在役海管回收管段防腐层的检测评价方法

作者| 曲伟首1,张传旭2,金磊2,王海锋2,刘亮2

(1. 中海石油(中国)有限公司天津分公司;2. 中海油(天津)管道工程技术有限公司)

引 言

海底管道是海洋油气开发过程中输送油、气、水的重要设施,是海上油气生产的生命线。海底管道由于处于海底的海水或海床环境中,为了防止管壁外表面发生腐蚀,一般采用涂层+阴极保护方法进行腐蚀防护。由于海底环境的难以接近性和复杂性,对铺设后的海底管道进行防腐层和阴极保护效果检测非常困难,因此很难获得服役中海底管道的防腐层和阴极保护数据,从而很难掌握海底管道的外腐蚀防护情况,这给海底管道完整性管理、延长服役寿命等工作带来困难。

某在役海底天然气管道在铺设服役5a后因改线作业拆除回收了约3.5 km长的海底管道管段。在实际情况中,回收的海底管道(管段)较为少见,若能对因各种原因回收的海底管道(管段)进行研究,可以更直接准确地得到整条海管的腐蚀情况等数据,这对于该条海管乃至同区域、同类型海管的腐蚀控制和运行管理将具有重要指导意义。

目前,仅有几例对回收的海底管道或管段进行内腐蚀检测研究的报道,尚未见到对回收的海底管道(管段)外防腐层进行检测研究的报道。因此,本文以该在役海底天然气管道的回收管段为检测研究对象,对该海管的外防腐层通过宏观检查、电火花漏点检测、涂层关键性能指标检验等,对海管的防腐层状况进行评价。本研究不仅提供了一种服役中海管防腐层的性能评估方法,也可以积累服役中海管防腐层的性能数据,从而为海管延寿、外腐蚀评估以及新海管防腐层设计提供参考和依据。

1 在役海管基础资料

该在役海底天然气管道的结构剖面如图1所示。从内到外依次分别为钢管、3PE防腐层、混凝土配重层,详细参数见表1。3PE防腐层是底层为环氧粉末涂层、中间层为胶黏剂层、外层为聚乙烯层的管道外腐蚀防护体系。该海管节点采用“环氧粉末底漆(FBE)+热缩套(HSS)+聚氨酯发泡层(PUF)+铁皮”的方式进行防腐防水处理。此外,该海管外壁还采用牺牲阳极阴极保护措施进行防腐。

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图1 在役输气海管结构剖面图

表1 在役输气海管基础参数

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2 在役海管回收管段外防腐层宏观检查

2.1 配重层宏观检查

图2所示为在役海管回收管段的外观形貌,经宏观检查,混凝土配重层完好,未见明显破损。

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图2 在役海管回收管段宏观形貌


2.2 防腐层宏观检查

由于该在役海管拆除回收管段与其在海底的原始具体位置无法一一对应,经宏观检查,选取一根带牺牲阳极的回收管段去除混凝土配重层和牺牲阳极后进行3PE防腐层检测等工作。回收管段去除配重层和牺牲阳极后,3PE防腐层裸露出来,如图3所示,经宏观检查未发现破损。

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图3 在役海管回收管段去除配重层和牺牲阳极后的3PE防腐层宏观形貌

 (上:整体形貌;下:局部放大形貌)


2.3 防腐层漏点检测

采用DP300电火花漏点检测仪对3PE防腐层进行漏点检测,检测电压为25 kV,检测部位包含整根管。图4为3PE防腐层电火花现场检测照片,检测过程中检测仪无报警、无火花产生,表明回收管段的3PE防腐层完好。

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图4 在役海管回收管段3PE防腐层电火花漏点检测现场照片


2.4 节点热缩套检查

由于该在役海管在回收管段时,在节点环焊缝处采用了火焰切割进行作业,受高温影响,靠近环焊缝处的热缩套遭到破坏。如图5所示,个别回收管段的节点热缩套在靠近环焊缝处有轻微翘皮,但用钢尺无法进一步将热缩套翘起。

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图5 在役海管回收管段节点环焊缝处热缩套遭到破坏


2.4.1 靠近环焊缝处热缩套与钢管结合情况检查

选择f1.2 mm的钢丝在节点环焊缝端热缩套与管体结合部位,沿管道轴向穿刺,如图6所示,钢丝未能插入说明节点剩余的热缩套与管体结合紧密。随机选取50根回收管段重复检查,结果相同。

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图6 采用钢丝轴向穿刺检查回收管段节点热缩套与管体的结合紧密情况

2.4.2 靠近配重层处热缩套与3PE防腐层结合情况检查

随机选取20根回收管段,去除节点的聚氨酯发泡层,如图7所示,使热缩套靠近配重层、与3PE防腐层搭接处暴露出来,以检查靠近配重层处热缩套与3PE防腐层的结合情况。

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图7 回收管段去除节点聚氨酯发泡层后暴露的热缩套靠近配重层的搭接处


对回收管段的两端均进行检查,在随机检查的20根回收管段中,只有2根回收管段一端的热缩套本身的搭接处有轻微剥离开裂现象。其中一根编号2xxx的回收管段测量的剥离尺寸约为170mm×45mm,如图8所示,轴向和环向方向钢丝均不可穿刺;另外一根编号51xx的回收管段测量的剥离尺寸约为45mm×45mm,如图9所示,剥离片边缘整齐,居于热缩套包裹完成的结束位置,轴向和环向方向钢丝也均不可穿刺。

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图8 编号2xxx的回收管段热缩套自身搭接处轻微剥离开裂

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图9 编号5xxx的回收管段热缩套自身搭接处轻微剥离开裂


2.4.3 节点热缩套漏点检测

采用DP300电火花漏点检测仪对节点热缩套进行漏点检测,检测电压为25 kV,对2.4.2中的20根回收管段两端的热缩套进行检测。图10为回收管段节点热缩套电火花现场检测照片,检测过程中检测仪无报警、无火花产生,表明回收管段的节点热缩套完好。

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图10 在役海管回收管段节点热缩套电火花漏点检测现场


3 防腐层关键性能检验

从在役海管回收管段上对防腐层取样按照相关标准进行性能检验,并与标准要求值比较,结果表明,在役海管在经过5a服役后,防腐层性能仍然符合相关标准的要求。

结  语

某海底天然气管道铺设和服役5a后,回收管段的配重层和防腐层宏观完好,防腐层电火花漏点检测未发现漏点;节点热缩套经宏观检查与钢管基体、3PE防腐层结合情况良好,电火花漏点检测也未发现漏点;取样的防腐层关键性能检验结果也符合相关标准的要求。因此,该海管的防腐层体系性能依然完好,可以继续服役使用。

建议该海管今后继续开展回收管段防腐层检测评价工作,积累不同服役年限防腐层的检测数据和性能数据,可以为相同防腐层类型海管的防腐层性能评价、海管服役寿命延长以及新海管防腐层设计提供参考和依据。


参考文献(略)

原文题目:在役海管回收管段防腐层检测评价

完整内容请见《涂层与防护》2020-10期



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