海底管线腐蚀缺陷检测概要
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海底电缆故障检测设备连接器的防腐蚀性能评估与改进引言:海底电缆故障检测设备起着连接电缆和传输信号的关键作用。
然而,由于海水环境的腐蚀性,这些设备连接器可能会遭受钝化、腐蚀和电化学腐蚀等问题,从而影响设备的可靠性和工作效果。
因此,评估连接器的防腐蚀性能,并提出改进措施,是一项重要的工作。
一、防腐蚀性能评估方法为准确评估海底电缆故障检测设备连接器的防腐蚀性能,可以采用以下方法:1. 现场观察:对连接器进行定期巡视和检查,观察连接器表面是否有明显腐蚀痕迹或锈迹,并测量连接器的表面粗糙度。
2. 电化学测试:使用电化学测试方法评估连接器的耐腐蚀性能。
可以通过浸泡连接器样品于具有恶劣海水环境模拟液中,然后采用电化学测试仪进行测试,监测连接器的腐蚀电流密度和腐蚀速率。
3. 腐蚀试验:进行加速腐蚀试验,使用盐雾喷雾试验、湿热试验等方法,模拟海洋环境下的腐蚀情况。
通过观察样品在一定时间内的腐蚀程度,评估连接器的耐腐蚀性能。
二、防腐蚀性能改进措施针对海底电缆故障检测设备连接器的防腐蚀性能问题,可以采取以下改进措施:1. 材料选择:选择具有良好耐腐蚀性能的材料用于连接器的制造。
常用的耐腐蚀材料有不锈钢、镍基合金、铜镍合金等。
这些材料具有良好的抗腐蚀性能和耐海水腐蚀性能,能够有效减少连接器的腐蚀问题。
2. 表面处理:对连接器的表面进行特殊处理,增加其耐腐蚀性能。
可以采用电镀、阳极氧化等方法,形成一层保护膜,防止连接器与海水直接接触,从而减少腐蚀的发生。
3. 密封性设计:优化连接器的密封性设计,确保连接器内部的部件不会被海水侵蚀。
可以采用双密封结构,增加连接器的密封性能。
此外,定期检查和更换连接器的密封胶圈也是重要的维护措施。
4. 保护层涂覆:连接器表面可以涂覆一层防腐蚀的保护层,如环氧树脂,来提高连接器的耐腐蚀性能。
保护层可以防止海水中的氯离子侵蚀连接器的金属表面,起到保护作用。
结论:对于海底电缆故障检测设备连接器的防腐蚀问题,评估连接器的防腐蚀性能是至关重要的。
海底管道内外腐蚀的在线检测技术摘要:自从我国在1985年修建成首条海底输油管道以来,海底输油管道建设数量呈现逐年递增的形式,到目前为止约建设8000km的海底石油管道。
但由于海底生态环境非常复杂,人类在上海生存活动逐渐频繁,导致海底石油管道经常出现溢油事故;再加上我国海底管道通常建设在20世纪90年代末期,设计使用年限为20年左右,随着时间不断推移,很多管道进入到使用后期,部分石油管道已超过使用年限,无形中提高日常运行风险,一旦海底管道受到损害出现溢油问题,会给相关企业带来巨大经济损失,甚至会影响到海洋的生态环境,产生严重的负面影响。
针对该种情况,工作人员在铺设海底管道后,要全面检测管道性能,掌握管道实际情况,将安全隐患扼杀在摇篮中,保证海底管道能安全运行。
关键词:海底管道;内外腐蚀;在线检测技术引言管道腐蚀指的是管道在运输液体的过程中因为运输物质和管道发生化学反应或别的原因导致的管道老化现象。
管道腐蚀会导致管道材料的破坏、进而造成设备损坏甚至整个管道系统的失效。
管道腐蚀主要是由于管道内运输介质具有一定的腐蚀特性,例如酸性、碱性以及某些盐。
加上外界的温度变化、阳光照射、雨淋等因素,共同造成了管道的腐蚀。
在管道遭受腐蚀之后,造成的损坏极易形成安全隐患并引发事故,据不完全统计,全世界每年因各类腐蚀所造成的的损失占GDP的3%至4%。
如何延缓腐蚀,抵御腐蚀已经成为一个工业生产和运输业的重要课题之一。
1.海底管道内检测技术1.1涡流检测技术这种技术在海底管道检测中,可以对输气或输液管道进行准确检测。
第一,向用于检测的涡流式检测器结构的初级线圈内输入微弱电流,会引发海底管道受到电磁感应后产生涡流,检测人员通过检测次级线圈完成检测任务。
如果管道管壁出现质量问题,初级线圈就会表现出异常磁通量,引发磁力线出现相应变化,次级线圈原有的磁通量平衡状态就会被打破,就会有对应电压产生。
如果管壁存在任何问题,两侧就会维持磁通量平衡,也不会有电压产生。
管道海底检测方案
背景
近年来,海底油气管道的建设越来越多,管道在使用一段时间
后便难免出现各种问题,其中维修、更新是最为关键的环节。
如何
在管道出现问题时尽可能快速地完成发现和处理,就变得尤为重要。
检测方案
针对现有海底管道维修中存在的问题,制定了以下检测方案:
- ### 高清晰度水下相机检测
通过在管道表面贴上测试标签,借助高清晰度水下相机进行检测。
此项检测可实现各种精度检测,在最短时间内准确发现问题。
- ### 节段管体超声波检测
使用高频率超声波达到检测管道缺陷和腐蚀的作用,数据精度高、速度快、不受污染影响,是海底管道探伤的首选方案。
- ### 导线电阻率检测
利用电导率计测量海水电阻率,判别海水的盐度和温度,查看海水电导率情况,进而判断海水在管道附近的流向、流量等数据变化。
是一种有效的标识海底管道附近水质和环境的方法。
检测结果处理
基于海底管道检测方案,还需要确定如何处理检测结果:
- ### 数据分析
将检测结果数据进行处理和分析,提取关键信息,为实施下一步作出有利决策。
- ### 问题排查
通过定位检测到的问题,确定其影响范围及其等级,分析问题产生的原因、危害及其不良影响,为随后的处理工作提供参考。
- ### 操作计划策划
根据检测结果,制定相应的方案,明确处理方法和具体措施,制定不同阶段的检查时间表和责任人员的职责,并严格执行。
结论
综合以上检测方案和结果处理措施,可快速准确发现管道问题,及时解决,确保海底管道的正常运行和使用。
此管道海底检测方案
对于提高海底管道的运行效率和安全性具有重要意义。
海底管道的腐蚀风险评估摘要我国具有丰富的海洋石油资源,在海洋油气的开发中,海洋管道的运行状况直接关系到海上油气田的安全。
腐蚀失效是海洋管道最主要的失效形式之一,因此,分析管道腐蚀风险,建立合理的海洋管道防腐系统以保证管道的正常工作对我国海洋石油开发有着重要的意义。
同时对规范法和故障树法的优缺点进行了对比,对腐蚀失效后果进行了简单的分析。
关键词:海洋管道;故障树;数据库;规范法;腐蚀1、研究背景和意义海洋管道在设计的使用期限内,由于受其设计、制造工艺、施工和服役环境的影响,不可避免地存在损伤和损坏。
在管道运行过程中,如果不能及时发现这些潜在危险,就可能导致管道失效,引起油气泄漏,甚至发生管道事故。
多项统计结果表明,腐蚀造成海洋管道失效的主要原因之一,所以研究海洋管道的腐蚀风险意义重大,也是未来中国石油进军海上主要的研究课题之一。
本文主要运用故障树法,应用故障树的好处在于用此方法对海洋管道腐蚀评估既可以定量分析又可以定性分析。
故障树的定量分析,是在已知基本事件发生概率的前提条件下,定量地计算出在一定时间内发生事故的可能性大小;定性分析是根据结果推算出发生事故的原因,然后在把故障树转化成成功树。
这种方法主要运用了数学概率论的知识,对管道的腐蚀风险评估简单实用,得出的结论也简洁明了。
2、故障树简介故障树分析法简称(FTA-Fault Tree Analysis),是一种图形演绎法。
它以系统事故为故障树的顶事件,用规定的逻辑符号自上而下分析导致顶部事件发生的所有可能因素直至找出事故的基本原因,即故障树的基本事件为止。
由于该方法具有简明、灵活、直观等优点,已被应用到管道的可靠性分析中来。
用该方法对油气管道进行危害识别,能够找出可能导致事故发生的初始因素,通过对各因素间的逻辑关系的描述,发现和查明系统内各种固有的或潜在的危险因素,找出系统的薄弱环节,从而为事故原因的分析和制定预防措施提供依据。
2.1 故障树分析标准符号故障树分析法是一种图形演绎法,因此需要用到一些表示逻辑关系的专门符号、时间符号以及基本术语。
海底管线腐蚀检测与腐蚀预测的研究的开题报告一、选题背景和研究意义海洋是人类最后的赛道,其丰富资源和广阔空间吸引了越来越多的人和企业。
其中,海底油气管线是海洋工程中不可或缺的一部分。
然而,由于海洋环境的恶劣性和海底管线长期受到海水浸泡的影响,管线的腐蚀问题十分严重,会直接威胁海洋环境和人类的生命安全。
因此,如何及早发现管线腐蚀问题以及预测未来可能出现的腐蚀情况成为了海洋工程研究中亟待解决的问题。
本研究拟着重探究海底管线腐蚀检测和预测的技术和方法,为海洋工程中管线腐蚀问题提供解决方案和理论指导,有着重要的研究意义。
二、研究目标和内容本研究旨在探究海底管线腐蚀检测和预测的技术和方法,具体研究内容包括:1. 管线腐蚀检测技术,探究目前管线检测技术的发展现状和优缺点,包括传统的人工检测方法和现代的远程检测技术等。
2. 管线腐蚀预测方法,将历史腐蚀数据和实时监测数据进行分析,探究基于数据分析的腐蚀预测方法和模型。
3. 管线腐蚀风险评估,将检测和预测的结果进行综合评估,提出针对性的管线腐蚀管理和维护方案。
三、研究方法本研究采用文献研究和实地调查相结合的方式进行,主要研究方法包括:1. 文献综述法:收集国内外与海底管线腐蚀检测和预测相关的文献资料,深入剖析各种检测和预测技术的优缺点,为后续研究提供理论指导。
2. 实地调查法:走进海洋工程现场,了解实际管线腐蚀情况和现场操作,及时掌握海洋工程的发展现状和面临的困难和挑战。
3. 数据分析法:对历史腐蚀数据和实时监测数据进行分析和统计,采用适当的模型和算法进行腐蚀预测和风险评估。
四、预期成果本研究将探究海底管线腐蚀检测和预测的技术和方法,旨在为实际海洋工程的管线腐蚀管理和维护提供科学依据和技术支撑。
预期成果包括:1. 管线腐蚀检测方法和技术的全面评估和总结,为管线腐蚀检测技术的发展提供指导和建议。
2. 管线腐蚀预测模型和算法的研究和开发,提出新的基于数据分析的腐蚀预测方法和模型。
173中国设备工程Engineer ing hina C P l ant中国设备工程 2017.06 (下)海底管道常用的外部腐蚀控制措施主要是防腐涂层加牺牲阳极。
防腐涂层的主要作用是物理阻隔作用,将管道金属基体与外界环境隔离,从而避免金属与海水环境的作用。
但是两种情况下会导致金属腐蚀的发生。
一是防腐层本身存在缺陷,有漏点的存在;二是在运输、铺设和运行过程中防腐层遭到破坏,失去了防护作用,致使金属暴露于海洋腐蚀环境中。
这些缺陷的存在导致大阴极小阳极的现象,使得涂层破损处腐蚀加速。
牺牲阳极是电化学保护技术的一种,其原理是向被腐蚀的钢管表面施加一个外加电流,钢管表面成为阴极,从而抑制了金属腐蚀发生的电子迁移,避免或减弱了腐蚀的发生。
目前海底管道采用牺牲阳极焊接手镯式,但是在安装和施工过程中,阳极与管道的电连接是否能形成回路,是牺牲阳极正常工作的前提条件。
另外,牺牲阳极的设计寿命不足或管道延寿都会导致阳极消耗后过早的失去作用。
如何对运行期间海底管道的外防腐状况进行检测,确保其良好的工作状态,是预防管道外部腐蚀产生和泄漏发生的关键。
1 国内技术应用现状目前国内对海底管道外部检测技术主要是采用声学调查设备对管道的路由位置、埋设状况及周边地形地貌进行定期检测,无法判断管道的外防腐系统保护状况。
南海一些深水管道由于采用非掩埋设计,水下能见度较高,通常采用潜水员或ROV 对位于海床面管道上的牺牲阳极进行定期抽检,来了解和掌握海底管道阳极的工作状态。
海底管道牺牲阳极检测技术包括外观检查和电位测量。
阳极的外观检查包括以下几方面:(1)牺牲阳极的安装情况;(2)牺牲阳极的消耗情况;(3)牺牲阳极的电连接情况;(4)牺牲阳极附着海生物情况。
对牺牲阳极表面清理后还应检查表面是否发生部分钝化、是否遭受不规则的腐蚀以及海生物的影响。
对选定的牺牲阳极进行电位测量,主要是检查阳极是否在设计消耗范围内,阳极的钝化和海生物的附着都会导致阳极保护电位超出正常范围。
海底管线缺陷的漏磁检测技术研究摘要:近年来,随着经济的发展,我国石油产业也得到了迅猛的发展,而管线使用时间的增长,管线铺设方式的纷繁复杂,以及其他不可避免的自然侵蚀和磨损等因素,使得管线运输频繁发生事故 ,对人们的生命和财产安全都造成了巨大的威胁。
为了使管线运输正常运行,就需要对目前的海底管线进行现代分析和控制,通过管线泄漏检测技术,加强管线的质量控制。
本文根据漏磁检测技术在国内管道内检测领域的应用实际,介绍了漏磁检测器的结构及工作原理。
根据电磁感应定律及霍尔效应原理,分析了线圈式探头和霍尔元件探头拾取的缺陷漏磁场的信号特征,并讨论了漏磁检测技术的意义。
关键词:海底管线油管漏磁缺陷信号特征一.引言由于海底管线发生泄漏时,将造成巨大的经济损失和严重的海洋污染,世界各海洋石油生产国对海底管线的在线检测十分重视[1]。
各国研究部门和开发部门对管线的检测,特别是海底管线的在线检测系统特别关注,并进行了大量的研究工作。
通过在线检测,可以对缺陷进行识别、定位和量化统计,是指导管道合理维修、开展管道完整性管理工作的重要手段。
二.漏磁检测技术的工作原理利用漏磁原理检测管道腐蚀缺陷,是目前常用的检测方法之一,适用于薄壁和中壁厚的管道。
目前新开发的磁化装置,新型高效的霍尔传感器,也因尺寸小和检测灵敏度高,使周向分布的传感器数量增加,从而提高了缺陷检测的分辨率,并可分辨出缺陷位于管壁内侧还是外侧[2]。
2.1. 漏磁检测器的构造漏磁检测器由机械载体和电气部分组成,见图1。
机械载体构成了漏磁检测器的基本框架,包括检测器骨架、驱动皮碗、钢刷、永久磁铁及铁芯、万向节、里程轮和密封舱等。
电气部分由探头(主探头和ID /OD探头) 、信号集中处理模块(采用霍尔探头时采用) 、电子包、电池包、里程传感器、温度压力差压传感器、线束(HARNESS)组成[3]。
在管道中运行的漏磁检测器(MFL)遇到管道缺陷时,由于检测器磁铁节对管壁的磁化作用,在管道内将产生如图2所示的漏磁场分布。
海底管线腐蚀缺陷检测与评价技术摘要作为海上油气运输的大动脉,海底管线发挥着越来越重要的作用。
腐蚀严重影响海底管线的使用寿命,使其损坏率逐年增大,泄漏和断裂破坏事故逐渐增多。
及时对管道的腐蚀缺陷进行检测并发现管道存在的潜在隐患,对于海上油气的安全生产是极为重要的。
本文主要简述了海底管道的腐蚀因素及主要形式,并重点介绍了用于管道腐蚀缺陷检测及评价的多种技术。
Submarine pipeline corrosion defect inspection andevaluation of technologyAbstractAs the main artery of the offshore oil and gas transportation,The subsea pipeline to play an increasingly important role.Corrosion seriously affect the the service life of the subsea pipeline, so the failure rate is increasing year by year,Leakage and fracture damage accidents increased gradually.Timely inspection of pipeline corrosion defects and found that the pipeline exists a potential hidden dangers,It is extremely important for the safety of offshore oil and gas production.This article briefly described factors of submarine pipeline corrosion and the main form,focus on introduce a variety of techniques of pipeline corrosion defect inspection and evaluation.关键词:海底管道;腐蚀;内检测技术;腐蚀评价0.引言作为海上油气运输的大动脉,海底管线发挥着越来越重要的作用。
第五章安装阶段海底管道的缺陷评估第五章安装阶段海底管道的缺陷评估摘要:本章简单介绍了海底管道安装阶段产生的缺陷,探讨了海底管道安装阶段的缺陷评估基本过程。
以R6评定标准为基础,详细讨论了安装阶段海底管道的缺陷评估的具体评估方法。
§5.1引言海底管道的安装过程是先在陆地上预制管道,然后在铺管船上进行焊接,最后再铺设到海底。
因此,焊接是海底管道连接的主要方法。
在焊接过程中,不可避免的要产生各种焊接缺陷。
有些难以探查的微观焊接缺陷,在一定服役环境和力学条件下就成为裂纹的发源地,进而引起管道局部或者大范围破坏,造成巨大财产损失和人员损失。
因此,从安全性和经济性的角度考虑,需要按照某种标准评定其是否允许存在。
从20世纪70年代初开始,世界各国针对各种焊接结构的缺陷评定技术提出了一些工程评定方法和规范,这些方法和规范在不同发展时期有不同的理论基础和评定路线。
其中影响较大的有:美国机械工程协会(ASME)的《锅炉与压力容器舰范》、英国标准协会(BSl)的《焊接接头缺陷验收标准》、美国电力研究院(EPRI)的《含缺陷核容器及管道完整性评定方法》、英国中央电力局的《有缺陷结构完整性的评定》以及中国CDVA一1984《压力容器缺陷评定规范》等。
焊接缺陷的评定一般都是以断裂力学理论为基础,根据材料特性及管道的断裂类型,对含缺陷的构件进行分析计算,确定其安全裕度。
安装阶段海底管道的缺陷评估,主要是考虑海底管道在焊接中产生的缺陷,从经济性和安全性出发,以“适于使用”原则为基础,用相应的评定方法和规范对海底管道在安装过程中产生的缺陷进行评价,从而确定可以接受的缺陷尺寸及管道的安全裕度。
§5.2安装阶段海底管道的缺陷在海底管道的安装阶段,由于外力作用会产生凹坑、变形等缺陷,由于焊上海交通大学博士学位论文接则会产生焊接缺陷。
在海底管道安装阶段,以焊接缺陷为主。
焊接缺陷一般包括未焊透、未熔合、裂纹、夹渣、气孔、咬边、满溢、烧穿和焊缝成形不良等。
海底管线焊接设备中的缺陷检测与修复技术研究海底管线在现代海洋工程中扮演着重要角色,它们用于输送油气资源以及其他海洋设施的建设。
然而,海底管线的焊接连接可能存在缺陷,这会对其使用寿命和安全性构成威胁。
因此,研究海底管线焊接设备中的缺陷检测与修复技术具有重要意义。
海底管线焊接设备的缺陷检测是确保管线质量和安全的关键步骤之一。
常见的焊接缺陷包括焊缝内裂纹、焊缝气孔、焊缝结构不均匀等。
这些缺陷将削弱管线的承载能力,可能导致泄漏和破裂事故。
因此,必须使用高效准确的方法进行缺陷检测。
目前,常用的海底管线焊接缺陷检测技术包括超声波检测、射线检测和磁粉检测。
超声波检测是一种常见的无损检测方法,通过发送超声波进入焊缝内部,然后根据接收到的反射信号判断是否存在缺陷。
超声波检测技术可以准确地检测到焊缝内裂纹和气孔等缺陷,并且对管线的影响较小。
射线检测利用射线通过焊缝,然后通过探测器接收到的射线衰减情况来识别缺陷。
磁粉检测则是利用磁力线吸引铁粉,当有缺陷时,磁粉会聚集在缺陷处形成可见的痕迹。
这些技术结合使用可以对管线进行全面有效的缺陷检测。
一旦发现缺陷,就需要采取适当的修复措施来确保管线安全运行。
常见的缺陷修复技术包括手工修复、充填修复和自动修复。
手工修复是指人工对缺陷进行修复,如利用焊接技术对焊缝进行补焊。
尽管手工修复技术简单易行,但它需要大量的人力和时间,并且存在人为因素的影响。
充填修复技术则是在缺陷处填充合适的材料来修复缺陷,如填充焊材料或贴合修复片。
这种技术适用于一些小型表面缺陷,但对于内部缺陷或严重磨损的管线效果有限。
自动修复技术是指利用机器人或自动化设备进行修复,如利用机器人进行自动焊接或涂覆修复。
这种技术可以提高修复效率和质量,减少人为因素的影响,但需要依靠先进的自动化设备和精密控制系统。
除了缺陷检测和修复技术,海底管线的预防性维护也至关重要。
预防性维护包括定期巡检、清洗和防腐蚀措施等。
定期巡检可以及时发现潜在的问题,防止问题的进一步扩大。
海底管道检测技术综述1海底管道的管内测技术海底管道内检测通常采用在线(Online)检测技术,已被开发应用的各种管内检测仪器设备(检测清管器和智能检测清管器)能够在生产不停止的情况下对其进行内检测,通过这些内检测设备可以及时发现管道的各种缺陷隐患及其所在的位置信息。
(1)变形检测清管器变形检测清管器顾名思义是用来对管道几何、断面的变形情况以及可能的屈曲或弯折进行检测的设备。
国外的智能检测清管器兼有变形检测的功能,可用来检测海底管道在几何上的变形以及金属腐蚀,一般适用于12寸以上口径的管道。
(2)管壁腐蚀检测清管器管道中输送的介质会对管壁造成腐蚀,管壁腐蚀检测清管器是对管道内壁的腐蚀进行检测的设备。
管道更换或维修的大部分原因是因为钢质管道管壁受到腐蚀或者形成裂纹等缺陷所造成,接近50%的管道都是因此而需要维护和更换。
因此,目前大多数厂家都致力于研制管壁腐蚀(金属损失)检测器。
2海底管道检测的管外检测技术海底管道因为所处环境与陆地不同,对其进行的管外检测手段与陆地不同,相比就显得更加重要。
由于光波或者电磁波在水中会受到强烈干扰,影响作用距离短,而声波不会受此影响,所以对海底管道系统的水下部分进行管外检测,常规的方法有各类水下声学遥感设备、浅水区的潜水员操作以及水下机器人检测。
用于海底管道管外检测的技术有:(1)侧扫声纳技术侧扫声纳就是以声波为手段,通过发送和接收特定频率的声波后经过处理分析得出海底地貌特征,从而确定海底管道是否裸露、悬跨等。
针对管道所处海底地形,侧扫声纳能够探测管道不同状态,如海底比较平整,则能得知海底管道的悬跨、掩埋程度。
若管道位于管道沟中,可以判断管道与沟底的接触状况、悬跨程,但具体的埋深和悬跨的高度由于条件限制无法得知,必须借助其他辅助设备和手段。
(2)多波束测深技术多波束测深技术工同样是利用声波作为能量形式工作的16,与传统单波束测深技术相比较,多波束测深技术一次性获得的是沿着轨迹上的条带状区域的海底深度数据,这样测量的范围就更大,同时精度得到了提高、加快了速度进而提高了工作效率,最后得到海底地形的三维特征地图。
海底管道防腐状态检测技术研究的开题报告一、研究背景海底管道是油气输送的重要通道,其作用是将产油和天然气从海上油田输送到陆地处理设施。
海底管道的安全运营对于保障国家能源安全和经济发展至关重要。
在海洋工程中,海底管道的生命周期长且短期内难以维修,其耐腐蚀能力对于保证其安全运营至关重要。
目前,海底管道防腐技术主要采用外部涂层和阴极保护两种方式。
然而,这两种方式均存在一定的局限性,外部涂层易于被损坏或剥落,阴极保护则需要不断加强电源和维护阴极。
因此,海底管道的防腐状态检测技术成为了研究热点,目前已有一些相关研究,但仍需要进一步探究。
二、研究内容和目标本研究旨在探究海底管道防腐状态检测技术,主要研究内容包括:1. 探究当前海底管道防腐状态检测技术的研究进展、技术原理以及优缺点;2. 分析海底管道腐蚀机理,总结影响海底管道防腐效果的因素;3. 研究基于声波检测、电化学检测、非接触式光学检测等技术的海底管道防腐状态检测方法,分析其检测效果和适用性;4. 构建海底管道防腐状态检测实验体系,进行实验研究和数据分析;5. 验证新型检测方法的有效性和可行性。
本研究旨在研究新型的海底管道防腐状态检测技术,提高海底管道安全运营水平,节约维护成本,保障国家能源安全和经济发展。
三、研究方法本研究采用相关文献综述、实验研究、数据分析等方法,将不同类型的海底管道防腐状态检测技术进行比较研究,并构建相关实验体系,通过实验数据的分析和验证,筛选出最佳的海底管道防腐状态检测技术。
四、研究意义本研究将深入探究海底管道防腐状态检测技术,提高海底管道的安全运营水平,为海洋工程领域的发展提供技术支持和理论参考,并对国家能源安全和经济发展起到一定的推进作用。
海底管线腐蚀缺陷检测与评价技术摘要作为海上油气运输的大动脉,海底管线发挥着越来越重要的作用。
腐蚀严重影响海底管线的使用寿命,使其损坏率逐年增大,泄漏和断裂破坏事故逐渐增多。
及时对管道的腐蚀缺陷进行检测并发现管道存在的潜在隐患,对于海上油气的安全生产是极为重要的。
本文主要简述了海底管道的腐蚀因素及主要形式,并重点介绍了用于管道腐蚀缺陷检测及评价的多种技术。
Submarine pipeline corrosion defect inspection andevaluation of technologyAbstractAs the main artery of the offshore oil and gas transportation,The subsea pipeline to play an increasingly important role.Corrosion seriously affect the the service life of the subsea pipeline, so the failure rate is increasing year by year,Leakage and fracture damage accidents increased gradually.Timely inspection of pipeline corrosion defects and found that the pipeline exists a potential hidden dangers,It is extremely important for the safety of offshore oil and gas production.This article briefly described factors of submarine pipeline corrosion and the main form,focus on introduce a variety of techniques of pipeline corrosion defect inspection and evaluation.关键词:海底管道;腐蚀;内检测技术;腐蚀评价0.引言作为海上油气运输的大动脉,海底管线发挥着越来越重要的作用。
腐蚀严重影响海底管线的使用寿命,使其损坏率逐年增大,泄漏和断裂破坏事故逐渐增多。
一旦发生重大泄露,不但造成停产,影响油气生产,而且有可能造成重大的海洋污染,给油田带来重大的经济损失和社会影响。
海底管线一般采用钢质管道,耐腐蚀性较差,修复难度极大且费用较大。
因此,有效防护海底管线的腐蚀、延长海底管线的使用寿命就显得非常必要。
及时对管道的腐蚀程度进行检测并及对其进行评价,对于阻止管道的泄漏及断裂事故的发生,防患于未然,对于海上油气的安全生产是极为重要的。
1.腐蚀因素海底管线腐蚀是指管线金属材料表面与环境介质发生化学和电化学作用,引起表面损伤或晶体破坏等的现象和过程,是海底管线破坏的主要因素之一。
海底管线腐蚀后,管壁整体或局部变薄,强度降低或发生应力集中,严重时造成管壁穿孔或破坏,导致海底管线不能正常输送,甚至导致海洋环境污染。
海底管线所处环境恶劣,其腐蚀破坏具有很大的随机性和偶然性[]1。
另外,微生物腐蚀是一种微生物引起的电化学反应过程,它也会促进或加速对金属表面的腐蚀,同时可以降低缓蚀剂的作用。
根据目前的研究表明,微生物可能会与周围环境的金属表面之间的相互作用产生不同的效果。
微生物腐蚀出现在几乎所有行业,包括造纸、制糖、牙科、航运以及天然气和石油工业[]2。
在各种因素造成的海洋金属材料腐蚀损失中,生物腐蚀占20%左右。
因此,必须对生物腐蚀予以足够的重视。
2.腐蚀形式海底管线的腐蚀形式与其所处的海洋环境和采取的防腐蚀措施密切相关,按腐蚀位置不同可以分为管内腐蚀与管外腐蚀。
(1)管内腐蚀一般发生在油水混输、水交替输送管道,尤其是含硫油气管道中。
主要是管道内介质中挟带的泥沙、杂质等对输油管道的冲刷,其应被称为“磨蚀”[]3。
(2)管外腐蚀包括海水腐蚀、大气腐蚀(主要发生在海洋的浪花飞溅区)和海底土壤腐蚀,是引起海底管线腐蚀破坏的主要原因。
海底管线管外腐蚀形式与管线所处的海域海水深度和海底地形有关,海水含氧量和含盐量是影响海水腐蚀的主要因素,海水流速及温度也会影响管线的腐蚀速度。
由于海水受到波浪和海流的作用,空气中的氧离子更容易溶解到海水中并扩散到金属表面,从而使海底管线的腐蚀速度加快。
3.海底管线缺陷内检测技术根据不同的检测原理,常用的管道缺陷内检测方法包括漏磁法、超声波法、惯性法、照相法、电磁声传感器法等。
管道内检测通常要利用各种管道内检测器来完成,由管内流体推动其在管道内移动,在移动过程中利用某种检测原理对管道进行检测。
3.1漏磁检测技术[]4利用漏磁原理检测管道腐蚀缺陷,是目前常用的检测方法之一,适用于薄壁和中壁厚管道。
置于铁磁性钢材料管道壁表面的磁极,在管道壁内产生沿管道轴向的磁化场,当磁场足够强时,管道壁处于饱和磁化状态,如无缺陷存在,则磁场集中于管壁内,放在管道内表面的磁传感器,不会检测到磁场信号;如果管道壁内存在缺陷,则由其造成的管道壁局部变薄,将使得原本集中分布在管道壁内的磁场,有一部分泄漏出管道壁的内外表面,泄漏磁场被传感器检测到,从而获知缺陷的存在。
在海底油气输送管道腐蚀缺陷检测中,通常使用管道内检测器。
内检测器在管道内传输的高压油气产品,在检测器前、后形成的压差的推动下前进,在前进的同时,完成检测数据采集和记录工作。
在检测结束后,检测器从管道中取出,并将检测器电子包内存储的完整检测数据导入到计算机中,作进行进一步的分析和处理。
目前新开发的磁化装置,比常规磁铁的磁化能力提高近1倍,新型高效的霍尔传感器,也因尺寸小和检测灵敏度高,使周向分布的传感器数量增加,从而提高了缺陷检测的分辨率,并可分辨出缺陷位于管壁内侧还是外侧。
3.2超声波检测技术超声波是超声振动在介质中的传播,其实质是以波动形式在弹性介质中的传播的机械振动。
超声波检测是使超声波与被检工件相互作用,根据超声波的反射、透射和散射行为,对被检工件进行缺陷检测、几何特性测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征并进而对其进行评价的一种无损检测技术[]5。
超声波检测的优点是可准确检测、定位管道缺陷,尤其对微裂纹和轻微未焊透以及材料任意方向上的平面缺陷,采用超声检测比其他几种检测方法更容易,且检测速度快,但超声波在空气中衰减快,检测时需要一定的声波传播介质。
但是采用超声波进行厚度测量时必须在腐蚀监测点附近进行测量。
因为即使是均匀腐蚀的腐蚀速率,也会在不同的距离上产生显著的改变[]6。
超声波检测技术是目前已经十分成熟的技术,在油气管道的无损检测中获得了大量的应用。
3.3超声导波检测技术[]7超声导波(ultrasonic guided waves)技术是近年来发展出来的一种能够对管道的金属腐蚀情况进行快速、长距离、大范围、相对低成本检测的无损检测方法。
在固体中传播的超声导波,由于本身的特性,沿传播路径的衰减很小,可以沿构件传播几十至百余米远的距离,因此,可以对管道进行较长距离的非接触式检测。
同时,超声导波可以在充液、埋地、带套管或包覆层的管道中传播,克服了传统无损检测方法需要逐点扫描的缺点,故使得检测此类工业管道的费用大大降低。
利用超声导波检测管道,快速、经济且无需剥离外包覆层,是管道检测的一个新兴发展方向。
超声导波与传统超声波技术相比具有两个明显的优势。
首先,在构件的一点处激励超声导波,由于导波本身的特性(沿传播路径衰减很小),它可以沿构件传播非常远的距离,最远可达一百余米。
接收探头所接收到的信号包含了有关激励和接收两点间结构完整性的信息,因此,一个完整的发射和接收过程实际上是检测了一条线,而不是一个点。
另一方面,由于超声导波在管材的内、外表面和中部都有质点的振动,声场遍及整个壁厚,因此,整个壁厚都可以被检测到,这就意味着既可以检测管道的内部缺陷也可以检测其表面缺陷。
另外,采用超声导波技术对管道进行检测时,仅需要对安装传感器处的管道防腐层进行剥离,尤其适合检测难以接触到的管体部位,如带夹具、有套管或埋地的管道等。
3.4射线检测技术射线检测,即射线经过工件时会产生衰减,而当遇到缺陷时,衰减量就发生变化,因而引起底片感光程度的不同,根据底片感光的程度即可判断缺陷的情况。
常用的X射线、γ射线或中子射线进行管道的缺陷检测,是目前管道无损检测方法之一[]8。
3.5 远场涡流检测技术通过设在远场区的检测线圈,检测出由于管道缺陷引起的感应电压与激励电压相位差变化。
是一种新型检测技术,对于输油管道在线检测具有潜在优势,目前美国和加拿大有关公司正在研究只有单通道和8通道的检测仪。
涡流检测技术中更先进的脉冲涡流技术,它使用一个阶梯函数电压激发探头。
提供了对几个不同频率的响应,测量只是一个步骤的过程[]9。
3.6电子内窥和视频检测技术通过摄像头观察管道内壁状况,判断管道缺陷情况。
这是目前检测技术的发展方向之一,法国HYTEC流体技术集团,开发了带轴向自推进摄像机的电视监视系统,可对管道内壁和管道中的流体进行检测。
2.海底管线的腐蚀缺陷评价对腐蚀管道进行评价,根据评价结果做出管道是否继续服役、维修、或跟换的决策,是一项非常重要和必要的工作。
管道的腐蚀缺陷评价主要包括定性评价和定量评价。
4.1管道腐蚀缺陷的定性评价4.1.1土壤腐蚀性评价土壤腐蚀性评价一般采用原位极化法和试片失重法测定土壤腐蚀性。
也可采用行业及以上标准所规定的其他土壤腐蚀性测试方法及相应的评价指标。
主要评价指标包括电流密度(原位极化法)和平均腐蚀速度(失重法)。
根据相应的指标来判断土壤的腐蚀性是属于极轻、较轻、轻、中、强之中的哪一类。
4.1.2杂散电流腐蚀评价根据测量土壤电位梯度的大小,判断直流杂散电流干扰影响严重程度。
来判断腐蚀性强弱。
4.1.3管内介质腐蚀性评价根据管道的平均腐蚀速度和点蚀速度指标,来判断腐蚀程度是属于低、中、高、严重之中的哪一类。
4.1.4金属腐蚀性评价根据管道所受腐蚀的最大坑深将腐蚀程度分成轻、中、重、严重、穿孔5种。
根据最大点蚀速度和穿孔年限可将金属腐蚀性分为轻、中、重、严重4类。
4.2管道腐蚀缺陷的定量评价4.2.1管道剩余强度评价管道的剩余强度评价是在缺陷定量检测的基础上,通过严格的力学分析计算,给出管道的最大允许工作压力,为管道升、降压操作及管道维修提供决策依据。
若剩余强度评价结果表明腐蚀管道适用于目前的操作条件,则只要建立合适的检测程序,管道可以在目前条件下继续安全运行;若评价结果表明腐蚀管道不适合目前操作条件,则应对该管道降级使用。