專利名稱：管道內(nèi)掛片法腐蝕監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及石油天然氣開發(fā)油氣集輸管道保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及天然氣開發(fā)油氣集輸管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，更尤其涉及開發(fā)初期低含水率的油氣集輸內(nèi)腐蝕管道監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
在石油天然氣工業(yè)中，油氣管道在一定的腐蝕環(huán)境和使用條件下遭受腐蝕破壞是制約油氣田安全生產(chǎn)與降本增效的重要因素之一，腐蝕監(jiān)測通過對油氣管道的內(nèi)腐蝕狀態(tài)、腐蝕速率及腐蝕相關(guān)參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)的測量，對于預(yù)測及控制管道腐蝕、保證管道安全運(yùn)行乃至防腐措施制定起到重要作用，因此腐蝕監(jiān)測技術(shù)的研究開發(fā)也越來越受到足夠的重視。腐蝕掛片法也叫掛片失重法，是腐蝕監(jiān)測最原始、最基本的方法之一，它的出現(xiàn)標(biāo)志著腐蝕監(jiān)測規(guī)范化的開始，也是目前油氣田管道腐蝕監(jiān)測中使用最為廣泛的腐蝕監(jiān)控方法之一，在國內(nèi)外油氣田中都有普遍應(yīng)用。腐蝕掛片法是將裝有試片的腐蝕結(jié)構(gòu)檢測裝置固定在管道內(nèi)，在管道運(yùn)行一段時(shí)間后，取出試片，對試片進(jìn)行外觀形貌和失重檢查，以判斷管道的腐蝕狀況。然而，腐蝕掛片法的局限性主要在于其監(jiān)測周期易受管道內(nèi)輸送介質(zhì)采出液含水率大小的影響，尤其在油氣田采出液含水率< 30%，且礦化度高、氯離子含量大、并含有C02、H2S、D0、泥砂和細(xì)菌等微生物存在的惡劣腐蝕環(huán)境下，懸掛的掛片(試片)沒有充分接觸腐蝕性介質(zhì)，就不能準(zhǔn)確地確定腐蝕出現(xiàn)的時(shí)間和非均勻腐蝕情況下的腐蝕速率的變化，也不能反映偶發(fā)的局部嚴(yán)重點(diǎn)腐蝕狀況，在確定相應(yīng)的采用緩蝕劑防腐措施和提供相應(yīng)的優(yōu)化解決措施上有效性差。塔河油田腐蝕環(huán)境為H2O-CO2-H2S-CI'即高礦化度的采出水中溶解的C02、H2S腐蝕性氣體共同作用引起金屬材質(zhì)腐蝕，高Cr促進(jìn)了點(diǎn)蝕的發(fā)生。由于腐蝕環(huán)境惡劣，自2009年以來管線腐蝕穿孔呈現(xiàn)逐年快速上升趨勢，從2009年156次上升到2011年1076次，上升幅度高達(dá)589%，其中:2011年管線腐蝕穿孔1076次，占年總腐蝕數(shù)的94.7%，較2010年上升了 199%，占四年管線腐蝕穿孔總數(shù)63.9%，在1076次穿孔數(shù)中點(diǎn)腐蝕穿孔數(shù)占99%。目前在塔河油田集輸管線已建監(jiān)測點(diǎn)210個(gè)，其中腐蝕掛片監(jiān)測點(diǎn)201個(gè)，占監(jiān)測點(diǎn)總共數(shù)的95.7%，2009-2011年監(jiān)測平均腐蝕速率為0.022mm/a，其值總體小于GB/T23258-2009《鋼制管道內(nèi)腐蝕控制規(guī)范》中輸送介質(zhì)碳鋼腐蝕性評價(jià)指標(biāo)低度腐蝕級別
0.025mm/a，表現(xiàn)為輕度腐蝕為主，反映出現(xiàn)用的腐蝕掛片監(jiān)測裝置(以下簡稱原腐蝕監(jiān)測裝置)不能真實(shí)測量到腐蝕速率，監(jiān)測的平均腐蝕速率和實(shí)際的腐蝕穿孔現(xiàn)狀基本不存在相關(guān)性。圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的油氣集輸管道上設(shè)置的腐蝕監(jiān)測裝置，該裝置通過在管道上安裝懸掛器2懸掛掛片架4，在掛片架4上安裝有試片，對管道內(nèi)的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測，懸掛器2通過基座3固定于管道上，懸掛器2上方套有保護(hù)帽1，懸掛器2下方固定掛片架4。掛片架4上懸掛有至少一組試片，而圖1所示的例子中在管徑方向的不同高度上設(shè)置有三組試片，上試片41，中試片42和下試片43，用于全面測定管道內(nèi)的腐蝕速率。[0007]如何通過掛片監(jiān)測方法獲得最可靠的點(diǎn)腐蝕信息，除應(yīng)把掛片安裝在腐蝕正在發(fā)生和最可能發(fā)生的地方外，其掛片監(jiān)測裝置的優(yōu)化改進(jìn)是一個(gè)亟待解決的問題。實(shí)用新型內(nèi)容[0008]從塔河油田腐蝕現(xiàn)象看，現(xiàn)場腐蝕介質(zhì)具有促進(jìn)點(diǎn)蝕的特征，均勻腐蝕速率不高，其點(diǎn)腐蝕速率卻非常驚人，而目前采用的掛片法監(jiān)測技術(shù)所測量到的平均腐蝕速率很低，屬于輕度腐蝕，且很少捕獲發(fā)現(xiàn)點(diǎn)蝕。通過分析現(xiàn)場點(diǎn)腐蝕穿孔速率與被監(jiān)測系統(tǒng)點(diǎn)蝕速率之間一定的相關(guān)性規(guī)律，通過對原腐蝕監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)缺陷的分析，優(yōu)化監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)，真實(shí)客觀的測量點(diǎn)腐蝕速率，反映管線頻繁穿孔的現(xiàn)狀，為腐蝕現(xiàn)狀評價(jià)和預(yù)測提供依據(jù)；分析緩蝕劑添加前后監(jiān)測的腐蝕數(shù)據(jù)變化，評價(jià)緩蝕劑對點(diǎn)蝕的抑制能力是該實(shí)用新型的主要目的。[0009]通過研究腐蝕的原理，材料的腐蝕是發(fā)生在水(含水)的環(huán)境中，水是腐蝕的載體，它為電化學(xué)腐蝕的發(fā)生提供了電解質(zhì)溶液，在油田集輸管線中腐蝕受采出流體的含水量影響，溶解在水中的C02、H2S、02對腐蝕起了決定作用，CF作為催化劑加劇局部腐蝕和點(diǎn)腐蝕。因此需要腐蝕監(jiān)測裝置掛片(試片)插入介質(zhì)中，充分與腐蝕性介質(zhì)接觸，才能獲得準(zhǔn)確的腐蝕監(jiān)測數(shù)據(jù)。而現(xiàn)有技術(shù)中的掛片結(jié)構(gòu)，卻很難保證試片浸泡在腐蝕性介質(zhì)中。[0010]因此，本實(shí)用新型的發(fā)明人，對掛片腐蝕監(jiān)測裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，使最下端的試片能夠保證浸入腐蝕性介質(zhì)中。[0011]該新腐蝕監(jiān)測裝置與原腐蝕監(jiān)測裝置整體結(jié)構(gòu)是一致的。仍然是由掛片基座(安裝底座)、懸掛器(旋塞)、掛片架(掛具)、保護(hù)帽四部分組成，改進(jìn)方法是在腐蝕監(jiān)測裝置上附加一個(gè)積液漏斗艙，其中一個(gè)掛片(下試片)安裝在的積液漏斗艙內(nèi)，漏斗艙底部安裝排積液的一個(gè)控制閥門和一個(gè)排液接線短管，具體結(jié)構(gòu)見圖2，漏斗艙尺寸可根據(jù)監(jiān)測管線的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。[0012]具體地，本實(shí)用新型涉及一種管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，包括保護(hù)帽1、懸掛器2、基座3、掛片架4,其中，懸掛器2通過基座3固定于油氣輸送管道5上方,懸掛器2上方套有保護(hù)帽1，懸掛器2下方固定有掛片架4，掛片架4上懸掛有至少一個(gè)試片，其特征在于，所述掛片架4下方的管道壁設(shè)置一個(gè)積液艙6，所述積液艙6與管道連通，所述掛片架4的最下端試片位于積液艙6內(nèi)。[0013]優(yōu)選地，所述積液艙6底部設(shè)置有與積液艙6連通的排液管8，所述排液管8上設(shè)置有排液控制閥7。[0014]優(yōu)選地，所述掛片架4在管徑方向的不同高度上安裝有三組試片，上試片41，中試片42和下試片43。[0015]優(yōu)選地，所述每組試片均由至少兩片試片組成。[0016]優(yōu)選地，所述積液艙6為圓筒狀。[0017]優(yōu)選地，所述積液艙6的直徑大于懸掛有下試片43的掛片架4的寬度。[0018]該監(jiān)測裝置的應(yīng)用，解決了長久以來制約塔河油田的油氣集輸管線腐蝕監(jiān)測問題，通過掛片腐蝕監(jiān)測方法獲得最可靠的點(diǎn)腐蝕信息，定量地測定出監(jiān)測周期內(nèi)的點(diǎn)腐蝕速率，直觀了解管道內(nèi)腐蝕現(xiàn)象，真實(shí)反應(yīng)管道腐蝕狀況，為腐蝕監(jiān)測防護(hù)技術(shù)應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的腐蝕監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型的腐蝕監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a為腐蝕監(jiān)測裝置中試片平均腐蝕速率對比圖。圖3b為腐蝕監(jiān)測裝置中試片最大點(diǎn)腐蝕速率對比圖。
具體實(shí)施方式
以下述的實(shí)例詳細(xì)敘述如下，然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不應(yīng)當(dāng)局限于此。如圖2所示，本實(shí)用新型的腐蝕監(jiān)測裝置，同樣設(shè)置在油氣集輸管道上，與現(xiàn)有技術(shù)的腐蝕監(jiān)測裝置相同的是，該裝置通過在管道5上安裝懸掛器2懸掛掛片架4，對管道5內(nèi)的腐蝕情況進(jìn)行監(jiān)測，懸掛器2通過基座3固定于管道上，懸掛器2上方套有保護(hù)帽1，懸掛器2下方固定掛片架4。掛片架4大致由管道頂部延管道直徑方向向管道底部延伸，掛片架4上懸掛至少一組試片，設(shè)置于管道延頂部向下的直徑方向的不同高度上。一般按照管道的直徑設(shè)置試片的組數(shù)，直徑小于等于100_的管道設(shè)置一組試片即可，直徑為100 200mm的管道設(shè)置兩組試片。而直徑大于等于200mm的管道設(shè)置三組試片，具體如圖2所示，上試片41，中試片42和下試片43，用于測定不同位置的腐蝕速率，每組試片均由至少兩片組成，其材料與管道材質(zhì)相同。不同的是，本實(shí)用新型掛片架4下方的管道壁設(shè)置一個(gè)積液艙6，所述積液艙6與管道5連通，所述掛片架4的最下端試片位于積液艙6內(nèi)。例如有三個(gè)試片時(shí)，即上試片41，中試片42，下試片43，下試片位于積液艙6內(nèi)；而如果只有一個(gè)試片時(shí)，則該試片位于積液艙6內(nèi)。該積液艙6優(yōu)選為圓筒形狀，并且圓筒的直徑大于安裝有下試片43的掛片架4的寬度，這樣可以保證下試片順利地插入該積液艙內(nèi)，浸入腐蝕性介質(zhì)中。優(yōu)選地，該積液艙6底部具有排液控制閥7和排液管8，所述排液管8上設(shè)置有排液控制閥7。這樣的設(shè)計(jì)，可從積液艙6底部將液體排出，便于取樣,通過介質(zhì)化學(xué)成分分析,進(jìn)一步研究腐蝕介質(zhì)特性，同時(shí)將積液艙6底部將液體排出，有利于下一周期的腐蝕監(jiān)測。積液艙是從管道上安裝延伸出的,其材料與管道相同。排液閥和排液管的材質(zhì)與管線所使用的閥門材質(zhì)相同。積液艙的壓力等級與原腐蝕監(jiān)測裝置一致。實(shí)施例:秘密地在塔河油田12區(qū)伴生氣集輸工程12-4站伴生氣DN250mm集輸管線站外閥池安裝應(yīng)用，在集輸壓力、溫度、流速工況條件沒有變化和輸送介質(zhì)1120、H2S, CO2,cr沒有變化的條件下，在原腐蝕監(jiān)測裝置和與新型腐蝕測裝置中均掛入規(guī)格型號為76mmX 13mmX 1.5mm的3片L245NCS材質(zhì)的試片，對比結(jié)果:原腐蝕裝置監(jiān)測平均腐蝕速率為0.024mm/a，最大點(diǎn)腐蝕速率為0.02mm/a，相對偏差39%，新腐蝕裝置監(jiān)測平均腐蝕速
0.068mm/a，最大點(diǎn)腐蝕速率0.94mm/a，相對偏差11%。從見表1、圖3 (圖3a和圖3b)的監(jiān)測腐蝕速率數(shù)據(jù)對比可以看出，采用新腐蝕監(jiān)測裝置后，試片的相對偏差明顯降低，試片的腐蝕速率升高，有效捕捉到試片的點(diǎn)腐蝕信息，說明新腐蝕監(jiān)測裝置測試結(jié)果的準(zhǔn)確性明顯好于原腐蝕監(jiān)測裝置。通過及時(shí)了解到服役管線的腐蝕狀況，12-4站伴生氣管線從原設(shè)計(jì)的緩蝕劑加藥濃度每I萬方氣加注1.4L，優(yōu)化調(diào)整為強(qiáng)擊加注，每I萬方氣加注2L，按照GB/T23258-2009《鋼制管道內(nèi)腐蝕控制規(guī)范》中管道內(nèi)介質(zhì)腐蝕性評價(jià)指標(biāo)，管線平均腐蝕速率從原來監(jiān)測的中度腐蝕降低為低度腐蝕,點(diǎn)腐蝕速率從原來監(jiān)測的嚴(yán)重腐蝕降低為中度腐蝕。[0030]表I兩種腐蝕監(jiān)測裝置中試片腐蝕速率
權(quán)利要求1.一種管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，包括保護(hù)帽(I)、懸掛器(2)、基座(3)、掛片架(4)，其中，懸掛器(2)通過基座(3)固定于油氣輸送管道(5)上方，懸掛器(2)上方套有保護(hù)帽(1)，懸掛器(2)下方固定有掛片架(4)，掛片架(4)上懸掛有至少一組試片，其特征在于，所述掛片架(4)下方的管道壁設(shè)置一個(gè)積液艙(6)，所述積液艙(6)與管道(5)連通，所述掛片架(4)的最下端試片位于積液艙(6)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，其特征在于，所述積液艙(6)底部設(shè)置有與積液艙(6)連通的排液管(8)，所述排液管(8)上設(shè)置有排液控制閥(7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，其特征在于，所述掛片架(4)在管徑方向的不同高度上安裝有三組試片，上試片(41)，中試片(42)和下試片(43)。
4.如權(quán)利要求3所述的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，其特征在于，所述每組試片均由至少兩片試片組成。
5.如權(quán)利要求2所述的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，其特征在于，所述積液艙(6)為圓筒狀。
6.如權(quán)利要求5所述的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置，其特征在于，所述積液艙(6)的直徑大于懸掛有下試片(43)的掛片架(4)的寬度。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種管道內(nèi)掛片法腐蝕監(jiān)測裝置，包括保護(hù)帽(1)、懸掛器(2)、基座(3)、掛片架(4)，其中，懸掛器(2)通過基座(3)固定于油氣輸送管道(5)上方，懸掛器(2)上方套有保護(hù)帽(1)，懸掛器(2)下方固定有掛片架(4)，掛片架(4)上懸掛有至少一組試片，其特征在于，所述掛片架(4)下方的管道壁設(shè)置一個(gè)積液艙(6)，所述積液艙(6)與管道(5)連通，所述掛片架(4)的最下端試片位于積液艙(6)內(nèi)。該監(jiān)測裝置的應(yīng)用，解決了長久以來制約塔河油田的管道內(nèi)腐蝕監(jiān)測問題，通過掛片腐蝕監(jiān)測方法捕獲到最可靠的點(diǎn)腐蝕信息，定量地測定出監(jiān)測周期內(nèi)的點(diǎn)腐蝕速率，直觀了解管道腐蝕現(xiàn)象，真實(shí)反應(yīng)管道內(nèi)腐蝕狀況，為腐蝕監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用提供了技術(shù)支撐。
文檔編號G01N17/00GK202974817SQ201220592249
公開日2013年6月5日 申請日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者羊東明, 張志宏, 高淑紅, 張江江, 葛鵬莉, 韓陽, 陳微 申請人:中國石油化工股份有限公司