南海某混输海管腐蚀机理分析

张金龙

摘 要：混输海底管道介质中常常含有CO2、H2S、盐（氯化物）、砂子和蜡等介质，在流动状态下容易产生各种类型的腐蚀，导致海底管道壁厚减薄或者腐蚀失效，直接影响海底管道的安全运行。本文结合南海某混输管线，通过内检测来检查管道内部情况，并且利用相关评估手段对管道进行进一步分析，分析该管道的腐蚀原因，提出相应的解决方案，从而为其运维管理提供决策依据。

关键词：混输管道;内腐蚀;剩余强度;腐蚀原因

中图分类号：TE988文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）31-0040-03

Analysis of Corrosion Mechanism of a Mixed Transportation

Submarine Pipeline in South China Sea

ZHANG Jinlong

（CNOOC Inspection Technology Co.， Ltd.，Tianjin 300452）

Abstract： The medium of mixed subsea pipelines often contains mediums such as CO2， H2S， salt （chloride）， sand and wax， etc.， which are prone to various types of corrosion in the flowing state， resulting in thinning of the submarine pipeline wall thickness or corrosion failure， which directly affects Safe operation of submarine pipelines. This paper combined a certain mixed transportation pipeline in the South China Sea to inspect the internal condition of the pipeline through internal inspection， and used relevant assessment methods to further analyze the pipeline， analyzed the cause of corrosion of the pipeline， and proposed corresponding integrity solutions for its operation and maintenance management provide a basis for decision-making.

Keywords： mixed transportation pipeline;internal corrosion;residual strength;cause of corrosion

1 问题的提出

南海某混输海底管道在2018年内检测出上万处腐蚀缺陷，最大腐蚀深度为37%。该管于2011年投产，已使用近8年。由于缺陷数量激增，现需要对其进行内检测分析和多相流分析，并借鉴国际上通行的管道内腐蚀直接评估方法，结合评估海底管道的输送工況与特点，合理确定评估海底管道的内腐蚀程度、缺陷点的剩余强度和剩余寿命等，提出相应的海底管道运行与管理维护措施。

2 管道基础资料收集与数据分析

收集目标管线的当前数据和历史数据，包括目标管线的设计资料、生产数据、监测和检测数据、药剂使用记录、维修和维护历史等，为后续腐蚀原因分析和多相流模拟计算提供依据。

2.1 设计数据

管段管材是API 5L X60管，内管直径为273.1 mm，内管壁厚为15.9 mm，外管直径为355.6 mm，外管壁厚11.1 mm。管线于2011年投产。

2.2 运行工况数据

管线入口压力在1.2～2.5 MPa，呈现逐渐上升趋势;管线出口压力较稳定，变化不大，稳定在0.6～0.7 MPa，多数集中在0.66 MPa左右;两端压力均未超过设计压力。

管道入口温度在92 ℃左右变化，管道出口温度在90 ℃左右变化，均处于正常运行状态。

该管道为油水两相混输，输油量大致在350 m3/d。含水量逐渐上升，目前大约在1万m3/d。

2.3 内检测情况

2018年对该管段进行管道智能内检测。此次共检测出上万处金属损失，缺陷分布在管道全线，其中在500～3 500 m段分布较为集中;有81.4%分布在管道底部;全部缺陷相对于焊缝稍有集中，没有明显的集中分布趋势。

3 目标管线腐蚀风险识别

3.1 CO2腐蚀

从检测报告可知，目标管道生产流体含有CO2和H2S，根据PCO2/PH2S计算出入口介于532～1 846，腐蚀由CO2主要控制。

3.2 Cl-腐蚀分析

根据测量数据，介质中氯离子含量高，浓度为17 000 mg/L。Cl-容易富集在碳钢表面，Fe失去电子形成Fe2+，Cl-与Fe2+结合形成FeCl2，从而腐蚀碳钢。生成的FeCl2是可溶性盐类，附着在碳钢表面的腐蚀产物膜很少。因此，Cl-能透过腐蚀产物膜进一步腐蚀钢材，严重时常造成腐蚀穿孔等现象。

3.3 结垢趋势分析

采用《油田水结垢趋势预测》（SY/T 0600—2009）标准，计算饱和指数（[SI]）和稳定指数（[SAI]）两种指数[1]。根据两种指数的所在区间，预测管道结垢趋势。