＬＩＰＳ公司的ＴＷ１７００型ｘ射线 衍射分析仪进行ＸＲＤ分析，确定腐蚀产物的组 成，并可根据衍射峰的强弱，判断腐蚀产物中各 组分质量分数的多少；采用荷兰ＰＨＩＬＩＰＳ公司的 ＸＬ一３０ＦＥＧ场发射扫描电子显微镜和能谱系统进 行ＳＥＭ／ＥＤＡＸ测试，观察腐蚀产物的微观结构及 形貌，确定腐蚀产物的元素分布 。 利油田分公司技术检测中心腐蚀与防护研究所从事腐蚀与 防护研究工作。 ・４６・ 石油化工腐蚀与防护 第２５卷 检测，共检出防腐层破损点ｌ４个，其中严重破损５ 个（见表２），防腐层破损或补口缺陷分布情况见图 １（图中黑点密集处为管道防腐层破损点集中处）。 表２防腐层破损情况与建议 ０ １００ ２ｏｏ ３ｏｏ ４ＯＯ ５００ ６ｏ０ ７ｏｏ ８０ｏ ９００ ｌｏｏＯ 管道／ｍ 图１ 防腐层破损点（段）分布 ２．２防腐层性能评价结果 利用视综合参数异常法，根据防腐层绝缘电阻 和视电容率对防腐层性能进行了评价 ，评价结 果为被检管道的防腐层性能为可（见表３）。 表３ 防腐层性能综合评价与建议措施 注：表中比例为相应等级的管段长度占被检管道总长度的比例。 ２．３管壁厚度检测评价结果 对管壁厚度减薄严重的４处进行了局部开挖 超声波壁厚测量，结果见表４。 由表４可知开挖验证的４处只有６７３ ｋｍ处管道 利用ＴＥＭ评价法对管道管体腐蚀剩余平均壁 厚度进行了检测，检测结果为：ＴＥＭ检测均值为 ６．４８ ｍｍ，最小值为５．９５ ｍｍ，最大值为７．０２ ｍｍ， 管壁厚度值偏低，变化范围大（见图２）。 外防腐层为破损点，外壁有轻微腐蚀，管壁厚度最小 值为３．３９ １ＴＩ１ＴＩ，最大值为７．９４ ＩＴＩ１ＴＩ，管壁厚度变化范围 大，管体的中下部腐蚀明显重于其他部位，有“冲刷腐 蚀”迹象，初步推断管道的腐蚀形式为内腐蚀。 ３腐蚀产物分析结果 ３．１ 管道内壁腐蚀产物ＸＲＤ分析结果 管道／ｍ 开挖验证处典型管道内壁腐蚀产物的ＸＲＤ分 析结果见图３。从图３可以看出，腐蚀产物主要为 ＦｅＯＯＨ，Ｆｅ３０４和ＳｉＯ２及少量的ＣａＣＯ３。 表４管壁厚度超声波测试结果 图２ ＴＥＭ检测结果 ２．４局部开挖超声波壁厚测试结果 备注 １．７ ∞ Ａ ｏ ｔ 、、 嚼 图８内壁腐蚀产物的ＸＲＤ分析 第５期 龙媛媛等．埋地混输管道不开挖腐蚀检测及评估 ・４７・ ３．２ 管道内壁腐蚀产物ＳＥＭ／ＥＤＡＸ分析结果 开挖验证处典型管道内壁腐蚀产物的ＳＥＭ／ ＥＤＡＸ分析结果见图４，５。从图４，５可以看出，腐 蚀产物疏松多孔，元素组成主要为Ｃ，Ｏ，Ｓｉ，Ｆｅ及 少量Ｃａ等，与ＸＲＤ分析结果基本吻合。 图４内壁腐蚀产物的ＳＥＭ显微分析 ３．３ ２．６ 们 ２．０ 趟 爆 １．３ Ｏ．７ Ｏ．Ｏ １．ｏｏ ２．ＯＯ ３．ｏ０ ４．Ｏ０ ５．０ｏ ６．０ｏ ７．Ｏ０ ８．００ ９．００ 能量／ｋｅＶ 图５ 内壁腐蚀产物的ＳＥＭ／ＥＤＡＸ分析 ３．３管道内壁垢物ＸＲＤ分析结果 开挖验证处典型管道内壁存在约３ ｃｍ厚的垢 层，从管道内壁由外至内依次取下的４层垢物的 ＸＲＤ分析结果见图６。 ｉ 们 ＼ 暖 ｇ警吾 蓥 ３ ５ １０ １５ ２Ｏ ２５ ３Ｏ ３５ ４０ ４５ ５Ｏ ５５ ６０ ６５ ２ Ｂ／。 图６内壁垢物的ＸＲＤ分析 从图６可以看出，垢物成分均为ＣａＣＯ ，可见 管道内壁ＣａＣＯ 结垢严重，进一步验证了由 ＣａＣＯ，结垢引起的管道内壁局部腐蚀为管道内腐 蚀的主要形式之一。 ３．４讨论 由上述管道内壁腐蚀产物成分、含量及微观形 貌分析结果可知： （１）腐蚀产物中存在大量铁的氧化物ＦｅＯＯＨ 和Ｆｅ Ｏ ，管道内壁腐蚀严重。 （２）管道内壁ＣａＣＯ 结垢严重（垢层厚度约３ ｃｍ），由ＣａＣＯ 结垢引起的垢下局部氧浓差腐蚀应 是引起管道局部腐蚀的主要原因之一。 （３）腐蚀产物中的大量ＳｉＯ 来自地层，由ＳｉＯ： 引起的管道中下部冲刷腐蚀应是引起管道内腐蚀 的另一主要原因。 （４）腐蚀产物膜为疏松多孔形态，不能对管道 内壁起到保护作用。 ４结论 ４．１管道运行安全评估 （１）被检管道防腐蚀层破损点ｌ４个，其中严 重破损５个，防腐蚀层总体性能为“可”。 （２）被检管道腐蚀控制形式为内腐蚀，存在严 重冲刷腐蚀，中下部管壁厚度减薄严重，且多处存 在局部垢下腐蚀穿孔风险，目前的环境及生产条件 已不能保证管道安全运行。 ４．２应采取的措施 （１）更换该被检管道，新管道应采取适宜的内 防腐蚀技术，经胜利油田有限公司腐蚀与防护研究 所对８种管道内防腐蚀技术进行了为期１ ａ的中 试应用，推荐采用ＥＰ一６７玻璃鳞片涂层管道或钢 骨架复合管 。 （２）重新筛选缓蚀阻垢剂，缓蚀剂推荐采用对 减缓氧腐蚀作用明显的咪唑啉或酰胺类，阻垢剂推 荐采用对抑制ＣａＣＯ。垢效果明显的磷酸盐类，注 意除单独评价缓蚀剂的缓蚀效率和阻垢剂的阻垢 性能外，还应考虑二者的配伍性，同时确定适宜的 加药质量浓度，并严格执行加药制度。 参考文献 １石仁委．埋地管道腐蚀检测技术的探讨［Ｊ］．石油工程建设， ２００６，３２（２）：３０—３１ ２周玉，武高辉编．材料分析测试技术［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业 大学出版社．２００１．８４—９３ ３李永年，李晓松，姚学虎，等．埋地管道综合参数异常评价法的 应用效果［Ｊ］．地球物理学进展，２００３，ｌ８（３）：３０—３２ ４龙嫒嫒，石仁委，柳言国，等．８种管道内防腐蚀技术在胜利油 田的中试应用及性能评价［Ｊ］．材料保护，２００７，４０（４）：５３—５４ （下转第５１页） 第５期 王志彬等．提高电阻探针腐蚀在线监测精度的措施 皎不耐高温高压，出现脱落造成探针管内进油导电 隐患。通过使用弯头电阻探针，大大节省了空间， ．面导致探针失效。选用不同种类的密封胶，在实验 保证了操作人员的工作环境，杜绝了常规电阻探针 室高温高压釜中进行耐温耐压筛选试验，最终确定 带来的安全隐患。 了性价比高的密封胶。经过现场近一年来的实际 ５．５ 改进通讯转换器灵敏度 应用，探针未出现因密封胶问题而失效的情况。 电阻探针腐蚀在线监测系统操作平台（包括 ５．２改进探针焊接质量 通讯转换器）放在蒸馏车间操作室，距离现场实际 最初部分电阻探针应用一段时间后因探针丝 监测点大约１０００～１５００ ｍ（以电缆实际走向计）。 根部焊接断开突然失效。分析原因是未完全熔化 由于通讯转换器长期处于工作状态，造成部分元器 焊透，焊缝易先行腐蚀而断开。通过表面强化处理 件性能降低、灵敏度下降，捕捉不到现场发回的信 并用氩弧气体保护焊接技术，经过现场近一年来的 号。通过更新灵敏度更高的元器件，改进完善优化 实际应用，探针未出现根部焊接断开现象。 电路，进一步增强了捕捉信号的灵敏度，有效地解 ５．３改进探针防护导流帽 决了通讯故障现象。 电阻探针防护帽是陶瓷材料，对探针丝起绝缘 作用。最初使用的防护帽处于裸露状态，由于现场 ６结论 实际管内介质的流速波动和振动原因，陶瓷很容易 （１）通过两年来的工业应用试验，电阻探针腐 破碎，裸露的探针丝受到管内介质的高速冲刷，严 蚀在线监测技术应用于现场实际装置是可行的。 重影响了监测结果的准确性，并且会导致探针很快 （２）改进后的电阻探针能够较真实地反映设 失效。在陶瓷外表面再加装一个金属套，有效地避 备管道腐蚀状况，而修正后的腐蚀在线监测系统能 免了陶瓷破碎现象。 够更真实地反映设备管道腐蚀状况。 ５．４使用弯头电阻探针 （３）电感探针对温度变化不敏感，电阻探针对 热油泵房内输送泵和管道排列紧密，空间狭 温度变化敏感，实验室研究结果表明电感探针比电 窄。常规电阻探针为１．０一Ｉ．５ Ｉｎ，最初安装到泵 阻探针测量精度高。 房内，给操作人员带来诸多不便，造成一定的安全 Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｐｒｏｂｅ Ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｎ Ｏｎ——ｌｉｎｅ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ Ｗａｎｇ Ｚｈｉｂｉｎ ， Ｚｅｇｕｉ ，Ｗａｎｇ Ｘｉｎｋａｉ ，Ｚｈｅｎｇ Ｌｉｑｕｎ Ｊｉｎｚｈｏｕ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＰｅｔｒｏＣｈｉｎａ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．（Ｊｉｎｚｈｏｕ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １２１００１） Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＭｅｔａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆＣｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｆｏＳｃｉｅｎｃｅｓ（Ｓｈｅｎｙａｎｇ，Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１００１６） Ａｂｓ￣ａｃｔ：Ｂｙ ｃｏｎｓｔａｎｔｌｙ ｐｅｒｆｅｃｔｉｎｇ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔｎａｃｅ ｐｒｏｂｅ ａｎｄ ｕｐｇａ￣ｎｇ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｅｏｒｒｏ６ｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｉｍｐｍｖｅｄ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔ ｏｆ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｐｍｂｅｓ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｈａｖｅ ｃｅ￣ａｉｎ ｒｅｌａｔｉｖｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｏｎｌｉｎｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｃａｎ ｂｅ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｓｐｅｃｉｌａ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｏ ｍａｉｎｔａｉｎ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｉｆｅｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ．Ｔｈｅ ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｓｔｕｄｙ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｕｃｔａｎｃｅ ｐｒｏｂｅ ｉｓ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｓｉｓｔｎａｃｅ ｐｒｏｂｅ．Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｅｒｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｒｏｂｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｉｉｆｅｄ ｏｎｌｉｎｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｓｔａｔｕｓ ｑｕｏ ｆｏ ｔｈｅ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｐｉｅｐｌｉｎｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｐｒｏｂｅ，ｓｉｔｅ ｏｎｌｉｎｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ，ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ａｃｃｕｒａｃｙ （上接第４７页） Ｎｏ——ｄｉｇｇｉｎｇ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｂｕｒｉｅｄ Ｂｌｅｎｄ Ｏｉｌ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ ａｎｄ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｌＤｎｇ Ｙｕａｎｙｕａｎ，Ｓｕ Ｊｉａｎｇｕｏ，Ｊｔ Ｊｉｅ，Ｗａｎｇ ＳｕｉｐｉｎｇＹａｎｇ Ｗｅｉｇａｎｇ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏｉｌ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．／ＳＩＮＯＰＥＣ（Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５７０００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ａ １．０５８ ｋｍ ｂｌｅｎｄ ｏｉｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｏｆ Ｌｉｎｐａｎ Ｏｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ Ｐｌａｎｔ ｏｆ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏｉｌ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ ｗａｓ ｔｅｓｔｅｄ ｗｉｔｈｏｕｔ ｄｉｇｇｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｄａｍａｇｅｄ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｔｅｓｔｉｎｇ ｎａｄ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｓｉｄｕｅ ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ，Ｘ—ｒａｙ ｄｉｆｒａｃｔｉｏｎ ｎａｄ ｓｗｅｅｐ ｅｌｅｃｔｏｒｎｉｃ ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ），ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｃａｕｓｅｓ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｈａｖｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｈａｔ ｐｉｅｐｌｉｎｅ ｓｅｃｔｉｏｎｓ ｈａｖｅ ｔｏ ｅｂ ｒｅｐｌａｃｅｄ，ｒｅｐａｉｒｅｄ，ｍａｉｎｔａｉｎｅｄ ｏｒ ｄｏｓｅｌｙ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ．Ｔｈｅｙ ａｒｅ ｖｅｒｙ ｉｍｐｏｒｔｎａｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｉｅｐｌｉｎｅｇ ｓａｆｅ ｒｅｌｉａｂｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｕｒｉｄｅ ｐｉｐｅｌｉｎｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｔｅｓｔｉｎｇ ｗｉｔｈｏｕｔ ｄｉｇｇｉｎｇ