油气管道腐蚀的检测与修复技术.pdf

炼 油 I化l REF I NI N ；A D CHEMI CAL I NDUS TRY 油气管道腐蚀的检测与修复技术 赵 鑫 大庆油 田一 r 程建设 有限公 司建材公 司， 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 2 摘要 文中阐述了油气管道腐蚀检测的意义和作用， 重点论述了油气管道腐蚀的检测技术、 油气管 道腐蚀的修复技术。结果表明， 只有通过科学的检测， 才能得出油气管道腐蚀的规律， 找出管道的 腐蚀状况、 运行参数和防护措施之间的关系， 为油气管道的日常管理、 安全、 高效的运行提供数据依 据； 只有提高修复技术水平， 才能减少安全事故的发生， 将经济损失降到最低。 关键词 油气管道 ； 管道腐蚀 ； 榆测技术； 修复技术 中图分类号 T E 9 8 8 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 4 9 6 2 2 0 1 5 0 1 0 0 3 2 0 3 第 2 6毪 De t e c t i o n a nd r e pa i r i ng t e c h ni qu e s f o r o i l a nd g a s p i pe l i n e c o r r o s i o n Z h a o Xi n B u i l d i n g Ma t e r i a l s Co mp a n y o f Da q i n g Oi l fi e l d En g i n e e r i n g Co n s t r u c t i o n Co ． L t d ． ，Da q i n g 1 6 3 7 1 2，Ch i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r e x p o u n d e d t h e s i g n i fic a n c e a n d e f f e c t o f o i l a n d g a s p i p e l i n e c o r r o s i o n d e t e c t i o n，a n d e mp h a s i z e d t h e d e t e c t i o n t e c h n i q u e a n d r e p a i r i n g t e c h n i q u e f o r o i l a n d g a s p i p e l i n e c o r r o s i o ／ 1 ．T h e r e s u l t s h o we d，o n l y t h e s c i e n t i f i c d e t e c t i o n c a n o b t a i n t h e l a w o f o i l a n d g a s p i p e l i n e c o r r o s i o n，f i n d o u t t h e r e l a t i o n s h i p a mo n g p i p e l i n e c o r r o s i o n s i t u a t i o n， o p e r a t i o n p a r a me t m’S a n d p r o t e c t i v e me a s u r e s ，s o t o p r o v i d e d a t a b a s i s f o r r o u t i n e ma n a g e me n t ，s a f e a n d e f f i c i e n t o p e r a t i o n o f o i l a n d g a s p i p e l i n e s o n l y t h e h i g h r e p a i r i n g t e c h n i c a l l e v e l C a n r e d u c e t h e o c c u r r e n c e o f a c c i d e n t a n d mi n i mi z e t h e e c o n o mi c l o s s ． Ke y wo r ds o i l a n d g a s p i p e l i n e； p i p e l i n e c o r r o s i o n；d e t e r t i o n t e c h n i q u e ；r e p a i r i n g t e c h n i q u e 随着我国石 油 、 天然气及其下游炼化产业 的 迅猛发展 ， 纵横交错的油气管道 也存在不同程度 的腐蚀和损坏 ， 泄漏的油气易燃易爆 ， 严重影响油 气企业 的正 常生产 ， 也污染了环境 。这些 油气 管 道不仅建设时问不同， 技术类型多样 ， 且管道分布 复杂 ， 基础 资料缺失严重 ， 对隐患部位 、 隐患程度 的判断 与治瑚 ， 以及管 网安全运行风险j ， l勺 都缺乏可靠 的数据分析依据 ， f F l g 1] l 气管道 的返仃 、 维护、 更新和事故处理等带来 丁很大的难度， 1油气管道腐蚀检测的作用 水热媒烟气换热器和空气换热器由顺排的蛇形翅 片管排组成 ， 运行可靠 。 5结束语 该焦化装置加热炉空气预热 系统改造方案是 可行的 ， 方案 中提 出的加热炉双空气预热系统 模 式一 加热炉高温烟气段采用管式空气预热器 、 低 温烟气 段采用无低 温腐蚀 的水热媒 空气预热 技 术 ， 值 得石油炼化企业 中燃料成分复杂 的加热炉 借鉴 。并且该改造方案特点 明显 、 优点突出 ， 以前 使用 的传统热管式空气预热器运行 中所存在 的问 题， 都得到了妥善的解决。 参考文献 [ 1 ]陈力， 杨瑞 ， 陈威． 炼厂加热炉空气预热器的选 思考[ J 』 内蒙 l f 石油化 1 ， 2 叭O 1 0 1 0 1 1 0 2 ． [ 2 ]张晓筠， 陈韶范． 板式空气预热器的应用及优化设汁l I1 ] 石油化 r 设备技术 ， 2 0 1 1 ， 3 2 3 3 l 一 3 3 ． 1 3 ]王瑜 ， 屈武弟 ， 黄桂云． 水热媒空气预热器 热管式空 C 预热器的 比较 l J ] ． 石油炼制 l卜 j 化 _r， 2 0 0 4 1 7 4 7 6 ． [ 4 ]徐懿彳 _ ， 王德权l 力 口 热炉余热回收系统 能防腐改造⋯ ． 化 设备 与管道， 2 0 1 0 2 6 4 6 7 ． 1 5 J陈齐全 ， 邹圣武， 蔡智． 水热媒空气预热器在延迟焦化加热炉 』 的 应用【 J ] ． 炼油技术 l卜 1 程， 2 0 0 7 2 2 4 2 7 ． 收稿 日期 2 0 1 4 1 O - 3 0 作者 简介 许建选 ， 男 ， 助理 1 _ 程师 ， 2 0 0 8牛毕业于哈尔滨 I 人学 ， 现从事化 【 装置 能监测 1 作 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 第 1 期 赵 鑫油 气管道腐蚀 的检测 与修复技术 3 3 油气管道腐蚀的检测可 以发现管道的安全隐 患， 为油气管道所属企业的管理提供科学的依据 ， 对油气管道 的腐蚀隐患可以起到及 时准确的预警 作用 ， 确保 了管道网络的安全运行。同时油气管 道腐蚀 的检测可 以摸清错综复杂的油气管道 网络 的分布状况和具体走向， 对事故的诊断和处理可 以起 到积极 的辅助作用 ， 检测 还可以掌握 油气管 道的腐蚀 程度 ， 并根据腐蚀情况适 当调 整运行 条 件 ， 以控制腐蚀进程 ， 并采取合理 的防护措施 ， 将 腐蚀 限制在许可的范围 内， 保证 油气管 道的安全 运行。油气管道腐蚀的检测可以确定管道的准确 基础资料， 分析得出油气管道腐蚀的规律， 找出管 道的腐蚀状况 、 运行参数和防护措施之间的关系 ， 为油气管道安全 、 高效的运行提供数据依据⋯。 2油气 管道腐蚀的检测技术 油气管道腐蚀 的检测技术主要介绍埋地管道 外 防腐层 检测技术 、 埋地 管道管体腐蚀检测技术 和埋地管道泄漏检测技术。 2 ． 1埋地管道外防腐层检测技术 通 过定 期对埋 地油气 管道 外 防腐 层进 行检 测 ， 再根据检测结果对防腐层进行评价 ， 可以为防 腐层的使用 、 修复和更换提供科学的依据。埋地 管道外 防腐层破损点检测技术主要有 电位分布与 电位梯度法 、 等效电流梯度法 、 磁场分布法等 。 电位分布与电位梯度法就是给管道加一个特 定的检测信号 ， 信号沿管道传播 ， 当管道的外 防腐 层 出现破损点时 ， 以破损点为中心 ， 在管道周围形 成叠加 的点源电场 ， 在土壤电阻率均匀的条件下 ， 通过测量 电场的强度和寻找 电场点源在地面的投 影 ， 就可 以找到破损点 的位置 。电位分布与 电位 梯度法操作简便 、 效率高 、 成本低 ， 直接就能找到 破损点 的位置 ， 但电位 和电场的分布受地形 、 地貌 的影响 。 等效电流梯度法就是给管道加交变的电流信 号 ， 电流沿管道 向远方传播 ， 在管道周围形成 电磁 场 ， 从检 测仪的接收器可以得到管道中的等效电 流数值 ， 当埋地管道外防腐层存在破损时 ， 电流从 破损处流失， 这样破损处的断流数值就明显下降， 从电流下降的程度就能定性的分析 出管道外防腐 层的破损程度 ， 同时也可 以确定管道外防腐层的 破损位置 。该法操作简单 ， 检测结果 不受管道埋 地深度的影响， 但定位的精确性相对较差。 磁场分布法 的优点是检测 时不 用接地 ， 因此 不受土地介质不均匀 的影响 ， 缺点是检测结果易 受管道埋地深度的影响。磁场分布法的检测点距 对检测结果影 响较大 ， 选择观测点距就是确定抽 样点 ， 将对检测曲线 的形状产生重要影响； 而地貌 的变化将决定管道埋地深度的变化 ， 将导致磁场 曲线的异常变化 ， 目前磁场分布法的应用并不多。 2 ． 2埋地管道管体腐蚀检测技术 埋地管道管体腐蚀检测技术主要分为管体腐 蚀直接检测技术 、 管体腐蚀 内检测技术和管体腐 蚀不开挖地面检测技术 ’ 。管体腐蚀直接检测 技术主要有 5 种方法。 1 目视法。就是用肉眼 、 简单仪器或工具找 出管道外 壁存 在的腐蚀 或损坏等缺 陷 的检测方 法 。优点 是直观 、 简便 ； 缺点是精确度不高 ， 不能 获得定量的检测结果。 2 渗透法 。将被检测管道 的表面涂荧光燃 料渗透液后 ， 经过一定时间的渗透 ， 在毛细管的作 用下 ， 渗透液可以渗进表面开 口的缺陷中， 除去检 测表面的渗透液并干燥后 ， 在被检测表面涂显像 剂 ， 同样 的道理 ， 显像剂将 吸引缺陷 中的渗透液 ， 在光源 的作用下 ， 缺陷处 的渗透液痕迹被显示 出 来 ， 就可 以测 出缺陷 的形状及其分布状况 。优点 是简单 、 直观 ； 缺点是检测 时间相对较长 ， 灵敏度 比目视法要高。 3 漏磁法。检测管道被铁磁性材料磁化后 ， 利用铁磁材料的导磁率与空气及非磁性夹杂物的 导磁率不 同的特性 ， 存在缺陷的管道 表面就会 出 现漏磁场 ， 就可 以检测 出缺陷的相关情况 。该法 的优点是对表 面有裂纹 的管道检测灵敏度较 高 ， 缺点是只适合铁磁材料的表面或近表面缺陷的检 测 ， 适用范围较窄。 4 超声波法 。就是用 晶体转换器产生 的高 频声波穿过管道材料 ， 通过测量 回声返 回探头 的 时间 ， 就可 以检测 出管道 的缺陷状况 。该法 的优 点是简便 、 应用范围广 ； 缺点是误差相对较大。 5 其他检测方法 。除上述介绍 的几种检测 方法外 ， 还有射线 照相法 、 涡流法 、 声发射法和热 像显示法等。 埋地管道管体腐蚀内检测技术主要有管道内 壁窃镜检查法 、 在用管道管内检测法等 。管体腐 蚀不开挖地面检测技术有很多 ， 已经取得实际应 用效果 的主要有金属蚀失量评 价法 、 视综合参数 异常评价法 、 等效电流中心偏移法和长距超声波 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 炼 油 上 j化i RE F I N I NG A N D C H E MI C A L I N DU S T RY 第 2 6 卷 反射 法等 。 2 ． 3埋地管道泄漏检测技术 近年来 ， 埋地 管道泄漏检测技术 的发展 和应 用 已经受到人们 的广泛关注 ， 泄漏检测已成 为油 气管道企业生产管理 的重要组成部分 ’ 。 由于 国外在 2 O 世纪 6 0年代就开始管道泄漏 检测技 术的研究 ， 开发 出多种成熟 的检测方 法 。 而我 国开展管道 泄漏检测技术 的研究较晚 ， 因此 大部分检测技术还处 于开发研究 阶段 ， 还不够成 熟 ， 检测方法也没有标准化 。目前 ， 国内外常用的 管道泄漏检测技术主要有 直接观察法 、 泄漏检测 电缆法 、 空气取样法 、 质量平衡法 、 管道模型法 、 压 力分布法 、 瞬变流模型法 、 负压波法 、 小波变换法 、 声波法 、 电流梯度法 、 磁场梯度法 、 管道 P I G检测法 和导波技术检测法等 。 3油气管道腐蚀的修 复技术 油气管道腐蚀 的修复是在检测 出管道存在失 效和缺陷位置 ， 通过管道安全性评价后而安排的 相对合理的维修 。一般油气管道腐蚀 的修复技术 主要有管道防腐层修复技术和管体补强技术。 3 ． 1管道防腐层修复技术 管道防腐层修复技术是指在保证管道正常运 行条件下进行 的防腐层更换技术。管道防腐层修 复技术分为管道外防腐层修复和管道 内防腐层修 复 2 类 。 管道外防腐层修复 其修 复程序有管道外表 面 旧防腐层清除 、 管道外表面预处理和新防腐层 修复等。管道外表面旧防腐层清除主要有人工机 械法 、 机械清除法 、 水力清除法 ； 管道外表面预处 理和新 防腐层修复选择的修复材料类型就决定 了 管道表面预处理 的要求 。一般在管道外防腐层修 复方面使用较多的材料 为石油 沥青 、 半预制型冷 缠材料 、 液态冷涂固化类材料等。 管道 内防腐层修复 其修复程序有管道 内防 腐层 清除 、 管道 内表面清洗 和内防腐层修 复等 。 管道内防腐层清除和管道 内表面清洗技术主要有 清管器细洗除垢技术 、 间歇浸泡细洗技术 、 高压水 射流清洗技术 、 连续双向清洗技术 、 空气爆破清洗 技术等 。内防腐层修复技术 主要有 翻转 内衬法 、 塑料管穿插法 、 管内涂布同化法 、 挤涂修复法等。 3 ． 2管体补强技术 管体补强就是用各种技术对检测 出来的管体 缺陷进行修 复和补充加强 ， 使管体恢复原有的安 全运行参数 ， 并保证管道 的完整性 ， 延长管道 的使 用寿命 。管体补强方法主要分为 3 类 。即焊接类 包括堆焊 、 打补丁 、 打套袖 ； 夹具类 包括夹具和 夹具注环氧 ； 纤维复合材料类 包括玻璃纤维复 合材料修复 、 碳纤维复合材料修复 等 。 焊接类 就是通过焊接的方法 ， 在 含有缺陷的 管道上 焊接补强金 属 ， 来恢复管 道的J 二 作 强度 。 该法 的优点是费用较低 ； 缺点是管道存在焊穿的 危险性 、 正常 _ lr 作 的管体与补强金属之间的传 力 均匀 性与焊缝 材料及母 材性能 匹配有一 定的难 度 ， 焊接环境湿度较 大及温度较低时可能产生氢 脆和冷脆的危险性。 夹具类就是采用机械夹具的方式来恢复管道 的T作强度。该法的优点是不用在T作管体上直 接进行焊接 ， 因此避免了焊穿和发生氢脆 、 冷脆的 风险 ； 缺点是施工设备和施工 _ 1 艺较复杂 ， 成本也 相应 较 高 。 纤维复合材料类就是利用纤维材料在纤维方 向的高强度特性 ， 通过粘结树脂对正在工作 的管 道外包覆一个复合材料 ， 以此来恢复含缺 陷管道 的T作强度。该法的优点是不用对正在 T作 的管 道进行焊接 ， 避免 了焊穿和发生氢脆 、 冷脆的风险 性 ， 其综合性价 比在 3 种类型 中是最好 的， 复合材 料补强已成为应用最广泛的补强技术。从修 复补 强 的费用来看 ， 焊 接类最低 ， 纤 维复合材 料类居 中， 夹具类最高。 此外 ， 油气管道腐蚀 的其他修复技术还有快 速堵漏 、 裂纹型缺欠修复 、 更换管段等。更换 管段 是管体修复较好 的方法 ， 但 费用较高 。对于小 口 径 的失效管段偏重于更换 ， 而大 口径 的失效管段 则偏重于局部修复。 4结束语 随着电子技术 的发展 ， 促进 了油气管道腐蚀 检测技术 的进步 ， 而油气管道 腐蚀检测技术 的提 高 能够准确高效地预测和评价管道的腐蚀 状况 ， 对 油气管道 的 日常管 理和安 全运行具有 重要意 义。选择性修复技术是 目前油气管道腐蚀最经济 的维修方法 ， 能够快速消除管道腐蚀破坏的影响 ， 也是油气管道安全 、 稳定和有效运行的重要保汪。 参考文献 - f 1 1石1 一委， 龙媛媛． 油气管道防腐蚀 f 程 M _] E 京 中国石化出版 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5 年 第 1 期 炼 油 与 化 工 REF I NI NG AND CHEMI CAL I NDUS TRY 3 5 纤维喷涂技术在石脑油加氢装置上的应用 曲 云 芹 大庆石化公司建设公司， 黑龙江 大庆 1 6 3 7 1 4 摘要 纤维喷涂衬里无接缝 、 严密性好、 保温钉全部埋在纤维层 内， 可以有效的防止钉头烧损 ， 减少 炉墙表面的散热损失， 提高加热炉的热效率。文中阐述了耐火纤维喷涂技术的特点， 并对其在石脑 油加氢装置的加热炉上的应用情况及实际使用效果进行了分析。 关键词 石脑油 ； 加氢装置 ； 加热炉炉衬 ； 纤维喷涂 中图分类号 T Q I 7 5 ． 7 2 文献标识码 B 文章编号 1 6 7 1 4 9 6 2 2 叭5 叭一 0 0 3 5 0 3 Appl i c a t i o n o f fib e r c o a t i n g t e c hno l o g y i n na pht ha hy I r O g e n at i 0 n u ni t Yu n q i n C o n s t r u c t i o nC o m p a n y o f D a q i n g P e t r o c h e mi c a l C o mp a n y ， D a q i n g 1 6 3 7 1 4 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e fi b e r c o a t i n g l i n i n g i s s e a ml e s s ，h a s a g o o d l e a k p r o o f n e s s ，a l l t h e h e a t i n s u l a t i o n n a i l s a r e b u r i e d i n t h e fi b e r o u s l a y e r s，c a n e f f e c t i v e l y p r e v e n t n a i l h e a d b u r n i n g l o s s ，r e d u c e h e a t l o s s o f f u r n a c e wa l l s u r f a c e a n d i mp r o v e t h e t h e r ma l e ffic i e n c y o f h e a t i n g f u r n a c e ． Th i s p a p e r s e t f o r t h t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f r e f r a c t o r y fib e r c o a t i n g t e c h n o l o g y，a n d ma d e a n a l y s i s t o i t s a p p l i c a t i o n s i t u a t i o n a n d a c t u a l a p p l i c a t i o n e f f e c t i n h e a t i n g f u rna c e o f n a p h t h a h y d r o g e n a t i o n u n i t ． Ke y wo r d s n a p h t h a； h y d r o g e n a t i o n u n i t ； h e a t i n g f u rna c e l i n i n g ；fi b e r c o a t i n g 加热炉是石脑油加氢装置 的主要设 备 ， 炉 型 为立式管式加热炉。炉体直径 中4 0 1 0 m m， 炉 总 高度 2 7 4 5 2 0 h i m； 炉衬里部分辐射段和对流段 ， 炉 墙厚度 2 0 0 mm， 自内向外为蛭石水泥 重质耐火粘 土砖 ； 炉顶厚度 2 2 0 mm， 为 1 0 0 mm陶纤毡 陶纤针 刺毯折叠结构 ， 采用 网状锚 固法固定 ， 烟道厚度为 7 5 IT l m厚 ， 炉底采用 1 8 0 n l m耐火混凝土。该加热 炉是装 置主要 的耗 能设备 ， 耗能量 占整个装置 的 6 0 ％左右。因此 ， 减少散热损失和节省燃料消耗是 提高装置效益的技术措施。 1改造前运行状况 石脑 油加 氢装置 自1 9 9 7年 7月投入 运行 以 来 ， 加热炉运行较为平稳 ， 到 1 9 9 9 年 6 月出现加热 炉西侧 、 南侧炉体外壁及炉顶部分保温漆脱落 ， 炉 膛负压值低 ， 并有热风外泄， 炉外壁温度最高达到 1 6 5℃， 严重超标 。在环境温度 2 0℃、 风速 3 4 m ／ s 时 ， 其测试数据表 1 。 1 9 9 9 年 8 月装置停工改造检修期间， 对加热炉 炉膛 内和急转弯头及炉顶等部位进行了全面的检 查 ， 通过检查发现加热炉北侧下部 炉壁保温衬里 基本完好 ， 只有耐火砖膨胀缝问少 量塞缝岩棉脱 落 ， 而南 、 东 、 西侧墙保温衬里则破坏严重 ， 尤其是 社 ． 2 0 0 8 3 9 - 9 8 ． [ 2 ]杨伟 ， 何京燃． 浅析天然气管道防腐层性能评估[ J ] ． 中国科技信 息， 2 0 1 1 1 5 1 3 0 1 3 4 ． [ 3 ]吕德东． 油田埋地管道防腐层破损点检测及影响因素[ J ] ． 管道技 术与设备 ， 2 0 0 7 3 3 9 4 0 ． [ 4 ]李明， 王晓霖．埋地油气管道防腐层检测与评价[ J ] ． 当代化工， 2 0 1 3 ， 4 2 7 9 8 0 - 9 8 3 ． [ 5 ]刘锦铭． 埋地管道防腐检测技术应用研究[ J ] ． 全面腐蚀控制， 2 0 0 5 2 3 2 3 4 ． 【 6 ]韩彩霞．浅析石油化工装置管道防腐及施工维修中需注意的问 题 [ J ] ． 化学工程与装备， 2 0 1 1 6 8 4 8 5 ． [ 7 ]高巍， 尚强．输油管道防腐技术发展与应用研究[ J ] ． 现代商贸工 业 ， 2 0 1 1 1 9 2 9 1 ． [ 8 ] 晏金龙．天然气长输管道防腐的重要性及防护措施[ J ] ． 当代化工， 2 0 1 3 4 4 3 4 4 3 5 ． [ 9 ]王修云， 郑岩， 王金友， 等． 管道维修补强技术及其发展趋势[ J ] ．城 市燃气， 2 0 0 6 2 2 0 2 5 ． 收稿 日期 2 0 1 5 0 卜l 5 作者简介 赵鑫， 男 ， 工程师 ， 2 0 0 0 年毕业于牡丹江大学计算机及应用 专业， 现从事工程技术工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m