導(dǎo)言：作為寫作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的1篇管道腐蝕防護(hù)狀態(tài)檢測(cè)和評(píng)估技術(shù)研究，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

海底管道在海洋油氣資源開(kāi)發(fā)中承擔(dān)著傳輸運(yùn)送油氣的重要責(zé)任，其運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行壽命不僅關(guān)系到油氣開(kāi)發(fā)企業(yè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)濟(jì)效益，與企業(yè)發(fā)展也有一定關(guān)聯(lián)。開(kāi)展海底管道施工時(shí)，涂刷防腐涂層是降低管道腐蝕危害的重要舉措，為了保證防腐涂層防護(hù)作用的長(zhǎng)期發(fā)揮，還需要開(kāi)展高水平的腐蝕防護(hù)狀態(tài)檢測(cè)，目前我國(guó)已經(jīng)擁有多項(xiàng)管道內(nèi)檢測(cè)與外檢測(cè)技術(shù)，海底管道檢測(cè)單位與相關(guān)作業(yè)人員應(yīng)重點(diǎn)考慮如何實(shí)現(xiàn)海底管道腐蝕防護(hù)狀態(tài)檢測(cè)方法的高效應(yīng)用。

1海底管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)

1.1海底管道內(nèi)檢測(cè)技術(shù)

對(duì)海底管道進(jìn)行內(nèi)部檢測(cè)，應(yīng)用較多的技術(shù)類型包括渦流檢測(cè)、漏磁檢測(cè)以及超聲波檢測(cè)等，應(yīng)用期間還須結(jié)合具體的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行針對(duì)性分析。

1.1.1渦流檢測(cè)技術(shù)這種技術(shù)在海底管道檢測(cè)中，可以對(duì)輸氣或輸液管道進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)。第一，向用于檢測(cè)的渦流式檢測(cè)器結(jié)構(gòu)的初級(jí)線圈內(nèi)輸入微弱電流，會(huì)引發(fā)海底管道受到電磁感應(yīng)后產(chǎn)生渦流，檢測(cè)人員通過(guò)檢測(cè)次級(jí)線圈完成檢測(cè)任務(wù)。如果管道管壁出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，初級(jí)線圈就會(huì)表現(xiàn)出異常磁通量，引發(fā)磁力線出現(xiàn)相應(yīng)變化，次級(jí)線圈原有的磁通量平衡狀態(tài)就會(huì)被打破，就會(huì)有對(duì)應(yīng)電壓產(chǎn)生。如果管壁存在任何問(wèn)題，兩側(cè)就會(huì)維持磁通量平衡，也不會(huì)有電壓產(chǎn)生。所以，要檢測(cè)管道是否存在問(wèn)題，只要對(duì)電壓變化動(dòng)態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)即可判定。這種檢測(cè)技術(shù)雖然有效性較好，但是技術(shù)本身有許多限制性因素，不宜大范圍推廣。一般陸地管道檢測(cè)中經(jīng)常采用這種技術(shù)，檢測(cè)海底管道期間應(yīng)用較少，原因在于它應(yīng)用期間的數(shù)據(jù)采集無(wú)法確保足夠的信號(hào)分辨率，傳輸速率無(wú)法適應(yīng)檢測(cè)工作需要。而且它的應(yīng)用流程還存在較大缺陷，至今行業(yè)沒(méi)有這方面的統(tǒng)一性標(biāo)準(zhǔn)，因此它適用的檢測(cè)范圍只有極少數(shù)幾種產(chǎn)品規(guī)格，無(wú)法對(duì)所有類型的管道開(kāi)展檢測(cè)。再加上海底管道檢測(cè)非常困難，應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)開(kāi)展檢測(cè)，有些設(shè)備不能用于海底檢測(cè)。

1.1.2超聲波檢測(cè)技術(shù)這種技術(shù)是利用對(duì)海底管道進(jìn)行超聲波發(fā)射，采集發(fā)射期間內(nèi)部和外部反射用時(shí)的差值，進(jìn)而對(duì)管道進(jìn)行質(zhì)量問(wèn)題判斷，檢測(cè)是否存在管壁變薄、管道腐蝕以及變形等危害。這種技術(shù)應(yīng)用的檢測(cè)器包括超聲波、電池、傳感以及數(shù)據(jù)等模塊，其裝置組成包括動(dòng)力源、萬(wàn)向節(jié)、信號(hào)發(fā)射及接收裝置，存儲(chǔ)器以及里程輪等。利用超聲檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)海底管道缺陷，屬于一種直接方式，能夠進(jìn)行很準(zhǔn)確的缺陷量化，它的局限性在于常規(guī)裂紋或管壁厚度期間，只對(duì)液體輸送管道適用檢測(cè)輸氣管道還須通過(guò)電磁超聲波檢測(cè)器或者段塞法進(jìn)行。

1.1.3漏磁檢測(cè)技術(shù)這種技術(shù)投入應(yīng)用的時(shí)間最長(zhǎng)，技術(shù)應(yīng)用和操作已經(jīng)達(dá)到非常成熟的地步，應(yīng)用的設(shè)備也比較固定。它實(shí)現(xiàn)海底管道檢測(cè)主要是借助漏磁原理，通過(guò)檢測(cè)判定管道損壞或腐蝕的程度，在管道檢測(cè)的體積型缺陷中非常適用。它的檢測(cè)裝置由動(dòng)力源、磁鐵回路、記錄設(shè)施、萬(wàn)向節(jié)、傳感器以及里程輪等組成，對(duì)油氣管道都能進(jìn)行有效檢測(cè)，檢測(cè)過(guò)程不對(duì)傳感器和管壁進(jìn)行耦合介質(zhì)的特殊要求。這種技術(shù)目前在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，是經(jīng)過(guò)中海油驗(yàn)證的有效技術(shù)，利用漏磁檢測(cè)技術(shù)對(duì)管壁變薄情況進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際絲毫不差，其有效性可見(jiàn)一斑，同時(shí)檢測(cè)單位對(duì)結(jié)果也非常滿意。而且，中海油在應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)期間持續(xù)投入研發(fā)與優(yōu)化，目前已經(jīng)構(gòu)建起系列化的檢測(cè)設(shè)備系統(tǒng)。

2海底管道外檢測(cè)技術(shù)

2.1淺海外檢測(cè)技術(shù)

這種技術(shù)適用的檢測(cè)海域深度通常在≤80m的范圍，也叫近海海域。這種作業(yè)環(huán)境條件不錯(cuò)，之前的早期檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用還不成熟，檢測(cè)方法就是由潛水員攜帶檢測(cè)器直接檢測(cè)。通常潛水員適宜的下潛檢測(cè)深度接近50m，負(fù)責(zé)對(duì)海底管道外壁進(jìn)行生物附著、管道沉積以及安裝的犧牲陽(yáng)極是否可靠等內(nèi)容開(kāi)展檢測(cè)，這種方式雖然傳統(tǒng)，但是非常有效，所以直到今天還在沿用，檢測(cè)成效符合預(yù)期。統(tǒng)計(jì)資料顯示，近些年利用這種方式進(jìn)行海底管道檢測(cè)，已經(jīng)排查出多起質(zhì)量危害，并且均得到及時(shí)處置。它的技術(shù)缺陷是非常危險(xiǎn)，有超高的檢測(cè)強(qiáng)度，對(duì)海洋環(huán)境因素特別敏感，局限性較大。

2.2深海外檢測(cè)技術(shù)

這種技術(shù)適用的檢測(cè)海域深度通常都超過(guò)了200m，它的檢測(cè)作業(yè)主要是利用潛水器完成。這種檢測(cè)技術(shù)首次用于海底管道檢測(cè)的海域是墨西哥灣，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)今，人們已經(jīng)可以利用遙控潛水器完成深海外檢測(cè)任務(wù)。把光學(xué)儀器以及檢測(cè)器安裝于潛水器上就可以實(shí)施管道外檢測(cè)，利用對(duì)遙控機(jī)械設(shè)施進(jìn)行合理操作配合檢測(cè)作業(yè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)向計(jì)算機(jī)終端傳輸，完成匯總和測(cè)算分析，實(shí)施包括目視、磁粉、超聲波以及射線等在內(nèi)的檢測(cè)作業(yè)內(nèi)容。

3海底管道腐蝕防護(hù)檢測(cè)

3.1原理

用于對(duì)埋地管道進(jìn)行外部腐蝕檢測(cè)的技術(shù)類型比較多，包括組合電位測(cè)試、短間歇電位檢查法、直流電壓梯度法以及Person檢測(cè)法等，都是常用的技術(shù)類型。如果要檢測(cè)海底管道目前的防腐蝕狀況，由于作業(yè)環(huán)境條件的特殊性，適用的檢測(cè)技術(shù)不多，通常對(duì)管道表面保護(hù)電位進(jìn)行檢測(cè)來(lái)進(jìn)行。這種檢測(cè)的傳統(tǒng)作業(yè)方式，通常把一根地線一頭與管道和平臺(tái)接近交接點(diǎn)的部位進(jìn)行連接，另外一頭與電位計(jì)連接，再把一個(gè)參比電極連接到電位計(jì)的另一頭。檢測(cè)期間把參比電極與海底管道無(wú)限接近，注意二者不得接觸，記錄電位數(shù)據(jù)，并比對(duì)行業(yè)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)臨界保護(hù)電位數(shù)據(jù)，就能估測(cè)出當(dāng)前管道防腐蝕狀況的實(shí)際工況。這種技術(shù)優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便易行，缺陷是測(cè)試超長(zhǎng)海底管道時(shí)的地線達(dá)不到作業(yè)所需長(zhǎng)度，而且如果海底管道埋設(shè)很深，這種技術(shù)就不能檢測(cè)。利用非接觸式檢測(cè)方法可對(duì)遠(yuǎn)距離參比電極進(jìn)行簡(jiǎn)便易行的電位差測(cè)試，它規(guī)避了地線長(zhǎng)度限制因素，需要測(cè)試兩種電場(chǎng)參數(shù)，一是遠(yuǎn)地參比電極標(biāo)定電位，二是遠(yuǎn)近兩種參比電極環(huán)境存在到電位差。（1）在檢測(cè)遠(yuǎn)近兩種參比電極的電位差時(shí)，選取靈敏電位計(jì)和參比電極各兩個(gè)，對(duì)海底管道陰極保護(hù)系統(tǒng)環(huán)境電位差進(jìn)行檢測(cè)。期間選擇離管道比較遠(yuǎn)的某處海水，設(shè)置成0電位梯度區(qū)域，以懸浮設(shè)施裝入?yún)⒈入姌O放于該處，即構(gòu)成遠(yuǎn)地參比電極電位，位置非常穩(wěn)定。下潛設(shè)施裝入一個(gè)參比電極，放于海底管道電位動(dòng)態(tài)變化的區(qū)域后開(kāi)始沿著管道前移，進(jìn)而測(cè)得管道防腐蝕狀況近地參比電極電位的動(dòng)態(tài)變化數(shù)據(jù)。前移期間以靈敏電位計(jì)對(duì)二參比電極的環(huán)境電位差進(jìn)行同步跟蹤記錄，最終獲得全部海底管道區(qū)域介質(zhì)電位的具體分布情況。（2）在測(cè)試遠(yuǎn)地參比電極標(biāo)定電位時(shí)，通過(guò)近地檢測(cè)設(shè)施攜帶的探針，于檢測(cè)前混過(guò)程中接觸犧牲陽(yáng)極或者海底管道，構(gòu)成地線，通過(guò)電位計(jì)測(cè)得遠(yuǎn)地參比電極和管道存在的相互電位差。此刻遠(yuǎn)地參比電極放于0電位梯度區(qū)，測(cè)得的管道電位數(shù)據(jù)非常穩(wěn)定，就視為遠(yuǎn)地參比電極標(biāo)定電位。

3.2海底管道電位分布數(shù)值模擬

3.2.1模型參數(shù)利用邊界元方法的數(shù)值模擬軟件，在其他工程中應(yīng)用良好。對(duì)海底管道進(jìn)行仿真模擬時(shí)采取了下列參數(shù)：以某處海底輸油管道為例，總長(zhǎng)接近37.5km，管道以X60鋼材制成，管道通過(guò)犧牲陽(yáng)極達(dá)到陰極保護(hù)的目的，整套管道鋪設(shè)完成后以海泥掩埋。鋁合金材質(zhì)的鐲式犧牲陽(yáng)極保持75.2m的間距，管徑762mm，犧牲陽(yáng)極在管道上進(jìn)行包裹，有0.8m的內(nèi)徑和1.2m的外徑，沿海管1m長(zhǎng)。海水的電導(dǎo)率是5S/m，海泥的電導(dǎo)率是1.5S/m，模擬的管道1.5m埋深，模擬時(shí)對(duì)管長(zhǎng)進(jìn)行了截取，長(zhǎng)度964.6m，包括13個(gè)犧牲陽(yáng)極。

3.2.2數(shù)值模擬模型及工況設(shè)計(jì)為了確保計(jì)算模型有足夠的長(zhǎng)度，模型中的海水網(wǎng)格是8m的大網(wǎng)格，除此之外的區(qū)域全部是1m的小網(wǎng)格，模型以深色代表海泥，淺色代表海水，海底管道以白色代表，位于中間，管道全部以海泥掩埋，為海泥環(huán)境，埋深從泥沙面向下深達(dá)1.5m。該區(qū)段海底管道有下列工況：海底管道正常運(yùn)行期間，全部陽(yáng)極保持正常運(yùn)行；只有一個(gè)失效陽(yáng)極；一半陽(yáng)極在正常運(yùn)行；海底管道保護(hù)系統(tǒng)不利工況是：只對(duì)中間一個(gè)陽(yáng)極進(jìn)行有效工況模擬。

3.2.3數(shù)值模擬結(jié)果（1）海管正常運(yùn)行期間①全部陽(yáng)極保持正常運(yùn)行（圖1）?？拷鼱奚?yáng)極的區(qū)域存在比較大的電場(chǎng)梯度，離犧牲陽(yáng)極很遠(yuǎn)的區(qū)域只有很小的電位差。由靠近泥面部位至200m水面部位，電位差≤3mV，與管道離得越遠(yuǎn)，電位分布越接近一致，電位梯度也變得更??；②只有一個(gè)失效陽(yáng)極（圖2）。該失效陽(yáng)極所在區(qū)域具體電位數(shù)據(jù)較之其他區(qū)域要小，但是全部海底管道的保護(hù)狀態(tài)良好，這種工況時(shí)電位分布的整體規(guī)律基本等同于全部陽(yáng)極保持正常運(yùn)行時(shí)的工況。泥面上方的電位整體數(shù)據(jù)幾乎一樣，差值≤3mV，而且該失效陽(yáng)極位于管道中間，泥面近處區(qū)域和管道表面沒(méi)有采集到這個(gè)部位的電位峰值，即證實(shí)此處的犧牲陽(yáng)極已經(jīng)失去效力；③只有一半陽(yáng)極正常運(yùn)行（圖3）。這種模擬工況是疊加了兩種比較特殊的電場(chǎng)，對(duì)整體電位值進(jìn)行監(jiān)測(cè)，證實(shí)其變化的明顯程度。正常運(yùn)行的犧牲陽(yáng)極所在區(qū)域電位平均值比失效陽(yáng)極所在區(qū)域要高。整體來(lái)講，泥面近處存在比較大的電場(chǎng)梯度，其他高度時(shí)存在幾乎一樣的電位值。原因在于犧牲陽(yáng)極正常運(yùn)行時(shí)生成的保護(hù)電流能夠流至失效陽(yáng)極所在區(qū)域。（2）海管欠保護(hù)時(shí)這種狀態(tài)下，除了靠近陽(yáng)極的區(qū)域存在比較大的電位梯度，其他區(qū)域到電位整體數(shù)據(jù)幾乎一樣（圖4）。因?yàn)橐蟊Ｗo(hù)的海底管道面積太大，電位值實(shí)際上已經(jīng)超過(guò)了保護(hù)電位的極限數(shù)據(jù)，犧牲陽(yáng)極生成了最大的電流值，靠近陽(yáng)極所在區(qū)域的電位梯度此時(shí)也處于最大值。

4結(jié)語(yǔ)

對(duì)于海洋油氣資源開(kāi)發(fā)企業(yè)來(lái)說(shuō)，保證海底管道持續(xù)正常運(yùn)行和延長(zhǎng)管道使用年限的意義非常重大，受所處環(huán)境的影響，海底管道防腐涂層一旦出現(xiàn)防護(hù)能力缺陷，海底管道就會(huì)受到腐蝕侵害，出現(xiàn)快速老化等問(wèn)題，從而縮短其運(yùn)行壽命，所以海洋油氣資源開(kāi)發(fā)企業(yè)應(yīng)高度重視海底管道腐蝕防護(hù)狀態(tài)檢測(cè)，相關(guān)部門也需要切實(shí)加大管道腐蝕防護(hù)狀態(tài)檢測(cè)和評(píng)估技術(shù)研究。

參考文獻(xiàn)

[1]唐鶯，潘孟春，羅飛路，等.管道腐蝕檢測(cè)中的脈沖漏磁檢測(cè)技術(shù)[J].計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2010（1）：44-45，49.

[2]高永才，李永年，王緒本，等.瞬變電磁法金屬管道腐蝕檢測(cè)理論初探[J].物探化探計(jì)算技術(shù)，2005，27（1）：5.

作者:劉慧勇 單位:中海油（天津）管道工程技術(shù)有限公司