1概 述

海底管道輸送油氣中含水及所含水蒸氣的凝析作用以及鹽類等電解質(zhì)的存在，使管道中不存在絕對(duì)“干”的環(huán)境，其中氣相含有CO₂、H₂S等腐蝕性氣體，與水溶解電離后呈現(xiàn)酸性，從而對(duì)海底管道造成腐蝕。因此，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)確進(jìn)行CO₂、H₂S氣體濃度的檢測(cè)，并快速掌握其變化規(guī)律規(guī)律對(duì)于腐蝕與防護(hù)措施的制定奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2檢測(cè)方法與標(biāo)準(zhǔn)

01 CO₂、H₂S檢測(cè)方法

CO₂檢測(cè)方法共有5種分別為：碘量法、亞甲藍(lán)法、乙酸鉛反應(yīng)速率雙光路檢測(cè)法、氣相色譜法、檢測(cè)管著色長(zhǎng)度法；H₂S檢測(cè)方法共有5種分別為：滴定法、氣相色譜法、紅外光譜法、電化學(xué)法、檢測(cè)管著色長(zhǎng)度法。

由于對(duì)CO₂/H₂S檢測(cè)的前四種方法對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求較高，難以在現(xiàn)場(chǎng)大規(guī)模推廣，目前國(guó)內(nèi)、國(guó)際上油田對(duì)腐蝕性氣體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)普遍采用檢測(cè)管著色長(zhǎng)度法，該方法結(jié)構(gòu)及操作簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉且分析速度快，可直接在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。

02 檢測(cè)管著色法參照標(biāo)準(zhǔn)

ASTM D4810-06（2015）《使用著色長(zhǎng)度檢測(cè)管對(duì)天然氣中硫化氫的試驗(yàn)方法》

ASTM D4984-06（2015）《使用著色長(zhǎng)度檢測(cè)管對(duì)天然氣中二氧化碳的試驗(yàn)方法》

3 影響檢測(cè)精度的因素

在使用檢測(cè)管著色法檢測(cè)過(guò)程中，往往有很多干擾因素會(huì)對(duì)檢測(cè)精度產(chǎn)生影響，而以下幾種因素在實(shí)際操作中比較常見(jiàn)。

3.1 氣體樣品采集

取樣方法

取樣過(guò)程中容易使樣品參雜空氣從而對(duì)檢測(cè)結(jié)果造成干擾，建議采用密封式的取氣設(shè)備。

取樣位置

由于受混輸海底管道油氣水三相流態(tài)的影響，取樣位置設(shè)置在海底管道的底部和頂部所取氣樣的檢測(cè)結(jié)果會(huì)有偏差。

3.2 檢測(cè)管與附件質(zhì)量

檢測(cè)管質(zhì)量

每種品牌的檢測(cè)管其質(zhì)量、檢測(cè)精度不一，批量選取不同品牌檢測(cè)管，使用標(biāo)氣進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選用誤差范圍最小的檢測(cè)管品牌。

附件質(zhì)量

附件是指與檢測(cè)管配套使用的取氣泵和軟管，其采氣量和密閉性等，都會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果精度。

3.3 檢測(cè)環(huán)境溫度

在檢測(cè)管的包裝或說(shuō)明書(shū)上會(huì)注明檢測(cè)環(huán)境溫度要求，一般為0℃~40℃之間，超出該范圍可能會(huì)造成檢測(cè)管內(nèi)化學(xué)藥劑反應(yīng)不充分，對(duì)檢測(cè)精度造成影響。

3.4 顯色讀數(shù)

受到檢測(cè)管中顯色劑的均勻性和填料的緊實(shí)度影響，造成了顯色柱在管壁局部不均勻現(xiàn)象，這給檢測(cè)結(jié)果的讀數(shù)帶來(lái)了困難，當(dāng)檢測(cè)管量程較大時(shí)，誤差能達(dá)到10%~20%，所以在實(shí)際檢測(cè)中，針對(duì)這一現(xiàn)象，我們采取讀取中值的方法來(lái)保證檢測(cè)精度。

04 檢測(cè)管著色法操作步驟

檢測(cè)管著色法對(duì)天然氣中CO2/H2S的檢測(cè)，主要分為三個(gè)步驟，其中第一步取樣最為重要，具體操作如下：

4.1 取樣

使用具有良好密閉性的取樣裝置和氣袋，連接取樣口進(jìn)行取樣操作。需要注意的是，取樣裝置和氣袋在連接前需要進(jìn)行氣體置換，排空內(nèi)部殘留氣體，反復(fù)三次。取樣操作如下圖所示：

4.2 檢測(cè)

選擇合適量程的檢測(cè)管，將檢測(cè)管首尾兩端用切割器割開(kāi)或掰斷，首端與氣袋連接，末端與取氣泵口連接（保證連接處密閉性），且檢測(cè)管上的箭頭方向指向吸氣泵，緩慢拉動(dòng)取氣泵，按照檢測(cè)管說(shuō)明書(shū)上規(guī)定，在一定時(shí)間內(nèi)吸取固定體積的氣體（即吸氣泵實(shí)際沖程數(shù)）。常見(jiàn)要求為3分鐘內(nèi)吸取50ML或100ML氣體，具體如下圖所示：

4.3 讀數(shù)

達(dá)到所需時(shí)間后，將檢測(cè)管從吸氣泵上取下，立即從檢測(cè)管的刻度表讀出CO2或H2S濃度值，讀取最大著色點(diǎn)對(duì)應(yīng)的刻度值，并記錄氣體的溫度和環(huán)境壓力。

如果出現(xiàn)“溝槽”（即不均勻的著色長(zhǎng)度），選其最大和最小著色長(zhǎng)度，然后取這兩個(gè)值的平均值。

每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)平行檢測(cè)至少3組，取平均值為最后檢測(cè)結(jié)果。

沖程校正

如果實(shí)際沖程數(shù)與額定沖程數(shù)不同，則按如下公式校正讀數(shù)：

ppm（校正后）=ppm（現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)）×額定沖程數(shù)/實(shí)際沖程數(shù)