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文檔簡介
1、長輸管道內(nèi)腐蝕與防護綜述摘要:本文簡要綜述了CO2、H2S、O2腐蝕機理、內(nèi)腐蝕監(jiān)測與檢測技術(shù)、內(nèi)腐蝕防腐措施,通過對內(nèi)腐蝕的了解從而對其進行研究和控制。在現(xiàn)有防腐措施的基礎(chǔ)上,通過合理的安全評估判斷,進一步提高了長輸管道的剩余壽命和運行安全。關(guān)鍵詞:內(nèi)腐蝕、機理、檢測、監(jiān)測、防腐、長輸管道Abstract:This paper briefly summarizes the CO2, H2S, O2 corrosion mechanism, corrosion monitoring and testing technology, internal corrosion and corrosion
2、 protection measures, through the understanding of internal corrosion and to study and control. On the basis of the existing corrosion protection measures, through the reasonable safety evaluation judgment, to further improve the long-distance pipeline residual life and operation safety.Key words:In
3、ternal corrosion, mechanism, detection, monitoring, anti-corrosion, long distance pipeline1、引言32、內(nèi)腐蝕42.1 內(nèi)腐蝕類型42.2內(nèi)腐蝕機理42.2.1 H2S腐蝕42.2.2 CO2 腐蝕52.2.4 O2腐蝕63、內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)73.1離線監(jiān)測73.1.1渦流法73.1.2漏磁法73.1.3超聲波測厚法73.1.4掛片法73.1.5氫探頭監(jiān)測技術(shù)83.1.6電化學阻抗譜83.1.7 光電化學方法技術(shù)83.1.8 拉曼光譜83.2 在線監(jiān)測方法93.2.1監(jiān)測孔法93.2.2電阻法93.2.3
4、線性極化法93.2.4 電位法93.2.5磁阻法93.2.6 電化學噪聲技術(shù)103.2.7薄層活化技術(shù)103.2.8場圖像技術(shù)103.2.9恒電量技術(shù)104內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)124.1 漏磁法124.2超聲波法124.3 檢測技術(shù)應與安全評價技術(shù)相結(jié)合135、內(nèi)腐蝕控制措施145.1添加緩蝕劑145.2內(nèi)涂層防護與襯里防腐技術(shù)145.3 復合管技術(shù)14參考文獻151、引言 腐蝕是引起埋地管道破壞和失效的主要原因之一,長輸管道的腐蝕情況不能直接觀察到,發(fā)生泄漏等情況時不容易及時發(fā)現(xiàn)且不便維修,所以,如何防止管道的腐蝕破壞一直是管道工程中重要的環(huán)節(jié)。由于長輸管道輸送的介質(zhì)不同從而導致管道的內(nèi)腐蝕,因此
5、,管道內(nèi)腐蝕機理和防護技術(shù)引起廣泛的關(guān)注。研究管道的腐蝕與防護技術(shù),關(guān)系到管道可靠性和使用壽命的關(guān)鍵因素,對延長管道的使用壽命以及保證工業(yè)生產(chǎn)的順利進行具有重要意義。2、內(nèi)腐蝕 管道的內(nèi)腐蝕是由管道輸送的介質(zhì)含有腐蝕性成分引起的輸送的介質(zhì)不同,腐蝕的因素也就不同。目前,國內(nèi)外對CO2或H2S單獨作用下腐蝕的研究比較充分,而對H2S、CO2共存體系中,尤其是高溫高壓條件下多相流動介質(zhì)中H2S、CO2腐蝕的研究比較少,對于實際工況條件下有針對性的研究就更少,尚無法滿足實際防腐應用的需要1。因此,對管道內(nèi)腐蝕的研究是具有很重要意義。2.1 內(nèi)腐蝕類型基于油氣管道內(nèi)腐蝕環(huán)境的特點,油氣管道的內(nèi)腐蝕主要
6、包括溶解氧腐蝕、H2S腐蝕、CO2腐蝕、多相流沖刷腐蝕和硫酸鹽還原菌(SRB)腐蝕等幾種類型。其中溶解氧腐蝕主要指對鉆柱系統(tǒng)的腐蝕,H2S腐蝕、CO2腐蝕、多相流沖刷腐蝕和SRB腐蝕則主要發(fā)生在油套管、集輸管線和長輸管線上2。2.2內(nèi)腐蝕機理2.2.1 H2S腐蝕(1)硫化氫電化學腐蝕過程。 硫化氫在水中離解:H2S H+HS-HS- H+S2-陽極反應:FeFe2+2e陰極反應:2H+2eH2H2S離解產(chǎn)物HS- , S2-吸附在金屬的表面,形成加速的吸附復合物離子Fe(HS)一。吸附HS- ,S2-使金屬的電位移向負值,促進陰極放氫的加速,而氫原子為強去極化劑,易在陰極得到電子,同時使鐵原
7、子間金屬鍵的強度大大削弱,進一步促進陽極溶解反應而使鋼鐵腐蝕3。 (2)硫化氫導致氫脆過程。氫在鋼中的存在狀態(tài)而導致鋼基體開裂的過程,至今還尚無統(tǒng)一的定論。但普遍認為,萌生裂紋的部位必須富集足夠的氫。鋼材的缺陷處(晶界、相界)、位錯、三維應力區(qū)等,這些缺陷與氫的結(jié)合能力很強,可將氫捕捉,這些缺陷處便成為氫的富集區(qū)。通常把這些缺陷叫陷阱。當氫在金屬內(nèi)部陷阱富集到一定程度,便會沉淀出氫氣。據(jù)估算這種氫氣的強度可達300MPa,于是促進鋼材的脆化,局部區(qū)域發(fā)生塑性變形,萌生裂紋導致開裂3。2.2.2 CO2 腐蝕CO2對碳鋼的腐蝕是一個不可低估的因素。鋼鐵在含CO2水溶液的溶解過程中有兩個不同的還原
8、過程。其一是HCO3-直接還原析出氫;其二是金屬表面的HC0 3-離子濃度極低時,H2O被還原析出氫。(1)CO2的腐蝕機理3。CO2(溶液)CO2(吸附)CO2(吸附)+H2O H2CO3(吸附)H2CO3(吸附)+e- H(吸附)+HCO3- (吸附)H2CO3(吸附)+H2O H3+O+HCO3-H3+O+e- H(吸附)+H2OHCO3-(吸附)+ H3+OH2CO3(吸附)+H2O腐蝕開始時,金屬表面早已形成結(jié)合力較強的Fe(HCO3)2,該膜可發(fā)生變化:Fe ( HCO3 ) 2+Fe2FeCO3+ H2,從而形成和金屬基體結(jié)合力較差的FeCO3膜。該轉(zhuǎn)化過程中,F(xiàn)eCO3的體積較
9、Fe(HCO3)2的體積小,轉(zhuǎn)化過程中體積收縮,形成微孔的保護性較差的FeCO3膜,因而引發(fā)碳鋼的腐蝕(主要為點蝕)。所以,雖然碳鋼在較寬的pH值范圍內(nèi)、在飽和的CO2鹽溶液中可形成一層牢固的Fe( HCO3 )2膜,該膜對碳鋼有一定的保護作用,但隨著時間的延長,F(xiàn)e(HCO3 )2會逐漸轉(zhuǎn)化為與金屬結(jié)合力較差的FeCO3而失去保護作用。鋼鐵表面覆蓋的不同產(chǎn)物的區(qū)域和不同腐蝕產(chǎn)物的邊界處可能因為電偶作用而導致局部腐蝕。2.2.3 多相流腐蝕多相流按其腐蝕環(huán)境有以下幾種類型:清潔環(huán)境(無固體、無腐蝕);沖蝕環(huán)境(固體(沙)存在、無腐蝕);腐蝕環(huán)境(無沙、有腐蝕);沖蝕和腐蝕運行(固體和腐蝕介質(zhì)都
10、存在)。流動型態(tài)對腐蝕也有很大的影響。而流態(tài)與許多因素有關(guān),如流速、流體粘度、介質(zhì)組成及含量、管子傾角等。對于油田油、氣、水多相流,按流態(tài)可分為分層流、波狀流、段塞流、環(huán)狀流和環(huán)霧流等類型。在低的氣、液(相)速度下,常出現(xiàn)平滑的或波狀的層狀流,特別是在水平和稍微傾斜的管流中,由于重力的作用,相態(tài)趨于分層,水層常出現(xiàn)在管底,而油流在其上;當氣相速度較低而液相速度較高時,會產(chǎn)生段塞流;當氣相速度較高時,會觀察到段塞一種間歇流態(tài)。在段塞流的前面形成一個夾帶著氣體的高紊流混合區(qū)。研究表明,在各種多相流型態(tài)中,段塞流對管道腐蝕最嚴重。這是由于高速紊流造成管壁出現(xiàn)很高的剪應力,在流體沖刷和剪切的共同作用下
11、,管壁表面膜(緩蝕劑膜和腐蝕沉積物)被損壞剝落,加劇了腐蝕及沖蝕效應,使腐蝕顯著增大3。2.2.4 O2腐蝕 在含有氧氣的溶液中,電極表面將發(fā)生氧化還原反應,其反應機理十分復雜,通常有中間態(tài)粒子或氧化物形成,不同的溶液中其反應機理也不一樣。 在酸性溶液中,氧化還原的總反應為:O2+4H+ +4e 2H2O其可能的反應機制由下列步驟組成:O2+e O2-O2-+H+HO2HO2+eHO2-在中性或堿性溶液中,氧還原的總反應為:O2+2H2O+4e40H-其反應機制為:O2+eO2-O2-+H2O+eHO2-+OH-HO2-+H2O+2e3OH- 以氧氣的還原反應為陰極過程的腐蝕,叫做吸氧腐蝕。與
12、氫原子還原反應相比,氧還原反應可以在正得多的電位下進行。大多數(shù)金屬在中性或堿性溶液中,以及少數(shù)電位較正的金屬在含氧氣的弱酸中的腐蝕都屬于吸氧腐蝕或氧去極化腐蝕4。 在油氣管道中,氧的去極化腐蝕反應為:在陽極:FeFe2+2e去極化:O2+2H2O+4e40H-Fe2+20H-Fe(OH)2腐蝕產(chǎn)物:4Fe(OH)2+ O2 +2H2O4Fe(OH)3總反應式:4Fe+3O2+ 6H2O4Fe(OH)33、內(nèi)腐蝕監(jiān)測技術(shù)腐蝕監(jiān)測方法可以分為兩大類,一是在設(shè)備運行一定時期后檢測有無裂紋,有無局部腐蝕穿孔的危險,剩余壁厚是多少,它主要是為了控制和防止突發(fā)事故。主要方法有超聲波法、漏磁法等;二是檢測腐
13、蝕速度,主要方法有掛片法、電阻探針法、電化學法、磁感法等。通常把前者稱作腐蝕的離線檢測,后者稱作腐蝕的在線監(jiān)測。3.1離線監(jiān)測3.1.1渦流法一種離線方法,監(jiān)測物件表面裂紋和孔蝕,不作為運行中設(shè)備的內(nèi)部腐蝕探測手段。 3.1.2漏磁法漏磁法用于監(jiān)測表面裂紋和孔蝕的離線監(jiān)測,當作為運行中設(shè)備的內(nèi)部腐蝕探測手段時,腐蝕缺陷要足夠深。智能清管器是裝有測量儀器并沿管線內(nèi)部前進的運行工具。將一強磁場加到測量管線上,沿管線表面檢查漏磁特性的各種異常情況。在具有均勻壁厚的管中,探測元件得不到任何響應,但碰到金屬損失區(qū)域時,均勻的磁力線分布圖形受到了干擾,同時測到了信號。利用智能清管器可檢查管線內(nèi)、外表面的疵
14、病情況。 3.1.3超聲波測厚法也屬于離線方法,這種方法利用壓電換能器產(chǎn)生的高頻聲波穿過材料,測量回聲返回探頭的時間或記錄產(chǎn)生共鳴時聲波的振幅作為訊號,來監(jiān)測缺陷或測量壁厚。一般采用示波器或曲線記錄儀顯示接受到的訊號,比較先進的儀器則可以直接顯示缺陷,或給出厚度的數(shù)值。超聲波法廣泛地用于監(jiān)測化工設(shè)備內(nèi)部的缺陷、腐蝕損傷以及測量設(shè)備和管道的壁厚。超聲波測厚法可以對運轉(zhuǎn)中的設(shè)備反復進行測量,但是難以獲得足夠的靈敏度來跟蹤記錄腐蝕速度的變化。 3.1.4掛片法掛片法也叫掛片失重法,它的出現(xiàn),標志著腐蝕監(jiān)測規(guī)范化的開始,掛片監(jiān)測是腐蝕監(jiān)測最基本的方法之一,具有操作簡單,數(shù)據(jù)可靠性高等特點,可作為設(shè)備和
15、管道選材的重要依據(jù)。它可以同時對幾種材料進行試驗,定量地測量出材料在工業(yè)介質(zhì)環(huán)境中的腐蝕速度。它作為最原始的方法之一,其原理簡單,被大多數(shù)現(xiàn)場人員接受。適用各種介質(zhì)即電解質(zhì)和非電解質(zhì),監(jiān)測周期一般一個月以上,目前還不能實現(xiàn)在線監(jiān)測。3.1.5氫探頭監(jiān)測技術(shù) 在酸性環(huán)境中,腐蝕的產(chǎn)生往往伴隨有原子氫,當陰極反應是析氫反應的時候,可以用這個現(xiàn)象來測量腐蝕速度。此外,陰極反應產(chǎn)生的氫本身能引起生產(chǎn)設(shè)備破壞。析氫產(chǎn)生的問題包括氫脆、應力破裂和氫鼓泡。這三種破壞都是由于吸收了腐蝕產(chǎn)生的原子氫或在高溫下吸收了工藝介質(zhì)中的氫原子。氫監(jiān)測所測量的是生成氫的滲入傾向,從而表明結(jié)構(gòu)材料的危險趨勢。氫探針是一種中心
16、鉆有一小而深孔的金屬棒,當它插人到腐蝕環(huán)境中后,氫原子滲過金屬棒在孔內(nèi)聚集,結(jié)合成氫分子,通過測量孔內(nèi)氫壓的變化情況可以監(jiān)測腐蝕速率及材料對氫脆的敏感性,主要是用于含硫化氫的環(huán)境。雖然原理是對的,但實踐經(jīng)驗表明這類系統(tǒng)也不是沒有問題的。3.1.6電化學阻抗譜電化學阻抗譜(EIS)優(yōu)于其它暫態(tài)技術(shù)的特點是只需對處于穩(wěn)態(tài)的體系施加一個無限小的正弦波擾動,這對于研究電極上的薄膜,如修飾電極和電化學沉積膜的現(xiàn)場研究十分重要,因為這種測量不會導致膜結(jié)構(gòu)發(fā)生大的變化。EIS 的應用頻率范圍廣(102105Hz),可同時測量電極過程的動力學參數(shù)和傳質(zhì)參數(shù),并可通過詳細的理論模型或經(jīng)驗的等效電路,即用理想元件
17、(如電阻和電容等)來表示體系的法拉第過程、空間電荷以及電子和離子的傳導過程,說明非均態(tài)物質(zhì)的微觀性質(zhì)分布,EIS已成為研究電化學體系和腐蝕體系的一種有效的方法。該技術(shù)對于高阻電解液及范圍廣泛的許多介質(zhì)條件都具有較大可靠性,但由于在較寬的頻率范圍內(nèi)測量交流阻抗需時很長,難做到實時監(jiān)測腐蝕速率,不適合現(xiàn)場腐蝕監(jiān)測。 3.1.7 光電化學方法技術(shù)光電化學方法是一種原位研究方法,對于表征鈍化膜的光學和電子性質(zhì)、分析金屬相合金表面層的組成和結(jié)構(gòu)以及研究金屬腐蝕過程均有很好的效果。作為一種在微米及納米尺度范圍內(nèi)研究光電活性材料及光誘導局部光電化學的新技術(shù),激光掃描光電化學顯微技術(shù)的研究不僅豐富了人們從較微
18、觀的角度對金屬氧化膜電極、半導體電極表面修飾及腐蝕過程等的認識,而且也促進了光電化學理論的發(fā)展與完善,預期今后該技術(shù)將在金屬鈍化膜的孔蝕及其破壞過程研究中有廣闊的應用前景。3.1.8 拉曼光譜激光拉曼光譜在過去的近二十年中越來越廣泛地在金屬腐蝕研究領(lǐng)域被運用,主要包括用電化學調(diào)制的原位表面增強拉曼散射(SERS)對一些重要的緩蝕劑體系的研究和用電化學調(diào)制的 SERS、普通拉曼光譜以及其它的原位或準原位拉曼光譜應用形式對一些氧化或鈍化膜進行表征和研究。近幾年,拉曼光譜已被用于漆膜下金屬腐蝕產(chǎn)物的研究,研究大氣腐蝕、局部腐蝕以及測量氧化膜應力的工作也正在探索和進行中。這些多屬于非電化學調(diào)制的原位或
19、準原位的應用形式。3.2 在線監(jiān)測方法3.2.1監(jiān)測孔法監(jiān)測孔法是最早的在線監(jiān)測手段,直接在設(shè)備外壁上操作,監(jiān)測周期為一年、二年或更長。 3.2.2電阻法電阻法開始于五十年代,利用金屬材料電阻與材料截面積得關(guān)系,應用電子技術(shù)使連續(xù)在線監(jiān)測成為現(xiàn)實,該技術(shù)是掛片法的技術(shù)延伸和發(fā)展,適于各種介質(zhì),可實現(xiàn)在線監(jiān)測。該法測定金屬腐蝕速度,是根據(jù)金屬試樣由于腐蝕作用使橫截面積減小導致電阻增大的原理。目前,已經(jīng)研制出較多的電阻探針用于監(jiān)測設(shè)備的腐蝕情況,是研究設(shè)備腐蝕的一種有效工具。運用該法可以在設(shè)備運行過程中對其腐蝕狀況進行連續(xù)監(jiān)測,能準確地反映出運行階段的腐蝕率及變化,能適用于各種不同介質(zhì),不受介質(zhì)導
20、電率的影響,其使用溫度僅受制作材料的限制;適合監(jiān)控腐蝕速度較大的設(shè)備的腐蝕。 3.2.3 線性極化法線性極化法對腐蝕情況變化響應快,能獲得瞬間腐蝕速率,比較靈敏,可以及時地反映設(shè)備操作條件的變化,是一種非常適用于監(jiān)測的方法。線性極化法不適于在導電性差的介質(zhì)中應用,這是由于當設(shè)備表面有一層致密的氧化膜或鈍化膜,甚至堆積有腐蝕產(chǎn)物時,將產(chǎn)生假電容而引起很大的誤差,甚至無法測量。此外,由線性極化法得到腐蝕速率的技術(shù)基礎(chǔ)是基于穩(wěn)態(tài)條件,所測物體是均勻腐蝕或全面腐蝕,因此線性技術(shù)不能提供局部腐蝕信息,但可以在線實時監(jiān)測腐蝕率。 3.2.4 電位法作為一種腐蝕監(jiān)測技術(shù),電位監(jiān)測有其明顯優(yōu)點:可以在不改變金
21、屬表面狀態(tài)、不擾亂生產(chǎn)體系的條件下從生產(chǎn)裝置本身得到快速響應,能測量插入生產(chǎn)裝置的試樣。電位法已在陰極保護系統(tǒng)監(jiān)測中應用多年,并被用于確定局部腐蝕發(fā)生的條件,但它不能反映腐蝕速率。與所有電化學測量技術(shù)一樣,它只適用于電解質(zhì)體系,且要求溶液中腐蝕性物質(zhì)有良好的分散能力,以探測到整體的全面電位狀態(tài)。電位法主要適用于陰極保護和陽極保護、指示系統(tǒng)活化-鈍化行為、探測腐蝕初期過程及探測局部腐蝕等領(lǐng)域。 3.2.5磁阻法磁阻法即電感法,出現(xiàn)于九十年代,是通過監(jiān)測電磁場強度的變化來測試金屬試樣腐蝕減薄,該技術(shù)是掛片法的技術(shù)延伸和發(fā)展,其特點是測試敏感度高,適用于各種介質(zhì),壽命較短,可以實現(xiàn)在線腐蝕監(jiān)測。 3
22、.2.6 電化學噪聲技術(shù)電化學噪聲(Electrohemical noise,簡稱 ECN)是指電化學動力系統(tǒng)中,其電化學狀態(tài)參量(如電極電位、外測電流密度等)的隨機非平衡波動現(xiàn)象。這種噪聲產(chǎn)生于電化學系統(tǒng)的本身,而不是來源于控制儀器的噪音或是其它的外來干擾。自從腐蝕金屬電極的電位波動現(xiàn)象在 1968 年被得到首次記錄以來,電化學噪聲技術(shù)作為一門新興的實驗手段在腐蝕與防護科學領(lǐng)域得到了長足的發(fā)展。該技術(shù)是一種原位無損的監(jiān)測技術(shù),在測量過程中無須對被測電極施加可能改變腐蝕電極腐蝕過程的外界擾動;該技術(shù)無須預先建立被測體系的電極過程模型:另外,該技術(shù)無須滿足阻納的3個基本條件,而且可以實現(xiàn)遠距離監(jiān)
23、測。電化學噪聲技術(shù)可以監(jiān)測諸如均勻腐蝕、孔蝕、裂蝕、應力腐蝕開裂多種類型的腐蝕,并且能夠判斷金屬腐蝕的類型。3.2.7薄層活化技術(shù)薄層活化技術(shù)是對于難以接觸到的被測表面或被測表面被重疊結(jié)構(gòu)遮蓋時,帶電粒子活化或中子活化等核反應方法適用于監(jiān)測磨損腐蝕的有力工具。薄層活化方法(TLA)是一種先進的磨損測量技術(shù),在現(xiàn)代工業(yè)中的應用越來越廣。 同常規(guī)的磨損測量方法相比,薄層活化法是非接觸式無損遠程監(jiān)測磨損、腐蝕和沖蝕等材料表面的剝蝕,不需拆卸零件,可在線進行磨損測量:可以同時測量一臺機器中幾個零部件表面的磨損量。該法靈敏度高、活化面積小、放射性活度很低,在使用時低于國家規(guī)定安全值;同時比常規(guī)方法所耗的
24、費用低,試驗時間明顯縮短,費效比更合理。 3.2.8場圖像技術(shù)場圖像技術(shù)(FSM)也有譯成“電指紋法”。通過在給定范圍進行相應次數(shù)的電位測量,可對局部現(xiàn)象進行監(jiān)測和定位。FSM 的獨特之處在于將所有測量的電位同監(jiān)測的初始值相比較,這些初始值代表了部件最初的幾何形狀,可以將它看成部件的“指紋”,電指紋法名稱即得名于此。與傳統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測方法(探針法)相比,F(xiàn)SM 在操作上沒有元件暴露在腐蝕、磨蝕、高溫和高壓環(huán)境中,不存在監(jiān)測部件損耗問題,在進行裝配或發(fā)生誤操作時沒有泄漏的危鹼。運用該法對腐蝕速度測量是在管道、罐或容器壁上進行,而不用小探針或試片測試。該技術(shù)敏感性和靈活性要比多數(shù)非破壞性試驗(NDT
25、)好,可以對不能觸及部位進行監(jiān)測,例如對具有輻射危害的核能發(fā)電廠設(shè)備危險區(qū)域裂紋的監(jiān)測等。 3.2.9恒電量技術(shù)恒電量技術(shù)作為一種研究和評價鋼筋腐蝕的方法,在某些方面比傳統(tǒng)的方法具有優(yōu)勢,它有著快速、擾動小、無損監(jiān)測和結(jié)果定量等特點,而且可以實現(xiàn)實時在線測量,因此是一種極具應用潛力的腐蝕監(jiān)測方法。 除以上方法之外,還有一些處在基礎(chǔ)研究中的腐蝕監(jiān)測技術(shù),例如:著眼于金屬鈍化膜的孔蝕及其破壞過程研究的光電化學方法技術(shù)、被用于漆膜下金屬腐蝕產(chǎn)物研究的拉曼光譜技術(shù)等等,這些都為對現(xiàn)場應用技術(shù)的選擇提供了一定范圍的指導,對各種方法的適用性有了較為深刻的認識。這些腐蝕監(jiān)測技術(shù)中,有的早已成熟,有的正在應用
26、,還有些則處于研究階段。實際應用中,要通過對腐蝕監(jiān)測技術(shù)的原理、使用特點進行比較,以便選擇適合現(xiàn)場腐蝕特點的有效的技術(shù)和方法。4內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)管道發(fā)生腐蝕后, 通常表現(xiàn)為管道的管壁變薄, 出現(xiàn)局部的凹坑和麻點。 管道內(nèi)腐蝕檢測技術(shù)主要是針對管壁的變化來進行測量和分析的。 在沒有開挖的情況下進行的管道內(nèi)腐蝕檢測, 一般采用漏磁通法、超聲波法、渦流檢測法、激光檢測法和電視測量法等。 其中, 激光檢測法和電視測量法需和其他方法配合,才能得出有效準確的腐蝕數(shù)據(jù)。 而渦流檢測法雖然可適用于多種黑色金屬和有色金屬, 例如探測蝕孔、裂紋、全面腐蝕和局部腐蝕,但渦流對于鐵磁材料的穿透力很弱,只能用來檢查表面腐
27、蝕。 而且,如果在金屬表面的腐蝕產(chǎn)物中有磁性垢層或存在磁性氧化物,就可能給測量結(jié)果帶來誤差5。 另外,由于渦流法的檢測結(jié)果與被測金屬的電導率有密切關(guān)系,為了提高測量精度, 還要求被測體系最好保持恒溫。 所以,現(xiàn)在國內(nèi)外使用較為廣泛的管道腐蝕檢測方法是漏磁法和超聲波檢測法6。4.1 漏磁法漏磁法腐蝕檢測具有以下特點7:( 1) 受管道幾何形狀和缺陷形狀的影響;( 2) 受管徑和壁厚以及被檢測管道材質(zhì)的影響;( 3) 信號大小與缺陷之間缺乏準確的對應關(guān)系,檢測精度受到限制;( 4) 如采用線圈式傳感器,檢測結(jié)果受速度的影響;( 5) 可以用于不同介質(zhì),受介質(zhì)內(nèi)雜質(zhì)影響不大,適應性強;( 6) 耗電
28、量低,結(jié)構(gòu)簡單;( 7) 能測到很深的缺陷直至穿孔。4.2超聲波法超聲波法腐蝕檢測具有以下特點7:( 1) 受輸送介質(zhì)限制,難以用于氣管道檢測;( 2) 存在檢測盲區(qū), 無法檢測到即將穿孔的缺陷;( 3) 對管壁表面平整度要求高,檢測結(jié)果受管內(nèi)雜質(zhì)特別是蠟層影響大;( 4) 每個探頭要提供高頻、高壓脈沖,因此耗電量比漏磁法大;( 5) 檢測精度高, 在其可測的厚度范圍內(nèi)可達0.1mm( 6) 可得到定量的檢測結(jié)果,可直接分辨內(nèi)、外腐蝕;( 7) 不同的管道材質(zhì)對檢測結(jié)果基本無影響。4.3 檢測技術(shù)應與安全評價技術(shù)相結(jié)合長輸管道安全評價可以分為安全預評價、安全驗收評價、安全現(xiàn)狀評價,安全專項評價
29、。管線的安全性評價主要包括剩余強度、剩余壽命和經(jīng)濟性評估三方而的內(nèi)容。只有將管線的檢測技術(shù)與安全評價技術(shù)有機的結(jié)合,才能充分發(fā)揮技術(shù)檢測的功效,檢測只是手段,安全性評價才是檢測的最終目的6。通過檢測技術(shù)與安全評價技術(shù)相結(jié)合能夠更好地實現(xiàn)對長輸管道的控制和防護,從而保證管道的安全運行,節(jié)省經(jīng)濟支出,提高管道的可靠性和運行效率。5、內(nèi)腐蝕控制措施5.1添加緩蝕劑 投加緩蝕劑是一種經(jīng)濟有效的防腐措施。李勃在室內(nèi)復配篩選實驗的基礎(chǔ)上進行了端點加藥試驗。經(jīng)監(jiān)測,加緩蝕劑后殺菌率達95%以上,緩蝕率達75%以上,取得了較好的防護效果1。使用緩蝕劑有以下明顯的優(yōu)點3 : (1)基本上不改變腐蝕環(huán)境,就可獲得良好的防腐蝕效果;(2)可基本不增加設(shè)備投資,操作簡便,見效快; (3)對于腐蝕環(huán)境變化,可通過相應改變緩蝕劑的種類或濃度來保證防腐蝕效果;(4)同一配方的緩蝕劑組分有時可以同時防止多種金屬在不同腐蝕環(huán)境中的腐蝕破壞。5.2內(nèi)涂層防護與襯里防腐技術(shù)在管道內(nèi)采用內(nèi)涂層技術(shù)可以有
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