油氣田氣田腐蝕與防腐技術(shù)

1、油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)油氣田腐蝕與防護(hù)技術(shù)張誠中原油田采油工程技術(shù)研究院中原油田采油院匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容目錄中原油田采油院一、腐蝕簡介腐蝕的損失：腐蝕的損失：直接損失：直接損失： 腐蝕造成直接損失約為GDP的4%，石化行業(yè)中腐蝕損失一般高于6%。中國2008年GDP約為30萬億人民幣，即腐蝕損失約1.2萬億人民幣。汶川大地震直接經(jīng)濟(jì)損失為8451億元。腐蝕損失約是汶川大地震損失的1.4 倍。每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬設(shè)備和材料，約相當(dāng)于金屬年產(chǎn)量的1/3。 全世界每年因金屬腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失超過了億美元，是地震、水災(zāi)、臺風(fēng)等自然災(zāi)害造成損失總和的倍。間接損失：間接損失： 停工減產(chǎn)、產(chǎn)品質(zhì)量下降、

2、污染環(huán)境、危害人體健康、造成嚴(yán)重事故。 腐蝕的定義： 材料在周圍環(huán)境介質(zhì)的作用下，逐步發(fā)生的物理化學(xué)變化而引起的性能降級。包括非金屬，比如陶瓷材料等。中原油田采油院腐蝕是不可避免的 對于絕大多數(shù)材料，在自然界存在時G=H-TS 電化學(xué)腐蝕 材料防腐緩蝕劑等其他手段腐蝕速率要求不得超過0.076mm/a，三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.2.1 防腐材料選擇程序、選材依據(jù)：列出對材質(zhì)的要求利用經(jīng)驗(yàn)找出可能使用的材質(zhì)根據(jù)應(yīng)考慮的因素進(jìn)行適應(yīng)性評價試驗(yàn)選擇最經(jīng)濟(jì)的材料三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.2.2影響材料在腐蝕性環(huán)境開裂的主要

3、因素 1）冶金因素： 化學(xué)成分、熱處理、微觀結(jié)構(gòu)、屈服和拉伸強(qiáng)度/硬度、冷加工變形、制造流程 2）應(yīng)力狀態(tài) 殘余應(yīng)力、外部應(yīng)力、應(yīng)力加載方式 3）硫化氫環(huán)境材料臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子KISSC三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.2.3選用碳鋼和低合金鋼時需要考慮的因素選用碳鋼和低合金鋼時需要考慮的因素化學(xué)成分、制造方法、成形方式、強(qiáng)度、材料的硬度和局部變化、冷加工量、熱處理?xiàng)l件、材料微觀結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)的均勻性、晶粒大小和材料的純凈度；H2S分壓或在水相中的當(dāng)量濃度；水相中的Cl-濃度；水相酸堿值；是否存在元素硫或其他氧化劑；非產(chǎn)層流體侵入或與非產(chǎn)層流體接觸；溫度；應(yīng)力狀

4、態(tài)及總拉伸應(yīng)力（外加應(yīng)力和殘余應(yīng)力）；1. 暴露時間。三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.2.4耐蝕合金選用時需要考慮的因素：（1）氣相中CO2分壓；（2）氣相中H2S分壓；（3）使用的溫度；（4）水相的堿性（pH值）；（5）Cl-或其他鹵化物的濃度；（6）是否有元素硫存在。 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)材料類別在H2S環(huán)境中潛在的開裂機(jī)理備注SSCSCCGHSC奧氏體不銹鋼SPS某些冷加工的合金，因含有馬氏體所以對SSC或HSC敏感固溶鎳基合金SPS冷加工狀態(tài)和/時效狀態(tài)的鎳基合金

5、含有次生相，而且當(dāng)與鋼形成電偶時，可能對HSC敏感。這些合金在很強(qiáng)的冷加工和充分時效的狀態(tài)下，與鋼耦合時，可能產(chǎn)生HSC鐵素體不銹鋼P(yáng)P馬氏體不銹鋼P(yáng)SP不管是否含有殘余奧氏體，含Ni和Mo的合金都可能遭受SCC雙相不銹鋼SPS當(dāng)溫度低于最高使用和實(shí)驗(yàn)溫度時，開裂敏感性可能最高，因此應(yīng)考慮超過任一溫度的范圍值。沉淀硬化不銹鋼P(yáng)PP沉淀硬化鎳基合金SPP冷加工狀態(tài)和/或時效狀態(tài)的某些鎳基合金含有次生相，而且當(dāng)與鋼形成電偶時，可能對HSC敏感中原油田采油院三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)3.2.53.2.5材料材料初步選擇初步選擇中原油田采油院三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與

6、防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.2.63.2.6材料服役安全性能評價材料服役安全性能評價（1 1）抗應(yīng)力腐蝕性能測定方法）抗應(yīng)力腐蝕性能測定方法 NACE TM 0177-2005提供了四種測定應(yīng)力腐蝕實(shí)驗(yàn)方法和判別標(biāo)準(zhǔn)。包括： (1)方法A（恒載荷拉伸實(shí)驗(yàn)） (2)方法B（彎梁實(shí)驗(yàn)） (3)方法C（C形環(huán)法） (4)方法D（雙懸臂梁，DCB實(shí)驗(yàn)） 另有慢拉伸速率應(yīng)變法（SSRT法）等。三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（2）材料耐氫脆能力測定方法： 要求： 裂紋面積比（CSR）2%， 裂紋長度比（CLR）15%， 裂紋厚度比（CTR）5% 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、

7、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（3）材料電化學(xué)腐蝕速率測定： 模擬環(huán)境，油氣井用材料經(jīng)常采用高溫高壓反應(yīng)釜進(jìn)行掛片試驗(yàn)，測定腐蝕失重速率以及點(diǎn)蝕情況。 經(jīng)常需要測定電偶腐蝕的腐蝕速率。三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)缺陷在于：缺陷在于： 所得腐蝕數(shù)據(jù)是概率值所得腐蝕數(shù)據(jù)是概率值 大多數(shù)的腐蝕破壞以局部腐蝕為主大多數(shù)的腐蝕破壞以局部腐蝕為主 腐蝕速率并非是不變的腐蝕速率并非是不變的 承受應(yīng)力或氫侵入時腐蝕速率會增加承受應(yīng)力或氫侵入時腐蝕速率會增加(1)(1) 需要研究所承受的應(yīng)力、腐蝕產(chǎn)物膜的性能需要研究所承受的應(yīng)力、腐蝕產(chǎn)物膜的性能以及氫的滲透與破壞。以及氫的滲透與破壞。中

8、原油田采油院 （4）耐蝕性評價中應(yīng)注意的幾個問題（1）任何時候，任何情況下都不要假定或推測材料的使用環(huán)境條件，不要在“可能”、“大概”的前提下去選擇材料。（2）既要考慮材料的優(yōu)點(diǎn)，更要注意材料的弱點(diǎn)和可能發(fā)生的腐蝕問題。（3）使用不同材料組合時，要考慮材料之間的相容性。（4）材料的性能不是恒定的，經(jīng)過實(shí)際使用時由于應(yīng)力作用下的形變和環(huán)境氫的滲入，材料性能本身可能發(fā)生改變。因此需要重視設(shè)備實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)，積累腐蝕數(shù)據(jù)、案例，特別是設(shè)備腐蝕破壞事故的有關(guān)資料。 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì) （1）系統(tǒng)中油、氣、水的流動

9、方向發(fā)生突變的位置。在這些部位往往容易產(chǎn)生湍流和流速的急劇變化。 （2）系統(tǒng)中存在死角、縫隙、旁路支管、障礙物或其它呈突出狀態(tài)的部位。這些部位容易腐蝕，原因有三：一是這些部位容易產(chǎn)生滯留區(qū)，沉積物或腐蝕產(chǎn)物的積聚容易引發(fā)形成閉塞電池；二是這些區(qū)域形狀特點(diǎn)會造成這些部位的局部腐蝕氣體的分壓升高；三是這些部位容易發(fā)生湍流引起沖刷腐蝕。 （3）設(shè)備裝置的受應(yīng)力區(qū)。如焊縫、鉚接處、螺紋連接處，經(jīng)受溫度交替變化或應(yīng)力循環(huán)變化的區(qū)域。這些部位易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕、焊縫腐蝕、縫隙腐蝕和腐蝕疲勞等。 （4）設(shè)備中兩種金屬接觸部位，易發(fā)生電偶腐蝕。3.3 防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.3.1易發(fā)生腐蝕的部位易發(fā)生腐

10、蝕的部位中原油田采油院三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì) 3.3.2 高酸性氣田腐蝕控制對管柱及采氣站場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一般要求：（1）注意材料的相容性和設(shè)備之間的相互腐蝕性影響。避免強(qiáng)電偶連接和大陰極小陽極的連接方式。（2）管柱和設(shè)備的結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，減少腐蝕電池形成的機(jī)會。（3）管壁的表面狀態(tài)應(yīng)當(dāng)均勻、平滑、清潔，上扣機(jī)具不應(yīng)造成大的壓痕（如普光采用的微壓痕鉗上扣）。 (4) 結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量避免縫隙、液體停滯、應(yīng)力集中、局部過熱等不均勻因素。 （5）管柱和流體通道內(nèi)應(yīng)避免流速突然變化和發(fā)生湍流。（6）防止單質(zhì)硫沉積和水合物的形成中原油田采油院盡量集中附件、簡化主體設(shè)計(jì)不良良入孔安全

11、閥排出管排出管入孔安全閥三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院表面;應(yīng)簡單、平滑、清潔，避免尖角和切痕。焊縫應(yīng)整理和打磨，除去凹出物，填充孔隙，突出的緊固件愈少愈好尖角粗糙雪痕圓角平滑不良良I不良（焊接缺陷）良良（磨去凸出物良（填充孔隙）最好較好三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院3.3.3 防腐蝕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的若干細(xì)則 （1）排液防止液體停滯 金屬結(jié)構(gòu)和設(shè)備的外形應(yīng)避免積水，減少易積水的間隙，凹槽和坑洼；貯罐和容器的內(nèi)部形狀應(yīng)有利于液體排放；管道系統(tǒng)內(nèi)部要流線化，使流動順暢；三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院不良（聚積

12、沉淀）不良（液體停滯）良良（臥式容器向出口傾斜）貯罐和容器應(yīng)有利于排液三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（2）消除溫度不均避免局部過熱： 被焊組件的厚度不要相差很大；和高溫氣體接觸的設(shè)備，要避免局部地區(qū)溫度偏低。 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院不良（鋼支柱散熱）良（避免形成冷凝液）保溫時避免形成“冷點(diǎn)“熱氣體冷凝液隔熱材料熱氣體三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（3）避免(或減少)電偶腐蝕影響 用絕緣材料把異金屬部件隔離 ；降低異金屬部件之間的電位差異 ；降低電偶對結(jié)合處環(huán)境的腐蝕性，保持干燥 ；增加異金屬

13、部件在溶液中的距離(不要靠得太近) 使腐蝕電池溶液通路的電阻增加；三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院用絕緣的方法防止電偶腐蝕絕緣墊片絕緣墊片絕緣套管管道閥三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（4）避免縫隙 選擇適當(dāng)?shù)穆?lián)接方式，對于不可拆卸聯(lián)接，只要 允許，應(yīng)優(yōu)先選用；當(dāng)設(shè)計(jì)中縫隙不可以避免時，可以采取適當(dāng)措施 防止形成閉塞條件；固體懸浮物質(zhì)的沉積以及SRB腐蝕是造成縫隙的另一個重要原 因。三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院縫隙用焊接代替鉚接和螺紋聯(lián)接不良不良好不良（螺紋聯(lián)接）良（釬焊）三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、

14、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院（5）減少沖刷(磨損) 改善流體的流動狀態(tài)，減少湍流和渦旋的形成 ；流速要適當(dāng)。 避免流動方向突然改變，以減小流體的沖擊作用。 管道系統(tǒng)中流動截面積不要突然改變，以避免擾動流動狀態(tài)。 減少氣體中夾帶懸浮固體物質(zhì)，除去氣體和蒸氣中的冷凝液滴，可以大大降低液流和氣流對設(shè)備的磨損。 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院沖刷避免流動方向突然變化d良不良最小3ddd最小長度3d最小半徑3d不良良良三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院消除殘余應(yīng)力影響的措施 （1）避免局部應(yīng)力集中 （2）考慮設(shè)備在運(yùn)行中因熱膨脹、震動、沖

15、擊等原因可能引起的變形。 （3）用熱處理、振動時效、超聲波時效消除殘余應(yīng)力，如焊接殘余應(yīng)力。（4）用表面噴丸、噴砂、錘打等方法消除表面用表面噴丸、噴砂、錘打等方法消除表面拉應(yīng)力并引入壓應(yīng)力，可以增加合金材料抵拉應(yīng)力并引入壓應(yīng)力，可以增加合金材料抵抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力，也可以大幅度提高抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力，也可以大幅度提高材料材料抗腐蝕疲勞抗腐蝕疲勞的能力。的能力。 三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)（6 6）消除應(yīng)力）消除應(yīng)力 中原油田采油院10-410-310-210-110010110210310410-410-310-210-1100101102103104SM-2050C

16、276SM-2535、 、 SM-2550、 、 028、 、G3、 、825、 、718、 、925H2S 分壓 (atm)CO2 分壓 (atm)3.4 3.4 普光氣田的防腐普光氣田的防腐蝕設(shè)計(jì)實(shí)例蝕設(shè)計(jì)實(shí)例三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)1）高含H2S與CO22）高溫高壓，流體在井筒內(nèi)可能處于超臨界狀態(tài)3）地層水礦化度高，Cl-含量高4）不含凝析油，有元素硫析出3.4.1材料選擇材料選擇中原油田采油院整套油管全部采用抗整套油管全部采用抗H H2 2S S和和COCO2 2的的G3G3高高鎳基合金鋼。鎳基合金鋼。套管下部采用套管下部采用825825合金鋼，上部采用合金鋼，

17、上部采用高抗硫鋼高抗硫鋼110SS110SS，下永久式封隔器。，下永久式封隔器。環(huán)空加高濃度緩蝕劑保護(hù)液。環(huán)空加高濃度緩蝕劑保護(hù)液。 套管和井口連接位置、套管下部高合套管和井口連接位置、套管下部高合金鋼和抗硫碳鋼連接位置是發(fā)生電偶腐蝕金鋼和抗硫碳鋼連接位置是發(fā)生電偶腐蝕的敏感部位的敏感部位。電偶腐蝕電偶腐蝕電偶腐蝕電偶腐蝕3.4.2 管柱設(shè)計(jì)管柱設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院微牙痕作業(yè)工具微牙痕作業(yè)工具大鉗作業(yè)與微牙痕作業(yè)對油管損害對比大鉗作業(yè)與微牙痕作業(yè)對油管損害對比微牙痕作業(yè)微牙痕作業(yè)大鉗作業(yè)大鉗作業(yè) 油管的機(jī)械損傷會大大降低油管的抗油管的機(jī)械損傷會大大

18、降低油管的抗SSCSSC能力，必須能力，必須采用專用的下井工具，減少對油管的損傷，同時保證對采用專用的下井工具，減少對油管的損傷，同時保證對油管絲扣的密封性能。油管絲扣的密封性能。3.4.3專用工具專用工具三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)中原油田采油院 VAM TOP扣和套管組成連接后內(nèi)部平滑，消除渦流 密封面在端部，形成的縫隙非常狹小，降低縫隙腐蝕 整體分散應(yīng)力，避免與流體接觸區(qū)域產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)三、材料選用與防腐蝕設(shè)計(jì)3.4.4扣型選擇扣型選擇中原油田采油院1隨時掌握系隨時掌握系統(tǒng)的腐蝕趨統(tǒng)的腐蝕趨勢與動態(tài)。勢與動態(tài)。2判斷腐蝕控判斷腐蝕控制技術(shù)措

19、施制技術(shù)措施的實(shí)施效果的實(shí)施效果。3及時發(fā)現(xiàn)不及時發(fā)現(xiàn)不正常的腐蝕正常的腐蝕因素。因素。4實(shí)施有效腐實(shí)施有效腐蝕管理的基蝕管理的基本保證。本保證。四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測 腐蝕監(jiān)腐蝕監(jiān)/ /檢測就是利用各種手段對材料檢測就是利用各種手段對材料/ /設(shè)備的腐蝕速率以及腐蝕狀況進(jìn)行測量。設(shè)備的腐蝕速率以及腐蝕狀況進(jìn)行測量。分為離線檢測和在線監(jiān)測：分為離線檢測和在線監(jiān)測： 離線檢測：設(shè)備運(yùn)行一段時間后，檢查設(shè)備的腐蝕狀況，如有無裂紋，剩余離線檢測：設(shè)備運(yùn)行一段時間后，檢查設(shè)備的腐蝕狀況，如有無裂紋，剩余 壁厚，剩余強(qiáng)度等。壁厚，剩余強(qiáng)度等。 在線監(jiān)測：設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，利用各種探頭測

20、量其腐蝕速率，以及能影響在線監(jiān)測：設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)，利用各種探頭測量其腐蝕速率，以及能影響 腐蝕速率的各種工藝參數(shù)，并據(jù)此調(diào)整工藝參數(shù)，控制腐蝕的發(fā)腐蝕速率的各種工藝參數(shù)，并據(jù)此調(diào)整工藝參數(shù)，控制腐蝕的發(fā) 生與發(fā)展，使設(shè)備處于良好的可控運(yùn)行狀態(tài)。生與發(fā)展，使設(shè)備處于良好的可控運(yùn)行狀態(tài)。中原油田采油院4.2 4.2 油氣田的腐蝕檢測與檢測：油氣田的腐蝕檢測與檢測：4.2.14.2.1井筒的腐蝕監(jiān)測：井筒的腐蝕監(jiān)測： 井下掛環(huán)、井徑法、電磁探傷測井、井下超聲電視測井等井下掛環(huán)、井徑法、電磁探傷測井、井下超聲電視測井等4.2.24.2.2地面設(shè)施的腐蝕監(jiān)測地面設(shè)施的腐蝕監(jiān)測全面腐蝕全面腐蝕 : :電

21、阻探針電阻探針 (ER) (ER) 電感探針電感探針掛片法掛片法線性極化探針線性極化探針 (LPR)(LPR)電指紋法電指紋法氫探針氫探針局部腐蝕局部腐蝕: : 電化學(xué)噪聲電化學(xué)噪聲 ( (僅僅定性的僅僅定性的) )智能清管智能清管耦合多電極矩陣傳感器耦合多電極矩陣傳感器( (定量的定量的, 0.02 mpy or 0.5 , 0.02 mpy or 0.5 m/yr)m/yr)四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院電感探針電化學(xué)探針電阻探針電阻探針耦合多電極掛片中原油田采油院監(jiān)測方法對比監(jiān)測方法對比方法名稱主要原理適用介質(zhì)環(huán)境得到信息優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)掛片（掛環(huán)）通過金屬掛片損耗量除以

22、時間來確定腐蝕速率。任何環(huán)境1 整個試驗(yàn)周期內(nèi)的平均腐蝕速度2. 確定腐蝕類型1費(fèi)用少2測定腐蝕與結(jié)垢量，確定腐蝕類型3能鑒別局部腐蝕測量周期長電阻探針(ER) 測量電阻探頭的金屬損耗量而測量腐蝕。探頭腐蝕后面積減小，電阻增大。任何環(huán)境1配合自控和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可以連續(xù)測量腐蝕速率的變化1適用范圍廣2測定時間較短不能鑒別局部腐蝕線性極化(LPR) 用兩電極或三電極測量極化電阻。電解質(zhì)溶液介質(zhì)瞬時腐蝕速率實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測只適用于導(dǎo)電介質(zhì)介質(zhì)分析通過與腐蝕過程相關(guān)成分分析判斷腐蝕趨勢任何環(huán)境引發(fā)腐蝕因素的強(qiáng)弱1費(fèi)用少2現(xiàn)場容易實(shí)施成分與實(shí)際失重腐蝕無定量的對應(yīng)關(guān)系四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢

23、測中原油田采油院監(jiān)測方法對比監(jiān)測方法對比方法名稱主要原理適用介質(zhì)環(huán)境得到信息優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)氫通量法通過測量氫探頭內(nèi)壓力的變化預(yù)測腐蝕的變化有H2S存在或其它可能引起氫脆的介質(zhì)環(huán)境腐蝕環(huán)境的變化測定氫通量，反映H2S腐蝕變化不能反映腐蝕速率電指紋(FSM)通過在給定范圍電場變化的測量，對實(shí)施部位進(jìn)行監(jiān)測。金屬管道和容器給定范圍的電場變化與初始值的對比非插入式，無損監(jiān)測1 監(jiān)測部位單一2 投入成本高電感探針通過檢測電磁場的變化檢測金屬腐蝕任何環(huán)境檢測電磁場強(qiáng)度變化靈敏度高，反應(yīng)快探針使用時間較短智能清管器監(jiān)測與清管結(jié)合，通過植入漏磁檢測內(nèi)壁腐蝕情況集輸管道通過檢測了解內(nèi)壁腐蝕狀況對管道內(nèi)壁腐蝕情況可直接

24、了解受管徑和結(jié)構(gòu)限制四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院各種腐蝕測量方法都由各種腐蝕測量方法都由其優(yōu)越性和局限性。要其優(yōu)越性和局限性。要實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測量和迅速實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測量和迅速控制，單一的測量方法控制，單一的測量方法是不能滿足要求的。需是不能滿足要求的。需要多種技術(shù)的聯(lián)合使用要多種技術(shù)的聯(lián)合使用才能達(dá)到目的。才能達(dá)到目的。監(jiān)測方法的選擇監(jiān)測方法的選擇四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院利用細(xì)小的金屬絲來利用細(xì)小的金屬絲來模擬金屬腐蝕的微小模擬金屬腐蝕的微小陽極或陰極區(qū)域。通過陽極或陰極區(qū)域。通過測量電極間的電流大小測量電極間的電流大小及流動方向來得知不同及流

25、動方向來得知不同金屬絲的腐蝕程度。金屬絲的腐蝕程度。CMAS原理原理: 實(shí)物圖實(shí)物圖 幾種新興的監(jiān)測技術(shù)幾種新興的監(jiān)測技術(shù)四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測耦合多電極法耦合多電極法中原油田采油院CMAS原理原理 四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測耦合多電極法耦合多電極法中原油田采油院 由美國西南研究院開發(fā)，基于磁致伸縮效應(yīng)（Magnetostrictive Sensor ，MsS）的長距離超聲導(dǎo)波系統(tǒng)，在管道檢測的精度對外宣稱為2%-3%，據(jù)研究認(rèn)為該技術(shù)可以發(fā)現(xiàn)管道發(fā)生的腐蝕缺陷，并較為準(zhǔn)確地確定其長度方向上的位置，但不能確定缺陷的性質(zhì)，需要通過其他檢測手段進(jìn)行確認(rèn)。同時，該技術(shù)

26、現(xiàn)場檢測的有效長度受到焊縫、支架、彎管等因素的影響較大。 四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測磁致伸縮導(dǎo)波檢測磁致伸縮導(dǎo)波檢測 當(dāng)傳播中的導(dǎo)波遇到結(jié)構(gòu)的突變(焊縫或者缺陷)，一部分導(dǎo)波就會被反射回原檢測點(diǎn)產(chǎn)生微小的振動，這種振動將引起鐵磁性材料的磁疇按照一定方向運(yùn)動，引起材料的磁化狀態(tài)發(fā)生變化(磁致伸縮效應(yīng)的逆效應(yīng))而被傳感器所檢測到，以達(dá)到檢測構(gòu)件狀況的目的。中原油田采油院四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測氫通量法氫通量法 管線應(yīng)力腐蝕風(fēng)管線應(yīng)力腐蝕風(fēng)險(xiǎn)與滲入金屬基體的險(xiǎn)與滲入金屬基體的原子氫濃度和材料自原子氫濃度和材料自身臨界閥值有關(guān)。研身臨界閥值有關(guān)。研究材料的氫滲透行為，究材

27、料的氫滲透行為，確定發(fā)生氫致開裂和確定發(fā)生氫致開裂和應(yīng)力腐蝕的門檻值，應(yīng)力腐蝕的門檻值，利用氫探針監(jiān)測到的利用氫探針監(jiān)測到的原子氫濃度與管材閥原子氫濃度與管材閥值比較可以得到材料值比較可以得到材料應(yīng)力腐蝕開裂趨勢應(yīng)力腐蝕開裂趨勢中原油田采油院普光現(xiàn)場監(jiān)測方法普光現(xiàn)場監(jiān)測方法1號井加熱爐CC ERLPRCIFMIF計(jì)量分離器一級節(jié)流二級節(jié)流三級節(jié)流CCERMIF CIFCC ER2號井加熱爐CC ER CIFMIF一級節(jié)流二級節(jié)流三級節(jié)流CC ER3號井加熱爐CC ER CIFMIF一級節(jié)流二級節(jié)流三級節(jié)流CC ERSPCCERSPCCER污水處理CCER收球桶旁通去P301某站監(jiān)測點(diǎn)分布示意圖

28、某站監(jiān)測點(diǎn)分布示意圖四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院普光現(xiàn)場監(jiān)測方法普光現(xiàn)場監(jiān)測方法線性極線性極化探針化探針電 阻 探電 阻 探針針掛片監(jiān)測掛片監(jiān)測取樣點(diǎn)取樣點(diǎn)某站計(jì)量分離器液相出口監(jiān)測點(diǎn)實(shí)物圖某站計(jì)量分離器液相出口監(jiān)測點(diǎn)實(shí)物圖四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測監(jiān)測方法實(shí)例監(jiān)測方法實(shí)例某站生產(chǎn)流程腐蝕趨勢某站生產(chǎn)流程腐蝕趨勢（1）掛片法）掛片法中原油田采油院四、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測（2）電阻探針法）電阻探針法祄MultiTrend for Windows ?2002 CorrOcean ASA祄某

29、站某站ER1202曲線曲線2009.10.29-2009.12.24 中原油田采油院某站某站LPR1401曲線曲線2009.12.23-2010.1.6 線性極化探針數(shù)據(jù)更離散，相鄰時間點(diǎn)所顯線性極化探針數(shù)據(jù)更離散，相鄰時間點(diǎn)所顯示讀數(shù)值相差十幾倍，這與其基于的工作原示讀數(shù)值相差十幾倍，這與其基于的工作原理有一定關(guān)系，同時與環(huán)境和設(shè)備的穩(wěn)定性理有一定關(guān)系，同時與環(huán)境和設(shè)備的穩(wěn)定性有關(guān)。有關(guān)。（3）線性極化探針）線性極化探針?biāo)?、腐蝕的監(jiān)測與檢測四、腐蝕的監(jiān)測與檢測中原油田采油院FSMTrend for Windows ?2001 CorrOcean ASA2#閥室閥室FSM監(jiān)測數(shù)據(jù)矩陣圖監(jiān)測數(shù)據(jù)矩陣圖2010.3.18 12:00:02矩陣圖矩陣圖2010.3.18 12:00