【摘要】：所有的腐蚀归根到底都是有我们称之为钝化膜的保护膜发生破裂而引起的，而大量的腐蚀规律都需要依靠实验数据来建立，而很多腐蚀项目无法进行检测，腐蚀数据无法测量，就是受腐蚀检测设备的限制；本文列举了国内外比较先进的腐蚀检测设备，及腐蚀检测技术的发展趋势，力图为材料腐蚀检测提供新方法和新设备，为同类的腐蚀检测提供相关的信息以供参考。

【主题词】：管道、内腐蚀、检测

1、前言 

    石油工业腐蚀与防护技术是一项多学科、前沿化、高科技的系统工程，在保证石油的安全运行、节约能源、经济效益、保护环境等方面起着重要的作用。胜利油田经过长期的开发，目前已进入高含水开发阶段，用于油气集输及污水回注的钢质管道受到日益严重的内腐蚀，不少老管线.、老设施已接近其寿命期，大量管道防腐层老化，腐蚀状况严重，腐蚀事故有增长的趋势，有的已进入事故的多发期。实践证明，及早检漏、利用在线检测结果科学地管理和及时的维修是至关重要的。一旦问题暴露，则将造成不可估量的损失，因此管道在线检测对管线及时维护、管道寿命评价的必要性，会给企业带来显著的经济效益和社会效益。

2、国内外管道内腐蚀检测技术现状

2.1、国内外管道内腐蚀检测技术

    现在我国对长输管道的检测多采用传统的管道外检测技术，即通过对管道的阴极保护系统进行检测从而获得管道的受蚀状况,都属于间接检测管道腐蚀的方法，而且得到的原始数据往往需要工作人员的仔细分析和校验，有的管外检测技术还不适于检测公路、铁路、海洋等区域下的管道，无法实现对管道的全面检测。

    在没有开挖管道的情况下进行的管道内腐蚀检测技术一般有漏磁通法、超声波法、涡流检测法、电视测量法等。其中激光检测法和电视测量法需要和其它方法配合才能得出有效准确的腐蚀数据，而涡流检测法虽然可适用于多种黑色金属和有色金属。探测蚀孔、裂纹、全面腐蚀和局部腐蚀，但是涡流对于铁磁材料的穿透力很弱，只能用来检查表面腐蚀。而且如果在金属表面的腐蚀产物中有磁性垢层或存在磁性氧化物，就可能给测量结果带来难以避免的误差。另外，由于涡流法的检测结果与被检金属的导电率有密切关系，为了提高测量精度还要求被测体系最好保持恒温。所以，现在国外使用较为广泛的管道内腐蚀检测方法是漏磁通法和超声波检测法。

    漏磁通法：检测的基本原理是建立在铁磁材料的高磁导率这一特性之上。钢管中因腐蚀产生缺陷处的磁导率远小于钢管的磁导率，钢管在外磁场作用下被磁化，当钢管中无缺陷时,磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线均匀分布；当钢管内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，并且有一部分磁力线泄漏出钢管表面。检测被磁化钢管表面逸出的漏磁通。就可判断缺陷是否存在。漏磁通法适用与检测中小型管道，可以对各种管壁缺陷进行检验，检测时不需要耦合剂，也不容易发生漏检。可是因漏磁通法只限于材料表面和近表面的检测，被检测的管壁不能太厚，干扰因素多，空间分辨力低。另外，小而深的管壁缺陷处的漏磁信号大得多，所以漏磁检测数据往往需要经过校验才能使用。检测过程中当管道所用的材料混有杂质时，还会出现虚假数据。

    超声波法：超声波检测法主要是利用超声波的脉冲反射原理来测量管壁受蚀后的厚度。这种检测方法是管道腐蚀缺陷深度和位置的直接检测方法，检测原理简单，对管道材料的敏感性小，检测时不受管道材料杂质的影响，能够实现对厚壁大管径的管道进行精确检测，使被检管道不受壁厚的限制。能够检测出管道的变形和内外壁腐蚀。

    此外，超声波法的检测数据简单准确，且无需校验，检测数据非常适合作为管道最大允许输送压力的计算，为检测后确定管道的使用期限和维修方案提供了极大的方便，并能够检测出管道的应力腐蚀破裂和管壁内的缺陷如夹杂等。这种方法的不足之处就是超声波在空气中衰减很快，检测时一般要有声波的传播介质，如油或水等。

2.2、国外管道内检测装置的发展水平

2.2.1、目前国外的工程技术人员结合漏磁通法和超声波法已研制出了各种管道内智能检测装置。这类装置从结构上可分为有缆型和无缆型两种。 

    有缆型智能检测装置：由于有缆型检测装置的电源和数据处理部分设在管外，所以其爬机部分结构紧凑，可以应用于中小管径管道。此外这种检测装置还能够同时监测管内移动检测部分的影像数据，可对安在河流、铁道、道路下面特殊管道的重要位置进行有选择的检测等特点。有缆型检测装置的使用范围受电缆长度和管断面等的限制，尽管有的爬机采用了光缆，其检测管道的长度依然很有限，并且有缆型爬机多用于停运管道的检测。

    无缆型智能检测装置：随着爬机行走技术的进一步成熟，为了检测长距离管道的腐蚀状况，一些发达国家的技术人员又研制了无缆型的管道内检测装置。目前，这种装置的研究，无论是检测精度、定为精度、数据储存，还是数据分析均已达到了较高的水平。在所有的管道内检测装置中无缆型的爬机应用最为广泛，这类检测装置在管道中是由液体推动前进的，其主要由主机、数据处理系统和辅助设备三部分组成。这类爬机不仅可以精确地测定管壁受损的轴向位置，还可以确定管壁受损的径向位置。国外最先将超声波技术引入腐蚀检测智能爬机的是日本的NKK（日本钢管株式会社）和德国Pipetronix公司，以后加拿大、美国等也相继研制了这类超声检测爬机。与漏磁检测爬机相比，超声检测爬机由于检测时不受管道壁厚的限制，它的出现被认为是管道检测技术的一大进步，现在许多国家的管道检测技术人员也都在致力于这方面的研究。实践也证明采用超声波检测法得出的数据确实比漏磁法更为精确。现在国外的超声检测爬机的轴向判别精度可达3.3mm?,管道圆周分辨率精度可达8mm，机体外径可由Ф159mm到Φ1504mm,爬机的行程可达50－200km，行走速度最高可达2m/s。

    现在不少发达国家在管道检测方面都已有严格的规定，并形成了一系列成熟的管道检测技术。他们除了采用各种智能爬机对管道的变形、壁厚、涂层及腐蚀情况进行详细的检测以外，还采用微机网络系统为基础的SDADA技术对管道的运行情况进行监测，并以数据及图形方式再现埋地管道的详尽情况，最后还对计算机处理的结果进行综合分析――风险评估，将管道运行状况分为5个等级，根据不同的等级采用不同的修复方法，为管道决策者提供参考。随着电磁声学传感器的（EMAT）出现和使用，这些爬机还能检测管道的应力腐蚀破裂（SCC），进一步拓宽了超声检测爬机的应用范围。

2.2.2、内窥仪：内窥仪是一种在管道内部使用，定性检查管道内表面状态的检测仪器。它可将管道内表面状况通过摄像装置传输到管道外部的显示器上。该仪器同时可用于内防腐层的外观检查。

    国外生产的内窥仪功能较齐全，不仅用于预制厂内涂层的施工质量监控，主要还用于在役管道的现场勘测及旧管线的整体涂敷或修复工艺。例如：法国哈代（HYTEC）公司生产的管道内窥设备有多种规格。可检测100～1000mm管径的管道，而且可在水下30m深处完成管道的检测；一次行进距离可达150m，特殊规格可达350m。这类内窥设备适合于现场管道的整体内涂敷工艺的质量监控，或内涂衬工艺的监督。

2.2.3、电化学测试仪：测定金属的腐蚀速度无疑是腐蚀研究的重要内容之一，尽管现在已经有许多测定金属腐蚀速度的方法，失重法仍然是最基本的、最重要的方法。

    但是由于这一方法的某些不可克服的弱点，加之测试技术的不断发展，电化学测定腐蚀速度已越来越受到人们的重视，已成为一种被广泛使用的方法。美国PerkinElmer?PARC公司的电化学测试系统，通过测试了解腐蚀过程中各个分反映的参数和性质来推断腐蚀机理，判断防蚀能力。通过极化，即由外部电源施加电压或电流使腐蚀体系离开平衡态。由于分反应的性质不同，他们的电流与电位的函数关系也不相同，故对这一扰动的响应也都不相同。分析在各种条件下这种对扰动的响应，则可以得到各分反应的性质与参数值。该电化学测试系统通过不同的测试技术在腐蚀机理研究、测定金属的腐蚀速度、评定材料的耐均匀腐蚀的能力、钝化过程、合金性能、缓蚀剂的缓蚀效率、添加剂筛选、电化学保护参数的测定、以及评价易钝化合金的耐局部腐蚀的能力方面，有很好应用性能。

2.2.4、国外最新内腐蚀检测试片

    几十年来，人们采用传统的腐蚀失重挂片来近似确定设备内壁腐蚀程度，这种失重挂片提供的信息是有限的，并且只能通过统计方法得到。这种方法很难发现孤立的点蚀，并且很难提供特定区域的腐蚀信息。

    为解决上述问题，EL　Paso公司通过12年的试验建立了一套监测和控制内部腐蚀的方法，解决了传统方法存在的大部分问题，本方法的关键技术是在目前监测技术基础上发展了一种新式EM（electronmicroscopy，电子显微镜）试片。本技术成功地解决了天然气湿气集气系统设备内部腐蚀问题，并在海洋集气系统通过验证。

3、管道内腐蚀检测技术的发展趋势

    相比较而言，我国的地下管道检测技术仍处于起步探索阶段，大部分管线不仅没有使用网络系统进行监控，而且各种检测管道腐蚀技术也大都停留在管外检测，方法传统落后。

    管道的各种智能检测爬机仍在研究中，成熟的产品尚未开发出来。尽管某些科研单位已研制出了几种功能样机，但他们只能对空管道进行检测，很难满足实际要求。由于国外的智能检测爬机设计复杂，价格昂贵，通常是几百万元一套仪器。现在我国的大部分油田都没有引进这种设备，只是采用传统的管道外检测方法，这就无法对埋地管道腐蚀受损情况进行及时准确的检测，从而造成了一些重大损失。

    近年来国内有关单位利用国外设备开展了一些实际管道的检测。如：1987年利用美国AMF公司的漏磁检测器对我国任京线113km管段进行了在线检测；1993年利用西德PREUSSAG公司的超声波检测器对我国鲁宁线120km?管段进行了在线检测；1994年利用美国VETCO公司的漏磁检测器对我国秦京线114km管段进行了在线检测。以上试验均取得了良好的结果。中国石油天然气总公司管道局已引进超声波型的PIG检测系统。目前推广应用上的难点主要有二点：设备昂贵，尚未国产化；对检测管道的基础资料、设计施工规范要求高，与我国大部分管道实际状况有一定差距。

    用智能爬机在管道内检测管道腐蚀状况已成为现在世界石油天然气行业的趋势，而且目前管道内智能爬机在国内尚属一项新技术，我国的科技工作者也在结合国内的实际情况加大研究力度，研制开发适合我国国情的智能检测爬机，并进一步提高爬机检测时的抗干扰能力，完善检测数据的视图工具。 

4、结论：
    腐蚀科学正日益迅速地发展成一门独立的学科。该学科的范围主要涉及腐蚀机理和防腐蚀技术。象其它新兴学科一样，腐蚀科学是在金属学，物理化学（特别是电化学）等学科的基础上发展起来的。当今的材料科学、高分子化学和表面物理等学科的兴起又推动了它的发展。迄今为止，腐蚀科学还属于实验科学的范畴。大量的腐蚀规律都需要依靠试验数据来建立；许多腐蚀理论及模型也都最终经过实验验证。腐蚀监测和腐蚀试验的目的在于获取腐蚀数据，研究腐蚀因素间相互关系，揭示腐蚀机理和规律，了解防腐蚀措施的效果，为研究腐蚀提供重要和必不可少的基础。由此可见，所有腐蚀数据的获得及腐蚀理论的研究都必须建立在先进的仪器设备之上。

通讯员：羽轩转载