概 述

目前在役海底管道主要以碳鋼材質為主，管道的腐蝕過程中鐵會失電子轉化為Fe2+、Fe3+，因此，通過監控海管出入口介質的鐵離子濃度差，可以較直觀地反應出該管道的內腐蝕情況、防腐措施的有效性等。

然而，由于海管內部溫度、壓力、流速、其它介質組分等條件的復雜性，造成腐蝕掉的鐵會以各種化學和物理形態組合存在（例如二價、三價或者兩者均有，懸浮的、膠體的、不溶解的等），這使得其檢測過程復雜化，并造成結果的偏差。

本文根據現場實際經驗的總結提煉，嘗試對海管介質組分的鐵離子檢測進行綜述，以期能提供一定的幫助和建議。

檢測方法與標準

一 鐵離子檢測方法

測定海底管道介質中鐵離子的濃度有很多種方法，然而都大多數方法存在著受其它離子干擾的問題。

目前，國內外石油行業標準中推薦的方法有原子吸收光譜法（AAS）、電感耦合等離子體原子發射光譜法（ICP）、鄰菲啰啉分光光度法等。海洋油氣田由于受到實驗條件、物流時間等限制一般采用鄰菲啰啉分光光度法進行鐵離子濃度的現場測試。

二 鄰菲啰啉分光光度法參照標準

●  SY/T5523-2016 《油田水分析方法》

●  HJ/T345-2007《水質  鐵的測定  鄰菲啰啉分光光度法（試行）》

●  ASTM  D1068-15《Standard Test Methods for Iron In Water》

影響檢測精度的因素

在還原條件下，鐵離子以亞鐵態存在。當不存在形成絡合物的物質時，除pH值很低，否則三價鐵的溶解度很小。暴露于大氣或加入氧化劑后，二價鐵易被氧化成三價鐵，并且水解成不溶的水合氧化鐵。鐵離子的存在狀態很不穩定，以下幾種因素均可對檢測精度造成影響。

一 樣品采集和存放

    采集方法

●  樣品采集過程可能暴露于空氣，形成不溶物質；

●  取樣時未沖出取樣點的死水，造成數據偏高。

     采集位置

●  取樣位置在管道的不同點鐘方向，會測得不同的數據；

●  同一條管道在水平段、爬坡立管、下坡立管段取樣，會測得不同的數據。

     存放時間和環境

●  樣品超過最長存放時間未檢測；

●  樣品未按照標準要求加酸存放、暴曬等。

二 樣品油水分離

樣品采用離心機或電脫等方法進行油水分離時可能暴露于空氣。

三 檢測溫度

檢測溫度較低，將不能除去氰化物和硝酸鹽的干擾。

四 樣品pH值

pH值偏中性只能測到游離態的鐵離子，pH值過低又會亞鐵離子與鄰菲啰啉螯合。

五 檢測設備

不合格或未經標定的檢測設備、試劑。

六 檢測流程

消解、過濾、煮沸等方法未按照標準或順序顛倒。

鐵離子現場檢測操作方法和注意事項

一 取樣

●  取樣前打開取樣點，液體高速流動3min；

●  使用不銹鋼或特制玻璃樹脂等容器取樣，連接取樣口前對取樣容器內通入氮氣或其它惰性氣體置換出取樣容器內部的空氣；

●  保證取樣容器和海管取樣點連接處密封；

●  海底管道入口和出口的取樣時間間隔為海管長度除以流速；

●  出入口取樣位置最好同為水平段的5~7點鐘方向。

二 分離

●  分離盡量和取樣在一個容器內完成，避免轉移過程中暴露空氣；

●  現場可選擇的分離方式為靜置、離心、電脫等，但靜置時間不宜太長避免陽光直射，離心和電脫需盡量絕氧，如無絕氧條件，需要在操作前將樣品pH調至2以下。

三 消解（酸化）

用HCl或HNO3將分離水的pH值調至2以下，并將樣煮沸（如有條件）。

四 調節pH值

鄰菲啰啉分光光度法的合適螯合pH值為3~5，檢測前需將酸化消解的樣品pH值調至3~5之間。

五 過濾

用0.45μm膜過濾紙進行過濾，過濾后的樣品需清澈無懸浮物和沉淀物，過濾過程要盡可能絕氧。

六 檢測

按照選用分光光度計的說明書進行檢測作業，需注意該方法的檢測范圍0.03mg/L~5mg/L，超過此范圍需用去離子水對樣品進行稀釋。

END