腐蝕評估是了解油氣管道腐蝕狀況和潛在風(fēng)險的重要渠道，國際上目前主要包括腐蝕風(fēng)險評價、腐蝕直接評估、含缺陷管道安全評價等幾類不同的方式。腐蝕風(fēng)險評價是利用風(fēng)險評價的一般原理和方法，根據(jù)腐蝕狀況的調(diào)查確定腐蝕風(fēng)險的一種方法，多為定性或半定量評價。腐蝕直接評估是通過數(shù)據(jù)分析和一定的間接檢查，更為定量地評價管道不同部位的腐蝕風(fēng)險等級，是腐蝕完整性管理的重要工具之一。含缺陷管道安全評價則是利用一定的缺陷檢測結(jié)果，結(jié)合腐蝕發(fā)展預(yù)期，估算管道剩余強(qiáng)度和剩余壽命。

腐蝕評估方法源于風(fēng)險評價的基本理念，本節(jié)重點選取較為典型的腐蝕直接評估方法加以介紹，其他方法不在此累述。

直接評估是一種結(jié)構(gòu)化流程，該方法運用從管道間接調(diào)查和直接檢查中獲取的信息以及所有其他相關(guān)信息，如設(shè)計、結(jié)構(gòu)和操作數(shù)據(jù)等，對埋地管道的完整性進(jìn)行評價。該方法一般包含預(yù)評價、間接檢測、直接檢查和后評價四個步驟，方法簡單明了，便于實施，且有較為全面的標(biāo)準(zhǔn)可以參考，已成為國際上公認(rèn)較為成熟的腐蝕完整性管理技術(shù)。可使用三種直接評估的方法查找隨時間變化的腐蝕缺陷類型：內(nèi)腐蝕直接評估（ICDA）、外腐蝕直接評估（ECDA）和應(yīng)力腐蝕開裂直接評估（SCCDA）。

內(nèi)腐蝕直接評估

內(nèi)腐蝕直接評估方法（ICDA）是一種在管道某一給定管長范圍內(nèi)評價內(nèi)腐蝕可能性的方法。目前，已經(jīng)發(fā)展出干天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評估方法（DG-ICDA）、濕天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評估方法（WG-ICDA）和液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評估方法（LP-ICDA），并已成為管道腐蝕完整性管理的重要工具之一。

根據(jù)NACESP0206標(biāo)準(zhǔn)，干天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評估方法（DG-ICDA）適用于正常條件下輸送干氣但可能遭受非經(jīng)常性短期液體侵?jǐn)_而引起損壞的天然氣管道，腐蝕性水在管道中的積聚是引起天然氣管道內(nèi)腐蝕的先決條件，在傾斜上升管中，重力阻滯液體向下游流動，會發(fā)生積液，從而引起內(nèi)腐蝕。最先積水的地方最可能發(fā)生腐蝕，DG-ICDA的基礎(chǔ)是沿著管道詳細(xì)檢查最有可能積水（或其他電解液）的部位，由此推斷下游剩余管長部分的完整性。如果最有可能積液的部位沒有受到腐蝕，則可認(rèn)為其下游一定范圍內(nèi)的管道都沒有腐蝕，這就減輕了管道腐蝕檢測（或者完整性評價）的工作量。如果最可能積液的部位經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)確實受到了腐蝕，也就排查了一處隱患。

進(jìn)行腐蝕高風(fēng)險部位評估的目標(biāo)是在一定的管段區(qū)間內(nèi)，用流體流動模擬結(jié)果預(yù)測最可能發(fā)生內(nèi)腐蝕的位置。主要內(nèi)容包括三個方面：一是繪制管道高程剖面圖和傾角分布圖；二是使用所收集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行多相流計算，確定持液的最大臨界傾角；三是對比分析流動模擬計算結(jié)果和管道高程剖面和傾角分布圖，判斷內(nèi)腐蝕可能出現(xiàn)的位置（見圖1）。致使液體向后流動的重力和造成液體沿著流動方向向前流動的氣體與液體之間的剪應(yīng)力之間的平衡角定義為液體在管道中聚集的臨界角。

圖1 由于積水引起的管道內(nèi)腐蝕風(fēng)險與內(nèi)腐蝕直接評估臨界角

相對于干氣系統(tǒng)，濕天然氣系統(tǒng)是有水但仍具有較大氣液體積比的系統(tǒng)。濕氣系統(tǒng)有足夠多的液態(tài)水，以至于所有管段角度大于臨界角的部分都很有可能積聚液態(tài)水，如果由此確定挖掘地點的話，則挖掘點數(shù)和工程量會變得十分不切實際。針對濕氣系統(tǒng)的ICDA方法（WG-ICDA）是在不考慮水成分因素和其他腐蝕影響因素的基礎(chǔ)上提出來的，基本依據(jù)是通過腐蝕速率、流動影響和其他影響因素來確定管段發(fā)生腐蝕的優(yōu)先次序，其目標(biāo)是識別出最大腐蝕破壞的位置，并將腐蝕速率模型作為一種預(yù)測未來腐蝕增長率的工具來應(yīng)用于整個評價過程。

WG-ICDA的原理是根據(jù)流動效應(yīng)、腐蝕速率以及其他腐蝕影響因素，對管段各部分腐蝕發(fā)生的可能性進(jìn)行優(yōu)先次序排列。該方法的基礎(chǔ)就是將各種因素劃分為三類：其一，流動影響，包括各種流態(tài)和冷凝水對腐蝕的影響；其二，根據(jù)腐蝕模型確定腐蝕速率，主要與氣體的成分、液體的化學(xué)、壓力和溫度有關(guān)，同時將腐蝕速率歸一化，并用于反映沿管段各腐蝕部位的嚴(yán)重性，由此來表示腐蝕的具體分布情況；其三，其他影響因素之中包括緩蝕劑、烴凝析液、細(xì)菌、殺菌劑、固體以及其他產(chǎn)物。

液體石油管道中含有H2S、CO2、鹽、蠟和砂子等，且管道內(nèi)多相流的流動受很多因素的影響，造成多相流內(nèi)壁材料的損失機(jī)理十分復(fù)雜，是一種腐蝕與沖蝕的聯(lián)合交互作用過程。在這類環(huán)境中，氣泡、液滴、顆粒都可能會沖擊管壁，使表面產(chǎn)生的腐蝕物發(fā)生脫落，同時也可直接作用于表面造成磨損。基于上述這些物質(zhì)的存在，液態(tài)管道同其余管道相比，發(fā)生腐蝕的可能性會最大，也會是腐蝕最嚴(yán)重的管道。液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評估（LP-ICDA）方法適用于管道內(nèi)部所含有的底部沉積物和水量比例少于總輸量的5%的石油管道。美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE）針對這種管道的內(nèi)腐蝕情況進(jìn)行了研究，綜合多種因素的基礎(chǔ)上，提出了通用液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評價標(biāo)準(zhǔn)。

在腐蝕評估過程中，必須綜合評估影響腐蝕進(jìn)程的各個關(guān)鍵因素，例如，水或者其他電解質(zhì)的存在狀態(tài)。水的存在往往是造成管道內(nèi)腐蝕的必要條件，某些狀況下，含水的醇類、吸附水的生物膜、濕氣凝結(jié)的液膜或液滴也可以作為腐蝕發(fā)生的電解質(zhì)條件。對于某些評估管道，由于管道運行初期含水率就可能較高，因此，水的存在是評估的重點。針對水的存在狀況，可以分別為腐蝕發(fā)生的敏感里程位置和敏感位置腐蝕發(fā)展速率的評估提供評價基礎(chǔ)。

內(nèi)腐蝕評估方法用于評定管道內(nèi)部腐蝕敏感位置的原理在于假設(shè)積水的存在是腐蝕的首要條件。多相輸送過程中，油相介質(zhì)中如果含有較少的水，以油包水的形式存在時，由于主要以油浸潤金屬表面而腐蝕輕微。如果在一定含水率下，流體流速降低，則容易造成油水分層，并使水與管道底部金屬接觸。特別對于某些起伏比較明顯的管道，由于水相在重力和油相流體帶動兩方面作用下，水相無法被攜帶走，而積聚于某些位置，導(dǎo)致金屬的腐蝕。針對這類情況，采用內(nèi)腐蝕評估方法推薦的多相流模型，可以通過評估積水優(yōu)先位置，判斷內(nèi)腐蝕發(fā)生的敏感位置。

當(dāng)含水率較高時，由于管道以油水兩相分層，或者呈水包油的狀態(tài)，管道底部全線均與水相接觸，此時在管道里程方向上均有腐蝕風(fēng)險。如果這種情況出現(xiàn)，管道里程方向上的腐蝕分布仍不是平均一致的，由于管道工藝過程中，入口和出口之間的溫度和壓力存在差異，溫度、壓力等工藝參數(shù)沿著路由方向也會發(fā)生變化，由此也會引起腐蝕介質(zhì)和腐蝕環(huán)境特點的改變，從而改變腐蝕發(fā)展的規(guī)律。評估管道內(nèi)腐蝕敏感區(qū)間需要根據(jù)不同位置處溫度、壓力、腐蝕介質(zhì)實際分壓等參數(shù)，利用腐蝕預(yù)測模型或評估模型，確定不同位置的腐蝕速率或局部腐蝕敏感性，從而判斷不同位置的腐蝕程度。

外腐蝕直接評估

外腐蝕直接評估方法是一種具有前瞻性的通過評價并控制外腐蝕影響來提高管道安全性的結(jié)構(gòu)化流程。外腐蝕直接評估方法的應(yīng)用歷史要超過內(nèi)腐蝕直接評估方法和應(yīng)力腐蝕開裂直接評估方法。NACESP0502標(biāo)準(zhǔn)《管道外腐蝕直接評估方法》對外腐蝕直接評估方法進(jìn)行了說明。

管道外涂層上是否存在漏點或其他異常情況是外腐蝕直接評估方法的一個重要關(guān)注點。該方法的基本假設(shè)是：對管道上這些漏點或異常點進(jìn)行檢查可以表明哪些潛在區(qū)域可能發(fā)生了、正在發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生腐蝕。外腐蝕直接評估方法確定管道陰極保護(hù)有效性及是否符合準(zhǔn)則，并確定交流/直流干擾、電流屏蔽、電流衰減、外部接觸和需要的緩解范圍等。

根據(jù)NACESP0502標(biāo)準(zhǔn)，外腐蝕直接評估方法也由四步組成，即預(yù)評價、間接檢測、直接檢查、后評價。其中間接檢測的目的在于對涂層失效的嚴(yán)重性、其他異常情況以及已經(jīng)發(fā)生或者可能正在發(fā)生腐蝕的區(qū)域進(jìn)行識別和定義。在每一外腐蝕直接評估區(qū)域至少要使用兩種間接檢測技術(shù)，但是選擇具體某一工具時仍取決于該工具是否適用于特定的管段。選擇工具時，必須考慮它們是否能夠在特定的管道狀態(tài)下可靠地探測出預(yù)期的腐蝕和/或涂層異常。主要的間接檢測技術(shù)如下。

①密間隔電位測量（CIPS）。每隔一段距離測量一次管道沿線到地面之間的電位。密間隔電位測量（CIPS或CIS）可能是管道行業(yè)中最常用的方法，主要用來確定陰極保護(hù)是否有效，并對管道是否符合陰極保護(hù)準(zhǔn)則做出評價，定位涂層缺陷和/或涂層退化的區(qū)域，探測交流和/或直流干擾，評估電流衰減，確定外部連接，以及探測可能發(fā)生局部腐蝕的區(qū)域。

②交流電流衰減量測量（ACCA）。基于電磁場傳播理論的應(yīng)用原理，測量管道涂層的整體狀況；交流電流衰減量測量得出的結(jié)果包括深度、涂層電阻率和傳導(dǎo)系數(shù)、異常位置及異常類型。

③交流電位梯度測量（ACVG）。測量管道沿線及其周圍土壤中的泄漏電流的變化量，以定位涂層異常，并描繪出腐蝕活動的特征。

④直流電位梯度測量（DCVG）。測量管道沿線及其周圍土壤中的電位梯度的變化，以定位涂層異常，并描繪出腐蝕活動的特征。

⑤Cell-to-Cell測量。這是一種兩個參比電極地表測量方法，測量兩個接地的硫酸銅參比電極之間的電位差；直接在管道線路上方測試時，該方法能夠探測出可能潛在的電流放電（陽極）區(qū)域，從而有助于對可能的腐蝕異常情況進(jìn)行定位。

⑥皮爾遜測量。該技術(shù)采用一種發(fā)射到埋地管道表面的交流信號，對管道沿線兩個移動接地觸頭之間的電位梯度進(jìn)行對比；該技術(shù)可以對可能造成腐蝕異常的所有涂層缺陷及位于埋入管道附近的外來金屬物體進(jìn)行定位。

⑦土壤調(diào)查。通常情況下，每隔一段距離就要進(jìn)行一次土壤電阻率/導(dǎo)電性測量，測量結(jié)果常被用來確定土壤的腐蝕性，因此可以確定管道發(fā)生腐蝕的可能性；土壤電阻率越低，其導(dǎo)電性和腐蝕性就越高。

⑧超聲導(dǎo)波檢測（GWUT）。該技術(shù)用于在電（金屬）短路、電解質(zhì)耦接及電氣絕緣條件下對套管內(nèi)管道檢測。

上述間接檢測的目的在于使用上述測量結(jié)果來確定管道沿線涂層失效的位置。隨后進(jìn)行直接檢查步驟，確定在發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷時需要采取什么行動，并對腐蝕產(chǎn)生的根源進(jìn)行評價和鑒定。對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行整合之后，相關(guān)信號必須可以提供足夠的數(shù)據(jù)以選擇進(jìn)行開挖的最合適位置；這些開挖點，必須幫助操作者使其可以根據(jù)腐蝕尺寸和/或嚴(yán)重性對腐蝕進(jìn)行排序。目前，ECDA已經(jīng)在我國許多管道上獲得應(yīng)用，已成為管道業(yè)界進(jìn)行腐蝕完整性管理、及時了解管道外腐蝕風(fēng)險、涂層狀況和陰極保護(hù)有效性的重要手段。

應(yīng)力腐蝕開裂直接評估

應(yīng)力腐蝕開裂直接評估方法也是一種具有前瞻性的結(jié)構(gòu)化流程，它主要致力于通過評價并降低應(yīng)力腐蝕開裂的影響來改善管道的安全性。該方法包括目視檢測和實體檢測、電解質(zhì)溶液分析、金相分析、超聲波檢測和各種磁粉檢測技術(shù)。ASMEB31.8和NACESP0204標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開裂探測的基本依據(jù)。應(yīng)力腐蝕開裂直接評估方法對用于天然氣、原油及精煉產(chǎn)品的生產(chǎn)、輸送和分配服務(wù)的鋼制埋地陸上管道進(jìn)行論述，重點圍繞土壤應(yīng)力腐蝕開裂風(fēng)險展開，并不涵蓋管道內(nèi)部由于H2S等引起的開裂。