ICDA管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法探析

摘要：隨著油田年歲的增長(zhǎng)，到現(xiàn)在已發(fā)展了20多年了，到目前為止油田的管道大多數(shù)也已服役20多年，達(dá)到管線的設(shè)計(jì)使用年限，在這多年的發(fā)展中有的已經(jīng)跟換，有的依然在用。為了節(jié)約成本，讓新老管線繼續(xù)、更長(zhǎng)年限的發(fā)揮它的作用，預(yù)防腐蝕造成的管線泄漏而造成危害和經(jīng)濟(jì)損失。我們因重視對(duì)管線的評(píng)價(jià)技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，并希望能在吐哈油田內(nèi)發(fā)展內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)技術(shù)，以補(bǔ)充現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測(cè)方法和完整型管理，提高管道的內(nèi)腐蝕的預(yù)防性管理和維護(hù)水平。

關(guān)鍵詞：內(nèi)腐蝕 直接評(píng)價(jià)

一.簡(jiǎn)介

ICDA內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（Interal Corrosion Direct Assessment）理論基礎(chǔ)為基于干氣輸送管道內(nèi)的液體都聚集在管道個(gè)別地段，而且這些地段是最可能發(fā)生內(nèi)腐蝕的部位。因此，對(duì)管道沿線諸如水等腐蝕介質(zhì)可能首先聚集的部位進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，將能獲取預(yù)期的有關(guān)信息。如果最有可能發(fā)生內(nèi)部腐蝕的管段經(jīng)過(guò)檢查沒(méi)有出現(xiàn)腐蝕情況，就可以確定此管道最重要部分是完好的。如果發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象，就可確定管道有潛在的損壞問(wèn)題。

因此利用ICDA方法的基本思想+軟件數(shù)值模擬技術(shù)評(píng)估天然氣輸送管道存在積水和內(nèi)部腐蝕的可能性區(qū)域，識(shí)別管件腐蝕位置并改進(jìn)實(shí)際的測(cè)量技術(shù)，有利于保證天然氣管道的安全操作。對(duì)可能積水的關(guān)鍵管段的詳細(xì)分析，可以為管路系統(tǒng)的其它部分提供有用信息。

二.主要內(nèi)容

1內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

NACE0206-2006 干天然氣輸送管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)法（ICDA）

NACE0208-2008 液態(tài)石油輸送管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)法（LP-ICDA）

《在用工業(yè)管道定期檢驗(yàn)規(guī)程》

2概述

天然氣管道中如果有積水并同時(shí)含有H2S，CO2和氯化物等腐蝕性的有害物質(zhì)組分，就會(huì)在管道內(nèi)產(chǎn)生腐蝕。內(nèi)腐蝕是造成管道系統(tǒng)嚴(yán)重老化的原因之一，它將導(dǎo)致管道泄漏，降低結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，并嚴(yán)重威脅整個(gè)輸氣系統(tǒng)的安全性、完整性和經(jīng)濟(jì)性。如何在內(nèi)腐蝕成為問(wèn)題之前就提出解決辦法，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)就成了管道維護(hù)的關(guān)鍵所在。試壓法要求管道在停輸狀態(tài)下使用，而超聲波和射線拍照則要求在檢測(cè)之前挖掘和清理管道表面，都使得全線檢測(cè)不切實(shí)際。因此， 通過(guò)計(jì)算預(yù)測(cè)沿線可能積水或積聚電解質(zhì)的區(qū)域，對(duì)無(wú)法進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)和不能中斷輸送的管道，可以選擇使用內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法（ICDA）進(jìn)行完整性評(píng)價(jià)。

3理論依據(jù)

ICDA的基礎(chǔ)是要對(duì)管道沿線進(jìn)行詳查，檢查其容易積水或其他電解質(zhì)之處，進(jìn)而推斷下游方向管道的完整性情況。

如果在積水可能性最高的管段都未出現(xiàn)腐蝕，則在處于相同運(yùn)行條件、但積水可能性相對(duì)較低的其他管段亦不存在腐蝕。

存在一個(gè)產(chǎn)生積水的臨界管道傾角。

三.實(shí)施步驟

ICDA直接評(píng)估過(guò)程一般包括預(yù)評(píng)估階段、間接評(píng)估階段、直接評(píng)估階段、后評(píng)估四個(gè)階段。

1預(yù)評(píng)價(jià)；

1.1數(shù)據(jù)收集

1.2確定ICDA的可行性

根據(jù)收集的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，按前述適用條件確定ICDA是否能夠順利進(jìn)行。

1.3確定ICDA的區(qū)域：

ICDA區(qū)域指管道上兩個(gè)進(jìn)出口之間的管段。管道中工藝改變（如溫度和壓力的變化）的管段應(yīng)劃分為單獨(dú)的ICDA區(qū)域；氣流方向的改變的管段應(yīng)單獨(dú)劃為一個(gè)ICDA區(qū)域。

存在反輸?shù)墓艿溃瑧?yīng)按輸送方向分別考慮。

2間接檢測(cè)

1.1流動(dòng)建模：

對(duì)標(biāo)稱管徑為0.1至1.2m、壓力低于7.6 MPa的管道

θ----臨界傾角（度）；

ρl、ρg----液體、氣體密度；

did----內(nèi)徑；

Vg----表觀氣體流速。

結(jié)合工藝參數(shù)（即壓力、溫度及表觀氣體流速）和管道在其運(yùn)行歷史中出現(xiàn)過(guò)的問(wèn)題，得到最大臨界傾角，然后進(jìn)行ICDA流動(dòng)計(jì)算。如果流動(dòng)狀況的歷史記錄，將有助于臨界傾角的選擇。在一個(gè)ICDA區(qū)域內(nèi)，臨界傾角不一定為常數(shù)（比如因管道內(nèi)徑有變化），且通常與距離有關(guān)。

1.2繪制管道傾角剖面圖；

用下列方程計(jì)算管道傾角：

在進(jìn)行高程測(cè)量時(shí)，距離間隔必須覆蓋傾角剖面圖上所有相關(guān)的高程變化。最小間隔取決于評(píng)估的特定管道、地形及其他特征。

1.3識(shí)別可能存在內(nèi)腐蝕的位置

應(yīng)對(duì)比臨界傾角的計(jì)算結(jié)果和高程剖面圖的結(jié)果，據(jù)此識(shí)別可能出現(xiàn)液體滯留，從而可能導(dǎo)致內(nèi)腐蝕的位置。

在每個(gè)ICDA區(qū)域中，從該區(qū)域起點(diǎn)開(kāi)始往下游方向第一個(gè)大于最大臨界傾角的管道首先確定出來(lái)。

如果所有的傾角都小于臨界傾角，則應(yīng)選擇該ICDA區(qū)域內(nèi)的最大傾角。

易積水的設(shè)施、部件應(yīng)識(shí)別出來(lái)。

3直接檢測(cè)：

標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有提及使用何種無(wú)損檢測(cè)技術(shù)（NDT）及程序，以及在檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)管道缺陷后應(yīng)采取的措施（修復(fù)、監(jiān)測(cè)等）。必須按照相關(guān)的NACE和ASME國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的適用方法，對(duì)各個(gè)位置進(jìn)行評(píng)估，以確定腐蝕程度。

4后評(píng)價(jià)：

1.1評(píng)價(jià)ICDA的有效性

若預(yù)測(cè)與檢測(cè)結(jié)果基本對(duì)應(yīng)，則認(rèn)為ICDA有效；

若預(yù)測(cè)與檢測(cè)結(jié)果大多不符，則認(rèn)為ICDA無(wú)效。

1.2確定重新評(píng)價(jià)的時(shí)間間隔

通過(guò)腐蝕監(jiān)測(cè)、腐蝕速率模型或模擬實(shí)驗(yàn)方法，得到管道最大內(nèi)腐蝕速率vmax；

通過(guò)管道設(shè)計(jì)壓力得到管道最小安全壁厚δmin；

檢測(cè)到管道目前的最小壁厚δ；

時(shí)間間隔t計(jì)算：

五.總結(jié)

內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)方法能有效識(shí)別一般干氣系統(tǒng)的管道內(nèi)腐蝕，而且還能對(duì)那些由于物理和幾何條件的制約條件不能進(jìn)行內(nèi)檢測(cè)的管道進(jìn)行內(nèi)腐蝕評(píng)價(jià)，能節(jié)約人力和物力，同時(shí)還能在內(nèi)腐蝕未發(fā)生之前識(shí)別出管道的內(nèi)腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)段，進(jìn)行預(yù)防性維護(hù)。我們因重視并發(fā)展內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)技術(shù)，以補(bǔ)充現(xiàn)有的管道內(nèi)檢測(cè)方法，提高管道的內(nèi)腐蝕的預(yù)防性管理和維護(hù)水平。

ICDA內(nèi)腐蝕檢測(cè)評(píng)估法這幾年才開(kāi)始普及，目前我們吐哈油田管道大部分使用了有20年左右，運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，已經(jīng)達(dá)到它的設(shè)計(jì)使用壽命。大多數(shù)管道在泄漏后才發(fā)現(xiàn)，不能提前或及早的發(fā)現(xiàn)管線泄漏，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。為此我們需要找到適合吐哈油田各種管道檢測(cè)和完整性管理方法，并全面掌握和了解管道的腐蝕及老化情況。使吐哈油田管道能安全、平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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[4]GB 50184—93 工業(yè)金屬管道工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

[5]GBJ 235—82 工業(yè)管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范

作者簡(jiǎn)介：

江航行（1970-），男，1970年9月20日出生，于1992年7月畢業(yè)于西安石油學(xué)院經(jīng)濟(jì)管理工程系工業(yè)計(jì)劃與統(tǒng)計(jì)專業(yè)，現(xiàn)在中國(guó)石油天然氣集團(tuán)公司吐哈油田公司基建工程處管道站場(chǎng)管理科工作。