石油腐蝕檢測

一、定義、分類、危害

1、定義：金屬與腐蝕性介質(zhì)發(fā)生化學或電化學作用所引起的金屬表面破壞的現(xiàn)象，即材料由于環(huán)境的作用而引起的破壞或變質(zhì)。

2、分類

1）按性質(zhì)分：高溫氧化、電化學腐蝕；

2）按范圍和原因分：

①全面腐蝕（17.8%）；

② 點腐蝕（25%）；

③ 縫隙腐蝕（2.2%）；

④ 晶間腐蝕（11.5%）；

⑤ 選擇腐蝕（2%）；

⑥ 應(yīng)力腐蝕（38%）；

⑦ 疲勞腐蝕、磨損腐蝕等（13.5%）。

3．危害

1）給國民經(jīng)濟帶來巨大損失，占2 - 4%；

2）危及人身安全，燃爆、機構(gòu)打擊；

3）耗竭寶貴資源和能源，金屬年產(chǎn)量的10 - 40%；

4）引起嚴重的環(huán)境污染；

5）阻礙高科技的正常發(fā)展。

 

二、腐蝕檢測的目的

1．確定設(shè)備的使用，檢修或更換的時間；

2．防止設(shè)備因腐蝕造成的事故；

3．提高現(xiàn)有防腐措施的效果；

4．選定新的合理的防腐措施；

 

三、腐蝕現(xiàn)象的表示方法

油氣田設(shè)備腐蝕現(xiàn)象可根據(jù)腐蝕形態(tài)、腐蝕范圍和腐蝕程度等情況來表示：

全面腐蝕：用腐蝕速度（毫米／年）來表示；

局部腐蝕：主要是用金相分析結(jié)果和機械性能的變化來表示；

點蝕：常用點蝕度PT來表示點蝕程度，點蝕度是單位面積的點蝕數(shù) N（個／厘米²）、最大的點蝕深度 D（毫米）以及全面腐蝕的腐蝕速度共同表示。

腐蝕速度一般用下面兩種方法表達：

（1）腐蝕率：為單位面積單位時間試件的失重，通常用C表示。

（2）侵蝕度：為單位時間內(nèi)試件表面的腐蝕深度，通常用W表示。

    侵蝕度與腐蝕率的關(guān)系為：

                        W =  C ／  d    

式中：d — 金屬的密度。

腐蝕率 C一般用克／米² 、小時表示；侵蝕度W一般用毫米／年表示。

           

四、腐蝕檢測方法及特點

1、直接觀察和測定設(shè)備的腐蝕情況

1）表觀檢查法

初步確定腐蝕形態(tài)、類型、程度，以及設(shè)備的重點腐蝕部位，初步確定腐蝕原因。

2）金相分析法：確定腐蝕類型。

3）探傷法：確定細微缺陷。

  優(yōu)點：工具設(shè)備簡單、全面、可靠；

  缺點：只能在停工或設(shè)備檢修時進行，不能實時監(jiān)控。

2、測厚法（非破壞性）

（1）超聲波法：；

 

（2）電阻法：=；

 

 

（3）渦流法：；

 

（4）射線法：。

其中，電阻法和渦流法因電流、渦電流的穿透力很弱，只能檢測表面腐蝕，且受溫度影響大。

測厚法特點：

① 能直接測定運轉(zhuǎn)設(shè)備腐蝕情況；

② 確定腐蝕速度，預(yù)測設(shè)備使用壽命；

③ 精度較高，誤差為±0.1mm。

3、化學分析方法

（1）用化學分析法分析與腐蝕有關(guān)物質(zhì)，大致估計設(shè)備的腐蝕情況；

（2）特點：簡便、易行，但只能作定性分析，精度一般。

4、腐蝕探針法：

（1） 電阻探針

ΔR ∝1/ΔS，ΔS—截面積變化；

l 條狀試樣的侵蝕度W：

l 棒狀試樣的侵蝕度W：

（2）極化探針

腐蝕速度U ∝ΔE（腐蝕電勢）/ΔI（微電流）；

 

（3）氫探針

腐蝕速度U ∝ΔP（氫至壓力）。

特點：①可靈敏、快速、連續(xù)地測定設(shè)備的腐蝕情況，；

 ②操作簡便，讀數(shù)容易，能給操作者直接提供腐蝕情況，

是一種經(jīng)濟有效的方法；

 ③易實現(xiàn)實時監(jiān)控，且與自動控制系統(tǒng)聯(lián)鎖；

 ④但需在設(shè)備上設(shè)置安裝接頭和接口。

5、各種智能檢測爬行機

特點：全面、精確、但費用高。

1）漏磁通法

（1）結(jié)構(gòu)：

 

 

（2）工作原理：腐蝕    漏磁通    霍爾傳感器    霍爾電勢

（3）特點：

① 適合于中小型管道；

② 檢測的管壁不能太厚，干擾因素多，空間分辨力低；對平滑

嚴重的缺陷的靈敏度低；材料雜質(zhì)會出現(xiàn)虛假數(shù)據(jù)。

 

2）超聲波檢測法

（1）結(jié)構(gòu)：

第一部分：驅(qū)動節(jié)：電池、跟蹤信號發(fā)射機和標記信號的接收機

   、里程輪；

第二部分：數(shù)據(jù)記錄儀器節(jié)（磁卡機和大容量磁帶）對數(shù)據(jù)進行傳輸、壓縮、記錄；

第三部分：電子儀器節(jié)和探頭架組成。

（2）工作原理

根據(jù)超聲波發(fā)射至接收的時間波形，確定管道的腐蝕和變形情況。

①根據(jù)d₂的變化 → d₂減小→管壁受蝕→確定缺陷深度→位置；

②根據(jù)d₁的變化 → 判斷內(nèi)外壁腐蝕和變形。

（3）特點：

①原理簡單；精度高（軸向判別精度可達3.3mm；圓周方向分辨粗度可達8mm）；

②檢測管道的直徑為159~1504mm；行程50~200km、速度2m/s；

③對材料的敏感性小；不受材料雜質(zhì)的影響；

④數(shù)據(jù)簡單準確，且無需校驗；

⑤能檢測管道的應(yīng)力腐蝕破裂和管壁內(nèi)的缺陷；

⑥但超聲波在空氣中衰減很快，檢測時一般要有聲波的傳播介質(zhì)，如油與水。

 

 

6、RD—PCM電流測繪系統(tǒng)

（1）確定防腐涂層破損定位；

（2）系統(tǒng)的組成部分：

信號發(fā)射機：4、128、640Hz；攜式接收機；探測器。

（3）工作原理：

沿管線布置幾十或上百個探測器；攜式接收機能準確探測到由信號發(fā)射機發(fā)出的不同頻率、不同功率的電流信號的變化，繪制出電流與距離的關(guān)系曲線，根據(jù)電流變化梯度大小，確定防腐涂層破損情況和位置。

當防腐涂層無破損：電流衰減量小；

當防腐涂層有破損：電流衰減量大，且破損處有顯明的梯度變化。