□鄭立彬/四川仁智石化科技有限責(zé)任公司

　　天然氣中水形成的水合物及部分雜質(zhì)集結(jié)在設(shè)備和管道中，易于結(jié)垢堵塞管道和設(shè)備，且由于從地下開(kāi)采出的天然氣中所含的水一般是礦化水且含有溶解氧，易在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)備或管道表面形成水膜，對(duì)設(shè)備和管道也具有一定的腐蝕性，易使其設(shè)備和管道發(fā)生局部的電化學(xué)腐蝕而且又不易發(fā)覺(jué)，甚至因此而穿孔造成氣體泄漏事故，在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸氣管道內(nèi)壁的腐蝕狀況，本文對(duì)西南分公司川北采輸處雙龍站管道內(nèi)腐蝕速度進(jìn)行了有效評(píng)價(jià)和監(jiān)測(cè)。

多種在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)

　　目前，在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)包括線性極化電阻法（LPR）、電阻法（ER）、滲氫監(jiān)測(cè)法、線性極化法、失重法（COU-PON）等。

電阻法

　　在腐蝕性介質(zhì)中，作為測(cè)量元件的金屬絲被腐蝕后，金屬絲長(zhǎng)度不變、直徑減小，電阻增大，通過(guò)測(cè)試電阻的變化來(lái)?yè)Q算出金屬絲的腐蝕減薄量。當(dāng)所用金屬絲的材質(zhì)與所測(cè)量的設(shè)備材質(zhì)相同時(shí)，就可用金屬絲的腐蝕率近似地代表設(shè)備的腐蝕率。基本測(cè)量原理為，屬材料在某一溫度下電阻值即：R=ρ×L/S（ρ為材料的電阻率L、為材料的長(zhǎng)度S、為材料的截面積）。據(jù)此，長(zhǎng)度一定的金屬材料在腐蝕減薄后其截面積減少，電阻值增大，我們只要測(cè)得其電阻的變化值，即可算出其減薄量。由于金屬材料電阻率是隨溫度變化的，為避免因介質(zhì)溫度變化引起的測(cè)量誤差，在探頭桿內(nèi)置入溫度補(bǔ)償元件，并與測(cè)量元件串連在電路中，溫度的影響可完全消除。在測(cè)量時(shí)利用腐蝕前和腐蝕后被測(cè)量元件與溫度補(bǔ)償元件電阻比值來(lái)推算腐蝕減薄量，也可以把腐蝕前和腐蝕后的電阻比值看成是第一次測(cè)量和第二測(cè)量的電阻比值。

滲氫監(jiān)測(cè)法

　　在酸性環(huán)境中，腐蝕的產(chǎn)生往往伴隨有原子氫，當(dāng)陰極反應(yīng)是析氫反應(yīng)時(shí)，可以用這個(gè)現(xiàn)象來(lái)測(cè)量腐蝕速度。此外，陰極反應(yīng)產(chǎn)生的氫本身能引起生產(chǎn)設(shè)備的破壞，析氫產(chǎn)生的問(wèn)題包括氫脆、應(yīng)力破裂和氫鼓泡，在集輸管線以及某些化工過(guò)程裝置會(huì)發(fā)生這類(lèi)問(wèn)題，這三種破壞都是由于鋼構(gòu)件吸收了腐蝕產(chǎn)生的原子氫或在高溫下吸收了工藝介質(zhì)中的氫原子。氫監(jiān)測(cè)所測(cè)量的是生成氫的滲入傾向，從而表明結(jié)構(gòu)材料的危險(xiǎn)趨勢(shì)。

常見(jiàn)的氫探針是金屬棒，其中心鉆有一個(gè)小而深的孔，把這個(gè)金屬棒插入設(shè)備中，氫原子滲過(guò)金屬棒壁，進(jìn)入圓形空間，在這里形成氫分子，連接在這個(gè)圓形空間的壓力表反映了此空間的氫氣壓力變化情況，氫氣壓力變化速度反映了材料對(duì)滲氫的敏感性和腐蝕反應(yīng)的劇烈程度。

線性極化法
　　
　　線性極化法是根據(jù)腐蝕電化學(xué)原理而發(fā)展起來(lái)的一種測(cè)量金屬腐蝕速度的方法。通過(guò)在探針電極加載一低電壓，使探針的電極電位發(fā)生偏移，測(cè)量其電流而計(jì)算腐蝕速度。此方法和電阻法類(lèi)似，也需將所測(cè)定的金屬制成電極探頭，裝入設(shè)備內(nèi)，而且只適合于在電解液中發(fā)生電化學(xué)腐蝕的場(chǎng)合，基本上還只能測(cè)定全面腐蝕，但它能測(cè)定瞬時(shí)腐蝕速度，較其他方法更有效。

　　　　　　　　　　　　圖１　電感探針測(cè)量原理示意圖

　　　　　　　　　　　　圖２　４１＃＼４３＃＼４７＃ 管線分離器出口

　　　　　　　　　　　　　圖３　管匯處
電感探針

　　圖1為電磁感應(yīng)測(cè)量原理圖，當(dāng)交流信號(hào)加至線圈兩端時(shí)，在線圈周?chē)�就�?huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng)。而置于其中的金屬導(dǎo)磁材料就會(huì)影響磁場(chǎng)強(qiáng)度，間接影響線圈電感量?L。金屬試樣厚度及材質(zhì)不同，對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度影響也不同，帶來(lái)的線圈電感量?L也不同。

　　所以，將金屬試片置于測(cè)試線圈所產(chǎn)

序號(hào)監(jiān)測(cè)位置儀器的選用141#、43#、47#管線分離器出口電感探針、掛片2匯管處電感探針、掛片表1監(jiān)測(cè)位置和儀器的選用圖1電感探針測(cè)量原理示意圖圖2 41#、43#、47#管線分離器出口圖3匯管處

生的磁場(chǎng)中，當(dāng)金屬試片腐蝕減薄時(shí)，會(huì)影響測(cè)試線圈的等效電感及感抗，通過(guò)檢測(cè)電感變化量?L，就可推算出金屬試片的腐蝕減薄量。

腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)在雙龍站的應(yīng)用

　　監(jiān)測(cè)位置和儀器的選用見(jiàn)表1。

腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及分析

　　對(duì)雙龍站管線進(jìn)行了半年的腐蝕監(jiān)測(cè)，部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖2、圖3，腐蝕速率在0.00242～0.00512mm/a之間，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

腐蝕掛片數(shù)據(jù)

　　在41#、43#、47#管線分離器出口和匯管處分別進(jìn)行了掛片，腐蝕速率如表2。

　　天然氣經(jīng)過(guò)脫水處理后，水含量已經(jīng)降到相當(dāng)?shù)偷某潭龋�天然氣中各種腐蝕性組分的作用與濕度和水膜形成的速度有很大關(guān)系，如果沒(méi)有水，天然氣則沒(méi)有腐蝕性。當(dāng)微量的水在試片表面形成肉眼不可見(jiàn)的水膜時(shí)，天然氣中二氧化碳、氧氣等腐蝕性組分充當(dāng)去極化劑，試樣發(fā)生電化學(xué)腐蝕。腐蝕初期試樣為新鮮表面，因此腐蝕速率相對(duì)較高，隨著腐蝕的進(jìn)行，試樣表面生成了腐蝕產(chǎn)物，產(chǎn)物逐漸堆積在試樣表面，形成產(chǎn)物膜，阻止了腐蝕的進(jìn)一步進(jìn)行，腐蝕速率變小。

　　應(yīng)用的結(jié)果顯示，采用在線腐蝕監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)管道內(nèi)腐蝕狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)更為有效和及時(shí)，而采用腐蝕掛片法對(duì)管道內(nèi)腐蝕進(jìn)行監(jiān)測(cè)，準(zhǔn)確度高但周期長(zhǎng)，具有滯后性。采用兩種方法進(jìn)行監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)基本吻合，其腐蝕速率在0.00242～0.00512 mm/a之間，為管道內(nèi)腐蝕進(jìn)行防腐蝕技術(shù)評(píng)價(jià)提供了科學(xué)的依據(jù)。