石油管道综述防腐

1、油气管道的腐蚀与防护摘要：随着我国经济的不断发展，输油管道的使用优点日益突出，但埋地管道的腐蚀严重影响其使用寿命和所输油品质量，甚至造成泄漏污染环境。文章通过对金属管道的腐蚀机理分析，了解腐蚀发生的原因，提出有效的防护措施。关键词：输油管道；腐蚀；防护1.引言管道是随着石油生产而产生的一种特殊的运输方式，作为五大运输方式之一，已经有了100多年的历史。随着国民经济的发展，管道输油的优点日益突显出来。输油管道基本上都采用碳素钢无缝钢管、直缝电阻焊钢管和螺旋焊缝钢管。输油管道的铺设设一般采用地上架空或埋地两种方式。但无论采用哪种方式，当金属管道和四周介质接触时，由于发生化学作用或电化学作用而引起其

2、表面锈蚀，腐蚀是引起管道系统可靠性和使用寿命的关键因素。金属管道遭到腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能方面都将发生变化，影响所输油品的质量，缩短输油管道的使用寿命，严重可能造成泄漏污染环境，甚至不能使用。随着原油开发进入中后期，越来越多的腐蚀问题已显现出来，由于腐蚀而引起的恶性突发事故，往往造成巨大的经济损失和严重的社会后果。因此，了解腐蚀发生的原因，油气管道的腐蚀机理、影响因素和控制方法，从而采取有效的防护措施，有着十分重大的意义。由于腐蚀的复杂性和多变性，任何防腐技术都不是万能的，腐蚀是绝对的，防腐是相对的，所以我们需要更全面深入地了解腐蚀的环境特点，并通过合理的选材和设计预防腐蚀；同时采取

3、适宜的防腐技术与措施来控制石油管道中的腐蚀。这样才能将石油管道的腐蚀损失降到最低程度。2、金属腐蚀的定义和本质腐蚀是金属和周围的环境起化学或电化学反应而导致的破坏性侵蚀。国际标准化组织ISO 60441999和我国国标GB/T10123将腐蚀定义为“金属与环境间的物理作用-化学相互作用，其结果是使金属性能发生变化，导致金属、环境及其构成的技术体系功能受到损伤”。广义的腐蚀是指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象；狭义的腐蚀是指金属的腐蚀。其本质是金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。1.1金属腐蚀金属材料受周围介质的作用而损坏

4、，称为金属腐蚀。金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态。腐蚀时，在金属的界面上发生了化学或电化学多相反应，使金属转入氧化（离子）状态。这会显著降低金属材料的强度、塑性、韧性等力学性能，破坏金属构件的几何形状，增加零件间的磨损，恶化电学和光学等物理性能，缩短设备的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故。美国1975年因金属腐蚀造成的经济损失为700亿美元，占当年国民经济生产总值的4.2%.据统计，每年由于金属腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢产量的1020%.金属腐蚀事故引起的停产、停电等间接损失就更无法计算。1.2金属腐蚀的途径这种腐蚀过程一般通过两种途径进行，分别为化学腐蚀和电化学腐蚀：化学腐蚀：金属表面

5、与周围介质直接发生化学反应而引起的腐蚀。电化学腐蚀：金属材料（合金或不纯的金属）与电解质溶液接触 , 通过电极反应产生的腐蚀。1.3金属材料腐蚀的分类及特点1.3.1点蚀点蚀又称坑蚀和小孔腐蚀。点蚀有大有小，一般情况下，点蚀的深度要比其直径大的多。点蚀经常发生在表面有钝化膜或保护膜的金属上由于金属材料中存在缺陷、杂质和溶质等的不均一性，当介质中含有某些活性阴离子（如Cl）时，这些活性阴离子首先被吸附在金属表面某些点上，从而使金属表面钝化膜发生破坏。一旦这层钝化膜被破坏又缺乏自钝化能力时，金属表面就发生腐蚀。这是因为在金属表面缺陷处易漏出机体金属，使其呈活化状态，而钝化膜处仍为钝态，这样就形成了

6、活性钝性腐蚀电池，由于阳极面积比阴极面积小得多，阳极电流密度很大，所以腐蚀往深处发展，金属表面很快就被腐蚀成小孔，这种现象被称为点蚀.在石油、化工的腐蚀失效类型统计中，点蚀约占20%25%。流动不畅的含活性阴离子的介质中容易形成活性阴离子的积聚和浓缩的条件，促使点蚀的生成。粗糙的表面比光滑的表面更容易发生点蚀PH值降低、温度升高都会增加点蚀的倾向。氧化性金属离子（如Fe3+、Cu2+、Hg2+等）能促进点蚀的产生。但某些含氧阴离子（如氢氧化物、铬酸盐、硝酸盐和硫酸盐等）能防止点蚀.点蚀虽然失重不大，但由于阳极面积很小，所以腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔，使大量的油、水、气泄漏，有时甚至造成

7、火灾、爆炸等严重事故，危险性很大。点蚀会使晶间腐蚀、应力腐蚀和腐蚀疲劳等加剧，在很多情况下点蚀是这些类型腐蚀的起源.1.2 缝隙腐蚀在电解液中，金属与金属或金属与非金属表面之间构成狭窄的缝隙，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成浓差电池，从而产生局部腐蚀，这种腐蚀被称为缝隙腐蚀。缝隙腐蚀常发生在设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、缠绕与金属重叠处，它可以在不同的金属和不同的腐蚀介质中出现，从而给生产设备的正常运行造成严重障碍，甚至发生破坏事故。对钛及钛合金来说，缝隙腐蚀是最应关注的腐蚀现象。介质中，氧气浓度增加，缝隙腐蚀量增加；PH值减小，阳极溶解速度增加，缝隙腐蚀量也增加；活性阴离子的浓度增加，

8、缝隙腐蚀敏感性升高。但是，某些含氧阴离子的增加会减小缝隙腐蚀量.1.3 应力腐蚀材料在特定的腐蚀介质中和在静拉伸应力（包括外加载荷、热应力、冷加工、热加工、焊接等所引起的残余应力，以及裂缝锈蚀产物的楔入应力等）下，所出现的低于强度极限的脆性开裂现象，称为应力腐蚀开裂.金属腐蚀应力腐蚀开裂是先在金属的腐蚀敏感部位形成微小凹坑，产生细长的裂缝，且裂缝扩展很快，能在短时间内发生严重的破坏。应力腐蚀开裂在石油、化工腐蚀失效类型中所占比例最高，可达50%.应力腐蚀的产生有两个基本条件：一是材料对介质具有一定的应力腐蚀开裂敏感性；二是存在足够高的拉应力。导致应力腐蚀开裂的应力可以来自工作应力，也可以来自制

9、造过程中产生的残余应力。据统计，在应力腐蚀开裂事故中，由残余应力所引起的占80%以上，而由工作应力引起的则不足20%.|应力腐蚀过程一般可分为三个阶段。第一阶段为孕育期，在这一阶段内，因腐蚀过程局部化和拉应力作用的结果，使裂纹生核；第二阶段为腐蚀裂纹发展时期，当裂纹生核后，在腐蚀介质和金属中拉应力的共同作用下，裂纹扩展；第三阶段中，由于拉应力的局部集中，裂纹急剧生长导致零件的破坏.在发生应力腐蚀破裂时，并不发生明显的均匀腐蚀，甚至腐蚀产物极少，有时肉眼也难以发现，因此，应力腐蚀是一种非常危险的破坏.一般来说，介质中氯化物浓度的增加，会缩短应力腐蚀开裂所需的时间。不同氯化物的腐蚀作用是按Mg2+

10、、Fe3+、Ca2+、Na1+、Li1+等离子的顺序递减的。发生应力腐蚀的温度一般在50300之间.防止应力腐蚀应从减少腐蚀和消除拉应力两方面来采取措施。主要是：一要尽量避免使用对应力腐蚀敏感的材料；二在设计设备结构时要力求合理，尽量减少应力集中和积存腐蚀介质；三在加工制造设备时，要注意消除残余应力.1.4 腐蚀疲劳腐蚀疲劳是在腐蚀介质与循环应力的联合作用下产生的。这种由于腐蚀介质而引起的抗腐蚀疲劳性能的降低，称为腐蚀疲劳。疲劳破坏的应力值低于屈服点，在一定的临界循环应力值（疲劳极限或称疲劳寿命）以上时，才会发生疲劳破坏。而腐蚀疲劳却可能在很低的应力条件下就发生破断，因而它是很危险的.影响材料

11、腐蚀疲劳的因素主要有应力交变速度、介质温度、介质成分、材料尺寸、加工和热处理等。增加载荷循环速度、降低介质的PH值或升高介质的温度，都会使腐蚀疲劳强度下降。材料表面的损伤或较低的粗糙度所产生的应力集中，会使疲劳极限下降，从而也会降低疲劳强度.1.5 晶间腐蚀晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。受这种腐蚀的设备或零件，有时从外表看仍是完好光亮，但由于晶金属腐蚀粒之间的结合力被破坏，材料几乎丧失了强度，严重者会失去金属声音，轻轻敲击便成为粉末.据统计，在石油、化工设备腐蚀失效事故中，晶间腐蚀约占4%9%，主要发生在用轧材焊接

12、的容器及热交换器上.一般认为，晶界合金元素的贫化是产生晶间腐蚀的主要原因。通过提高材料的纯度，去除碳、氮、磷和硅等有害微量元素或加入少量稳定化元素（钛、铌），以控制晶界上析出的碳化物及采用适当的热处理制度和适当的加工工艺，可防止晶间腐蚀的产生.1.6 均匀腐蚀均匀腐蚀是指在与环境接触的整个金属表面上几乎以相同速度进行的腐蚀。在应用耐蚀材料时，应以抗均匀腐蚀作为主要的耐蚀性能依据，在特殊情况下才考虑某些抗局部腐蚀的性能.1.7 磨损腐蚀（冲蚀）由磨损和腐蚀联合作用而产生的材料破坏过程叫磨损腐蚀。磨损腐蚀可发生在高速流动的金属腐蚀流体管道及载有悬浮摩擦颗粒金属腐蚀流体的泵、管道等处。有的过流部件，

13、如高压减压阀中的阀瓣（头）和阀座、离心泵的叶轮、风机中的叶片等，在这些部位腐蚀介质的相对流动速度很高，使钝化型耐蚀金属材料表面的钝化膜，因受到过分的机械冲刷作用而不易恢复，腐蚀率会明显加剧，如果腐蚀介质中存在着固相颗粒，会大大加剧磨损腐蚀.1.8 氢脆;金属材料特别是钛材一旦吸氢，就会析出脆性氢化物，使机械强度劣化。在腐蚀介质中，金属因腐蚀反应析出的氢及制造过程中吸收的氢，是金属中氢的主要来源。金属的表面状态对吸氢有明显的影响，研究表明，钛材的研磨表面吸氢量最多，其次为原始表面，而真空退火和酸洗表面最难吸氢。钛材在大气中氧化处理能有效防止吸氢腐蚀是金属和周围的环境起化学或电化学反应而导致的破坏

14、性侵蚀。国际标准化组织ISO 60441999和我国国标GB/T10123将腐蚀定义为“金属与环境间的物理作用-化学相互作用，其结果是使金属性能发生变化，导致金属、环境及其构成的技术体系功能受到损伤”。广义的腐蚀是指材料与环境间发生的化学或电化学相互作用而导致材料功能受到损伤的现象；狭义的腐蚀是指金属的腐蚀。其本质是金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。2、油气管道防腐蚀的意义石油天然气工业是遭受腐蚀破坏严重的行业之一，隋着石油开发进入中后期，采出液综合含水率逐步上升，并且由于开采出来的液矿化度高，氯离子含量大、且还含有二氧化碳、硫化氢、溶解氧、泥沙和硫酸

15、盐还原菌等微生物，加上高温、高压、流速以及流态变化等的相互作用，对油气管线、设备等造成严重的腐蚀，再加上土壤、杂散电流、微生物等对埋地管道造成的外腐蚀，油气管道腐蚀问题遍及油气开采、储运、炼化等油气田生产的各个环节，已成为制约油气田安全生产与降低成本、增加效益的重要因素之一。3、油气金属管道腐蚀的分类和类型3.1油气金属管道腐蚀的分类由于油气管道腐蚀的现象与机理比较复杂，故腐蚀分类方法也比较多。常用的分类方法如下：1.按照腐蚀环境分类，可分为化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀等。2.根据腐蚀过程的特点和机理分类，可分为如下的化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。化学腐蚀：金属管道与非电解质直

16、接发送纯化学作用而遭受破坏，叫做化学腐蚀。其特点是反应过程中没有电流产生，单纯化学腐蚀的过程是非常少的。化学腐蚀有以下两种：1）气体腐蚀 金属管道在干燥的气体中，表面上没有湿气冷凝的腐蚀叫做气体腐蚀。2）非电解质溶解中的腐蚀 金属管道在不导电的非电解质溶液中的腐蚀。电化学腐蚀：金属管道与介质发生反应过程中有电流产生而引起的腐蚀，叫做电化学腐蚀。其腐蚀反应有一个阳极反应和一个阴极反应。电化学腐蚀是最普遍和常见的腐蚀，金属在各种化学介质、大气、海水中的腐蚀皆属此类。物理腐蚀：金属由于单纯的物理溶解作用而引起的腐蚀，叫做物理腐蚀。如许多金属在高温熔盐、熔碱及液态金属中可发生物理腐蚀。3.2油气金属管

17、道腐蚀的破坏形式按照腐蚀破坏形式，有均匀腐蚀和局部腐蚀两大类。(1)均匀腐蚀 整个金属管道表面均匀地发生腐蚀，均匀腐蚀一般危险性较个。(2)局部腐蚀 整个金属管道仅局限于一定的区域腐蚀，而其他部位则几乎未被腐蚀，局部腐蚀可分为如下类型。小孔腐蚀 又称点蚀，在金属管道某些部位，被腐蚀成一些小而深的孔，严重时发生穿孔。斑点腐浊 腐蚀形态像魔点一样分布在金属管道表面上，所占面积较大，但不深。电偶腐浊 两种不同电极电位的金属相接触，在一定的介质中发生的电化学腐蚀。应力席浊破裂 金属材料在拉应力和介质的共同作用下所引起的腐蚀破裂，英文缩写为SCC。晶间腐浊 腐蚀发生在金属晶体的边缘上，晶粒间的结合力减小

18、，内部组织变得很松弛，从而机械强度大大降低。选择性腐蚀 多元合金中的某一组分，由于腐蚀优先溶解到溶液中去，从而造成其他组分富集在合金表面上。氢脆 金属在某些介质溶液中，因腐蚀或其他原因而产生的氢原子渗入金属内部，使金属变脆，并在应力的作用下发生脆裂。磨损腐蚀 介质运动速度大或介质与金属管道相对运动速度大，而使金属管道局部表面遭受严重的腐蚀损坏的一种腐蚀形式。细菌席蚀 指在细菌繁殖活动参与下发生的腐蚀。除上述腐蚀类型外，还有缝隙腐蚀、穿晶腐蚀、垢下腐蚀、微振腐蚀、浓差电池腐蚀、丝状腐蚀等。4、油气管道腐蚀的检测技术4.1油气管道外防腐层检测技术1.电位分布与电位梯度法 电位梯度法在国际上通常被称

19、为皮尔逊检测法(PearsonSurvey)。其基本原理是：当用一个信号发射机把特定频率的交流信号通过导线施加在金属管道上时，这种特定频率的交流信号就会沿管道向前传播，并在无穷远处与发射机的地线形成回路。如果管道的外防腐层完好，由于管道电阻的原因，管道中交流信号是沿程均匀衰减的；如果管道的外防腐层有破损或绝缘不好，在外防腐层破损点便会有电流泄漏入土壤中，这样如果沿程测量管道中的电流信号，在破损点附近，就会有一个管中电流的陡降；同时在管道破损点和土壤之间也会形成电压差，且在接近破损点的部位电压差最大，用仪器在埋设管道的地面上可检测到这种电流或电位异常，即可发现管道外防腐层破损点。 该方法主要用来

20、查找防腐层的破损点，严格地说是查找“漏铁”部位。它不能对包裹层的绝缘性能进行分级评价，但与其他方法共同使用可得到较好的检测效果。该方法效率高，成本低，操作简便，实地标定防腐层破损点的位置，不需要进行繁琐的计算工作。此类方法基于“点电流源”的电位的分布理论，无论交流或直流，电位分布于介质的均匀程度密切相关，因此，管道周围土壤电阻率变化，特别是管沟回填土不均匀最容易造成假异常，也就是假“变向点”。当发现“变向点”时，如果再利用“磁场分布法”予以验核，可以排除大部分异常。电位、电场的分布受地貌、地形的影响，当破损缺陷处的埋深，接地电极间距的尺寸大小与地貌、地形的变化幅度相当时，电位、电场的分布状态与

21、数值都会收到畸变，影响破损、缺陷点的精确定位。特别指出的是，皮尔逊检测是一种检测方法和基本原理，不是具体的某种设备，把基于以上原理的检测设备与一种检测方法混为一谈是不恰当的。皮尔逊检测法最大的特点是向管道施加特定频率的交流信号，然后在防腐层破损点检测到电流或者电压的异常。 基于以上原理，不同的厂家开发出各具特色的产品，这些产品的区别主要在于采用的信号频率不同和接收天线数目和布局不同，目前主流的检测设备有以下两种。 C-扫描设备 该设备接收机采用5根垂直阵列天线，提高了管道定位精度，具有自动识别干扰信号并提示的能力。C-扫描采用的交流信号是单一的937.5Hz交流信号。 该设备能够方便地确定被测

22、管道位置或防腐层缺陷位置。在测试过程中自动记录、处理和储存检测数据，现场显示各种检测曲线，可现场评判防腐层性能，并具备数据结果存储和进一步分析评价的能力。其缺点是设备价格昂贵，稍高的信号频率易受外界电磁杂波的干扰，并且一旦受到干扰，由于设备只有一种频率，很难避开干扰。另外，C-扫描没有测量破损点电压异常的附件。 管中电流法测绘设备 管中电流法测绘设备(PipeCurrentMapping，PCM)的最大特点是施加“准直流”的4Hz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有128/640Hz的定位信号。接收机天线采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定

23、位。PCM能够通过A字架测量破损点的跨步电压(SetVoltage)异常。PCM具有数据存储功能，数据可以用国内开发出的相应评价软件分析。PCM具有较大的市场占有率。PCM的缺点是发射机不带电源，在野外操作不方便。 与PCM类似的产品还有德国FerrophonEL/G1设备。其最大的特点是接收机能够直接接收阴极保护的信号，因此对有阴极保护的管道定位十分方便。它把1.1kHz交流信号作为防腐层破损检测的测绘信号，并有42/10kHz的定位信号，接收机天线也是采用经典的双水平天线和单竖直天线，既可按峰值(双水平天线)也可按零值(单竖直天线)定位。它也能够通过A字架测量破损点的跨步电压异常。其优点是

24、价格低，缺点是数据不能存储。 基于皮尔逊检测法的设备，由于接收机轻便，检测速度较快，自带信号发射机，可以检测没有阴极保护(CP)的管道，因此目前国内仍较普遍使用，受现场检测人员的欢迎。但是这些设备使用局限性也很大：操作者的经验技能特别重要，没有现场经验的人不易查找到涂层缺陷的位置，或者是常给出不存在的缺陷信息；很难指示涂层剥离但管道不漏铁的破损点；不能指示CP效率，易受地电场干扰。 2直流电压梯度法 直流电压梯度法(DCVG)是由JohnMulvaney在澳大利亚首先提出，最初应用在通信电缆外护套破损的确定，而后广泛地应用在埋地钢管外防腐层破损的直接检测和评价领域，至今已经有逾30a历史。其基

25、本原理是当把一个直流信号(比如阴极保护信号)施加到带防腐层的管道上，就能在管道的防腐层破损点裸露的管体和大地之间，由于土壤的电阻作用，建立起电压梯度，即土壤的电压降U。依据土壤的电压降占管道对地电压的百分比来计算涂层缺陷的大小和破损点的严重程度，越靠近管道的破损点电压的梯度越大，流失的电流也越大。其判断标准为：小破损点：(015)U；中破损点：(16一35)U；大破损点：(36100)U。 依据此原理，直流电压梯度法使用高灵敏度的电压表头在管道防腐层破损点上方的地面上测量两个铜/硫酸铜半电池电极的电位差。如果在一个电压降之内两个电极有一段距离(12m)，一个半电池电位比另一个电位要高，这样就可

26、以确定电位梯度的大小和电流的方向。 为了更容易区分管道上其他直流信号，如长线电池、杂散电流以及其他阴极保护系统，应用直流电压梯度法测量时，要通过特殊设计的中断器，以1/3S(开)和2/3S(关)的比例，向管道施加一种不对称的直流信号。这种直流信号可以从现有的阴极保护系统起点的变压整流器(T/R)上注入。如果管道不带阴极保护，则可以在管道的测试中，用电池或直流发电机临时建立这种系统。 测量时把一个电极探头放在管道正上方，另一个探头放在管道的一侧，两探头相隔12m，沿管道走向每隔一定的距离测量一组数据。如果测量到离防腐层破损点足够近，就可以检测到直流电压梯度，并且越接近破损点，高灵敏度的表头对开/

27、关(ON/OFF)脉冲电流反应越强烈，越过最强点后，电压降逐渐减少，退回以不同的角度重做圆形探测，两个电极探头电位平衡点之间中点就是破损点中心。 DCVG法对于准确确定破损点位置和破损的程度非常有效，但要全面掌握管道的腐蚀情况，还要用CIPS法对管道阴极保护状态进行测量。3磁场分布法从原理上讲，如果管道沿线周围没有磁铁性回填物质，磁场分布法不受土壤介质不均匀的影响，而且观测时不用接地，这是磁场分布法的一大优势。但是这种方法很容易受到管道埋深的程度变化的影响。在其他各种条件不变的情况下，破损、缺陷点的埋深越大，其磁场值就越小。与电位，电场法相比，不同的是利用水平磁场区分两个破损点时，要求它们的间

28、距要大于其埋深程度的两倍才可能被区分出来，而且观测点的位置也要适当。这种方法的检测效果很依赖于观测点距，而观测的曲线的形状受到观测点距选择的影响。如果观测点不在破损、缺陷点的正上方，那么点距变大时异常幅度会变小且特征模糊不清晰。点距如果过大时，异常部位的特征会消失，影响到精确的定位。对于磁场分布法来说，埋深变化的影响往往造成磁场曲线的严重畸变，更甚者会出现假异常现象。在实际工作中，管道的破损点以及缺陷点的埋深变化是很常见的，所以这种方法并不常用。但，在接地条件非常差或者土壤的电阻率变化比较大时，磁场分步法的运用就很实际。在管道的探测与检测范畴内，电磁的干扰很难避免，因此，需要选择抗干扰能力比较

29、强的检测仪器，如RD-PCM、C-SCAN等都可以运用于磁场分布法。4.2管道内腐蚀检测技术管道发生腐蚀后，通常表现为管道的管壁变薄，出现局部的凹坑和麻点。管道内腐蚀检测技术主要针对管壁的变化来进行测量和分析。目前，内腐蚀检测存在的方法主要有加水试压、红外热像以及智能清管检测等。智能清管内腐蚀检测通过向管线内发射智能清管装置来完成，该装置附有传感系统，用以测量管壁缺陷，同时还有数据存储装置。通过对管路沿线内部腐蚀状态进行扫描，将相关信息记录下来，在管线末端，取出清管装置后，通过相应的处理软件即可判断管线腐蚀的位置及腐蚀程度。目前，国内外使用较为广泛的管路腐蚀检测方法是漏磁通法和超声波检测法。漏

30、磁检测器工作原理漏磁式管道腐蚀检测设备的工作原理是利用自身携带的磁铁，在管壁全圆周上产生一个纵向磁回路场。如果管壁没有缺陷，则磁力线囿于管壁之内，均匀分布。如果管内壁或外壁有缺陷，则磁通路变窄，磁力线发生变形，部分磁力线还将穿出管壁之外而产生所谓漏磁。、漏磁场被位于两磁极之间的、紧贴管壁的探头检测到，并产生相应的感应信号，这些信号经过滤波、放大、模数转换等处理后被记录到检测器的存储器中。检测完成后，通过专用软件对数据进行回放处理、进行数据分析、识别判断，最后输出检测结果报告。超声波检测器工作原理超声波检测技术是利用超声波匀速传遍且可在金属表面发生部分发射的特性，来进行管道探伤检测的。它通过电子

31、装置，发送出超声波的高频（大于20kHz）脉冲，射到管壁上、发射回的超声波，再通过传感器（探头）接受回来，经过信号放大，显示出来波形。由于不同部位处反射到探头上的距离不同，因而超声波返回的时间也不同。检测器的数据处理单元便可通过计算探头接收到的两组反射波的时间差乘以超声波传播的速度，得出管道的实际壁厚。这样，即可按照时间差显出的波形，根据标定，测量出管壁厚度或缺陷以及腐蚀尺寸等。4.3油气埋地管道管体腐蚀不开挖地面检测技术埋地管道管体腐蚀不开挖地面监测技术有好几种，这里只例举其中两种来说明。金属蚀失量评价法1） 原理概述管道金属失量评价法就是利用TEM（瞬变电磁）检测评价埋地管道的剩余管壁厚度

32、。方法的核心问题有两个：一是采用高灵敏度、高稳定性、高抗干扰性能力的瞬变电磁仪检测管道的综合物理特性所发生的微小变化；二是利用不同目标体的瞬变响应应具有时间可分性的特点来识别并研究被测管段的腐蚀程度。2） 仪器和软件金属蚀失量检测技术目前是利用冶金物探研究院李永年教授研制的GBH-I管壁厚度测试系统仪器采集数据，具有灵敏度高、抗干扰性强等优点。同时自主开发的管道腐蚀检测数据处理专用软件FUSHI2.2，集数据存储、处理、分析、图示于一体，功能齐全、界面友好、操作简便。长距超声导波反射法长距超声导波反射检测方法的基本原理是：沿管道环向360度安置阵列式超声波发-收组件，激发某一频率的超声导波使其

33、沿着管道向两端传遍，导波的截止频率与管径、壁厚、材质以及管内、外介质的传播特性相关。在传播过程中，如果遇到焊缝、蚀坑或蚀孔、裂纹、变形、积垢等，超声波就会反射回来被接收并记录。通过专用软件分析，容易区分出焊缝的响应。其余有用信息就可以被展开图示成可直接辨识的各种图像，以便对管体的腐蚀状况作出评估。长距超声导波反射检测方法目前在空气中可检测的最大距离是150m；当管中充满水介质时最大可检测距离为100m；对有石油沥青防腐层的直埋管道的检测距离大约50m。信号的加载和接收需要直接接触管体，而且还要在探头与管体之间均匀涂抹耦合剂。虽然该方法检测距离有限而且成本较高，但在管道穿越地段使用还是有其优越性

34、的。5、油气管道腐蚀的防护技术5.1涂层防腐蚀技术管道外部覆盖层，亦称防腐绝缘层(简称防腐层)。将防腐层材料均匀致密地涂敷在经除锈的管道外表面上，使其与腐蚀介质隔离，达到管道外防腐的目的。对管道外防腐层的基本要求是：与金属有良好的粘结性；电绝缘性能好；防水及化学稳定性好；有足够的机械强度和韧性；耐热和抗低温脆性；耐阴极剥离性能好；抗微生物腐蚀；破损后易修复，并要求廉价和便于施工。现有的防腐层材料，如石油沥青、煤焦油瓷漆、溶结环氧粉末(FBE)、三层PE复合结构等。(1)石油沥青：属于热塑性材料，低温时硬而脆，随温度升高变成可塑状态，升高至软化点以上则有可流动性，发生沥青流淌现象；沥青的密度在1

35、01104era之间；石油沥青覆盖层根茎穿透性能差，不耐微生物腐蚀。为了改石油沥青的性能，我国开发了改性石油沥青热烤缠带的新产品。改性的沥青可提高软化 和抗植物根的穿透力，在韧性、抗渗水性等各项指标上也均有提高。(2)煤焦油瓷漆：煤焦油瓷漆比石油沥青吸水率低，粘结性优于石油沥青，抗植物根茎穿透和耐微生物腐蚀切电绝缘性能能好，它的使用寿命可达6O年以上。煤焦油防腐层对温度比较敏感，施工熬制和浇涂得过程中容易逸出有害物质对环境和人体健康有影响，施工时应严格按照标准执行。国外使用已有70多年历史，近年来因受环保的限制逐渐被其他覆盖层代替。(3)溶结环氧fI(FBE)FBE防腐层硬而薄，与钢管的粘结力强，机械性能好，具有有意的耐腐蚀性能，其使用温度可达_6OIO0C范围，适用于温差较大的地段，特别是耐土壤应力和阴极剥离性能最好。但由于FBE层较薄，对损伤的抵抗力差，对除锈等施工质量要求严格。美国的大直径的新建管道FBE是首选涂料，占各类防腐层用量的第一。我国从l985年开始广泛使用FBE涂料。(4)三