南海某混輸海管腐蝕機理分析

張金龍

摘 要：混輸海底管道介質(zhì)中常常含有CO2、H2S、鹽（氯化物）、砂子和蠟等介質(zhì)，在流動狀態(tài)下容易產(chǎn)生各種類型的腐蝕，導致海底管道壁厚減薄或者腐蝕失效，直接影響海底管道的安全運行。本文結合南海某混輸管線，通過內(nèi)檢測來檢查管道內(nèi)部情況，并且利用相關評估手段對管道進行進一步分析，分析該管道的腐蝕原因，提出相應的解決方案，從而為其運維管理提供決策依據(jù)。

關鍵詞：混輸管道;內(nèi)腐蝕;剩余強度;腐蝕原因

中圖分類號：TE988文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）31-0040-03

Analysis of Corrosion Mechanism of a Mixed Transportation

Submarine Pipeline in South China Sea

ZHANG Jinlong

（CNOOC Inspection Technology Co.， Ltd.，Tianjin 300452）

Abstract： The medium of mixed subsea pipelines often contains mediums such as CO2， H2S， salt （chloride）， sand and wax， etc.， which are prone to various types of corrosion in the flowing state， resulting in thinning of the submarine pipeline wall thickness or corrosion failure， which directly affects Safe operation of submarine pipelines. This paper combined a certain mixed transportation pipeline in the South China Sea to inspect the internal condition of the pipeline through internal inspection， and used relevant assessment methods to further analyze the pipeline， analyzed the cause of corrosion of the pipeline， and proposed corresponding integrity solutions for its operation and maintenance management provide a basis for decision-making.

Keywords： mixed transportation pipeline;internal corrosion;residual strength;cause of corrosion

1 問題的提出

南海某混輸海底管道在2018年內(nèi)檢測出上萬處腐蝕缺陷，最大腐蝕深度為37%。該管于2011年投產(chǎn)，已使用近8年。由于缺陷數(shù)量激增，現(xiàn)需要對其進行內(nèi)檢測分析和多相流分析，并借鑒國際上通行的管道內(nèi)腐蝕直接評估方法，結合評估海底管道的輸送工況與特點，合理確定評估海底管道的內(nèi)腐蝕程度、缺陷點的剩余強度和剩余壽命等，提出相應的海底管道運行與管理維護措施。

2 管道基礎資料收集與數(shù)據(jù)分析

收集目標管線的當前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，包括目標管線的設計資料、生產(chǎn)數(shù)據(jù)、監(jiān)測和檢測數(shù)據(jù)、藥劑使用記錄、維修和維護歷史等，為后續(xù)腐蝕原因分析和多相流模擬計算提供依據(jù)。

2.1 設計數(shù)據(jù)

管段管材是API 5L X60管，內(nèi)管直徑為273.1 mm，內(nèi)管壁厚為15.9 mm，外管直徑為355.6 mm，外管壁厚11.1 mm。管線于2011年投產(chǎn)。

2.2 運行工況數(shù)據(jù)

管線入口壓力在1.2～2.5 MPa，呈現(xiàn)逐漸上升趨勢;管線出口壓力較穩(wěn)定，變化不大，穩(wěn)定在0.6～0.7 MPa，多數(shù)集中在0.66 MPa左右;兩端壓力均未超過設計壓力。

管道入口溫度在92 ℃左右變化，管道出口溫度在90 ℃左右變化，均處于正常運行狀態(tài)。

該管道為油水兩相混輸，輸油量大致在350 m3/d。含水量逐漸上升，目前大約在1萬m3/d。

2.3 內(nèi)檢測情況

2018年對該管段進行管道智能內(nèi)檢測。此次共檢測出上萬處金屬損失，缺陷分布在管道全線，其中在500～3 500 m段分布較為集中;有81.4%分布在管道底部;全部缺陷相對于焊縫稍有集中，沒有明顯的集中分布趨勢。

3 目標管線腐蝕風險識別

3.1 CO2腐蝕

從檢測報告可知，目標管道生產(chǎn)流體含有CO2和H2S，根據(jù)PCO2/PH2S計算出入口介于532～1 846，腐蝕由CO2主要控制。

3.2 Cl-腐蝕分析

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，介質(zhì)中氯離子含量高，濃度為17 000 mg/L。Cl-容易富集在碳鋼表面，F(xiàn)e失去電子形成Fe2+，Cl-與Fe2+結合形成FeCl2，從而腐蝕碳鋼。生成的FeCl2是可溶性鹽類，附著在碳鋼表面的腐蝕產(chǎn)物膜很少。因此，Cl-能透過腐蝕產(chǎn)物膜進一步腐蝕鋼材，嚴重時常造成腐蝕穿孔等現(xiàn)象。

3.3 結垢趨勢分析

采用《油田水結垢趨勢預測》（SY/T 0600—2009）標準，計算飽和指數(shù)（[SI]）和穩(wěn)定指數(shù)（[SAI]）兩種指數(shù)[1]。根據(jù)兩種指數(shù)的所在區(qū)間，預測管道結垢趨勢。