PCM检测管线外防腐层原理及应用

1、u 管道外防腐层检测管道外防腐层检测pcm检测检测 a.外防腐层埋深、走向（包括植被生态等）外防腐层埋深、走向（包括植被生态等）b.防腐层缺陷分布规律，破损点定位防腐层缺陷分布规律，破损点定位c.管道外防腐层平均绝缘电阻率检测管道外防腐层平均绝缘电阻率检测d.管道外防腐层综合分析与评估（开挖检测评价）管道外防腐层综合分析与评估（开挖检测评价）u 阴极保护系统电位检测与效果评价阴极保护系统电位检测与效果评价(绝缘法兰（接头）电位及电位绝缘法兰（接头）电位及电位差测量差测量)u 土壤腐蚀性测试（评价管线外防腐环境）土壤腐蚀性测试（评价管线外防腐环境） u 管线壁厚检测，内腐蚀典型腐蚀因素分析（内腐

2、蚀、冲刷等），对管线壁厚检测，内腐蚀典型腐蚀因素分析（内腐蚀、冲刷等），对管线进行安全性评估管线进行安全性评估最终目标：最终目标：通过管线壁厚、通过管线壁厚、内腐蚀介质腐蚀性资料等内腐蚀介质腐蚀性资料等综合分析，形成塔河四区综合分析，形成塔河四区综合治理方案。综合治理方案。u 管道定位（走向、埋深）管道定位（走向、埋深）u 防腐层老化、破损防腐层老化、破损u 管道搭接管道搭接u 电绝缘检测电绝缘检测pcm采用采用电流降电流降作为核心技术作为核心技术pcm对管道电流进行测绘，研究电流曲对管道电流进行测绘，研究电流曲线的走向和陡降线的走向和陡降电流平缓段防腐层良好电流平缓段防腐层良好;电流陡降处防

3、电流陡降处防腐层有缺陷或有分支腐层有缺陷或有分支/搭接。搭接。创新点 pcm管道定位及防腐层检测技术，是管道定位及防腐层检测技术，是通过埋地管道信号的衰减量，来判断通过埋地管道信号的衰减量，来判断防腐层的破坏程度。防腐层的破坏程度。 将将发射机与管道连接发射机与管道连接，由由pcm大功率发射机，向管道发送近似直流的信号大功率发射机，向管道发送近似直流的信号电流（电流（在非常低的频率上（在非常低的频率上（hz)hz)）管线电流衰减近似直线）管线电流衰减近似直线），便携式接收机能准确，便携式接收机能准确地探测到经管道传送的这种特殊信号，地探测到经管道传送的这种特殊信号，跟踪和采集该信号，输入微机，

4、便能测跟踪和采集该信号，输入微机，便能测绘出管道上各处的电流强度。分析电流变化，实现对管道防腐层质量的评估。绘出管道上各处的电流强度。分析电流变化，实现对管道防腐层质量的评估。 电流强度随着管道距离的增加而衰减，在管径、管材、土壤环境不变的情电流强度随着管道距离的增加而衰减，在管径、管材、土壤环境不变的情况下，况下，管道防腐层绝缘性能变差或有漏点存在时，施加在管道上的电流衰减就管道防腐层绝缘性能变差或有漏点存在时，施加在管道上的电流衰减就越严重越严重，通过分析电流的衰减，从而实现对防腐层破损状况的评估。，通过分析电流的衰减，从而实现对防腐层破损状况的评估。 理论上理论上，埋地管线可以限深，但由

5、于存在，埋地管线可以限深，但由于存在ir降、电流衰减、其它降、电流衰减、其它信号的干扰，可有效评价信号的干扰，可有效评价3m范围内管线外腐层。范围内管线外腐层。接管线接管线接地接地（与管线成（与管线成3060度角，度角，45m）pcmpcm电流检测结果分析电流检测结果分析序号管线名称管道总体防腐层平均电阻rg（km2）防腐层综合评价防腐层存在问题的管段14-1#站-一号联合站17.820.0优防腐层完好24-2#站-4-1#站外输油18.3优开挖处局部破损34-3#站-4-1#站外输油18.820.0优管线内腐蚀渗漏44-4#站-4-1#站外输油18.7优焊缝搭接开胶5tk229ch井-4-4

6、计转站15.4优防腐层完好管道外防腐层绝缘电阻值的评价指标（管道外防腐层绝缘电阻值的评价指标（sy/t 0087.1-2006sy/t 0087.1-2006）等级优良可差劣绝缘电阻（m2）1000050001000030005000100030001000 现场现场pcm检测结果主要有三个用途：检测结果主要有三个用途：一是检测管线走向、埋深一是检测管线走向、埋深；二是；二是评价管评价管道外防腐层状况道外防腐层状况；三是；三是对管道外防腐层破损点进行定位对管道外防腐层破损点进行定位。最终的目标是根据现场最终的目标是根据现场非开挖检测数据，判断管线外防腐层有无破损点，进而进行开挖修复。非开挖检测

7、数据，判断管线外防腐层有无破损点，进而进行开挖修复。根据检测根据检测电流，管线开挖点原则如下：电流，管线开挖点原则如下：u周围无高压线、发射塔等干扰源，周围无高压线、发射塔等干扰源，电流突降电流突降；u相关图纸上无均压线（无分流管线）、牺牲阳极埋设等因素，相关图纸上无均压线（无分流管线）、牺牲阳极埋设等因素，电流突降电流突降；u管线出现拐点，电流突降，不做为开挖点。管线出现拐点，电流突降，不做为开挖点。（1 1）管线开挖确定原则）管线开挖确定原则序号序号管线名称管线名称开挖点位置开挖点位置开挖原因开挖原因防腐层外观检查防腐层外观检查14-1#站至一号联站至一号联管线管线一号联发射一号联发射塔处

8、塔处拐点处信号突降，验证高压线下信号拐点处信号突降，验证高压线下信号突降时管线防腐层突降时管线防腐层外防腐层完好，无损外防腐层完好，无损坏坏24-1#站至一号联站至一号联管线管线一号联跨拱一号联跨拱处西面处西面1.电流发生明显变化，而且周围无明电流发生明显变化，而且周围无明显干扰源；显干扰源；2.土壤湿润，又是两个防腐层交汇点土壤湿润，又是两个防腐层交汇点；3.管线出现同沟信号，附近管线上有管线出现同沟信号，附近管线上有电流，疑是防腐层破损电流，疑是防腐层破损外防腐层完好，无损外防腐层完好，无损坏坏34-2#站至站至4-1#站站输油管线输油管线华东固井路华东固井路口口200m处处电流信号发生异

9、常变化电流信号发生异常变化外防腐层完好，无损外防腐层完好，无损坏坏44-3#站至站至4-1#站站输油管线输油管线距距4-3#站站800m左右左右电流信号发生异常变化电流信号发生异常变化防腐层破损，管线内防腐层破损，管线内腐蚀已渗漏腐蚀已渗漏54-4#站至站至4-1#站站输油管线输油管线4-4#阀池阀池300m处处电流信号发生异常变化，疑是牺牲阳电流信号发生异常变化，疑是牺牲阳极块分流极块分流焊缝处防腐层搭接处焊缝处防腐层搭接处开胶开胶6tk229ch-1管管线线单井公路边单井公路边2m处处1.电流突降，未发现影响因素；电流突降，未发现影响因素；2.2005年投用，是这次管线检测中唯年投用，是这

10、次管线检测中唯一发现的埋地牺牲阳极；一发现的埋地牺牲阳极；3.通过阳极腐蚀量判断，推测通过阳极腐蚀量判断，推测4-4#站管站管线阴极保护情况。线阴极保护情况。牺牲阳极块外包装腐牺牲阳极块外包装腐蚀较多，土壤较湿，蚀较多，土壤较湿，阳极块腐蚀掉了一块，阳极块腐蚀掉了一块，建议建议2010年开挖阳极年开挖阳极块进行更换块进行更换挖坑规格挖坑规格:3米长米长,1米宽检测坑米宽检测坑 塔河四区现场开挖工作于塔河四区现场开挖工作于2009年年9月月4日开始，日开始，9月月12日结束。日结束。u 管线电流突降处外防腐层破损情况验证。管线电流突降处外防腐层破损情况验证。u 高压管线下部，管线出现同沟信号、附

11、近管线上有电流等现象疑是高压管线下部，管线出现同沟信号、附近管线上有电流等现象疑是防腐层破损处，验证检测结果。防腐层破损处，验证检测结果。u 疑是牺牲阳极分流处外防腐层破损情况验证。疑是牺牲阳极分流处外防腐层破损情况验证。u 土壤腐蚀性检测，包括温度、土壤含水、氧化还原电位、含盐等，土壤腐蚀性检测，包括温度、土壤含水、氧化还原电位、含盐等，并进行了试片的埋入（计划埋地并进行了试片的埋入（计划埋地3个月，个月，12月份取出）。月份取出）。u 开挖处管线剩余壁厚的测试。开挖处管线剩余壁厚的测试。u 管线自腐蚀电位或保护电位测试。管线自腐蚀电位或保护电位测试。开挖处开挖处不开挖，管不开挖，管线拐弯信

12、号线拐弯信号变化变化(1)4-1#至一号联至一号联一号联一号联开挖，开挖，电流电流下降较陡下降较陡燃油燃油电站电站输水输水首站首站一厂一厂验证结果：验证结果：外防腐外防腐层完好，应是同沟层完好，应是同沟管线分流引起管线分流引起(1)4-1#至一号联至一号联开挖，开挖，电流电流下降较陡下降较陡一号联一号联燃油燃油电站电站燃油燃油电站电站一厂一厂4-1#站站外阀组外阀组4-1#站站绝缘绝缘法兰法兰4-3#外输外输4-2#外外输输4-4#外外输输华宁华宁宾馆宾馆tk305验证结果：验证结果：外防腐外防腐层完好，发射塔处层完好，发射塔处电流干扰引起电流干扰引起(2) 4-2#站至站至4-1#站外阀组站

13、外阀组开挖，开挖，电流下降电流下降较陡，离华东固较陡，离华东固井井200m疑是防腐层破损，疑是防腐层破损，验证结果：验证结果：外防腐外防腐层完好，管线干扰层完好，管线干扰创新点拐点处分流拐点处分流，不开挖不开挖（3）4-3#站至站至4-1#站外汇管站外汇管电流突降电流突降，开挖开挖创新点（3）4-3#站至站至4-1#站外汇管站外汇管 疑是防腐层破损，疑是防腐层破损，验证验证结果：结果：防腐层破损，管防腐层破损，管线内腐蚀已渗漏线内腐蚀已渗漏开挖处，开挖处，疑是牺牲阳极疑是牺牲阳极块分流块分流验证结果：验证结果：焊缝处焊缝处防腐层搭接处开胶防腐层搭接处开胶穿跨越地点长度(m)穿跨越方式备注140

14、穿跨公路512穿越井场公路（5） tk229ch至至4-4#站站阴保桩阴保桩4-4#站站开挖处开挖处,疑是阳疑是阳极块分流极块分流井场井场阴保桩阴保桩开挖处，开挖处，疑是牺牲阳极疑是牺牲阳极块分流块分流验证结果：验证结果：阳极外阳极外包装腐蚀较多包装腐蚀较多 根据塔河四区根据塔河四区5条检测外输油管道（条检测外输油管道（1条为单井）外防腐层绝缘条为单井）外防腐层绝缘pcm检测结果及检测结果及现场开挖验证情况，提出以下建议可供塔河其他区块进行现场开挖验证情况，提出以下建议可供塔河其他区块进行pcm检测进行开挖与否进检测进行开挖与否进行指导：行指导：u电流突降，周围无明显干扰源，疑是外防腐层破损，

15、需开挖验证。电流突降，周围无明显干扰源，疑是外防腐层破损，需开挖验证。u电流信号突降，疑是埋设的牺牲阳极导线分流造成，需开挖验证。电流信号突降，疑是埋设的牺牲阳极导线分流造成，需开挖验证。u电流突降，相关图纸上无均压线（无分流管线）及牺牲阳极埋设等因素，如电流突降，相关图纸上无均压线（无分流管线）及牺牲阳极埋设等因素，如4-1#至一号联管线拱桥处，需开挖验证。至一号联管线拱桥处，需开挖验证。u电流信号突降或消失，旁边有高压线等干扰信号源，根据现场土壤含水等情况可电流信号突降或消失，旁边有高压线等干扰信号源，根据现场土壤含水等情况可不进行开挖验证。不进行开挖验证。u电流突降，电流突降点为管线拐弯

16、处、井场分离器等设备地点，如电流突降，电流突降点为管线拐弯处、井场分离器等设备地点，如4-3#站至站至4-1#站外阀组，为电流信号的正常突降，不做为开挖依据。站外阀组，为电流信号的正常突降，不做为开挖依据。l4-1#站站一号联站外阀组一号联站外阀组测试点e(mv)备备 注注1-1.22-1.23-1.0534-0.7505-0.7766-0.8307-0.7618-0.678结果分析：结果分析：管线沿途管线沿途电位保护正常。电位保护正常。l4-2#站站4-1#站外阀组站外阀组保护电位保护电位e自腐蚀电位自腐蚀电位eke=e-ek(mv) 备备 注注管线起点管线起点-1.22（绝缘接（绝缘接头后

17、，外输）头后，外输）-0 .56（绝缘接头（绝缘接头前，连站内）前，连站内）0.641#测试桩测试桩-1.22/同管线起点在一起同管线起点在一起2#测试桩测试桩-1.510 /3#测试桩测试桩-1.56/管线末端管线末端-1.6/4-1站外阀组站外阀组结果分析：站内恒电位仪未启用，结果分析：站内恒电位仪未启用，该管线与该管线与4-3#外输管线电连通，属于外输管线电连通，属于4-3#站阴保系统。站阴保系统。目前过保护状态运行目前过保护状态运行。l4-2#站内站内 站内单井采用绝缘法兰，站内单井采用绝缘法兰，tk431进站绝缘法兰外侧穿孔（墙外）进站绝缘法兰外侧穿孔（墙外）2009.7穿孔，采用外

18、接套管进行处理。穿孔，采用外接套管进行处理。围墙围墙绝缘绝缘法兰法兰生产阀生产阀组间组间2009.7穿穿孔，补焊孔，补焊0.61l4-3#站站4-1#站外阀组站外阀组保护电位保护电位e自腐蚀电位自腐蚀电位ek备备 注注加热炉进口加热炉进口/0.642tk431进站进站/0.61站外穿孔，测试位置于绝缘法兰外侧站外穿孔，测试位置于绝缘法兰外侧外输气管线外输气管线/-0.594管线起点管线起点-2.36-0.272绝缘法兰前穿孔几次绝缘法兰前穿孔几次1#测试桩测试桩-2.7/2#测试桩测试桩-1.27/该测试桩处土壤含油该测试桩处土壤含油3#测试桩测试桩-2.04/4#测试桩测试桩1.62/5#测

19、试桩测试桩1.6/管线末端管线末端-1.6/4-1站外阀组站外阀组l4-3#站站4-1#站外阀组站外阀组4-3#4-2#4-1#站站外阀组外阀组阀池阀池4-4#4-1#河沟河沟-1.22-1.6-2.36-2.04-0.27-0.56-0.92-1.244-1#站站外阀组外阀组4-1#站站绝缘绝缘法兰法兰4-3#外输外输4-2#外输外输4-4#外输外输结果分析：站内恒电位仪启结果分析：站内恒电位仪启用，用，与与4-2#站属同一阴保站属同一阴保系统。系统。8月份完全过保护状月份完全过保护状态运行态运行。l4-4#站站4-1#站外阀组站外阀组 保护电保护电位位e备备 注注管线起点管线起点该管线采用

20、牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。该管线采用牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。1#测试桩测试桩-1.2372#测试桩测试桩-1.230管线末端管线末端-0.924-1#站外阀组站外阀组外输气管线外输气管线站内有绝缘接头站内有绝缘接头结果分析：结果分析：从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保护正常。从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保护正常。ltk229ch4-4#站站 保护电位保护电位e备备 注注管线起点管线起点可能有绝缘接头（地下）可能有绝缘接头（地下）1#测试桩测试桩-1.230该管线采用牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。该管线采用牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。2#测试桩测试

21、桩-1.230管线末端管线末端4-4#站外阀组站外阀组结果分析：结果分析：从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保护正常。从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保护正常。l4-1#站外阀组站外阀组4-1#站站 保护电位保护电位e备备 注注管线起点管线起点该管线采用牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。该管线采用牺牲阳极保护方式，埋地阳极块保护。1#测试桩测试桩-1.2302#测试桩测试桩-1.230管线末端管线末端4-1站外阀组站外阀组外输气管线外输气管线站内有绝缘接头站内有绝缘接头结果分析：结果分析：从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保护正常。从沿途管线电位分析，该管线处于保护状态，保

22、护正常。阴极保护失效表现：阴极保护失效表现：u设备出现故障，如恒电位仪未启用（设备出现故障，如恒电位仪未启用（4-2#）或阴保测试桩失效（多个）或阴保测试桩失效（多个）u过保护（如过保护（如4-2#、4-3#）u保护不足（保护不足（4-1#站站一号联）一号联）u绝缘法兰两侧电位差过大绝缘法兰两侧电位差过大阴极保护失效因素分析：阴极保护失效因素分析：设备维护不及时、不到位设备维护不及时、不到位管道防腐层出现破损、老化管道防腐层出现破损、老化管道搭接管道搭接电绝缘失效（绝缘法兰）电绝缘失效（绝缘法兰）4-1#一号联一号联(2009.8.34)4-3#4-1#站外阀组站外阀组(2009.7.31)u

23、自然电位自然电位 -0.55v(cu/cuso4)u保护电位保护电位v(cu/cuso4 ) =-0.85v_-1.25vu防腐层绝缘电阻防腐层绝缘电阻 大于大于10000.m2 u电流密度电流密度 30-50a/m2u保护电位保护电位是判断阴极保护程度效果的一个重要指标是判断阴极保护程度效果的一个重要指标. 管道纵向连续导电管道纵向连续导电 管道防腐层具良好的绝缘电阻管道防腐层具良好的绝缘电阻 管道和其他低电阻接地装置的电绝缘管道和其他低电阻接地装置的电绝缘（没有电绝缘，就没没有电绝缘，就没有阴极保护）有阴极保护） 为个保证电流能在保护范围内实现有效的保护，需要对为个保证电流能在保护范围内实

24、现有效的保护，需要对不同管段、设备进行电绝缘。不同管段、设备进行电绝缘。 绝缘连接绝缘连接绝缘法兰绝缘法兰绝缘接头绝缘接头（1）阴极保护系统正常维护）阴极保护系统正常维护 由专业技术人员定期（可定为两月一次）进行现场数据测试，对输出电位、由专业技术人员定期（可定为两月一次）进行现场数据测试，对输出电位、电流进行分析，对设备运行情况进行正常维护。特别是对不正常运行设备进行电流进行分析，对设备运行情况进行正常维护。特别是对不正常运行设备进行原因分析（如原因分析（如4-3#站恒电位仪输出电位过高）。站恒电位仪输出电位过高）。 定期进行阴极保护参数的测试，以便根据结果进行调整恒电位仪输出电位、定期进行

25、阴极保护参数的测试，以便根据结果进行调整恒电位仪输出电位、电流，防止过保护或保护不足。电流，防止过保护或保护不足。（2）根据目前阴极保护系统绝缘接头（或法兰）未保护一侧多）根据目前阴极保护系统绝缘接头（或法兰）未保护一侧多次发生腐蚀穿孔事故的情况，对四区阴极保护系统全部停运次发生腐蚀穿孔事故的情况，对四区阴极保护系统全部停运6个个月，与二区、三区正常运行的情况进行对比，看看绝缘接头穿孔月，与二区、三区正常运行的情况进行对比，看看绝缘接头穿孔情况。情况。 根据目前根据目前阴极保护设计手册阴极保护设计手册等资料及等资料及中国管材研究所科研单位的调中国管材研究所科研单位的调研研，目前还没有这方面的专

26、题研究。初步分析是阴极保护系统未保护，目前还没有这方面的专题研究。初步分析是阴极保护系统未保护一侧发生内腐蚀穿孔是由于保护一端与未保护一端形成电场，未保护一侧发生内腐蚀穿孔是由于保护一端与未保护一端形成电场，未保护一侧电位高，吸收邻近管线的电子加速腐蚀。一侧电位高，吸收邻近管线的电子加速腐蚀。u在绝缘法兰两端，分别安装长约在绝缘法兰两端，分别安装长约500毫米的绝缘短节，以消除阴保电毫米的绝缘短节，以消除阴保电流对未保护端的干扰。流对未保护端的干扰。u在绝缘法兰两侧的管道内壁上，涂在绝缘法兰两侧的管道内壁上，涂5001000毫米的防腐涂层，以消毫米的防腐涂层，以消除阴保电流对未保护端的干扰。除

27、阴保电流对未保护端的干扰。 对对4-3#计转站至计转站至4-1#计转站管线穿孔和计转站管线穿孔和4-1#计转站计转站至联合站，共计至联合站，共计2处管线埋地土壤进行检测。处管线埋地土壤进行检测。检测项目：检测项目：u土壤电阻率土壤电阻率u土壤含水率土壤含水率u土壤埋地试片腐蚀性土壤埋地试片腐蚀性u土壤理化性能测试（离子含量）土壤理化性能测试（离子含量）（1）土壤剖面进行分层描述）土壤剖面进行分层描述土壤剖面描述（土壤剖面描述（4-1至一号联拱桥处）至一号联拱桥处） 深度深度(m)1.8植物根系植物根系较少，管线位置处无植物根系较少，管线位置处无植物根系颜色颜色褐色褐色地下水位地下水位(m)较深

28、较深湿度湿度潮潮地形地貌描述地形地貌描述地表有芦苇及其它灌木等少量地表有芦苇及其它灌木等少量植物植物松紧度松紧度稍紧稍紧土壤电阻率土壤电阻率(m)58土壤酸碱度土壤酸碱度偏碱性，黄白色偏碱性，黄白色（1）土壤剖面进行分层描述）土壤剖面进行分层描述土壤剖面描述（土壤剖面描述（4-3计转站至计转站至4-1计转站外输油管线计转站外输油管线 ） 深度深度(m)1.8植物根系植物根系管线位置处无植物根系管线位置处无植物根系颜色颜色褐色褐色地下水位地下水位(m)较深较深湿度湿度潮潮地形地貌描述地形地貌描述有芦苇及其它灌木等较多地有芦苇及其它灌木等较多地表植物，地表植被覆盖较好表植物，地表植被覆盖较好松紧度

29、松紧度稍紧稍紧土壤电阻率土壤电阻率(m)63土壤酸碱度土壤酸碱度偏碱性，黄白色偏碱性，黄白色 结论：结论：以土壤电阻率作为土壤腐蚀性单项评价指标进行评判可知：两以土壤电阻率作为土壤腐蚀性单项评价指标进行评判可知：两处土样电阻率大处土样电阻率大50 m，腐蚀性为弱。，腐蚀性为弱。 一般地区依据土壤电阻率土壤腐蚀性分级标准一般地区依据土壤电阻率土壤腐蚀性分级标准腐蚀性等级腐蚀性等级土壤电阻率土壤电阻率/m强强50（2）土壤电阻率测试）土壤电阻率测试检测部位检测部位土壤电阻率土壤电阻率(m)4-1至一号联至一号联584-3外输外输63结论：结论：4-1计转站外输油至一号联拱桥处土壤的腐蚀性为强；计转

30、站外输油至一号联拱桥处土壤的腐蚀性为强；4-3计转站外输油管线土计转站外输油管线土壤的腐蚀性为较强。壤的腐蚀性为较强。 一般地区依据含水量土壤土壤腐蚀性分级标准一般地区依据含水量土壤土壤腐蚀性分级标准（3）土壤含水量测试）土壤含水量测试腐蚀性等级腐蚀性等级含水量含水量(g/100g土土)强强12-25较强较强10-12或或25-30中中7-10或或30-40较弱较弱3-7或或40弱弱1.2较强较强0.5-1.2中中0.2-0.5较弱较弱0.05-0.2弱弱0.05检测部位检测部位含盐量含盐量(%)4-1至一号联至一号联1.1154-3外输外输2.714 综合分析：综合分析：塔河四区土壤为弱腐蚀

31、性土壤，含水较塔河四区土壤为弱腐蚀性土壤，含水较低，碱性，土壤电阻率高，不含硫酸盐还原菌。低，碱性，土壤电阻率高，不含硫酸盐还原菌。 从外防腐角度考虑，塔河四区集输金属管线外部采从外防腐角度考虑，塔河四区集输金属管线外部采用涂层保护单独保护，可不用外加电流阴极保护。用涂层保护单独保护，可不用外加电流阴极保护。（5）土壤水质离子含量分析）土壤水质离子含量分析取样部位取样部位phcl-hco3-so42-ca2+mg2+k+na+总矿化度总矿化度水水 型型srb4-1燃油处燃油处7.5191571.747.2217659193236cacl204-3外输外输7.3588368.3283532203

32、29839954cacl20（1）cl-的影响的影响 氯离子对土壤腐蚀有促进作用，在土壤含有的众多阴离子中，氯离子对土壤腐蚀有促进作用，在土壤含有的众多阴离子中， cl-对钢的钝化对钢的钝化膜破坏最大，它加速腐蚀的阳极过程，是一种腐蚀性最强的阴离子。一般说来，膜破坏最大，它加速腐蚀的阳极过程，是一种腐蚀性最强的阴离子。一般说来， cl-含量愈高，土壤的腐蚀性愈强。根据表数据可知，含量愈高，土壤的腐蚀性愈强。根据表数据可知，4-1计转站外输油至一号联管计转站外输油至一号联管线拱桥开挖处、线拱桥开挖处、4-3计转站外输油管线开挖处土样的计转站外输油管线开挖处土样的cl-含量较低，腐蚀性较弱含量较低

33、，腐蚀性较弱。（5）土壤水质离子含量分析）土壤水质离子含量分析（2）so42-的影响的影响 so42-不仅对钢的腐蚀有促进作用，而且对某些混凝土也产生腐蚀，同时不仅对钢的腐蚀有促进作用，而且对某些混凝土也产生腐蚀，同时so42-还促使还促使土壤中发生细菌腐蚀土壤中发生细菌腐蚀:土壤中一旦有硫酸盐还原菌存在，它将产生生物催化作用，使土壤中一旦有硫酸盐还原菌存在，它将产生生物催化作用，使so42-氧化被吸附的氢，从而促使析氢腐蚀顺利进行。根据表数据可知，氧化被吸附的氢，从而促使析氢腐蚀顺利进行。根据表数据可知，土壤的土壤的so42-含量较低，含量较低，土壤的腐蚀性较弱土壤的腐蚀性较弱。（3）hco

34、3-与与co32-的影响的影响 在土壤中在土壤中hco3-与与co32-常常共存，常常共存， co32-与与hco3-对碳钢的腐蚀作用也是不同的，对碳钢的腐蚀作用也是不同的，前者对腐蚀起阻碍作用，而后者则没有这种作用。根据表数据可知，前者对腐蚀起阻碍作用，而后者则没有这种作用。根据表数据可知，hco3-对土壤的腐蚀对土壤的腐蚀性影响较小性影响较小。（4）ph值的影响值的影响随着随着ph值的降低，土壤的腐蚀速率增加，这是因为在强酸的条件下，氢的阴极去极化值的降低，土壤的腐蚀速率增加，这是因为在强酸的条件下，氢的阴极去极化过程得以顺利进行，强化了整个腐蚀过程。根据表数据可知，过程得以顺利进行，强化

35、了整个腐蚀过程。根据表数据可知，塔河四区为碱性土壤，酸度塔河四区为碱性土壤，酸度对土壤的腐蚀性影响不大对土壤的腐蚀性影响不大。（1）依据）依据油田管道及储罐内腐蚀性评价指标油田管道及储罐内腐蚀性评价指标(sy/t 0087.1-2006)，腐蚀速率分为低、中、高、严重四个级别。腐蚀速率分为低、中、高、严重四个级别。 油田管道及储罐内介质腐蚀性评价指标油田管道及储罐内介质腐蚀性评价指标(sy/t 0087.1-2006)低低中中高高严重严重平均腐蚀速率平均腐蚀速率(mm/a)0.0250.0250.1250.1260.2540.254腐蚀速率的计算公式：腐蚀速率的计算公式： v=（原壁厚（原壁厚

36、 现壁厚）现壁厚）/ 运行时间运行时间腐蚀速率单位：毫米腐蚀速率单位：毫米/年（年（mm/a）壁壁 厚厚 单单 位：毫米（位：毫米（mm）运运 行行 时时 间：年（间：年（a）（2）sy/t 6151-95钢质管道管体腐蚀损伤评价方法钢质管道管体腐蚀损伤评价方法 管壁或储罐壁腐蚀程度评价管壁或储罐壁腐蚀程度评价级别轻中重严重穿孔最大蚀深（mm）112250%原壁厚50%原壁厚80%原壁厚检测点名称检测点名称投用投用时间时间运行时运行时间间(年年)检测壁厚检测壁厚（mm）壁厚壁厚损失损失(mm)腐蚀腐蚀速率速率(mm/a)腐蚀腐蚀级别级别(1)占壁占壁厚百厚百分数分数腐蚀腐蚀级别级别(2)穿孔穿

37、孔年限年限上次上次本次本次4-1#站站-一号联合站一号联合站99-8-5107.006.320.630.06 中中 9.00%轻轻100 4-2#站站-4-1#站外输站外输油油01-6-18.257.006.280.720.09 中中 10.29%轻轻72 4-3#站站-4-1#站外输站外输油油01-6-18.257.006.070.930.11 中中 13.29%轻轻54 4-4#站站-4-1#站外输站外输油油03-3-19.256.005.240.760.08 中中 12.67%轻轻64 tk229ch井井-4-4计转计转站站05-10-203.85.004.110.890.23 高高17

38、.80%轻轻18 目测法签定：可根据表目测法签定：可根据表5-20进行初步的判别。进行初步的判别。 现场腐蚀产物的成分判别（目检法）现场腐蚀产物的成分判别（目检法）产物颜色产物颜色主要成分主要成分产物结构产物结构黑黑feo红棕至黑红棕至黑fe2o3六角形结晶六角形结晶红棕红棕fe3o4无定形粉末或糊状无定形粉末或糊状黑棕黑棕fes六角形结晶六角形结晶绿或白绿或白fe(oh)2六角形或无定形结晶六角形或无定形结晶灰灰feco3三角形结晶三角形结晶根据腐蚀产物颜色分析，根据腐蚀产物颜色分析，4-3计转站外输油管线至计转站外输油管线至4-1计转站管线开挖处腐蚀计转站管线开挖处腐蚀产物颜色为黑、红棕。

39、主要成分可能为产物颜色为黑、红棕。主要成分可能为feo、fe2o3、fe3o4、fes、feco3。化学法签定：取少量腐蚀产物于化学法签定：取少量腐蚀产物于50ml试管内，加试管内，加35滴滴10%的盐酸，若无气泡，表明腐的盐酸，若无气泡，表明腐蚀产物为蚀产物为feo；若有气体，但不使湿润的醋酸铅试纸变色，可判为；若有气体，但不使湿润的醋酸铅试纸变色，可判为feco3；若产生有臭味；若产生有臭味气体，并使湿润的醋酸铅试纸变色，则可能为气体，并使湿润的醋酸铅试纸变色，则可能为fes。 在室内进行实验，滴加在室内进行实验，滴加35滴滴10%的盐酸无气泡或微量气泡，且的盐酸无气泡或微量气泡，且10m

40、in后腐蚀样没有溶解，后腐蚀样没有溶解，在在10%盐酸溶液中有少量杂质，说明腐蚀产物中没有盐酸溶液中有少量杂质，说明腐蚀产物中没有fes、feco3，腐蚀产物主要是腐蚀产物主要是feo、fe2o3、fe3o4构成的混合物。构成的混合物。（1）进行缓蚀剂的正常投加）进行缓蚀剂的正常投加（2）对已投入使用的缓蚀剂投加点，做好日常管理工作，以确保实现预期）对已投入使用的缓蚀剂投加点，做好日常管理工作，以确保实现预期的防腐效果的防腐效果（3）定点、定期进行剩余壁厚检测）定点、定期进行剩余壁厚检测 不同单位、不同人员测试时，测厚点不在同一个部位，数据没有对比性，塔河不同单位、不同人员测试时，测厚点不在同

41、一个部位，数据没有对比性，塔河四区应该根据现场生产介质腐蚀性强弱，选择一些管线、弯头等易腐蚀部位，定点四区应该根据现场生产介质腐蚀性强弱，选择一些管线、弯头等易腐蚀部位，定点进行测试跟踪。进行测试跟踪。（4）通过定期的腐蚀检测，可及时发现局部异常腐蚀情况，从而查找并消）通过定期的腐蚀检测，可及时发现局部异常腐蚀情况，从而查找并消除可能存在的安全隐患。除可能存在的安全隐患。（5）对易腐蚀或易存在不均匀缺陷的功能部件，要加大检测的范围及增加）对易腐蚀或易存在不均匀缺陷的功能部件，要加大检测的范围及增加检测的数量。检测的数量。中国管材所专家进行技术交流，提供技术支持。研究油气运输管中国管材所专家进行

42、技术交流，提供技术支持。研究油气运输管道含道含co2（四区四区co2含量含量2.42.6mol%）、高矿化度地层水、冲刷）、高矿化度地层水、冲刷腐蚀等腐蚀因素。腐蚀等腐蚀因素。u气泡磨蚀气泡磨蚀u油水界面蚀线油水界面蚀线u均匀腐蚀均匀腐蚀u含砂磨蚀含砂磨蚀 2、塔河四区埋地管线检测运行参数表、塔河四区埋地管线检测运行参数表（2009.8.10）序序号号管线名称管线名称运行运行压力压力设计液设计液量量(t/d(t/d) )目前液目前液量量(t/d(t/d) )含水含水( () )h h2 2s s(ppm(ppm) )coco2 2(mg/m(mg/m3 3) )进站进站井数井数开井开井数数1

43、1tk229chtk229ch井井-4-4-4-4计转站计转站0.70.7/ /15.015.033.933.958.7258.722%2%/ /2 24-1#4-1#站站-一号联合站一号联合站0.70.727392739862.3862.368.368.3127.4127.42%2%252515153 34-2#4-2#站站-4-1#-4-1#站外输油站外输油0.70.738353835602.1602.151.551.5/ /2%2%181812124 44-3#4-3#站站-4-1#-4-1#站外输油站外输油0.70.738353835388.4388.467.767.7/ /2%2%2

44、42410105 54-4#4-4#站站-4-1#-4-1#站外输油站外输油0.70.727392739343.7343.751.751.7/ /2%2%20209 9序序号号监测点名称监测点名称腐蚀速度（腐蚀速度（mm/a）备注备注2008.52008.82008.102009.52009.814-1计转站计转站s48井井0.05270.005924-1计转站计转站tk407井井0.01220.01010.022434-1计转站计转站tk476井井0.00350.00840.00630.008144-1计转站伴生气计转站伴生气54-1计转站外输汇管计转站外输汇管0.00190.0261缓蚀剂

45、评价缓蚀剂评价64-1计转站生产汇管计转站生产汇管0.01650.00280.000474-2计转站计转站tk448h井井0.00300.01490.05640.00400.000884-2计转站外输汇管计转站外输汇管0.00600.0021缓蚀剂评价缓蚀剂评价94-3计转站计转站tk428ch井井0.00440.00910.00100.0047104-3计转站计转站tk442井井0.00190.01910.00740.00480.0137114-3计转站外输汇管计转站外输汇管0.00580.00340.0022缓蚀剂评价缓蚀剂评价124-4计转站计转站tk457井井0.00230.00710

46、.00320.0056134-4计转站计转站tk234井井0.00200.00600.01380.00480.0137144-4计转站外输液至计转站外输液至4-1站站0.0054故障，缓蚀剂评价故障，缓蚀剂评价4、塔河四区地层水产出分析、塔河四区地层水产出分析报告日期报告日期井名井名ca2+ mg/lk+na+ mg/lmg2+ mg/lcl- mg/lso42- mg/lhco3- mg/l总矿化度总矿化度mg/l水型水型ph水的密度水的密度g/cm32009.6.23tk405ch9396586711030109919150116.9179389氯化钙氯化钙5.71.1450 2009-4

47、-13tk417ch1219570893848132958350252.92217520氯化钙氯化钙5.81.1460 2009-4-13tk418ch11895701917871311903503214.98214728氯化钙氯化钙5.61.1460 2009-4-13tk420ch10395635051030118460800461.57194462氯化钙氯化钙6.11.1320 2009-4-13tk426ch1259470066666131897300252.92215860氯化钙氯化钙5.81.1460 2009-4-13tk431ch139977449922421456886007

48、2.71237131氯化钙氯化钙5.61.1590 2009-4-13tk442ch11695710631030132958300158.07217334氯化钙氯化钙5.61.1470 2009-6-17tk4741209718881090135085250271220713氯化钙氯化钙6.21.1480 2009-6-17tk48311295700181272131384200221.3214447氯化钙氯化钙5.71.1450 2009-6-17tk48811595704001272132495200237216247氯化钙氯化钙6.21.1450 塔河四区外输管线含水较高，塔河四区外输管

49、线含水较高，综合含水达综合含水达50%以上以上，水是腐蚀的载体，水是腐蚀的载体，存在存在co2、h2s酸性介质引起的腐蚀。酸性介质引起的腐蚀。塔河四区产出介质塔河四区产出介质ph值较低，处于值较低，处于5.76.2范围内范围内，按铁的腐蚀电位，按铁的腐蚀电位与与ph关系上分析，当溶液关系上分析，当溶液ph值小于值小于9时，从动力学上分析钢铁存在自发腐时，从动力学上分析钢铁存在自发腐蚀的趋势。蚀的趋势。塔河四区产出介质高含塔河四区产出介质高含ca2+离子，离子，ca2+离子最小浓度达离子最小浓度达9000mg/l，溶溶液中形成液中形成caso4、caco3等垢后引起垢下腐蚀等垢后引起垢下腐蚀，这

50、类腐蚀具有缓蚀剂无法，这类腐蚀具有缓蚀剂无法保护，造成管线穿孔。保护，造成管线穿孔。4、塔河四区地层水产出分析、塔河四区地层水产出分析塔河四区产出介质高含塔河四区产出介质高含cl-离子，离子，cl-离子最小浓度达离子最小浓度达11000mg/l，溶液，溶液中中cl-离子容易形成局部腐蚀后，特别是结垢后或管线材质加工时形成晶界缺陷离子容易形成局部腐蚀后，特别是结垢后或管线材质加工时形成晶界缺陷时，时，cl-离子在垢下或管线缺陷处加速腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。离子在垢下或管线缺陷处加速腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。塔河四区产出介质矿化度高，矿化度介于塔河四区产出介质矿化度高，矿化度介于1722104mg/

51、l，水中盐，水中盐的浓度增大时存在电化学腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。的浓度增大时存在电化学腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。塔河四区管线目前运行量远远低于设计量，塔河四区管线目前运行量远远低于设计量，运行量只有设计量的三分之一运行量只有设计量的三分之一到十分之一到十分之一，在管线低洼处较低的输送压力造成管线局部段下部沉积游离水，在管线低洼处较低的输送压力造成管线局部段下部沉积游离水，甚至形成死水区，引起管线的腐蚀。甚至形成死水区，引起管线的腐蚀。4、塔河四区地层水产出分析、塔河四区地层水产出分析5、塔河四区管线防腐措施建议、塔河四区管线防腐措施建议（1）塔河四区的腐蚀主要是）塔河四区的腐蚀主要是内腐蚀引起内

52、腐蚀引起的，要从管线内腐蚀防腐措施做的，要从管线内腐蚀防腐措施做起。起。（2）塔河四区管线设计是）塔河四区管线设计是碳钢缓蚀剂的内防腐工艺碳钢缓蚀剂的内防腐工艺，由于刚投产时管，由于刚投产时管线穿孔较少，运行线穿孔较少，运行510年后管线开始发生多起腐蚀穿孔，因此，要重视外年后管线开始发生多起腐蚀穿孔，因此，要重视外输管线的缓蚀剂投加，根据现场筛选坚持投加缓蚀剂，防腐效果的取得是综输管线的缓蚀剂投加，根据现场筛选坚持投加缓蚀剂，防腐效果的取得是综合的、长期的，不是一朝一夕就能风效的。合的、长期的，不是一朝一夕就能风效的。（3）对部分长输管线可采用）对部分长输管线可采用非金属管非金属管，如，如4

53、-1计转站外输油到联合站的计转站外输油到联合站的管线可采用玻璃钢管线。管线可采用玻璃钢管线。5、塔河四区管线防腐措施建议、塔河四区管线防腐措施建议（4）部分管线可进行）部分管线可进行内涂层内涂层。内涂层是一种较好的内防腐措施，采用。内涂层是一种较好的内防腐措施，采用内涂层后将介质与管线完全隔离而阻止了腐蚀，从根本上做到了防腐，主内涂层后将介质与管线完全隔离而阻止了腐蚀，从根本上做到了防腐，主要存在问题是内涂层的施工必须严格达标，内涂层能否达到较好的效果与要存在问题是内涂层的施工必须严格达标，内涂层能否达到较好的效果与施工质量及涂料的质量有较大的关系。施工质量及涂料的质量有较大的关系。（5）对塔

54、河四区的弯头腐蚀防腐措施可采用的措施有在）对塔河四区的弯头腐蚀防腐措施可采用的措施有在弯头内部进行弯头内部进行涂层和增大弯头半径的方法来减缓腐蚀涂层和增大弯头半径的方法来减缓腐蚀。 天普公司目前与美国一专业公司进行了弯头天普公司目前与美国一专业公司进行了弯头内喷涂的特殊处理技术内喷涂的特殊处理技术，已在雅克拉采气厂进行现场应用。已在雅克拉采气厂进行现场应用。 （1）根据）根据pcm检测结果塔河四区管道检测结果塔河四区管道外防腐层绝缘性能总体上是优良外防腐层绝缘性能总体上是优良的。分的。分析其主要原因：析其主要原因：一是由于施工质量相对较好；二是管线埋深较深，多在一是由于施工质量相对较好；二是管

55、线埋深较深，多在1.61.9m范围内，外部机械损伤较小；三是相对来讲该区块属沙漠地，土壤范围内，外部机械损伤较小；三是相对来讲该区块属沙漠地，土壤吸水性较好，无管线浸泡现象。吸水性较好，无管线浸泡现象。（2）在部分管线上出现了电流突降的情况，结合以往的经验及现场实际情况进）在部分管线上出现了电流突降的情况，结合以往的经验及现场实际情况进行选择性开挖，其中行选择性开挖，其中4-3计转站计转站4-1计转站外输油管线已出现渗漏，及时进计转站外输油管线已出现渗漏，及时进行了修复，做到了即时发现隐患进行修复，避免了穿孔后被动停产修复带来的行了修复，做到了即时发现隐患进行修复，避免了穿孔后被动停产修复带来

56、的后果。后果。（3）根据目前阴极保护系统绝缘接头（或法兰）未保护一侧多次发生腐蚀穿孔）根据目前阴极保护系统绝缘接头（或法兰）未保护一侧多次发生腐蚀穿孔事故的情况，事故的情况，对四区阴极保护系统全部停运对四区阴极保护系统全部停运6个月，与二区、三区正常运行的情个月，与二区、三区正常运行的情况进行对比，看看绝缘接头穿孔情况。况进行对比，看看绝缘接头穿孔情况。（4）塔河采油厂绝缘法兰未保护侧）塔河采油厂绝缘法兰未保护侧腐蚀穿孔是由于腐蚀穿孔是由于在金属管线上实施阴极保护在金属管线上实施阴极保护后形成电场，加速未保护一侧的腐蚀。后形成电场，加速未保护一侧的腐蚀。（5）塔河四区阴极保护目前运行不正常塔河

57、四区阴极保护目前运行不正常，主要问题，主要问题一是过保护一是过保护如如4-3计转站外计转站外输油管线、输油管线、4-2计转站外输油管线；计转站外输油管线；二是部分保护设备运行不正常二是部分保护设备运行不正常，如，如4-2计转计转站恒电位仪未启用，站恒电位仪未启用，4-3计转站未绝缘管线与计转站未绝缘管线与4-2电相连而对电相连而对4-2进行阴极保护。进行阴极保护。（6）塔河四区埋地管线腐蚀穿孔主要是）塔河四区埋地管线腐蚀穿孔主要是内腐蚀内腐蚀造成的，存在以下几方面的因素：造成的，存在以下几方面的因素：塔河四区外输管线含水较高，塔河四区外输管线含水较高，综合含水达综合含水达50%以上以上，水是腐

58、蚀的载体，存在，水是腐蚀的载体，存在co2、h2s酸性介质引起的腐蚀。酸性介质引起的腐蚀。塔河四区产出介质塔河四区产出介质ph值较低，值较低，处于处于5.76.2范围内范围内，按铁的腐蚀电位与，按铁的腐蚀电位与ph关关系图分析，系图分析，当溶液当溶液ph值小于值小于9时，从动力学上分析钢铁存在自发腐蚀的趋势。时，从动力学上分析钢铁存在自发腐蚀的趋势。塔河四区产出介质高含塔河四区产出介质高含ca2+离子，离子，ca2+离子最小浓度达离子最小浓度达9000mg/l，溶液，溶液中形成中形成caso4、caco3等垢后引起垢下腐蚀等垢后引起垢下腐蚀，这类腐蚀缓蚀剂无法保护，造成，这类腐蚀缓蚀剂无法保护

59、，造成管线穿孔。管线穿孔。塔河四区产出介质高含塔河四区产出介质高含cl-离子，离子，cl-离子最小浓度达离子最小浓度达11000mg/l，溶液中，溶液中cl-离子容易形成局部腐蚀后离子容易形成局部腐蚀后，特别是结垢后或管线材质加工时形成晶界缺陷时，特别是结垢后或管线材质加工时形成晶界缺陷时，cl-离子在垢下或管线缺陷处加速腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。离子在垢下或管线缺陷处加速腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。塔河四区产出介质矿化度高，矿化度介于塔河四区产出介质矿化度高，矿化度介于1722104mg/l，水中盐的浓，水中盐的浓度增大时存在电化学腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。度增大时存在电化学腐蚀，引起管线腐蚀穿孔。

60、塔河四区管线目前运行量远远低于设计量，运行量只有设计量的三分之一到塔河四区管线目前运行量远远低于设计量，运行量只有设计量的三分之一到十分之一，在管线低洼处较低的输送压力造成管线局部段下部十分之一，在管线低洼处较低的输送压力造成管线局部段下部沉积游离水沉积游离水，甚，甚至形成死水区，引起管线的腐蚀。至形成死水区，引起管线的腐蚀。（1）塔河四区）塔河四区pcm检测结果表明，检测结果表明，塔河四区的黄甲克泡沫外防腐层性能优良塔河四区的黄甲克泡沫外防腐层性能优良，4-3计转站外输油管线的腐蚀渗漏是内腐蚀引起的，因此，计转站外输油管线的腐蚀渗漏是内腐蚀引起的，因此，要从管线内腐蚀防腐要从管线内腐蚀防腐措