第一篇：油氣集輸管道腐蝕的防治方向及安全檢測(cè)

油氣集輸管道腐蝕的防治方向及安全檢測(cè)

姬鄂豫 陳海玲

南陽(yáng)理工學(xué)院生物與化學(xué)工程學(xué)院

摘要：油氣集輸管道的腐蝕主要分為外壁腐蝕和內(nèi)壁腐蝕兩種。對(duì)管道外壁腐蝕主要采取 環(huán)氧涂層與陰極保護(hù)技術(shù)。油氣管道內(nèi)的腐蝕化學(xué)成分會(huì)慢慢與管道內(nèi)壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是管道內(nèi)壁發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的重要原因，目前采用的還是內(nèi)涂層防腐蝕措施。我國(guó)的生態(tài)環(huán)境比較脆弱，而且自凈能力也和先進(jìn)的國(guó)家有一定的差距，所以對(duì)油氣集輸管道耐腐蝕檢測(cè)必須加大力度。在管道建設(shè)初期，就必須建立科學(xué)的管道防腐計(jì)劃，前期對(duì)于管道損傷應(yīng)及時(shí)修復(fù)，并且要確定好科學(xué)的中后期管道維護(hù)方案。關(guān)鍵詞：油氣管道；輸送介質(zhì)；防腐蝕技術(shù)；檢測(cè) doi:10.3969/j.issn.1006-6896.2013.1.020 1 腐蝕事故的危害

我國(guó)的油氣管道安全在全世界還處在一個(gè)發(fā)展階段，與發(fā)達(dá)國(guó)家比較，還有相當(dāng)大的差距。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明：我國(guó)的油氣管道事故發(fā)生率達(dá)到3次/(1 000 千米·年)，而美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家通常在0.25～0.5次/(1 000千米·年)之間，明顯低于我國(guó)。管道腐蝕的一般后果為：油氣管道因?yàn)槭鹿什荒苷９ぷ鳎蜌夤?yīng)不上就會(huì)導(dǎo)致相關(guān)的工廠生產(chǎn)停滯；油氣對(duì)環(huán)境的破壞不可逆轉(zhuǎn)，容易造成大氣、土壤、湖泊的環(huán)境污染；油氣都是易燃物質(zhì)，如果大量泄漏會(huì)引起火災(zāi)；油氣的跑冒、泄漏、爆炸如果發(fā)生在大中城市，極容易造成人員傷亡等重大事故。油氣集輸管道的腐蝕主要分為外壁腐蝕和內(nèi)壁腐蝕兩種。而腐蝕管道的化學(xué)物質(zhì)以CO

2、SO2、外界土壤、硫化氫等為主。外壁腐蝕防治方向

2.1 腐蝕因素

金屬管道的外腐蝕指的是埋在地下的管道外部腐蝕。一種情況是金屬外管道受到所處的外界環(huán)境如土壤、水、空氣等對(duì)金屬管道進(jìn)行了化學(xué)作用或物理溶解。通常這種埋地管道的外腐蝕受土壤破壞的因素比較大，所以要防治土壤對(duì)埋地管道的破壞。還有一種情況：海底的油氣管道，會(huì)因?yàn)楣艿缆癫氐耐獠凯h(huán)境是海水，比較輕易發(fā)生電化學(xué)腐蝕。因此金屬管道外腐蝕的預(yù)防需要根據(jù)不同的環(huán)境采取不同的防腐方案設(shè)計(jì)。2.2 防治辦法

對(duì)管道外壁腐蝕主要采取環(huán)氧涂層與陰極保技術(shù)[1]。環(huán)氧涂層是最早的防腐技術(shù)，主要在管道的外壁上噴上防腐層，這種技術(shù)能保障金屬管道不受防腐蝕介質(zhì)的損壞。目前環(huán)氧涂層是國(guó)際公認(rèn)的熱固性防腐材料，其主要成分是環(huán)氧樹脂和固化劑，是一種抗堿、耐酸物質(zhì)，主要優(yōu)點(diǎn)是涂層緊密，而且黏結(jié)力好，能保證防腐的致密性，表面光滑。而陰極保護(hù)技術(shù)指的是在水介質(zhì)環(huán)境中的保護(hù)技術(shù)，能夠防止金屬管道在電介質(zhì)環(huán)境下（海水、鹽類、淡水等）的化學(xué)腐蝕，一般廣泛應(yīng)用于地下管道、海洋平臺(tái)、海油氣集輸管線等，這種保護(hù)措施經(jīng)濟(jì)效益可觀，不需要太多的成本。表1為環(huán)氧涂層與陰極保護(hù)技術(shù)的優(yōu)劣比較，從表1可以看出，陰極保護(hù)技術(shù)在電介質(zhì)環(huán)境中的保護(hù)作用明顯比環(huán)氧涂層性價(jià)比要高，該技術(shù)常常被發(fā)達(dá)國(guó)家所利用。內(nèi)腐蝕的防治

油氣管道內(nèi)的腐蝕化學(xué)成分是油氣管道的致命殺手，會(huì)慢慢與管道內(nèi)壁發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，是管道內(nèi)壁發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的重要原因。3.1 硫化氫對(duì)油氣集輸管道的腐蝕

硫化氫在遇到水時(shí)，很容易發(fā)生化學(xué)性水解，在水中就會(huì)產(chǎn)氫電離子并與管道內(nèi)的Fe成分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)；同時(shí)硫化氫在有氧條件下與金屬（含鐵）發(fā)生相應(yīng)的反應(yīng)，這時(shí)金屬物就會(huì)失去原來的金屬屬性。

硫化氫與金屬管道內(nèi)的化學(xué)成分很容易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。據(jù)數(shù)據(jù)表明，當(dāng)管道缺陷處出現(xiàn)足夠的H+的時(shí)候，就會(huì)經(jīng)過沉淀生成相應(yīng)的 H2，如果pH2≥300 MPa時(shí)，那么鋼材就會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的塑性變形，導(dǎo)致管道出現(xiàn)開裂，管道內(nèi)的油氣就會(huì)通過狹小縫隙，形成強(qiáng)大的壓強(qiáng)往外沖，導(dǎo)致油氣大量地外漏。

3.2 二氧化碳對(duì)管道內(nèi)壁的腐蝕碳酸（H2CO3）是弱酸性物質(zhì)，它容易產(chǎn)生水解反應(yīng)，導(dǎo)致管道內(nèi)的 pH 值下降。二氧化碳（CO2）最大的問題就是造成坑點(diǎn)腐蝕或者是片狀腐蝕等慢性腐蝕，這種腐蝕往往是隨著時(shí)間的推移而慢慢發(fā)生的。3.3 二氧化硫的腐蝕

二氧化硫（SO2）與硫化氫（H2S）一樣具有強(qiáng)化學(xué)腐蝕性，它極易與Fe 發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。管道內(nèi)的流體介質(zhì)的沖蝕作用由三部分組成：一部分只是單純進(jìn)行沖蝕的磨損；一部分是液體對(duì)管道的磨蝕；一部分是氣體中的固體顆粒對(duì)材料進(jìn)行相應(yīng)的磨蝕。這三部分組成了管道沖蝕作用的多相流。多相流中包括了流體、氣體、碎砂屑、固體顆粒等，這種多相沖蝕很少出現(xiàn)在無強(qiáng)烈腐蝕的外部環(huán)境下，一般發(fā)生在管道內(nèi)的腐蝕環(huán)境下。這種作用是非常復(fù)雜的，管道的液滴、汽泡，以及油氣中的不純物體（固體顆粒）對(duì)管道內(nèi)壁都會(huì)發(fā)生日積月累的沖擊，直接作用管道內(nèi)壁表面，從而發(fā)生新的磨損。3.4 內(nèi)壁防腐技術(shù)應(yīng)用

我國(guó)目前大多采用內(nèi)涂層防腐蝕措施。關(guān)于內(nèi)涂層的技術(shù)使用原理，相對(duì)來說比較簡(jiǎn)單。內(nèi)涂層可以在管道內(nèi)壁以及腐蝕的介質(zhì)之間起到隔離的功效，這樣就可以將介質(zhì)侵蝕掉，免除其對(duì)內(nèi)壁造成威脅。應(yīng)用緩蝕劑技術(shù)則是為減輕金屬管道的損壞，這種緩蝕劑的化學(xué)物質(zhì)已經(jīng)逐步被油田開發(fā)組織發(fā)現(xiàn)。緩蝕的機(jī)理是利用轉(zhuǎn)化腐蝕的金屬

[2]，對(duì)反應(yīng)速率的進(jìn)程適當(dāng)降低，最后防腐蝕的目的才可能實(shí)現(xiàn)。對(duì)管道的內(nèi)涂層防腐采取襯里的技術(shù)，可以節(jié)省管道材料維修的費(fèi)用，提高油氣的輸送效率。玻璃鋼復(fù)合材料是氣集輸管道防腐蝕采用的性價(jià)比較高的有機(jī)襯里材料，它的特點(diǎn)是耐腐蝕，同時(shí)也能夠有助于管道強(qiáng)度、韌度的增加。一般來說，這種復(fù)合材料對(duì)特種集輸管道比較有實(shí)際作用，主要對(duì)溫度高、壓力高的管道起作用。目前勝利油田已經(jīng)采用該技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用不但提高了產(chǎn)量，而且運(yùn)輸管道的安全性也得到了保障。4 耐腐蝕的安全檢測(cè) 我國(guó)的土地面積遼闊，油氣資源也非常豐富，但是我國(guó)的油氣井分散也導(dǎo)致了油氣集輸成本大大增加。我國(guó)的生態(tài)環(huán)境比較脆弱，而且自凈能力也和先進(jìn)的國(guó)家有一定的差距，所以對(duì)油氣集輸管道耐腐蝕檢測(cè)必須加大力度

[3]。首先，在管道建設(shè)初期，就必須建立科學(xué)的管道防腐蝕計(jì)劃。對(duì)管道及其相應(yīng)的薄弱部件進(jìn)行防腐優(yōu)化處理，強(qiáng)化管道內(nèi)壁和外壁的除銹控制與管理，做到從管道建設(shè)之初，就全面做好管道的防腐蝕處理。

第二，前期對(duì)管道損傷應(yīng)及時(shí)修復(fù)。確定好地質(zhì)勘察的順序和時(shí)間，安排好防腐材料的運(yùn)用與選擇方法，主要是注重防腐漆（高密度聚乙烯塑料），實(shí)現(xiàn)對(duì)其保溫。此外也要注重檢查絕緣接頭，采納合格的高質(zhì)量產(chǎn)品。第三，要確定好科學(xué)的中后期管道維護(hù)方案。特別對(duì)油氣集輸管道的建設(shè)，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)生產(chǎn)運(yùn)行和管道控制失效過程進(jìn)行分析。逐步強(qiáng)化對(duì)集輸管道的防腐蝕檢測(cè)，排除一切安全隱患和油氣泄漏的情況發(fā)生。

最后，對(duì)已經(jīng)發(fā)生的事故，必須對(duì)事故建立一個(gè)環(huán)境保護(hù)的預(yù)案，保證將污染和事故后果降到最低。結(jié)語(yǔ)

做好管道防腐工作，是順利完成油氣集輸管道建設(shè)的重中之重。防腐計(jì)劃主要是根椐油氣腐蝕介質(zhì)以及所處的相關(guān)外界環(huán)境提出的科學(xué)防腐方案，最合適的防腐蝕工藝技術(shù)選擇是關(guān)鍵。我國(guó)目前管道防腐技術(shù)較外國(guó)落后，基本還是止步在涂層防腐的層面上，管道防腐技術(shù)采用陰極保護(hù)技術(shù)的很少，這也是我國(guó)管道腐蝕率居高不下的深層因素。未來國(guó)際在集輸管道防腐這方面的主流技術(shù)將會(huì)是陰極保護(hù)，必須高度重視對(duì)該技術(shù)的開發(fā)和利用，并進(jìn)行創(chuàng)新和深入研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 崔世菊．油氣集輸管道內(nèi)腐蝕及內(nèi)防腐技術(shù)[J]．石油化工設(shè) 計(jì)，2010，23（9）：90-92．

[2] 鮑麒零，王石強(qiáng)，羅依妙，等．輸油管道緩蝕劑現(xiàn)狀與發(fā)展趨 勢(shì)[J]．化工文摘，2011，22（8）：59-62．

[3] 何漂漂．油氣管道檢測(cè)與評(píng)價(jià)[M]．北京：中國(guó)石化出版社，2011．

第二篇：油氣管道腐蝕檢測(cè)

油氣管道腐蝕的檢測(cè)

摘要:油氣管道運(yùn)輸中的泄漏事故，不僅損失油氣和污染環(huán)境，還有可能帶來重大的人身傷亡。近些年來，管道泄漏事故頻繁發(fā)生，為保障管道安全運(yùn)行和將泄漏事故造成的危害減少到最小，需要研究泄漏檢測(cè)技術(shù)以獲得更高的泄漏檢測(cè)靈敏度和更準(zhǔn)確的泄漏點(diǎn)定位精度。本文介紹幾種檢測(cè)方法并針對(duì)具體情況進(jìn)行具體分析。

關(guān)鍵字：腐蝕檢測(cè)

渦流

漏磁

超聲波 引言：

在油氣管道運(yùn)輸中管道損壞導(dǎo)致的泄漏事故不僅浪費(fèi)了石油和天然氣，而且泄露的有毒氣體不僅污染環(huán)境，而且對(duì)人和動(dòng)物造成重大的傷害，因此直接有效的檢測(cè)技術(shù)是十分必要的，油氣管道檢測(cè)是直接利用儀器對(duì)管壁進(jìn)行測(cè)試，國(guó)內(nèi)外主要以超聲波、漏磁和禍流等領(lǐng)域的發(fā)展為代表。[1]

1、渦流檢測(cè)

電渦流效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理是電磁感應(yīng).電渦流是垂直于磁力線平面的封閉的 旋渦!狀感應(yīng)電流, 與激勵(lì)線圈平面平行, 且范圍局限于感應(yīng)磁場(chǎng)所能涉及的區(qū) 域.電渦流的透射深度見圖1, 電渦流集中在靠近激勵(lì)線圈的金屬表面, 其強(qiáng)度隨透射深度的增加而呈指數(shù)衰減, 此即所謂的趨膚效應(yīng).[1]

電渦流檢測(cè)金屬表面裂紋的原理是: 檢測(cè)線圈所產(chǎn)生的磁場(chǎng)在金屬中產(chǎn)生電渦流, 電渦流的強(qiáng)度與相位將影響線圈的負(fù)載情況, 進(jìn)而影響線圈的阻抗.如果表面存在裂紋, 則會(huì)切斷或降低電渦流, 即增大電渦流的阻抗, 降低線圈負(fù)載.通過檢測(cè)線圈兩端的電壓, 即可檢測(cè)到材料中的損傷.電渦流檢測(cè)裂紋原理見圖2.[2]

渦流檢測(cè)是一種無損檢測(cè)方法，它適用于導(dǎo)電材料。渦流檢測(cè)系統(tǒng)適應(yīng)于核電廠、煉油廠、石化廠、化學(xué)工廠、海洋石油行業(yè)、油氣管道、食品飲料加工廠、酒廠、通風(fēng)系統(tǒng)檢查、市政工程、鋼鐵治煉廠、航空航天工業(yè)、造船廠、警察/軍隊(duì)、發(fā)電廠等各方面的需求.[2] 渦流檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)為:1.對(duì)導(dǎo)電材料和表面缺陷的檢測(cè)靈敏度較高;2.檢測(cè)結(jié)果以電信號(hào)輸出，可以進(jìn)行白動(dòng)化檢測(cè);3.渦流檢測(cè)儀器重量輕，操作輕便、簡(jiǎn)單;4.采用雙頻技術(shù)可區(qū)分上下表面的缺陷:5.不需要禍合介質(zhì)，非接觸檢測(cè);6.可以白動(dòng)對(duì)準(zhǔn)_!:件探傷;7.應(yīng)用范圍廣，可檢測(cè)非鐵磁性材料。

渦流檢測(cè)的缺點(diǎn)為:1.只適用于檢測(cè)導(dǎo)電材料;2.受集膚效應(yīng)影響，探傷深度與檢測(cè)靈敏度相矛盾，不易兩全:3.穿過式線圈不能判斷缺陷在管道圓周上所處的具體位置;4.要有參考標(biāo)準(zhǔn)才能進(jìn)行檢測(cè):5.難以判斷缺陷的種類。[1]

2、超聲波檢測(cè)

超聲波檢測(cè)的基本原理基本原理見圖3所示。

垂直于管道壁的超聲波探頭對(duì)管道壁發(fā)出一組超聲波脈沖后，探頭首先接收到由管道壁內(nèi)表面反射的回波(前波)，隨后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是，探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A與管道壁厚度T可以通過前波時(shí)間以及前波和缺陷波(或底波)的時(shí)間差來確定：

式中，為第一次反射回波(前波)時(shí)間，為第二次反射回波(底波或缺陷波)時(shí)間，為超聲波在介質(zhì)中的聲速、為超聲波在管道中的聲速。[3] 不過，僅僅根據(jù)管道壁厚度T曲線尚無法判別管道屬內(nèi)壁缺陷還是外壁缺陷，還需要根據(jù)探頭至管道壁內(nèi)表面的距離A曲線來判別。當(dāng)外壁腐蝕減薄時(shí)，距離A曲線不變；而當(dāng)內(nèi)壁腐蝕減薄時(shí)，距離A曲線與壁厚T曲線呈反對(duì)稱。于是，根據(jù)距離A和壁厚T兩條曲線，即可確定管道壁缺陷，并判別管道是內(nèi)壁腐蝕減薄缺陷還是外壁腐蝕減薄缺陷。[3] 超聲波檢測(cè)是通過超聲傳感器將高頻聲波射入被檢管道內(nèi)，如果其內(nèi)部有缺陷，則一部分入射的超聲波在缺陷處被反射回來，再利用傳感器將反射同來的信號(hào)接收，可以檢出缺陷的位置和大小。超聲檢測(cè)的常用頻率范圍為0.5一10MHz。

管道腐蝕缺陷深度和位置的直接檢測(cè)方法，是利用超聲波的脈沖反射原理來測(cè)量管壁腐蝕后的厚度，對(duì)管道材料的敏感性小，檢測(cè)時(shí)不受管道材料雜質(zhì)的影響，超聲波法的檢測(cè)數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單準(zhǔn)確，能夠檢測(cè)出管道的應(yīng)力腐蝕破裂和管壁內(nèi)的缺陷。適用于大直徑、厚管壁管道的檢查。超聲波檢測(cè)具有檢測(cè)成本低，現(xiàn)場(chǎng)使用方便，特別適用于檢驗(yàn)厚度較大的管道。[4] 超聲檢測(cè)作為一種成熟的無損檢測(cè)技術(shù)有著它白己的優(yōu)點(diǎn)，但還存在以下幾個(gè)方面的不足:1.必須去除表面涂層，或者對(duì)表面進(jìn)行打磨處理，增加了勞動(dòng)強(qiáng)度;2.管材為圓柱曲面，容易造成禍合不良，檢測(cè)速度慢、時(shí)間一長(zhǎng):3.有一定的近場(chǎng)盲區(qū)，易造成漏檢:4.檢測(cè)結(jié)果帶有土觀因素，并與操作人員有關(guān):5.腐蝕坑底或腐蝕表面對(duì)聲波散射嚴(yán)重，造成回波信號(hào)降低;6.不適合在氣管線和含蠟高的油管線進(jìn)行檢測(cè)，具有一定局限性;7.內(nèi)、外壁回波難以判斷，容易發(fā)生誤判。

3、漏磁檢測(cè)

最適合油管探傷檢驗(yàn)的方法是漏磁法, 國(guó)內(nèi)油田現(xiàn)用的舊油管修復(fù)檢測(cè)線80%，[5]以上都采用了漏磁探傷方法 漏磁檢測(cè)是以自動(dòng)化為目的發(fā)展起來的一種自動(dòng)無損檢測(cè)技術(shù)，國(guó)外己經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。漏磁檢測(cè)的基本原理是建立在鐵磁性材料的高磁導(dǎo)率特性之上的。鐵磁性材料的磁導(dǎo)率遠(yuǎn)大于其它非鐵磁性介質(zhì)(如空氣)的磁導(dǎo)率。當(dāng)用磁場(chǎng)作用于被測(cè)對(duì)象并采用適當(dāng)?shù)拇怕穼⒋艌?chǎng)集中于材料局部時(shí)，一旦材料表面存在缺陷，缺陷附近將有一部分磁場(chǎng)外泄出來。用傳感器檢測(cè)這一外泄漏磁場(chǎng)可以確定有無缺陷，進(jìn)而可以評(píng)價(jià)缺陷的形狀尺寸。

鋼管缺陷瀚磁檢測(cè)原理是鋼管被永久磁鐵磁化后，當(dāng)鋼管中無缺陷時(shí)，磁力線絕大部分通過鋼管，見圖:當(dāng)管壁變薄，管內(nèi)、外壁局部被磨損，有腐蝕坑、凹坑、通孔等缺陷時(shí)，鋼管缺陷處的磁阻變大，聚集在管壁的部分磁通向外擴(kuò)張，磁力線發(fā)生彎曲井且有一部分磁力線泄翻出鋼管表面，利用磁感應(yīng)元件(霍爾元件)在鋼管表面相對(duì)切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電信號(hào)，通過對(duì)感應(yīng)電信號(hào)的特征提取來對(duì)缺陷進(jìn)行定性和定量分析。[6]

真實(shí)的缺陷具有比模擬缺陷復(fù)雜得多的兒何形狀，況且它們千差萬別地存在于不同的_1洲沖，要計(jì)算其漏磁場(chǎng)是很難的。在檢測(cè)中，要使它們的漏磁場(chǎng)達(dá)到足以形成明確顯示的程度是很有意義的，這里，必須考慮影響缺陷漏磁場(chǎng)強(qiáng)弱的各種因素。影響缺陷漏磁場(chǎng)的因素主要米口卜列三個(gè)方面。（1）磁化場(chǎng)對(duì)漏磁場(chǎng)的影響

l)當(dāng)磁化程度較低時(shí)，漏磁場(chǎng)偏小，且增加緩慢;2)當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)到飽和值的80%左右時(shí)，漏磁場(chǎng)不僅幅值較大，而且隨著磁化場(chǎng)的增加會(huì)迅速增大;3)漏磁場(chǎng)及其分量與鋼管表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小成正比;4)漏磁場(chǎng)及其分量與磁化場(chǎng)方向和缺陷側(cè)壁外法向矢量之間的夾角余弦成正比。

（2）缺陷方向、大小和位置對(duì)漏磁場(chǎng)的影響 l)缺陷與磁化場(chǎng)方向垂直時(shí)，漏磁場(chǎng)最強(qiáng): 2)缺陷與磁化場(chǎng)方向平行時(shí)，粼磁場(chǎng)兒乎為零;3)缺陷在l:件表面的漏磁場(chǎng)最人，隨著離開表面中心水平距離的增加漏磁場(chǎng)迅速減小;4)缺陷深度較小時(shí)，隨著深度的增加漏磁場(chǎng)增加較快，當(dāng)深度增大到一定值后漏磁場(chǎng)增加緩慢;5)缺陷信號(hào)的幅值與缺陷寬度對(duì)應(yīng)，缺陷長(zhǎng)度對(duì)翻磁信號(hào)兒乎沒有影響;6)缺陷寬度相同時(shí)，隨深度的增加，漏磁場(chǎng)隨之增人;（3）工件材質(zhì)及工況對(duì)漏磁場(chǎng)的影響

鋼材的磁特性是隨其合金成分(尤其是含碳?jí)?、熱處理狀態(tài)而變化的，相同的磁化強(qiáng)度、相同的缺陷對(duì)不同的磁性材料，缺陷漏磁場(chǎng)不一樣，土要表現(xiàn)為以下二點(diǎn):(l)對(duì)于兒何形狀不同的被測(cè)物體，如果表面的磁性場(chǎng)相同而被測(cè)物體磁性不同，則缺陷處的漏磁場(chǎng)不同，磁導(dǎo)率低的材料漏磁場(chǎng)小:(2)被測(cè)材料相同，如果熱處理狀態(tài)不同，則磁導(dǎo)率不一樣，缺陷處的漏磁場(chǎng)也不同;(3)當(dāng)l:件表面有覆蓋層(涂層、鍍層)時(shí)，隨著覆蓋層厚度的增加，漏磁場(chǎng)將減弱。[1] 同樣漏磁檢測(cè)也存在它自己的特點(diǎn)。漏磁檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是1.適用于檢測(cè)中小型管道;2.不需要禍合，檢測(cè)速度快，效率高:3.檢測(cè)靈敏度高，可靠性好;4.可對(duì)缺陷進(jìn)行量化處理:5.同磁粉相比便于操作，改善_l:作環(huán)境適合于對(duì)壁減和腐蝕坑等形式的缺陷普卉，檢測(cè)效果突出;6.易于實(shí)現(xiàn)白動(dòng)化。除此之外漏磁檢測(cè)也有它的缺點(diǎn)，漏磁檢測(cè)的缺點(diǎn)是:1.材料只適用于鐵磁性金屬材料，不適用I幾1卜鐵磁性金屬;2.被檢管道不能太厚，否則容易出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù):3.很難判斷缺陷是在上表面還是在下表面:4.儀器重量比較人。

實(shí)例： 新疆某油田某天然氣管線始于西氣東輸一線主力氣田, 管徑為 1 016 mm, 管線全長(zhǎng)約160 km。鑒于管道完整性管理要求, 油田特委托ROSEN 公司對(duì)該管線進(jìn)行了基于漏磁通原理的管道金屬損失的內(nèi)檢測(cè)工作, 其完整的內(nèi)檢測(cè)過程主要包括以下幾個(gè)步驟。

1）管道機(jī)械清洗 機(jī)械清管的主要目的是清出管內(nèi)的污物、障礙物、沉積雜質(zhì)和管壁結(jié)蠟, 最大程度地保證內(nèi)檢測(cè)效果的準(zhǔn)確性。

2）管道變徑檢測(cè) 管道變徑檢測(cè)是對(duì)管道的通過性能(最小通過直徑)進(jìn)行測(cè)試, 其檢測(cè)結(jié)果用于判斷管道能否進(jìn)行下一步的幾何檢測(cè)和漏磁檢測(cè)。3）電子幾何清管器的內(nèi)幾何檢測(cè)(EGP)電子內(nèi)幾何檢測(cè)是對(duì)管道內(nèi)的管段、設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)并模擬漏磁通檢測(cè)的一項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容, 用以推論這條管線沒有影響ROSEN 公司CDP 檢測(cè)的主要障礙。4）漏磁通金屬損失檢測(cè)(CDP)（1）設(shè)置定標(biāo)點(diǎn) 由于內(nèi)檢測(cè)器的里程輪在如此長(zhǎng)距離的管線中行走, 由于打滑或者彎頭的影響, 很容易導(dǎo)致累積誤差, 導(dǎo)致以后找?guī)缀稳毕蔹c(diǎn)出現(xiàn)困難。為了便于以后對(duì)此次漏磁檢測(cè)工程中檢測(cè)出來的缺陷點(diǎn)進(jìn)行開挖驗(yàn)證或是進(jìn)行維修補(bǔ)強(qiáng), 必須在管線的沿途對(duì)行走距離進(jìn)行修正。此次檢測(cè)共設(shè)置了21 個(gè)BM5 型跟蹤器和30 個(gè)BM7 型定標(biāo)點(diǎn)。平均每隔5.32 km設(shè)置一個(gè)定標(biāo)點(diǎn)對(duì)內(nèi)檢測(cè)器在管線的行走距離進(jìn)行修正。

（2)漏磁通金屬損失檢測(cè) 5）數(shù)據(jù)處理及最終報(bào)告 6）最終評(píng)價(jià)。[4] 除了這三種最常用的檢測(cè)技術(shù)之外還有磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、射線檢測(cè)等檢測(cè)方法。下面對(duì)這幾種方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

4、磁粉檢測(cè)

磁粉檢測(cè)方法是美國(guó)人霍克(HOKE)1922年提出的口磁粉法是檢測(cè)鐵磁性材料表面或近表面的裂紋、折疊、夾渣等缺陷，并能確定缺陷位置和人小的一種簡(jiǎn)單易行的方法。檢測(cè)時(shí)先將管道被檢部分磁化，在被檢測(cè)部位及周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。如果有缺陷，缺陷處磁阻比材料本身磁阻大得多，因此在缺陷處磁力線會(huì)產(chǎn)生彎曲繞行現(xiàn)象。當(dāng)缺陷位于管道表面或近表面時(shí)，一部分磁力線繞過缺陷暴露在空氣中，產(chǎn)生所謂的漏磁現(xiàn)象。在管道表面撒上鐵磁粉或涂上磁粉混濁液，則缺陷處的漏磁場(chǎng)會(huì)吸住部分磁粉而把缺陷顯現(xiàn)出來。

磁粉檢測(cè)所需的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，迅速可靠，對(duì)表面缺陷檢測(cè)靈敏度高，缺陷較直觀，成本低。但缺陷的顯現(xiàn)程度與缺陷同磁力線的相對(duì)位置有關(guān)，當(dāng)缺陷與磁力線垂直時(shí)顯現(xiàn)得最清楚，當(dāng)缺陷與磁力線平行時(shí)則不易顯現(xiàn)出來。只能檢測(cè)出缺陷的位置和在表面方向上的長(zhǎng)度，不能檢測(cè)出缺陷深度，檢測(cè)靈敏度隨缺陷深度而下降。

磁粉檢測(cè)作為一種成熟的無損檢測(cè)技術(shù)，土要應(yīng)川在焊縫和l;件表面或近表面裂紋檢測(cè)。因?yàn)楣艿劳烈毕菪问绞潜跍p和腐蝕坑，如果應(yīng)用磁粉檢測(cè)會(huì)增人勞動(dòng)強(qiáng)度，工作環(huán)境惡劣，檢測(cè)效果并不是很好，所以磁粉檢測(cè)不適用于管道腐蝕的檢測(cè)工作。[7] 5滲透檢測(cè)

滲透檢測(cè)是探杏物體表面開口缺陷的一種方法，物體可以是鐵或非鐵磁性金屬材料以及非金屬材料[8]。方法是先將滲透劑滲入缺陷，在施加顯像劑以后，由I.表面上形成顯像膜，缺陷中的滲透劑就通過毛細(xì)作用被吸出至材料表面。從缺陷滲出的滲透劑以跡象的形式顯示出缺陷，并比實(shí)際缺陷大，易于發(fā)現(xiàn)，肉眼就能看出材料的缺陷。

滲透探傷的優(yōu)點(diǎn)有設(shè)備、材料簡(jiǎn)單;對(duì)表面缺陷可靠性高。而滲透檢測(cè)存在的不足之處是對(duì)表面清潔度要求高;難以確定缺陷深度;受操作人員的影響大等。[1]

6、射線檢測(cè)

射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù)是隨著成像物體的變動(dòng)圖像迅速改變的電子學(xué)成像方法，和膠片射線照相檢驗(yàn)技術(shù)兒乎是同時(shí)發(fā)展的。早期的射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)系統(tǒng)是X射線熒光檢驗(yàn)系統(tǒng)，采用熒光屏將X射線照相的強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為可見光圖像[9]。對(duì)管道進(jìn)行放射線檢杳的方法是:利用放射線檢杏管道，計(jì)量壁厚腐蝕深度，管道截面部位的壁厚通過照片上的尺寸計(jì)舉，通過擴(kuò)人率算出實(shí)際壁厚。實(shí)際上利用這種方法只能計(jì)暈管道截面部位的壁厚，它不能計(jì)景截面以外的平面部位的壁厚，最主要的是射線的散射不容易控制，容易發(fā)生泄漏[10]。

7、工業(yè)CT檢測(cè)

CT技術(shù)始于20世紀(jì)70年代，首先是在醫(yī)療診斷領(lǐng)域中的成功應(yīng)用，隨后推廣到無損檢測(cè)和其他領(lǐng)域。日前在一l二業(yè)CT方面發(fā)展最快的是X射線和丫射線。在管道檢測(cè)方面，20世紀(jì)80年代初，前蘇聯(lián)就采用cT技術(shù)檢測(cè)功210mm鋁管。[11] CT成像法可顯示管道內(nèi)部的剖面圖像，優(yōu)點(diǎn)是對(duì)腐蝕和堵塞結(jié)果明顯，而且還可定量顯示腐蝕后的壁厚和結(jié)垢的堵塞率，是一種理想的檢測(cè)方法，但是普通的CT成像裝置用大電流、高功率的強(qiáng)X射線源，用兒百個(gè)檢測(cè)器組成陣列，在兒百個(gè)方向上取投影數(shù)據(jù)，設(shè)備人而笨，成本太高[12] 結(jié)束語(yǔ)：

本文對(duì)現(xiàn)有的油氣管道腐蝕的檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的檢測(cè)技術(shù)將不斷得到改善，同時(shí)也會(huì)有新的檢測(cè)技術(shù)出現(xiàn)，石油氣因?yàn)楦g而泄漏的事故也會(huì)不斷減少。參考文獻(xiàn)

[1]王亞東 鋼管漏磁檢測(cè)技術(shù)的研究 碩士研究生學(xué)位論文；

[2]陳曉雷 王秀琳 基于渦流技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 鄭州輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)；

[3]鐘家維 沈建新 賀志剛 喻西崇 管道內(nèi)腐蝕檢測(cè)新技術(shù)和新方法； [4]張偉 蔡青青 張磊 張勇 周衛(wèi)軍 漏磁檢測(cè)技術(shù)在新疆某油田的應(yīng)用 [5]權(quán)高軍 漏磁檢測(cè)技術(shù)在油管修復(fù)中的應(yīng)用 [6]基于小波分析的輸油管道泄漏檢測(cè)方法研究 [7]穿越河流輸油管道的安全性評(píng)估 [8]馬銘剛，程望琦，王怡之，等.無損檢測(cè).第一版.北京:石油工業(yè)出版社，1986.1一4 [9]鄭世才.射線實(shí)時(shí)成像檢驗(yàn)技術(shù).無損檢測(cè)，2000，22(7):328 [10]李艷芝，李景輝.利用圖像片判斷管道腐蝕深度的方法—可以在現(xiàn)場(chǎng)使用的檢卉判斷技術(shù).焊管，2003，23(2):57~59 [11]陳金根.CT技術(shù)與無損檢測(cè).無損檢測(cè)，1991，13(4):91一95 [12]顧本立，李虹.在役管道CT檢測(cè)儀.無損檢測(cè)，2001，23(l):23~24

第三篇：油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)與防腐措施初探

油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)與防腐措施初探

摘 要：天然氣與石油資源是一種不可再生能源，在對(duì)其進(jìn)行利用時(shí)，通常采取管道運(yùn)輸?shù)姆绞健９艿肋\(yùn)輸具有明顯的優(yōu)勢(shì)：成本低、效率高，目前，已經(jīng)成為油氣輸送的主要形式。但管道運(yùn)輸受到外界因素和內(nèi)部因素的雙重影響，很容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。本文主要對(duì)油氣管道腐蝕的類型和機(jī)理進(jìn)行分析，從而提出油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)和防腐措施，希望減少油氣管道的腐蝕現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：油氣管道；腐蝕檢測(cè)技術(shù)；防腐措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.013

隨著油氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，油氣管道輸送成為了主要的運(yùn)輸方式。但是在運(yùn)輸過程中，腐蝕現(xiàn)象相對(duì)嚴(yán)重，這阻礙了油氣管道的使用，甚至?xí)l(fā)安全問題。油氣管道腐蝕的直接結(jié)果是造成油氣泄露，由油氣泄露引發(fā)的事故的比重較大。為了降低事故的發(fā)生率，應(yīng)該采取防腐措施，并結(jié)合油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)，對(duì)油氣管道進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。油氣管道腐蝕是油氣企業(yè)的重點(diǎn)關(guān)注問題，也是石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的難題，因此，需要加大人力、財(cái)力、精力，不斷對(duì)其進(jìn)行探究，以期解決腐蝕問題。油氣管道腐蝕的類型和機(jī)理

（1）腐蝕類型。經(jīng)過調(diào)查顯示，我國(guó)的油氣管道的平均使用壽命是有限的，一旦超出期限，便會(huì)出現(xiàn)腐蝕等一系列現(xiàn)象。對(duì)于油氣管道腐蝕來說，它與油氣管道的材質(zhì)息息相關(guān)，發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的本質(zhì)是油氣管道中的某些成分與空氣中的元素相互作用而產(chǎn)生的結(jié)果。管道腐蝕可分為不同的類型，本文主要以下幾種進(jìn)行探討：氧氣腐蝕，管道的鐵與空氣中的氧氣和水發(fā)生氧化作用；H2S腐?g，它是一種弱酸，在酸性條件下，管道很容易發(fā)生腐蝕；土壤腐蝕，由于油氣管道深埋于地下，長(zhǎng)時(shí)間受到土壤環(huán)境的制約。

（2）腐蝕機(jī)理。管道腐蝕的類型與它的腐蝕機(jī)理息息相關(guān)，一般來說，造成油氣管道腐蝕的主要原因是油氣管道與周圍的環(huán)境發(fā)生了某種反應(yīng)。另外，如果管理不當(dāng)，也會(huì)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。在進(jìn)行管道設(shè)計(jì)時(shí)，如果存在質(zhì)量問題或者未能滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在投入使用過程中，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的問題。油氣管道的材質(zhì)也是產(chǎn)生腐蝕的原因之一，如果油氣管道存在著較多的非金屬成分，會(huì)通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。與此同時(shí)，外界因素如溫度、水分達(dá)到一定的程度時(shí)，會(huì)為油氣管道腐蝕提供動(dòng)力。此外，在對(duì)管道進(jìn)行鋪設(shè)的過程中，如果不能平衡與環(huán)境的關(guān)系，將會(huì)嚴(yán)重影響油氣管道的使用。油氣管道腐蝕的檢測(cè)技術(shù)分析

2.1 外防腐層檢測(cè)技術(shù)

外防腐層檢測(cè)是腐蝕檢測(cè)的關(guān)鍵，外防腐層檢測(cè)技術(shù)的服務(wù)對(duì)象是油氣管道的外防腐層，通過檢測(cè)，能夠直觀的體現(xiàn)出油氣管道的腐蝕情況。外防腐層檢測(cè)技術(shù)包括多種，本文主要對(duì)較為常用的幾種進(jìn)行分析：一，電位梯度法，它主要以信號(hào)為載體，一旦發(fā)生破損，將會(huì)在管道周圍形成電源電場(chǎng)，從而確定其位置。它便于操作、可行性和準(zhǔn)確度高。二，磁場(chǎng)分布法，這種方法容易受外界因素的干擾，會(huì)受到管道的埋藏深度的限制，且測(cè)量相對(duì)不精確。三，等效電流梯度法，通過增加電流、對(duì)比等效電流值進(jìn)行檢測(cè)，這種方法的主要缺陷就是很難確定具體的腐蝕部位。四，多頻管中電流法（PCM），該方法通過對(duì)于狡辯電流梯度法的利用，在管道和大地之間施加某一個(gè)頻率的正弦電壓，并且向待檢測(cè)的管道發(fā)射檢測(cè)信號(hào)電流，然后通過管道上方地面的磁場(chǎng)強(qiáng)度來對(duì)于管中電流的變化加以換算，對(duì)于管道支線位置和破損缺陷有效地加以判斷。

2.2 管體檢測(cè)技術(shù)

管體的檢測(cè)技術(shù)能夠直接判斷腐蝕情況，一般來說，油氣管道深埋于地下，要想對(duì)管體進(jìn)行檢測(cè)，需要首先明確管體的檢測(cè)技術(shù)。管體檢測(cè)技術(shù)包括三大類：直接檢測(cè)、內(nèi)檢測(cè)、不開挖檢測(cè)。其中，最為常用的便是直接檢測(cè)法。直接檢測(cè)法雖然具有一定的缺陷，但實(shí)用性較高。目視法、滲透法的操作性較強(qiáng)、方便，但卻受到精確度的限制；而漏磁法雖然能夠保證精確度，但不適用于大面積的管道檢測(cè)。管體檢測(cè)技術(shù)相對(duì)較多，在實(shí)際檢測(cè)中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況選擇最優(yōu)的檢測(cè)技術(shù)，以提高效率和準(zhǔn)確度。

2.3 泄露檢測(cè)技術(shù)

泄露是油氣管道腐蝕中最為嚴(yán)重的問題，因此，泄露檢測(cè)技術(shù)必不可少。現(xiàn)階段，泄露檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)成為油氣企業(yè)和管道制造企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，經(jīng)過長(zhǎng)期的研發(fā)和調(diào)試，檢測(cè)技術(shù)相對(duì)成熟，但缺乏一定的標(biāo)準(zhǔn)。直接觀察法、電纜法、電流梯度法是最為常用、有效的幾種方法。油氣管道的防腐措施

3.1 合理選擇管道材質(zhì)

一般來說，管道的材料由鋼材組成，在油氣輸送過程中，會(huì)與空氣、油氣中某些成分發(fā)生作用，從而影響管道的質(zhì)量和運(yùn)輸效率。因此，應(yīng)該選擇合理的管道材質(zhì)。玻璃鋼、塑料的性能相對(duì)穩(wěn)定，且具有環(huán)保性。但這兩種材質(zhì)仍然存在一定的缺陷，需要相關(guān)人員不斷探究，以獲取性能穩(wěn)定、承載力強(qiáng)的新型材料。

3.2 防腐涂層

防腐涂層能夠阻止管道的氧化，也是最為有效的防腐措施。防腐涂層主要對(duì)油氣管道起到保護(hù)作用，通常所用的防腐涂層包括以下幾種：聚乙烯、非金屬、納米材料。它們的原理相同，都是在管道內(nèi)、外部位涂不同材質(zhì)的防腐層，從而阻止油氣管道與外界因素和油氣的接觸，從根本上降低腐蝕現(xiàn)象。

3.3 電化學(xué)防腐

管道中產(chǎn)生電流是造成電腐蝕的主要原因，電化學(xué)防腐主要是對(duì)電流的電勢(shì)進(jìn)行改變，從而阻止管道腐蝕的發(fā)生。電化學(xué)防腐技術(shù)主要通過電極對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，降低管道端的電子流動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)防腐的目的。總結(jié)

油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)需要以電子技術(shù)為基礎(chǔ)，它是油氣管道評(píng)價(jià)的主要依據(jù)，通過油氣管道腐蝕檢測(cè)技術(shù)，能夠確定油氣管道的腐蝕位置和程度，便于后期的維護(hù)和養(yǎng)護(hù)。油氣管道檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用大大提高了油氣管道運(yùn)輸?shù)男省Ｄ壳埃蜌夤艿栏g檢測(cè)技術(shù)仍然在不斷發(fā)展，但在檢測(cè)過程中，仍然會(huì)受到相關(guān)因素的限制，很大程度地制約了檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，因此，需要從多個(gè)方面采取防腐措施，以延長(zhǎng)油氣管道的使用壽命。

參考文獻(xiàn)：

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第四篇：油氣集輸管道漫談--長(zhǎng)距離輸油管道

輸油管道可以劃分為兩大類：一類是企業(yè)內(nèi)部的輸油管道，例如油田內(nèi)部連接油井與計(jì)量站、聯(lián)合站的集輸管道，煉油廠及油庫(kù)內(nèi)部的管道等，其長(zhǎng)度一般較短，不是獨(dú)立的經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)；另一類是長(zhǎng)距離的輸油管道，例如將油田的合格原油輸送至煉油廠、碼頭或鐵路轉(zhuǎn)運(yùn)站的管道，其管徑一般較大，有各種輔助配套工程，是獨(dú)立經(jīng)營(yíng)的系統(tǒng)，這類輸油管道也稱干線輸油管道。

按照所輸送介質(zhì)的種類，輸油管道又可分為原油管道和成品油管道。

1.長(zhǎng)距離輸油管道的組成

長(zhǎng)距離輸油管道由輸油站與線路兩大部分組成。

輸油站主要是給油品增壓、加熱。管道起點(diǎn)的輸油站稱首站，接收來自油田、煉油廠或港口的油品，并經(jīng)計(jì)量輸向下一站。在輸送過程中由于摩擦、地形高低等原因，油品壓力不斷下降，因此在長(zhǎng)距離管道中途需要設(shè)置中間輸油泵站給油品加壓。對(duì)于加熱輸送的管道，油品在輸送過程中溫度逐漸下降，需要中間加熱站給油品升溫。輸油泵站與加熱站設(shè)在一起的稱熱泵站。管道終點(diǎn)的輸油站稱末站，接收管道來油，向煉油廠或鐵路、水路轉(zhuǎn)運(yùn)。末站設(shè)有較多的油罐以及準(zhǔn)確的計(jì)量系統(tǒng)。

長(zhǎng)距離輸油管道的線路部分包括管道本身，沿線閥室，通過河流、公路、山谷的穿（跨）越構(gòu)筑物，陰極保護(hù)設(shè)施，通訊與自控線路等。長(zhǎng)距離輸油管道由鋼管焊接而成，一般采用埋地敷設(shè)。為了防止土壤對(duì)鋼管的腐蝕，管外都包有防腐絕緣層，并采用電法保護(hù)措施。長(zhǎng)距離輸油管道和大型穿（跨）構(gòu)筑物兩端每隔一段距離設(shè)有截?cái)嚅y室，一旦發(fā)生事故可以及時(shí)截?cái)喙軆?nèi)油品，防止事故擴(kuò)大并便于搶修。通訊系統(tǒng)是長(zhǎng)距離輸油管道的重要設(shè)施，用于全線生產(chǎn)調(diào)度及系統(tǒng)監(jiān)控信息的傳輸。主要的通訊方式有微波、光纖和衛(wèi)星通訊等。

2.長(zhǎng)距離輸油管道的特點(diǎn)

與油品的鐵路、公路、水路運(yùn)輸相比，管道運(yùn)輸有以下的優(yōu)點(diǎn)：（1）運(yùn)量大。

（2）運(yùn)費(fèi)低、能耗少，且口徑越大，單位運(yùn)費(fèi)越低。

（3）輸油管道一般埋設(shè)在地下，比較安全可靠，且受環(huán)境、氣候影響小，對(duì)環(huán)境的污染小，其運(yùn)輸油品的損耗率比鐵路、公路、水路運(yùn)輸都低。

（4）建設(shè)投資較小、占地面積少。

雖然管道運(yùn)輸有很多優(yōu)點(diǎn)，但也有著其局限性：（1）主要適用于大量、單向、定點(diǎn)運(yùn)輸，不如車、船運(yùn)輸靈活多樣。（2）對(duì)一定直徑的管道，有一經(jīng)濟(jì)合理的輸送量范圍。（3）有極限輸量的限制。

3.輸油管道的運(yùn)行及控制

（1）輸油泵站的連接方式

長(zhǎng)距離輸油管道各泵之間相互聯(lián)系的方式，也稱為管道的輸送方式，主要有兩種，即“從泵到泵”輸送方式和“旁接油罐”輸送方式。

“從泵到泵”輸送方式也叫密閉輸送，它是將上一站來的輸油干線與下一站輸油泵的吸入管線相連，正常工作時(shí)沒有起調(diào)節(jié)作用的旁接油罐（多數(shù)泵站設(shè)有小型的事故罐）。它的特點(diǎn)是各站的輸量必然相等，各站的進(jìn)出站壓力直接影響，全線構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)。這種輸油方式便于全線統(tǒng)一管理，但要有可靠地自動(dòng)控制和保護(hù)措施。

“旁接油罐”輸送方式是上一站來的輸油干線與下一站輸油泵的吸入管線相連，同時(shí)在吸入管線上并聯(lián)著與大氣相通的旁接油罐。旁接油罐起到調(diào)節(jié)兩站間輸量差的作用，由于它的存在，長(zhǎng)輸管道被分成若干個(gè)獨(dú)立的水力系統(tǒng)。以這種方式運(yùn)行的管道便于人工控制，對(duì)管道的自動(dòng)化水平要求不高，但不利于能量的充分利用，且存在旁接罐內(nèi)油品的揮發(fā)損耗。

（2）輸油管道的水擊及控制

輸油管道密閉輸送的關(guān)鍵之一是解決“水擊”問題。“水擊”是由于突然停泵(停電或故障)或閥門誤關(guān)閉等造成管內(nèi)液流速度突然變化，因罐內(nèi)液體的慣性作用引起管內(nèi)壓力的突然大幅上升或下降所造成對(duì)管道的沖擊現(xiàn)象。

水擊對(duì)輸油管道的直接危害是導(dǎo)致管道超壓，主要包括兩種情況：一是水擊的增壓波（高于正常運(yùn)行壓力的壓力波）有可能使管道壓力超過允許的最大工作壓力，使管道破裂；二是減壓波（低于正常運(yùn)行壓力的壓力波）有可能使穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)壓力較低的管段壓力降至液體的飽和蒸汽壓，引起液流分離。對(duì)于建有中間泵站的長(zhǎng)距離管道，減壓波還可能造成下游泵站進(jìn)站壓力過低，影響下游泵機(jī)組的正常吸入。

通常采用兩種方法來解決水擊問題，即泄放保護(hù)及超前保護(hù)。泄放保護(hù)是在管道上裝有自動(dòng)泄壓閥系統(tǒng)，當(dāng)水擊增壓波導(dǎo)致管內(nèi)壓力到達(dá)一定值時(shí)，通過閥門泄放出一定量的油品，從而削弱增壓波，防止水擊造成的危害。超前保護(hù)是在產(chǎn)生水擊時(shí)，由管道控制中心迅速向有關(guān)泵站發(fā)出指令，各泵站采取相應(yīng)的保護(hù)措施，避免水擊造成的危害。

4.不同油品的管道順序輸送

在統(tǒng)一管道內(nèi)，按一定的順序連續(xù)輸送幾種品，這種輸送方式稱為順序輸送。輸送成品油的長(zhǎng)距離管道一般都采用這種輸送方式。這是因?yàn)槌善酚偷钠贩N多，而每一種油品的批量有限，當(dāng)輸送距離較長(zhǎng)時(shí)，為每一種油品單獨(dú)鋪設(shè)一條小口徑管道顯然是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是不可能的。而采用順序輸送，各種油品輸量相加，可鋪設(shè)一條大口徑管道，輸油成本將極大下降。用同一條管道輸送幾種不同品質(zhì)的原油時(shí)，為了避免不同原油的摻混導(dǎo)致優(yōu)質(zhì)原油“降級(jí)”，或?yàn)榱吮ＷC成品油的質(zhì)量，也采用順序輸送。（石油知識(shí)編輯部）

第五篇：油氣集輸

高效油氣集輸及處理技術(shù)

學(xué)號(hào)：20131001419

班級(jí)：021131 姓名：朱康鈺

把分散的油井所生產(chǎn)的石油、伴生天然氣和其他產(chǎn)品集中起來，經(jīng)過必要的處理、初加工，合格的油和天然氣分別外輸?shù)綗捰蛷S和天然氣用戶的工藝全過程稱為油氣集輸。主要包括油氣分離、油氣計(jì)量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩(wěn)定、輕烴回收等工藝。

進(jìn)入到新世紀(jì)以后，伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，我國(guó)油氣集輸行業(yè)也得到了飛速的發(fā)展，所謂的油氣集輸工作就是指將從油田中開采出來的天然氣和石油進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、加工以及處理的一系列的工藝的過程。因此油氣集輸主要有以下三個(gè)方面的工作：一是將從油田中開采出來的石油或是天然氣等物質(zhì)通過長(zhǎng)輸管道輸送至油氣處理站處，在油氣處理站對(duì)這些物質(zhì)進(jìn)行分離、脫水的過程，經(jīng)過這些過程處理后的石油才能夠符合國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)；第二個(gè)任務(wù)是將已符合標(biāo)準(zhǔn)的原油運(yùn)送至油田的原油庫(kù)處，在油田的原油庫(kù)出對(duì)已經(jīng)分離出來的天然氣進(jìn)行脫水、脫酸以及深加工等處理工程；第三個(gè)工作就是再一次處理已合格的原油并將這些原油輸送給需要的用戶。因此，油田集輸工藝技術(shù)是很復(fù)雜的過程，對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)探討也是十分必要的。

油氣集輸時(shí)的生產(chǎn)工作與開采石油時(shí)的鉆井、勘探、修井、測(cè)井以及采油等生產(chǎn)工藝過程都是有很大的不同的，它的主要特點(diǎn)是生產(chǎn)時(shí)的油田點(diǎn)多，面廣并且線很長(zhǎng)，同時(shí)進(jìn)行油田集輸?shù)纳a(chǎn)作業(yè)是還伴隨著高溫高壓、易燃易爆、有發(fā)生火災(zāi)的危險(xiǎn)性、生產(chǎn)作業(yè)有很強(qiáng)的連續(xù)性以及工藝流程十分復(fù)雜的缺點(diǎn)，所以隨著油田開采技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們也更加的重視油田集輸?shù)纳a(chǎn)工作了，同時(shí)油田集輸工藝水平的高低對(duì)開發(fā)油田的整體的技術(shù)工藝水平也是有著至關(guān)重要的影響的。

油氣集輸行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 油氣水多相混輸工藝技術(shù)

長(zhǎng)距離的油氣混輸工藝技術(shù)是一項(xiàng)較為先進(jìn)的工藝技術(shù)，目前也基本上被發(fā)達(dá)國(guó)家廣泛使用，從上個(gè)世紀(jì)八十年代開始，歐洲的德國(guó)、英國(guó)以及法國(guó)等國(guó)家就開始對(duì)這些技術(shù)進(jìn)行了大量的研究和分析，要想真正的應(yīng)用多相混輸工藝技術(shù)，就必須將其與電熱技術(shù)相互配合，如果真正的應(yīng)用此技術(shù)，在進(jìn)行油氣集輸工作是也會(huì)大大降低工程的成本并且簡(jiǎn)化其工藝流程，因此多相混輸技術(shù)油氣集輸領(lǐng)域中比較有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)。

大慶油田是我國(guó)在油氣集輸行業(yè)中技術(shù)最為先進(jìn)的油田，但是其混輸工藝的技術(shù)以及其在集輸設(shè)備的研發(fā)中與歐美的先進(jìn)國(guó)家仍是有著不小的差距的。原油集輸工藝

在許多高凝原油以及高含蠟的油田中，我國(guó)使用較為廣泛的油氣集輸工藝主要是加熱工藝、單井集中計(jì)量工藝、多級(jí)布站工藝、大站集中處理工藝以及單雙管集油的工藝技術(shù)，其中華北油田以及遼河油田就是比較有代表性的。而國(guó)外如美國(guó)和加拿大等國(guó)家對(duì)于高含蠟的油田你，在使用加熱工藝的基礎(chǔ)上，為了降低原油的凝聚性和粘度，還在油田中添加一定量的化學(xué)藥劑，從而對(duì)油氣進(jìn)行單管集輸?shù)墓に囘^程。而如我國(guó)的新疆等油田，它們是屬于低含蠟以及低凝點(diǎn)的油田，通常情況下對(duì)其采用的處理工藝都是單管而不加熱的集油工藝。大慶油田是我國(guó)各項(xiàng)技術(shù)都處理領(lǐng)先地位的油田，因此在集輸工藝集輸方面大慶油田也要更加的先進(jìn)于其他的油田。目前，我國(guó)的油田已經(jīng)逐步的走到高含水后期的階段，因此油氣集輸行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)也是應(yīng)利用高含水期原油具備很強(qiáng)的流變性的特點(diǎn)，在不斷簡(jiǎn)化集輸工藝技術(shù)的同時(shí)，在常溫的狀態(tài)或是低溫的狀態(tài)下進(jìn)行輸送工作。原油脫水技術(shù)

在一些具有高含水性的油田中，兩段脫水工藝是最主要的集輸工藝技術(shù)，第一段是游離脫水的過程，其主要是采用聚結(jié)脫水和大罐沉降的方式進(jìn)行脫水，而第二段則是電脫水的過程，其主要采用的方式是利用豎掛電極和平掛電極進(jìn)行交流電和直流電復(fù)合的方式進(jìn)行脫水。而在我國(guó)的勝利以及塔里木等高含水性但是低粘性和低凝性的油田中，主要采用的脫水方式是熱化學(xué)脫水工藝。在對(duì)原油進(jìn)行脫水處理的研究上，美國(guó)以及俄羅斯等國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)其較為重視，其不但在原油脫水中間過渡層的研究上面取得了一定的成果，同時(shí)也研究出了專門的處理的技術(shù)措施。目前在對(duì)原油進(jìn)行脫水處理方面的研究趨勢(shì)是研制高效游離水脫除器，這種儀器能夠更好的利用原有高含水性的特點(diǎn)，降低游離水脫除設(shè)備的成本的規(guī)模，同時(shí)也提高了脫除游離水的工作效率。

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)能源需求量不斷擴(kuò)大，油氣田項(xiàng)目的開發(fā)成為了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱。油田項(xiàng)目的開采的綜合利用程度也逐漸提高，節(jié)能降耗理念在油田項(xiàng)目得到廣泛的推廣和應(yīng)用，作為油氣生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗直接關(guān)系整個(gè)油田開采項(xiàng)目的成本和經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合油氣集輸節(jié)能降耗在油田項(xiàng)目中的重要性分析，以及現(xiàn)階段油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)利用現(xiàn)狀及問題，對(duì)油田油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)提出幾點(diǎn)建議，以提高節(jié)能降耗技術(shù)的應(yīng)用效果和新技術(shù)的推廣使用，從而達(dá)到節(jié)能減排，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益的目的。

油氣田深井開采的不斷深入，開采的難度和技術(shù)要求也越開越高，作為油田項(xiàng)目的重要環(huán)節(jié)，油氣集輸喜用主要負(fù)責(zé)原油脫水，油氣分離等任務(wù)，該過程需要將油氣轉(zhuǎn)化成油氣產(chǎn)品，所以是最主要的能源消耗環(huán)節(jié)，也突出了節(jié)能降耗的重要意義，如何減少油氣的損失，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，已經(jīng)是強(qiáng)化油氣集輸系統(tǒng)創(chuàng)新，減少運(yùn)行成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要內(nèi)容。

一、油氣集輸系統(tǒng)耗能原因分析

從油氣集輸系統(tǒng)的內(nèi)容看，其主要負(fù)責(zé)油氣水分離、原油脫水、天然氣脫水、含油污水處理等環(huán)節(jié)，其重要性表現(xiàn)在該環(huán)節(jié)是將原油天然氣等混合物，經(jīng)過該系統(tǒng)的計(jì)量、分離、凈化、穩(wěn)定轉(zhuǎn)變?yōu)槟軌蚶玫漠a(chǎn)品過程，該系統(tǒng)主要消耗大量的電能和熱能，在整個(gè)開采過程中，是能源消耗大戶，其中耗能的主要原因表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：首先，該系統(tǒng)耗能高。這主要受到處理工藝和水平的限制，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行需要大量的能源支撐，并且現(xiàn)階段大量的油氣田處于中后期開發(fā)，本身油質(zhì)沒有前期開采的好，所以需要更多的能源消耗去處理原油和天然氣以及其他混合物，并且大量的設(shè)備老舊也是造成耗能高的主要原因之一。其次，油氣的損耗高，處理技術(shù)的相對(duì)落后，造成大量的油氣得不到充分的分離和利用，造成大量不必要的損耗。特別是我國(guó)大部分的油氣田開發(fā)項(xiàng)目，還處于較低技術(shù)層次的開發(fā)，集輸系統(tǒng)還是采用加熱方式，本身就需要消耗大量的能源，開采的難度不斷增加與現(xiàn)階段技術(shù)相對(duì)落后的矛盾，造成了我國(guó)油氣田集輸系統(tǒng)耗能高、利用率低的根本原因，在今后的油氣項(xiàng)目開發(fā)時(shí)，應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注和解決這個(gè)方面的問題，以提高對(duì)油氣田的綜合開發(fā)能力。

二、油田油氣集輸系統(tǒng)節(jié)能降耗現(xiàn)狀分析

從目前我國(guó)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用以及措施上看，也在不斷引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，以提高整個(gè)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能降耗水平，并在一定范圍內(nèi)取得了良好的效果，例如，在目前最常見的節(jié)能降耗措施是利用常溫游離水雨脫出技術(shù)，利用一定劑量的破乳融入到采出原液中，在不無需加熱的情況下可以將游離水分離出去，達(dá)到較好的凈水效果，該方法適用于油氣混合溶液中含水量高于60%以上的油氣開發(fā)項(xiàng)目中，通過這種方式能夠大大加快油水分離，降低能耗，在不加熱的情況下實(shí)現(xiàn)直接輸送，達(dá)到集輸目的。作為極其復(fù)雜的操作系統(tǒng)，系統(tǒng)中的動(dòng)力設(shè)備，熱力設(shè)備以及分離設(shè)備是系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，一般情況下，在油田集輸系統(tǒng)中，采用的是加熱爐，提供源源不斷的熱量，提高熱力設(shè)備的熱效率，這里不得不提的關(guān)鍵是泵的作用的發(fā)揮，它是分離設(shè)備的關(guān)鍵，所以要想實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)的節(jié)能降耗，在泵的技術(shù)創(chuàng)新方面也要多下功夫，這也是提高整體輸送系統(tǒng)效率的關(guān)鍵所在。

在目前的集輸系統(tǒng)中，關(guān)于節(jié)能降耗方面主要面臨以下幾個(gè)方面的問題，首先，從實(shí)際操作看，水含量會(huì)隨著油氣的開采而不斷增長(zhǎng)，在對(duì)于油氣集輸系統(tǒng)來說是一個(gè)巨大的考驗(yàn)，提高效率，加快油水處理不僅難度大，而且耗費(fèi)的能源較多；其次，偏遠(yuǎn)的小油田受到技術(shù)和資金的限制，高耗能的情況依舊非常明顯，計(jì)算混亂耗能過高已經(jīng)是擺在企業(yè)發(fā)展方面的巨大障礙，如何進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和布局，減少集輸過程中的能源損耗，其中關(guān)鍵的一點(diǎn)是要重視封閉運(yùn)行系統(tǒng)的改造升級(jí)，及時(shí)的處理這個(gè)過程中的相關(guān)復(fù)雜問題，其中包含著技術(shù)的革新，對(duì)油水性質(zhì)的計(jì)算，結(jié)合油水的性質(zhì)進(jìn)行科學(xué)的集輸調(diào)整，通過適應(yīng)環(huán)境，使得系統(tǒng)設(shè)備更加高效和穩(wěn)定的發(fā)揮作用，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。在長(zhǎng)期的操作和經(jīng)驗(yàn)中得出，離心泵可以在低溫下完成含水原油的輸送任務(wù)，而這一點(diǎn)在一些并未重視油氣集輸技術(shù)的油田項(xiàng)目中得不到廣泛推廣，以至于白白浪費(fèi)了大量的寶貴能源，這個(gè)過程中，只要通過經(jīng)驗(yàn)的積累就能在含水油氣中準(zhǔn)確科學(xué)的加入化學(xué)劑，實(shí)現(xiàn)常溫集油。面對(duì)諸如上述的問題，如何實(shí)現(xiàn)油氣集輸系統(tǒng)的節(jié)能減排，還應(yīng)該從兩個(gè)方面下功夫，一是，設(shè)備改造；二是，技術(shù)革新。

三、節(jié)能降耗技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)中的應(yīng)用

通過對(duì)油氣集輸系統(tǒng)的了解，總結(jié)出實(shí)現(xiàn)油氣集輸?shù)膬纱箨P(guān)鍵點(diǎn)在于：設(shè)備的改造以及技術(shù)的革新，加強(qiáng)這兩個(gè)方面工藝技術(shù)，能夠是節(jié)能降耗的效率更加明顯，也是推廣和使用節(jié)能降耗技術(shù)在油氣集輸系統(tǒng)應(yīng)用中的關(guān)鍵，其次，利用熱泵技術(shù)，科學(xué)回收利用污水中的剩余熱量，把熱量進(jìn)行收集，二次利用，可以利用到集油或者是原油脫水中去，一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)節(jié)能目的，最后，必須在結(jié)合實(shí)際的情況下，利用加熱爐節(jié)能，提高設(shè)備的密封性，保證設(shè)備的熱量，減少排煙損失，對(duì)大氣環(huán)境起到重要的保護(hù)作用。

1.現(xiàn)有設(shè)備的設(shè)備改造和工藝革新針對(duì)現(xiàn)有的設(shè)備，對(duì)其進(jìn)行是設(shè)備改造和工藝革新，首先，加強(qiáng)能耗分析，通過對(duì)集輸系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)能耗分析，能夠使能源消耗得到一定的控制，在集輸過程中搜集數(shù)據(jù)，逐步建立和完善一整套油氣集輸模擬系統(tǒng)，盡可能做到節(jié)能目的。

2.加強(qiáng)節(jié)能降耗技術(shù)的革新和推廣在技術(shù)革新和推廣方面，著重介紹新型油氣水三項(xiàng)分離器的推廣和使用，該設(shè)備的特點(diǎn)主要是液混合物進(jìn)入分離器之后，可以首先分離出天然氣，此過程能夠減少分離的難度，提高設(shè)備的分離能力。特別是進(jìn)入后期開采，混合物的含水量大大增加，并且含有大量其它雜質(zhì)，利用三項(xiàng)分離器中的防沖裝置能夠改變混合物的速度和前進(jìn)方向，能夠有效防止沙腐蝕穿孔，對(duì)設(shè)備的保護(hù)作用極強(qiáng)，減少安裝成本。除了技術(shù)革新之外，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的另一個(gè)重要的舉措是管理的創(chuàng)新和人才的引進(jìn)，只有管理好，操作好集輸系統(tǒng)，才能使系統(tǒng)發(fā)揮最大功效，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。