海底管道作為連接陸地與海洋的紐帶，是海洋油氣資源開發利用的重要環節之一。但海底管道在使用過程中受到各種環境因素（如海水、海流、生物、微生物等）及人為因素（如管道施工質量、腐蝕管理水平等）等影響會發生不同程度的腐蝕，從而導致海底管道泄漏造成經濟損失。因此，對海底管道進行定期檢測評估具有重要的意義。目前，國內外學者已開展了很多針對海底管道的腐蝕研究工作。

對于海底管道的腐蝕檢測主要包括電化學檢測、無損檢測和電位差掃描測量等。電化學檢測方法一般通過犧牲陽極來抑制陰極反應，因此具有成本低、工藝簡單、實施方便等特點，但不能及時判斷管道腐蝕的程度，對金屬損傷也大；而無損檢測方法通常不能及時發現管道腐蝕情況，但可以獲得較精確的數據；電位差掃描測量法主要通過磁化信號間接檢測金屬表面腐蝕情況，具有較高的靈敏度，但準確度較差，無法為后續數據處理提供準確依據。

海底管道腐蝕原因

海底管道腐蝕的原因通常情況下可以分為兩部分，一部分是埋地管道在自然腐蝕下的一些損害，另一部分是由于一些人為因素導致海底管道出現腐蝕，而這種情況會對整個管道的安全性造成影響，同時也會對人們的生命安全產生一定威脅。所以要想保證整個管道可以正常運作，就必須要做好相應的檢測工作。

為了能夠更好地進行海底管道檢測工作，重點分析海底管道腐蝕的原因如下：

(1) 材料的腐蝕性。管道在設計和制造方面出現了問題也就會使得材料本身的質量不過關，從而造成了腐蝕情況出現；或者是在長期使用中會有一些腐蝕情況產生。

(2) 土壤中的腐蝕性物質。一般來說，土壤中會含有很多的腐蝕性物質，如鐵、硫等，這些物質的存在就會對管道產生一定的影響。當管道出現了腐蝕現象時，就會導致管道本身的防腐性能降低，所以在對其進行設計和制造的過程中就需要選擇質量合格的材料。

(3) 管道本身設計不合理。如果管道本身存在著設計問題的話，那么就很有可能會導致整個管道在腐蝕過程中出現一些其他方面的問題。

(4) 外部環境因素。海底管道所處的環境通常都是比較惡劣的，并且在這樣的環境下還有很多未知因素存在，如海水和海流、空氣、微生物等都會對管道產生影響，就很有可能會使得整個管道產生腐蝕，從而造成巨大的損失。

(5) 施工質量問題。在對海底管道進行設計和制造的時候，施工的質量也會影響整個管道的腐蝕情況，如果施工中的某一環節出現了問題，就有可能會導致整個海底管道腐蝕情況的發生。

海底管道腐蝕檢測

由于海底管道腐蝕檢測工作的特殊性，所以在檢測前應對管道所在區域的海底管線狀況、海底土壤及水環境等情況進行詳細調查，以便對所檢測海底管道的腐蝕狀態有較準確的了解。

檢測前應對所要檢測的海底管線進行開挖檢查，以便獲取該區域海底管道的基本資料。根據各第三方檢測單位所獲取的資料，結合相關規范以及現場實際情況，對管道周圍環境進行分析，確定該管道是否有必要進行第三方檢測。

海底管線在設計時一般是在其外壁上穿一層絕緣層（通常為5～8 mm），以防止海水和其他氣體腐蝕其金屬表面。因此，在海底管線運行時不需要進行陰極保護。隨著時間的推移，絕緣層會發生腐蝕，最終會導致海底管道的破損和泄漏。因此，需要對絕緣層外表面進行定期檢測，以判斷其是否存在局部腐蝕缺陷或破損。針對海底管線的不同情況，可以采用不同的檢測方法，如電位檢測、低頻感應電壓檢測、雜散電流檢測以及交流電流檢測等。

電位檢測方法是通過測量管線中不同部位（如管底與管壁間）的電位來判斷腐蝕狀態。但由于海底土壤不存在水等導電介質，所以只能測量管底處的電位，即根據管線上電勢在各個點處的變化來判斷管線整體狀態；低頻感應電壓檢測方法也是基于同理來確定管線整體狀況；雜散電流檢測方法是通過在管道附近架設交流電流場，并對其進行檢測，根據雜散電流大小來確定管線的腐蝕狀況。

海底管道的內檢測技術

01 渦流檢測技術

渦流檢測技術是利用導體在磁場中的運動狀態引起電流密度分布的變化，從而檢測導體內部缺陷的無損檢測技術，該技術主要由磁耦合渦流檢測器和磁化線圈組成。通常，鐵磁性金屬材料內部存在著分布不均的缺陷時，缺陷處將產生感應電壓（也稱為漏電流），而位于缺陷表面的探頭則可以感受到這一信號，從而得出缺陷處的長度、寬度等參數。當鐵磁性金屬材料處于磁場中時，由于其內部結構比較復雜，因此存在著許多的磁場分布不均勻性。當鐵磁性金屬材料在交變磁場中運動時，由于材料內部磁場的不均勻性，將會造成鐵磁材料在缺陷處產生感應電壓。根據渦流檢測的原理可知，當鐵磁性金屬材料存在著缺陷時，在磁場中運動的鐵磁性金屬材料會產生感應電動勢，因此通過檢測線圈就可以檢測到這一信號。

02 磁粉檢測技術

磁粉檢測技術是指用磁化的方法將金屬工件表面涂覆的鐵粉置換掉后，再通過磁化所產生的磁場對金屬工件進行檢測的方法。由于與渦流檢測相比，磁粉探傷的信號微弱，所以需要將其進行放大和信號處理。一般情況下，海底管道采用該方法只能對一些簡單的缺陷進行檢測。

03 超聲波檢測技術

超聲波檢測技術主要是利用聲波在管道內介質中傳播時受到的阻力（表面張力）以及聲波在管道中傳播的速度進行檢測的技術。與渦流檢測技術相比，超聲波檢測技術具有更高的檢測靈敏度和更快的檢測速度，而且對被檢工件和管道不存在任何污染，特別適合于對非導電結構材料進行無損檢測。因此超聲波檢測技術被廣泛地應用于管道內涂層厚度、腐蝕狀況和金屬與非金屬復合涂層厚度的測量。

04 漏磁檢測技術

漏磁檢測技術是利用鐵磁性材料的磁化特性，將磁性漏磁陣列傳感器的檢測探頭放入管道中，利用檢測信號來識別缺陷。由于鐵磁性材料存在著明顯的漏磁效應，因此鐵磁性材料內部的缺陷很容易被漏磁效應檢測到，從而得到缺陷的位置和大小。在管道上施加恒定的交變磁場，當存在缺陷時，缺陷周圍磁場的分布會發生變化，從而使鐵磁性材料內部產生感應電流。而此時的交變磁場在軸向上產生感應電流。對于具有一定長度和寬度的鐵磁性金屬構件，在其上施加外加磁場后，鐵磁材料內部會產生感應電流，并會通過管道向外流動，從而在管道中產生漏磁信號。

海底管道的外檢測技術

01 淺海外檢測技術

海底管道的淺海外檢測技術的主要工作原理是利用各種高精度聲吶設備，將聲吶信號轉化為圖像信號，通過圖像處理技術識別出管道內部的腐蝕缺陷、腐蝕坑以及各種附著物等情況，并可利用聲吶圖像分析系統生成各種管道缺陷數據報告。

淺海外檢測技術有兩種形式：一種是通過聲吶設備將水下圖像轉化成視頻圖像，然后再通過光纖傳輸到岸上進行處理；另一種是使用水下攝像機采集水下視頻圖像，然后經過計算機處理后在水上顯示出來。

02 深海外檢測技術

(1) 聲吶系統。海底管道外檢測設備還包括側掃聲吶系統、海底表面多點攝像系統、多波束測深儀、水下機器人等。

側掃聲吶系統由發射、接收和數據處理三部分組成。發射和接收設備通過電纜與換能器相連，在海底表面上形成一條長長的波束，再由水下機器人從海底表面上向外發射和接收聲波，進行數據處理，然后根據數據分析判斷管道的缺陷位置。海底表面多波束測深儀通過水下機器人在海底表面進行掃描探測，得到一張高分辨率的海底多波束剖面圖。

(2) 聲發射技術。聲發射技術主要是通過接收海底管道附近的聲波信號，經過記錄和處理后向管道內注入激發流體，通過激發流體中的聲信號，可以得到與管外表面相應的聲波傳播速度和衰減等信息，從而在管道內壁形成反射波。

在以往的管道外檢測中，通常采用聲吶檢測技術，其缺點是受到人為因素干擾大、儀器價格昂貴，以及對海底環境的不適應等問題。近年來，聲發射檢測技術以其高靈敏度、高準確性的優點而受到越來越多的青睞。

聲發射檢測技術是在管道外表面施加一定強度的載荷，通過對載荷產生的物理量變化進行檢測和分析，從而判斷被檢管道是否發生腐蝕。在海底管道腐蝕檢測中，聲發射技術具有以下優點：一是可在水下進行作業，可以避開常規檢測方法中水下管道的作業時間；二是靈敏度高、可探測到各種固體介質下的缺陷和裂紋；三是無需接觸被檢管道即可對管道進行檢測。

03 磁力儀檢測技術

磁力儀是一種利用鐵磁材料或其制品產生的磁性來測量物體尺寸、形狀、位置和強度的一種測量工具。海底管道的腐蝕缺陷與其周圍的磁場分布有關，因此，可利用磁力儀對海底管道進行檢測。

檢測時將儀器固定于被測物體上，然后通過調整儀器的水平和垂直方向，將被測物體產生的磁場改變量轉換為標準電量值，再通過標準電量值與標準磁力儀測量的磁場改變量的比值（B/T）計算出該物體的缺陷深度。

B/T的計算公式為：B/T=(E/2f)/k。式中，E是標準電量值的有效值，f是磁場改變的頻率，k是標準磁力儀的靈敏度。B/T的單位為T/A，表示每安培電流所產生的磁場改變量。

需要注意的是，B/T的計算需要保證標準電量值和標準磁力儀的準確度，同時也需要控制測量條件的穩定性，例如環境溫度、磁場干擾等因素都會對測量結果產生影響。因此，在測量過程中需要仔細控制這些因素，以確保B/T的準確度。

結 語

發展海底管道檢測新技術和新裝備，保證海底管道安全穩定運行，已成為海洋石油行業的一項重要課題。主要建議如下：

(1) 隨著海底管道運營水深的不斷增加，為更好地提高海底管道檢測精度和檢測效率，建議相關科研院所和石油單位加強內檢測和外檢測技術研究，加強檢測工具的耐惡劣海洋環境及復雜管道介質的能力，提高設備分辨率和檢測速度，使得經濟效益更加顯著。

(2) 海底管道檢測設備應向智能化、自動化和集成化方向發展，同一設備實現多類型缺陷參數的檢測、傳輸和分析的一體化，檢測數據顯示可視化，逐步滿足檢測作業者和管道運營商對管道狀態全面掌握的需求。