海底管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀與發(fā)展

0 引言

海管具有幾乎不受環(huán)境影響、可連續(xù)輸送、輸油效率高、運(yùn)輸能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。但是管道敷設(shè)于海底，部分管道還有一定的埋深，這對(duì)管道腐蝕的監(jiān)檢測(cè)和維修帶來困難。海管輸送介質(zhì)非常復(fù)雜，從輸送介質(zhì)角度可以分為：干氣管道、濕氣管道、回注水管道、原油管道和混輸管道。輸送介質(zhì)中的酸、堿、鹽、酸性氣體、砂質(zhì)和細(xì)菌等都會(huì)對(duì)管道造成內(nèi)腐蝕。雖然管道在設(shè)計(jì)階段已經(jīng)留出了腐蝕裕量，且在生產(chǎn)過程中一般會(huì)采取脫水、脫鹽、脫酸性氣和加注化學(xué)藥劑等防腐方法，但是受材質(zhì)缺陷、施工損傷、藥劑使用不當(dāng)和介質(zhì)腐蝕的綜合作用，海管仍然面臨著嚴(yán)峻的內(nèi)腐蝕失效風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)海管的內(nèi)腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在的失效風(fēng)險(xiǎn)，避免管道泄漏造成的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染，具有重要意義。

1 監(jiān)測(cè)技術(shù)分類

海管為封閉結(jié)構(gòu)，跨度長(zhǎng)，且處于水下，部分海管服役海水深度超過100 m，導(dǎo)致對(duì)其進(jìn)行內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)的難度相比陸地埋地管道大很多。對(duì)管線進(jìn)行全覆蓋監(jiān)測(cè)技術(shù)手段很匱乏，主要包括：超聲內(nèi)檢測(cè)技術(shù)、渦流內(nèi)檢測(cè)技術(shù)、漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)和遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)（MTM檢測(cè)）等。此類監(jiān)測(cè)方法雖然實(shí)施成本較高，但監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)可以覆蓋整個(gè)海管，直觀可靠，更具有參考價(jià)值。全覆蓋監(jiān)測(cè)技術(shù)成本較高，為了解決腐蝕監(jiān)測(cè)成本和監(jiān)測(cè)頻率的矛盾，局部腐蝕監(jiān)測(cè)成為海管腐蝕監(jiān)測(cè)重要組成部分。主要包括：場(chǎng)指紋內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)（FSM）、定點(diǎn)測(cè)厚監(jiān)測(cè)、電感探針法、掛片法、線性極化法、電化學(xué)噪聲法、電化學(xué)阻抗法和電阻探針法等。該類監(jiān)測(cè)方法可以在維持較低成本基礎(chǔ)上提高監(jiān)測(cè)頻率，部分監(jiān)測(cè)方法可以做到連續(xù)監(jiān)測(cè)。多種局部監(jiān)測(cè)方法通常聯(lián)合使用，所能獲取的監(jiān)測(cè)信息也更加豐富。如：均勻腐蝕速率、點(diǎn)腐蝕速率、發(fā)生腐蝕類型、腐蝕產(chǎn)物情況等信息。

2 監(jiān)測(cè)技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1 超聲法

海管所用管線鋼具有聲發(fā)射特性，超聲法所使用的聲發(fā)射監(jiān)測(cè)裝置由3部分組成：聲發(fā)射單元、靈敏的接收單元和信號(hào)處理單元。按照聲波發(fā)射信號(hào)的處理方式可分為兩類：

1、使用多個(gè)簡(jiǎn)化波形特征參數(shù)代表超聲發(fā)射信號(hào)特征，對(duì)波形特征參數(shù)進(jìn)行分析和處理；

2、存儲(chǔ)和記錄超聲發(fā)射信號(hào)的波形，對(duì)波形進(jìn)行頻譜分析。

20世紀(jì)50年代以來，簡(jiǎn)化波形特征參數(shù)分析方法逐漸成為主流超聲發(fā)射信號(hào)分析方法，至今在超聲發(fā)射檢測(cè)中仍在廣泛應(yīng)用。通過對(duì)聲發(fā)射特征參數(shù)的解讀分析，推測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷尺寸、位置和發(fā)展趨勢(shì)。目前超聲檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟，基于該技術(shù)的檢測(cè)設(shè)備也非常豐富，是無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的重要組成部分。

2.2 渦流法

渦流檢測(cè)方法是在探頭線圈中施加高頻交變電流激勵(lì)，從而產(chǎn)生高頻交變電場(chǎng)，探頭附近的待測(cè)導(dǎo)體受交變電場(chǎng)的影響產(chǎn)生電渦流，探頭中的接收線圈獲取反饋信號(hào)。通過對(duì)反饋信號(hào)進(jìn)行處理可以分析得出待測(cè)導(dǎo)體的厚度。海管中常用的渦流內(nèi)檢測(cè)是將激勵(lì)線圈和接收線圈集成在通管球上，通管球在壓差作用下沿管道內(nèi)壁移動(dòng)，根據(jù)期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)即可測(cè)出海管存在的腐蝕缺陷。陳益飛采用渦流法檢測(cè)包覆涂層條件下金屬的腐蝕情況,通過一系列不同檢測(cè)頻率的檢出效果對(duì)比，確定了最佳的檢測(cè)頻率。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了一種判定腐蝕的方法：將固有頻率下線圈的提離效應(yīng)曲線近似為直線,通過斜率數(shù)值可以判斷腐蝕程度。

渦流內(nèi)檢測(cè)技術(shù)雖然具有一定的檢測(cè)效果，但受檢測(cè)原理的影響，在使用時(shí)有著許多局限性。目前渦流內(nèi)檢測(cè)主要應(yīng)用于陸地埋地管檢測(cè)，海管內(nèi)檢測(cè)應(yīng)用的很少，僅在惠州油田某海管得到過現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用。渦流內(nèi)檢測(cè)局限性主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)采集過程中，缺陷信號(hào)的分辨率差，不能區(qū)分內(nèi)壁和外壁缺陷，需要對(duì)相關(guān)的檢測(cè)工藝流程規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行統(tǒng)一。渦流內(nèi)檢測(cè)適用管道規(guī)格范圍狹小，不能覆蓋所有常見管道規(guī)格。綜合來講，渦流內(nèi)檢測(cè)技術(shù)在海管內(nèi)檢測(cè)方面還不是很成熟，雖然現(xiàn)場(chǎng)還有一些應(yīng)用案例，但是占比很低。布局渦流內(nèi)檢測(cè)技術(shù)公司較少，頭部公司包括英國(guó)的i2ipipelines公司等。

2.3 漏磁法

漏磁檢測(cè)技術(shù)原理是采用勵(lì)磁裝置磁化待測(cè)鐵磁性管道，根據(jù)鐵磁性材質(zhì)高磁導(dǎo)率特性，當(dāng)待測(cè)管道存在腐蝕缺陷，腐蝕造成部分壁厚缺失時(shí)，磁力線會(huì)在壁厚缺失附近的空間內(nèi)發(fā)生扭曲并且穿出待測(cè)管道表面，放在缺陷附近的漏磁信號(hào)拾取探頭，可以有效拾取漏磁信號(hào)，通過對(duì)漏磁信號(hào)的分析處理，可獲取缺陷位置和尺寸信息，從而達(dá)到檢測(cè)目的。

漏磁檢測(cè)技術(shù)常用于管道的內(nèi)腐蝕檢測(cè)，將勵(lì)磁裝置和信號(hào)拾取裝置集成于管道檢測(cè)智能機(jī)器人。受到清管器的啟發(fā)，現(xiàn)代管道檢測(cè)機(jī)器人的雛形——PIG于19世紀(jì)50年代提出。20世紀(jì)60年代，美國(guó)Tuboscope公司首次實(shí)現(xiàn)了PIG技術(shù)在管道內(nèi)檢測(cè)的實(shí)際應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)和數(shù)學(xué)分析方法的進(jìn)步，漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)也越發(fā)成熟。目前漏磁內(nèi)檢測(cè)技術(shù)頭部公司主要有：美國(guó)Tuboscope公司、英國(guó)GA公司和德國(guó)ROSEN公司等。漏磁檢測(cè)技術(shù)在內(nèi)檢測(cè)方面技術(shù)相對(duì)成熟，設(shè)備檢出效果也相對(duì)穩(wěn)定。國(guó)內(nèi)相關(guān)行業(yè)公司也對(duì)漏磁檢測(cè)技術(shù)開展過檢測(cè)效果驗(yàn)證，使用漏磁檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)在陸地模擬的腐蝕減薄海管，檢測(cè)數(shù)據(jù)與已知的管道腐蝕數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)檢測(cè)結(jié)果與真實(shí)數(shù)據(jù)基本吻合，證明了該技術(shù)檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

2.4 遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力檢測(cè)法

遠(yuǎn)場(chǎng)應(yīng)力檢測(cè)技術(shù)（MTM）是一種被動(dòng)的檢測(cè)方法，其檢測(cè)原理為：管道材質(zhì)具有鐵磁性，管道自身的磁場(chǎng)信號(hào)與所受應(yīng)力密切相關(guān)。腐蝕缺陷會(huì)導(dǎo)致管道形成應(yīng)力異常區(qū)域，而在正常服役環(huán)境中，管道的應(yīng)力異常區(qū)域周圍的磁場(chǎng)分布也會(huì)表現(xiàn)出異常。通過磁力計(jì)拾取磁場(chǎng)分布信息，分辨篩選磁場(chǎng)異常信號(hào)，再通過管道磁場(chǎng)異常信號(hào)的反向解算，即可得到管道沿程的應(yīng)力狀態(tài)，用成像診斷軟件進(jìn)行分析，評(píng)估每個(gè)缺陷的危害等級(jí)。

MTM技術(shù)檢測(cè)對(duì)象必須具有鐵磁性，能夠檢測(cè)提供制造缺陷、施工缺陷、在役缺陷信息及相應(yīng)的位置信息。MTM檢測(cè)作為一種非接觸式在線連續(xù)的管道外部檢測(cè)技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)主要包括：①檢測(cè)作業(yè)無(wú)需管道停產(chǎn)，且無(wú)需任何準(zhǔn)備工作；②能檢測(cè)出的缺陷類型豐富，包括腐蝕、變形、裂紋、焊縫缺陷和應(yīng)力集中；③對(duì)于需要立即維修的高危缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確率在85%以上；④檢測(cè)作業(yè)不受管道規(guī)格限制，適用于具有鐵磁性的任意管道。MTM技術(shù)也具有一定的局限性：①當(dāng)檢測(cè)對(duì)象為海管水平管段時(shí)，信號(hào)拾取儀器與管道間隔距離不能超過管道直徑的15倍，所以往往需要借助潛水設(shè)備進(jìn)行作業(yè)；②MTM技術(shù)也不適用于不在5%~95%區(qū)間的管道壁厚檢測(cè)；③其他對(duì)管道的作用應(yīng)力會(huì)影響到檢測(cè)結(jié)果。綜上所述，MTM技術(shù)屬于管道外部無(wú)干涉檢測(cè)技術(shù)，既不影響管道正常運(yùn)行，也不需要改變管道結(jié)構(gòu)，但是檢測(cè)結(jié)果可靠性較差，所以適合與其他內(nèi)檢測(cè)技術(shù)互補(bǔ)，根據(jù)MTM檢測(cè)結(jié)果判定是否有需要開展其他內(nèi)檢測(cè)作業(yè)。

2.5 場(chǎng)指紋法

場(chǎng)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)（FSM）原理是使用恒電流儀動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)流經(jīng)待監(jiān)測(cè)對(duì)象兩端饋入點(diǎn)的電流，恒定電流在待監(jiān)測(cè)對(duì)象中形成電場(chǎng)，通過待測(cè)對(duì)象表面布設(shè)陣列電極，定期監(jiān)測(cè)陣列電極各點(diǎn)電位值。當(dāng)電流恒定時(shí)，電場(chǎng)分布僅受回路電阻控制，當(dāng)管壁出現(xiàn)腐蝕缺損或產(chǎn)出裂縫時(shí)，均會(huì)導(dǎo)致陣列電極電位發(fā)生變化，根據(jù)前后電位變化和電極點(diǎn)位置進(jìn)行數(shù)據(jù)處理即可判斷缺陷類型、位置和深度信息 。

相比傳統(tǒng)管道監(jiān)測(cè)技術(shù)，作為非侵入式的FSM技術(shù)具有更長(zhǎng)的服役壽命、更高的缺陷檢出靈敏度、更快的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集速度等優(yōu)勢(shì)。尤其適用于管道異形部位的腐蝕監(jiān)測(cè)，包括彎頭、三通和變徑等。這類異形部位往往是沖刷腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)，更能代表整個(gè)管道最高腐蝕風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使 FSM 檢測(cè)技術(shù)成為一個(gè)熱門的研究和應(yīng)用方向，而這種高效高精度高壽命的檢測(cè)技術(shù)在工業(yè)中的大量應(yīng)用可以彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)其他檢測(cè)技術(shù)的缺點(diǎn)，滿足我國(guó)未來管道檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用要求。

2.6 電感探針法

電感探針監(jiān)控法通過持續(xù)監(jiān)測(cè)暴露在腐蝕環(huán)境中且與管材相同材質(zhì)試片的電感和感抗信號(hào)來監(jiān)測(cè)管道內(nèi)的腐蝕情況，當(dāng)試片厚度發(fā)生變化，對(duì)測(cè)試線圈施加一個(gè)恒定的交變電流，在線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，而線圈電感對(duì)金屬試片的厚度變化非常敏感，當(dāng)金屬試片因腐蝕而有極小的減薄時(shí)，測(cè)試線圈的電感就會(huì)受到影響。通過測(cè)量通過線圈的電感變化量，就可以推算出電感探針金屬試片的腐蝕減薄量，計(jì)算腐蝕速率。

電感探針監(jiān)測(cè)方法的優(yōu)點(diǎn)包括：適用范圍廣，在任何腐蝕環(huán)境中都應(yīng)用，監(jiān)測(cè)精度高；靈敏度高，響應(yīng)時(shí)間短，在0.0254 mm/a的腐蝕環(huán)境中的響應(yīng)時(shí)間僅為1 h；性能穩(wěn)定。密封性好、耐高壓、耐腐蝕能力強(qiáng)，在5 mpy的腐蝕環(huán)境中可連續(xù)使用2 a。基于以上優(yōu)點(diǎn)，電感探針常用于直接評(píng)價(jià)防腐措施實(shí)際效果，在工業(yè)管道腐蝕管控方面可通過電感探針監(jiān)測(cè)來調(diào)整工藝參數(shù)。

2.7 掛片法

將已知尺寸和質(zhì)量的掛片置于管道內(nèi)腐蝕環(huán)境中，掛片材質(zhì)與管道材質(zhì)一致。暴露一定時(shí)間周期后，將掛片取出，經(jīng)過除油、除銹和干燥后稱質(zhì)量，根據(jù)試片前后的質(zhì)量和形貌變化判斷管道的腐蝕程度和類型。在海管內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)中，掛片通常設(shè)置3層，分別置于水層、油層和氣層，分別反映水、油和氣的腐蝕性。當(dāng)管道存在沉積腐蝕時(shí)，可選用水平安裝的盤狀掛片，模擬海管6點(diǎn)鐘方向管壁所受沉積腐蝕；當(dāng)管道流速較高、可能存在沖蝕時(shí)，通常選擇豎狀長(zhǎng)條掛片，模擬高壁剪切應(yīng)力部位所受沖刷腐蝕。經(jīng)過測(cè)試的掛片除了需要肉眼觀察和質(zhì)量分析外，往往還需要輔以點(diǎn)蝕深度分析、腐蝕產(chǎn)物分析和結(jié)垢產(chǎn)物分析等。掛片法所得數(shù)據(jù)能綜合反應(yīng)腐蝕因素造成的影響，且反應(yīng)信息豐富，是直觀最可靠的監(jiān)測(cè)手段。但是掛片法所需試驗(yàn)周期較長(zhǎng)（一般3個(gè)月才能更換一次掛片），且反映的腐蝕信息是試驗(yàn)周期內(nèi)的綜合結(jié)果，不能反映瞬時(shí)腐蝕信息。

2.8 線性極化探針法

線性極化探針的基本原理是斯特恩關(guān)系式。當(dāng)極化電位ΔE很小時(shí)，極化曲線可以近似成一條直線。在該區(qū)域進(jìn)行的極化測(cè)量就是線性極化測(cè)量（Linear-polarization Measurement）,通過對(duì)獲取的一系列極化電位和電流值計(jì)算斜率可得到極化曲線極化電阻的近似值，稱為“線性極化電阻”，用Rp來表示。腐蝕電流密度計(jì)算公式如式（1）所示。

        式（1）

式中:βa、βc分別為陽(yáng)極和陰極反應(yīng)的塔菲爾斜率，可以通過極化曲線測(cè)試獲取。

線性極化技術(shù)是一種基于電化學(xué)原理的腐蝕監(jiān)測(cè)方法，具有反應(yīng)靈敏、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，可以用于持續(xù)跟蹤管道腐蝕速率，用于快速評(píng)價(jià)加注藥劑或工藝調(diào)整后的實(shí)際效果。線性極化技術(shù)還可以與絲束陣列電極結(jié)合使用，陣列電極在相同極化條件下進(jìn)行線性掃描，獲取的Rp和Icorr在陣列的電極分布，可用于判斷腐蝕環(huán)境點(diǎn)蝕或其他局部腐蝕傾向。線性極化技術(shù)是目前最成熟的腐蝕電化學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)，但是不能用于電導(dǎo)率較低的腐蝕環(huán)境，而多數(shù)海管為油水混輸或天然氣管道，注水管道僅占很小的比例，這極大限制了線性極化技術(shù)在海管腐蝕監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用。

2.9 電阻探針法

電阻探針技術(shù)是將與管材相同材質(zhì)特定長(zhǎng)度的金屬絲作為電阻探針暴露于管道內(nèi)腐蝕環(huán)境中，當(dāng)金屬絲發(fā)生腐蝕，恒壓回路中電流下降。假設(shè)金屬絲表面發(fā)生均勻腐蝕，通過計(jì)算電阻變化可以計(jì)算金屬絲橫截面積減薄量，即可獲取均勻腐蝕速率。溫度變化也會(huì)造成金屬絲電阻發(fā)生變化，在溫度變化較大的腐蝕環(huán)境中，溫度變化帶來的電阻誤差影響較大，不可忽略，這種腐蝕環(huán)境中，電阻探針常需要配合溫度傳感器使用，補(bǔ)償溫度誤差。

電阻探針技術(shù)對(duì)應(yīng)用環(huán)境沒有嚴(yán)苛的要求，幾乎適用所有腐蝕環(huán)境的腐蝕監(jiān)測(cè)。裝置組件制作簡(jiǎn)單，成本低廉，是一種歷史悠久且廣泛應(yīng)用的腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)。電阻探針技術(shù)也有局限性：①對(duì)腐蝕速率監(jiān)測(cè)不靈敏，因?yàn)楦g環(huán)境中溫度始終在小范圍變化，致使回路電阻也在浮動(dòng)變化（一般稱為溫度效應(yīng)），通常需要金屬絲腐蝕量累計(jì)到一定程度，引起的回路電阻增量才會(huì)被數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)認(rèn)定為發(fā)生腐蝕；②無(wú)論局部腐蝕或均勻腐蝕均會(huì)造成回路電阻增大，無(wú)法通過電阻變化判斷是否發(fā)生局部腐蝕；③無(wú)法量化監(jiān)測(cè)局部腐蝕。

2.10 電化學(xué)噪聲法

在電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)的演化過程中，系統(tǒng)的電學(xué)狀態(tài)參量在時(shí)間維度上發(fā)生隨機(jī)非平衡波動(dòng)現(xiàn)象即稱為電化學(xué)噪聲，簡(jiǎn)稱EN。通過對(duì)這種電極外表面的電壓或電流的波動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行解讀，可以獲取豐富的電化學(xué)動(dòng)力系統(tǒng)演化信息，是一種原位無(wú)損可遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)的電極測(cè)量技術(shù)。由于EN監(jiān)測(cè)技術(shù)方法簡(jiǎn)單,對(duì)儀器性能要求低,其在腐蝕監(jiān)測(cè)和研究方面的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用場(chǎng)景包括：應(yīng)力腐蝕監(jiān)測(cè)、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)全面腐蝕監(jiān)測(cè)和涂層下金屬腐蝕監(jiān)測(cè)等。EN監(jiān)測(cè)裝置電解池一般由兩個(gè)同材質(zhì)工作電極和一個(gè)參比電極組成,其中一個(gè)工作電極接地,另一個(gè)工作電極接入運(yùn)算放大器反相端,組成零歐姆計(jì)。

電化學(xué)噪聲的標(biāo)準(zhǔn)偏差σx定義式：             

  式（2）

噪聲均方根RMS1定義式：

式（3）

Chen J.F等將點(diǎn)蝕指數(shù)（PI）用于電化學(xué)噪聲法表征是否發(fā)生點(diǎn)蝕，定義式：

        式（4）   

當(dāng)電極表面發(fā)生局部腐蝕，電極表面只有一小部分處于活化狀態(tài)，大部分表面提供了較低的鈍態(tài)電流背景，平均電流很小，PI值接近于1。所以當(dāng)0.1＜PI＜1時(shí)，認(rèn)為發(fā)生局部腐蝕；當(dāng)0＜PI＜0.1時(shí)，認(rèn)為發(fā)生均勻腐蝕或處于鈍化狀態(tài)。可以在電極發(fā)生局部腐蝕初期進(jìn)行腐蝕預(yù)警，并跟蹤分析局部腐蝕趨勢(shì)。

EN技術(shù)也有局限性：由于金屬腐蝕過程中電極表面的電學(xué)狀態(tài)是隨機(jī)波動(dòng)的,化學(xué)信號(hào)和腐蝕金屬電極之間的關(guān)系尚未建立完整的測(cè)試體系,因此不利于對(duì)金屬腐蝕的監(jiān)護(hù)和研究,限制了EN技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景。

2.11 氫通量監(jiān)測(cè)技術(shù)

氫通量監(jiān)測(cè)技術(shù)是一種通過監(jiān)測(cè)設(shè)備設(shè)施外壁氫滲透量分布，確定活躍腐蝕區(qū)域的監(jiān)測(cè)方法，是一種免開孔介入的監(jiān)測(cè)技術(shù)，特別適用于高溫高壓設(shè)備設(shè)施的腐蝕監(jiān)測(cè)。劉向錄等采用失質(zhì)量法和陽(yáng)極極化法研究了Q235鋼在不同溫度、pH和H2S分壓下氫滲透電流密度與腐蝕速率的相關(guān)性，建立了氫通量與設(shè)備設(shè)施內(nèi)壁腐蝕速率之間的函數(shù)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在含H2S的酸性介質(zhì)中，當(dāng)H2S≤200mg/L時(shí)，腐蝕速率與氫滲透電流密度呈現(xiàn)二階多項(xiàng)式特性。氫通量監(jiān)測(cè)技術(shù)成熟產(chǎn)品比較少，市場(chǎng)上應(yīng)用比較多的是德國(guó)Ion Science的Hydrosteel系列產(chǎn)品。

3 監(jiān)測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

需要重點(diǎn)腐蝕監(jiān)測(cè)的海底管道輸送從介質(zhì)角度分類包括：油氣水混輸管道、油水混輸管道和濕天然氣管道，均屬于多相混輸。隨著油氣田開發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，管道輸量、含水率和酸性氣體一直在變化；海管內(nèi)腐蝕還受微生物腐蝕、采出水中無(wú)機(jī)物結(jié)垢、原油析蠟、砂礫沉積、腐蝕產(chǎn)物沉積附著和管道高程的影響，腐蝕誘因十分復(fù)雜，所以現(xiàn)有內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)的可靠性和檢測(cè)精度與客戶需求之間矛盾尖銳。大多數(shù)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)于局部腐蝕監(jiān)測(cè)仍然十分粗略，難以對(duì)局部腐蝕速率和發(fā)生位置進(jìn)行可靠的預(yù)測(cè)，而這卻是客戶最需要解決的問題。腐蝕監(jiān)測(cè)的發(fā)展方向是將無(wú)損檢測(cè)技術(shù)與腐蝕在線監(jiān)測(cè)技術(shù)融合應(yīng)用，結(jié)合多種檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，綜合評(píng)價(jià)海管的腐蝕狀態(tài)。

海洋大氣環(huán)境濕潤(rùn)含鹽量高，現(xiàn)役腐蝕監(jiān)檢測(cè)裝置電器元件設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境以陸地油田為主，難以在惡劣環(huán)境中持續(xù)工作，故障頻發(fā)，海管內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)裝置海洋環(huán)境適用性亟需提升。

隨著管理升級(jí)和政策導(dǎo)向，海上平臺(tái)數(shù)字化和無(wú)人化是未來的發(fā)展方向，內(nèi)腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)也應(yīng)貼合市場(chǎng)需求，融合通訊技術(shù)，將輸出數(shù)據(jù)由平臺(tái)實(shí)時(shí)傳輸至陸地分析解讀，實(shí)現(xiàn)內(nèi)腐蝕數(shù)字化遠(yuǎn)程管理。

4 結(jié)語(yǔ)

海管內(nèi)腐蝕環(huán)境復(fù)雜多樣，且海管內(nèi)腐蝕類型還存在交互影響，腐蝕速率普遍高于陸地油氣管道。海管失效事故一旦發(fā)生,不但會(huì)造成設(shè)備設(shè)施非計(jì)劃停工、生產(chǎn)停滯帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,而且還會(huì)對(duì)社會(huì)和環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。相比陸地油氣管道，海管跨度長(zhǎng)，水下施工成本昂貴，更需要合理的腐蝕監(jiān)測(cè)體系來正確地掌握海管的腐蝕狀態(tài)、確保油氣管道的安全運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)(略)