海底管道内腐蚀分析

中海油（天津） 管道工程技术有限公司 2015年6月 海底管道内腐蚀隐患分析与控制措施 目 录 管道院概况 01 海底管道内腐蚀隐患分析 02 海底管道内腐蚀控制措施 03 中海油（天津）管道工程技术有限公司（简称“管道院”）隶属于中海油还能发展股 份有限公司管道分公司，管道院是由总公司批准、海油发展全资成立的独立法人单位，批 准成立日期是2011年2月。 公司定位：打造专业技术服务团队。开展油气管线智能管理、过程质量控制监督、管 道安全运维管理、腐蚀与防护一体化、失效分析等工作。 管道院概况 基本情况 现有员工65人，中级以上职称人员22人（其中高级工程师7人），硕士以上15人，本 科以上员工占62,包括海油发展专家2名，另聘请行业内专家17名，其中包括一名工程 院院士。拥有各类国际、国家和行业级执业资格证书77人次。 人员情况 管道院概况 Ø 国家质检总局设备监理甲级资质； Ø 检测实验室国家认可实验室（CNAS）资质； Ø 检测实验室国家法定计量认证（CMA）资质； Ø 中国机械工程学会失效分析分会网点单位资质。 已有资质 规划资质 Ø设备监理单位国家甲级资质； Ø国家压力管道元件制造许可和型式试验授权检测机构。 公司资质 管道院概况 具备板材、管材、焊接结构的常规理化性能（强度、韧性、化学成分、金相组织） 、落锤试验、钢管水压爆破试验、钢管涂层检测评价等检验能力，可为油气管道、海洋 结构提供产品抽检、委托检验、仲裁试验等质量控制服务。 管道院是海油系统内唯一具有双重实验室认证认可资质的石油管材类第三 方检测机构,具有在石油管材、板材领域依法“向社会出具具有证明作用数据 和结果”资格。 检 测 CNAS L5941 CMA计量认证 公司资质 管道院概况 检测中心共有7个实验室，目前建成4个实验室，3个实验室正在建设中。现有 实验仪器480台/套，其中关键进口设备50台，设备能力和状况国际一流；设备总值 2400万。 实验中心 管道院概况 5.万能试验机3. 金相显微镜 2.光谱分析仪 1.夏比冲击试验机 4. 硬度计 设备情况 实验仪器480台/套，其中关键进口设备48台，设备能力和状况国际一流。 管道院概况 9 管道技术研发 Ø 高性能石油管材应用技术研发； Ø 深水管道用管材技术研发； Ø 深水管道和装备涂敷技术研发； Ø 管道检测与评价技术研究。 设备设施质量控制 Ø 海管、海缆及平台施工过程质量监督服务 Ø 设备设施及压力容器驻厂监造； Ø 海管海缆三维可视化信息平台建设及应用维护； 管道院概况 管道院主要技术业务 海底管道运行维护 Ø 管道失效分析（腐蚀、断裂、变形）； Ø 海底管道剩余强度、寿命评价； Ø 海底管道弃管处理； Ø 海底管道缓蚀剂评价； 腐蚀防护一体化技术服务 Ø腐蚀监/检测产品及技术服务； Ø油气田平台导管架包覆工程 Ø海上油气田除砂一体化技术服务 Ø油气田脱碳、脱硫撬块设计、安装工程 Ø阴极保护工程 Ø综合防腐管理 管道院概况 管道院主要技术业务 目 录 管道院概况 01 海底管道内腐蚀隐患分析 02 海底管道内腐蚀控制措施 03 1、内腐蚀隐患 海底管道内腐蚀隐患分析 海底管道内腐蚀隐患分析-总体 1、油气水分析 2、工况调研 3、腐蚀结垢分析 4、流态分析 5、化学药剂评价 6、结垢产物分析 1、腐蚀挂片 2、MIC分析 3、旁路内壁结垢 4、旁路表观形貌 5、探针腐蚀速率 6、工况相似分析 7、内检测结果类比 2、总体分析 l 挂片并不能反映设施真 实腐蚀速率； l 挂片监测的是挂片悬挂 位置的腐蚀情况； l 挂片拆出后表面状况的 描述非常重要； l 挂片腐蚀速率变化需要 合理数据的变化； l 点蚀和局部腐蚀是腐蚀 控制的重点，需要通过 挂片来反映； l 挂片腐蚀速率低需要结 合其他检测指标分析管 道腐蚀隐患，挂片腐蚀 速率高，流体腐蚀性强 。 海底管道内腐蚀隐患分析-挂片 3、腐蚀挂片 井口腐蚀速率检 测结果显示：新 加入的缓蚀剂效 果不佳。 海底管道内腐蚀隐患分析-探针 4、探针检测 p 旁路式内腐蚀监测系统 p 组成：旁路式管段，传输导线，探针，微生物收集区等。 5、旁路检测 海底管道内腐蚀隐患分析-旁路 样品名称 分析项 目 分析结果 旁路式内腐 蚀检测系统 垢样分析结 果 结构分 析 FeCO3 42.0% FeS2 9.0% Fe3O4 38% HgS 11% 上部分析结果 FeCO3 43 Fe3S4 11 FeS 8 CaCO3 7 Al（OH，F）3. 0.375H2O 32% CaCO3 7% 底部分析结果 备注 本实验结果仅与收到的样品有关，另外样品中 的有机物含量未计算在内 检测点正常检测水体腐蚀速率 mm/a 粘泥和垢下腐蚀 速率mm/a 增加比例 官二联掺水0.00271.2995480.3 官22站掺水0.0060.180129.0 官9站掺水0.00480.099619.8 官4站注水0.03380.20044.9 平均0.01180.444936.6 现场试验证明：粘泥和垢下腐蚀速率较水 体本身腐蚀速率大大增加，因此控制粘泥 和结垢问题是腐蚀控制的根本。 海底管道内腐蚀隐患分析-垢下腐蚀 6、垢下腐蚀 7、微生物分析 海底管道内腐蚀隐患分析-旁路 -0.20.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.2 0 2 4 6 Log N PCO2/ MPa 实验初始菌量 实验结束时的菌量 某油田SRB室内试验：SRB在分压低于1.0MPa时，实验介质中SRB可以维持生长平 衡，菌量总数没有降低，SRB生长和死亡趋于稳定，可以说明在此过程中SRB可以形 成生物膜，且完整的生物膜具有腐蚀抑制作用，而当分压增加，SRB生长受到抑制， 介质中SRB菌量减少。另外，温度对SRB的影响非常明显，可以间歇性的使用对SRB进 行控制。 30405060708090 5.0 5.2 5.4 5.6 5.8 6.0 6.2 6.4 logN / cells mL-1 t/ (a) 0255030050050001000020000 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 腐蚀速率（ mm/a） 硫化氢含量（ ppm） 0.1MpaCO2含水率90% 0.1MpaCO2含水率60% 0.1MpaCO2含水率30% l海底管道中引入的次生 H2S气体并不是腐蚀速 率的主要因素； l含有H2S的某油田腐蚀 速率并不是随着H2S含 量升高而一直升高，其 存在拐点效应； l要高度关注接触海底管 道流体设备的开裂和环 境安全行为。 海底管道内腐蚀隐患分析-次生硫化氢混入 8、硫化氢影响 l甲醇的加入主要是防止 水合物； l但是甲醇的加入也可以 有效抑制CO2的腐蚀； l醇类的加入同时具有一 定的抑菌作用。 海底管道内腐蚀隐患分析-次生硫化氢混入 9、醇类加入对湿天然气管道影响 海底管道内腐蚀隐患分析-相似性分析 10、相似性分析 相似性 分析 1）油气水质组成 2）温度、压力、流 速等 3）挂片，探针等 1）层流、段塞流等 2）CO2、H2S 3）黏土、垢组成 1）药剂、内衬、清 管、柔性软管等 2）碳钢管道的比较 3）管道材质工况相 似与内检测数据相 似 流体组成 操作工况 腐蚀监测 流态 腐蚀性气体 垢样组成 防腐措施 材质相似 内检测数 据 目标：由已知海管内腐蚀状况推测不能内检测海管内腐蚀管道状况。 运维监控运维监控 风险预警风险预警 AIS AIS动态动态 监控预警监控预警 灾情模拟灾情模拟 应急决策应急决策 辅助设计辅助设计 模拟培训模拟培训 安装施工安装施工 项目管理项目管理 工程工程 数据库数据库 海管 三维可视化 智能管理平台 海管大数海管大数 据采集与据采集与 分析分析 海管三维海管三维 GISGIS可视化可视化 海管完整性海管完整性 评估评估 n 智慧海管建设目标 搭建海管三维可视化智能管理平台（应用层） 海底管道内腐蚀隐患分析-相似性分析 目 录 管道院概况 01 海底管道内腐蚀隐患分析 02 海底管道内腐蚀控制措施 03 海底管道内腐蚀控制措施 海管内腐蚀 控制 化学药剂化学药剂 1）杀菌剂）杀菌剂 2）防垢剂）防垢剂 3）缓蚀剂、醇类等）缓蚀剂、醇类等 4）加注方式：预膜时机，浓度等）加注方式：预膜时机，浓度等 清管清管 1）垢样分析 2）水质分析 3）垢样数量变化 4）清管物质自燃等 工艺控制工艺控制 1）含水 2）温度 3）腐蚀性气体 4） 数据分析数据分析 1）腐蚀检测数据 2）作业影响（酸化等） 3）数据共享 相互关联 统一分析 1、内腐蚀控制 海底管道内腐蚀控制措施 l酸化导致某海底管道加注的 缓蚀剂失效； l对管道重新预膜； l旁路检测其内部存在沉积物 和垢，开始用泡沫和直板球 清管，并加入防垢剂； l出口的硫化氢含量和SRB上 升，进行杀菌剂控制。 2、案例分析 海底管道内腐蚀控制措施 结论：通过积极调整某海底管道内腐蚀控制手段，严重 的局部腐蚀还是可以控制的。 2、案例分析 3、下一步：海管可视系统将与相似性分析数据进行关联 海底管道内腐蚀控制措施 谢谢 谢谢 ！