01 概述 海管是海上油氣田能源運輸的主動脈,隨著我國海洋石油天然氣的不斷開發,海洋油氣管道建設發展迅速,保證海底油氣管道安全運行的重要性也日益凸顯。其中,海管內腐蝕的影響因素眾多、機理復雜,屬于腐蝕風險管控的重點和難點工作。 本文嘗試去解讀一篇行業內重要的管線系統內腐蝕管理標準,即NACE SP0106-2018 Control of Internal Corrosion in Steel Pipelines and Piping System,并結合借鑒海管的實際情況,學習分享下管線系統內腐蝕控制“設計、檢測、控制方法、評價、記錄”閉環管理思路,以期有所收獲。 02 管道設計 管道設計階段腐蝕控制考慮的幾個關鍵因素如下: >>>氣體/液體的質量及流速 氣體/液體中各成分含量及流速對測量、運行、管道效率都會產生影響,因此設計階段要考慮到氣體/液體的質量,同時將流速控制在腐蝕速率相對最低范圍。 >>>管道變徑 復雜幾何形狀過流部件會造成物流流態、流速的顯著改變,可能會聚集或沉積腐蝕產物。因此設計時盡可能避免出現盲法蘭、支管或接頭構成的盲端情況。 >>>監測裝置 內腐蝕控制會使用到掛片、探針或旁路等其他方式監測,因此管道設計時要考慮到對內腐蝕情況進行有效監測與控制裝置的安裝位置,如化學藥劑添加位置和掛片探針安裝位置等。 >>>內涂層 對于一些可預見的特殊腐蝕問題,采用合適的內涂層,也是設計時防腐思路之一。 03 腐蝕檢測 為了更好掌握管道內腐蝕程度及腐蝕原因,會通過直接或間接手段對管道腐蝕檢測,主要采取以下方法: >>>目視檢查 對平臺上部設施管道系統檢修時,可直接觀察管道表面腐蝕狀態、沉積物分布及其下部腐蝕,也是對海管腐蝕可能機理的一種輔助手段。 >>>掛片、探針 合理分布掛片和探針位置,獲取相對準確穩定的腐蝕信息,并累積獲取管道腐隨時間的演變規律。 >>>取樣與化學分析 合理選點,對管道沉積物、輸送介質中的水或氣體進行代表性取樣,并進行組分和腐蝕因子分析,從而了解管道腐蝕環境變化規律。 >>>壓降測量 對管道兩端的壓力變化來判斷是否存在腐蝕產物、結垢、結拉等沉積物。 04 控制內腐蝕方法 當確認管線內部存在腐蝕并對原因綜合分析判斷后,主要采用如下手段控制腐蝕: >>>清管作業 合理的清管器可高效清除管內垢、砂、蠟等沉積物及細菌生物膜層等。定期清管時,將清管器和防腐藥劑緩解措施結合使用效果更佳,如添加批處理藥劑等。 >>>脫水、脫氣 當所輸送的氣體或液體中存在可導致腐蝕的水時,采用儲罐沉降或采用分離器進行脫水;一些因氧氣或腐蝕性氣體引起的腐蝕,可采用除氧劑除氧或真空脫氣。 >>>加注化學藥劑 加注緩蝕劑是控制管道內腐蝕的主要手段,綜合考慮腐蝕情況或腐蝕實際原因來慎重優選緩蝕劑,因為涉及到現場藥劑配伍性、合理的加注方式(如間歇加注或連續加注)和用量。 >>>內涂層 常用內涂層有環氧樹脂、塑料或金屬化合物,這些涂層具有抗輸送的氣體或液體侵蝕、抗污物/腐蝕性雜質或添加劑侵蝕的能力,而且不會降低所輸送的氣體或液體的質量。 05 腐蝕方法有效性評價 為了判斷控制腐蝕方法的有效性,需要對腐蝕方法進行評價。 >>>目視檢查 通過對管道進行清管清出物的檢測,能有效判斷清管方法的有效性。 >>>掛片探針 根據掛片探針所反應的腐蝕速率和形貌,判斷防腐效果。 >>>取樣分析 定期對氣體或液體進行取樣分析,間接評價腐蝕方法的有效性,同時對腐蝕環境變化監測。 >>>物理方法 利用漏磁裝置、渦流等電子裝置對海管壁厚狀態進行檢測,同時利用超聲波裝置或射線探傷定期監測平臺管線,也可以綜合判斷腐蝕控制方法的有效性。 06 腐蝕控制記錄 在內腐蝕控制系統的設計、安裝、操作、維護和有效性數據分析的過程中,記錄相關信息,示例如下: 07 總結 借鑒上述標準相關內容可知,通過合理管道設計、腐蝕檢測、腐蝕控制及評價方法等技術體系,并結合海管工藝特征,搭建合理的海管內腐蝕控制和監測體系,準確掌握內腐蝕狀態,確保管道的安全和高效運行。
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