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海底管道是海洋油氣開發(fā)過程中輸送油、氣、水的重要設(shè)施，是海上油氣生產(chǎn)的生命線。海底管道由于處于海底的海水或海床環(huán)境中，為了防止管壁外表面發(fā)生腐蝕，一般采用涂層+陰極保護(hù)方法進(jìn)行腐蝕防護(hù)。由于海底環(huán)境的難以接近性和復(fù)雜性，對鋪設(shè)后的海底管道進(jìn)行防腐層和陰極保護(hù)效果檢測非常困難，因此很難獲得服役中海底管道的防腐層和陰極保護(hù)數(shù)據(jù)，從而很難掌握海底管道的外腐蝕防護(hù)情況，這給海底管道完整性管理、延長服役壽命等工作帶來困難。

 

某在役海底天然氣管道在鋪設(shè)服役5a后因改線作業(yè)拆除回收了約3.5 km長的海底管道管段。在實際情況中，回收的海底管道（管段）較為少見，若能對因各種原因回收的海底管道（管段）進(jìn)行研究，可以更直接準(zhǔn)確地得到整條海管的腐蝕情況等數(shù)據(jù)，這對于該條海管乃至同區(qū)域、同類型海管的腐蝕控制和運行管理將具有重要指導(dǎo)意義。

 

目前，僅有幾例對回收的海底管道或管段進(jìn)行內(nèi)腐蝕檢測研究的報道，尚未見到對回收的海底管道（管段）外防腐層進(jìn)行檢測研究的報道。因此，本文以該在役海底天然氣管道的回收管段為檢測研究對象，對該海管的外防腐層通過宏觀檢查、電火花漏點檢測、涂層關(guān)鍵性能指標(biāo)檢驗等，對海管的防腐層狀況進(jìn)行評價。本研究不僅提供了一種服役中海管防腐層的性能評估方法，也可以積累服役中海管防腐層的性能數(shù)據(jù)，從而為海管延壽、外腐蝕評估以及新海管防腐層設(shè)計提供參考和依據(jù)。

 

1 、在役海管基礎(chǔ)資料

該在役海底天然氣管道的結(jié)構(gòu)剖面如圖1所示。從內(nèi)到外依次分別為鋼管、3PE防腐層、混凝土配重層，詳細(xì)參數(shù)見表1。3PE防腐層是底層為環(huán)氧粉末涂層、中間層為膠黏劑層、外層為聚乙烯層的管道外腐蝕防護(hù)體系。該海管節(jié)點采用“環(huán)氧粉末底漆（FBE）+熱縮套（HSS）+聚氨酯發(fā)泡層（PUF）+鐵皮”的方式進(jìn)行防腐防水處理。此外，該海管外壁還采用犧牲陽極陰極保護(hù)措施進(jìn)行防腐。

圖1 在役輸氣海管結(jié)構(gòu)剖面圖

表1 在役輸氣海管基礎(chǔ)參數(shù)

 

2 、在役海管回收管段外防腐層宏觀檢查

 

2.1 配重層宏觀檢查

 

圖2所示為在役海管回收管段的外觀形貌，經(jīng)宏觀檢查，混凝土配重層完好，未見明顯破損。

圖2 在役海管回收管段宏觀形貌

 

2.2 防腐層宏觀檢查

 

由于該在役海管拆除回收管段與其在海底的原始具體位置無法一一對應(yīng)，經(jīng)宏觀檢查，選取一根帶犧牲陽極的回收管段去除混凝土配重層和犧牲陽極后進(jìn)行3PE防腐層檢測等工作?；厥展芏稳コ渲貙雍蜖奚枠O后，3PE防腐層裸露出來，如圖3所示，經(jīng)宏觀檢查未發(fā)現(xiàn)破損。

圖3 在役海管回收管段去除配重層和犧牲陽極后的3PE防腐層宏觀形貌

（上：整體形貌；下：局部放大形貌）

 

2.3 防腐層漏點檢測

 

采用DP300電火花漏點檢測儀對3PE防腐層進(jìn)行漏點檢測，檢測電壓為25 kV，檢測部位包含整根管。圖4為3PE防腐層電火花現(xiàn)場檢測照片，檢測過程中檢測儀無報警、無火花產(chǎn)生，表明回收管段的3PE防腐層完好。

圖4 在役海管回收管段3PE防腐層電火花漏點檢測現(xiàn)場照片

 

2.4 節(jié)點熱縮套檢查

 

由于該在役海管在回收管段時，在節(jié)點環(huán)焊縫處采用了火焰切割進(jìn)行作業(yè)，受高溫影響，靠近環(huán)焊縫處的熱縮套遭到破壞。如圖5所示，個別回收管段的節(jié)點熱縮套在靠近環(huán)焊縫處有輕微翹皮，但用鋼尺無法進(jìn)一步將熱縮套翹起。

圖5 在役海管回收管段節(jié)點環(huán)焊縫處熱縮套遭到破壞

2.4.1 靠近環(huán)焊縫處熱縮套與鋼管結(jié)合情況檢查

 

選擇f1.2 mm的鋼絲在節(jié)點環(huán)焊縫端熱縮套與管體結(jié)合部位，沿管道軸向穿刺，如圖6所示，鋼絲未能插入說明節(jié)點剩余的熱縮套與管體結(jié)合緊密。隨機(jī)選取50根回收管段重復(fù)檢查，結(jié)果相同。

圖6 采用鋼絲軸向穿刺檢查回收管段節(jié)點熱縮套與管體的結(jié)合緊密情況

 

2.4.2 靠近配重層處熱縮套與3PE防腐層結(jié)合情況檢查

 

隨機(jī)選取20根回收管段，去除節(jié)點的聚氨酯發(fā)泡層，如圖7所示，使熱縮套靠近配重層、與3PE防腐層搭接處暴露出來，以檢查靠近配重層處熱縮套與3PE防腐層的結(jié)合情況。

圖7 回收管段去除節(jié)點聚氨酯發(fā)泡層后暴露的熱縮套靠近配重層的搭接處

對回收管段的兩端均進(jìn)行檢查，在隨機(jī)檢查的20根回收管段中，只有2根回收管段一端的熱縮套本身的搭接處有輕微剝離開裂現(xiàn)象。其中一根編號2xxx的回收管段測量的剝離尺寸約為170mm×45mm，如圖8所示，軸向和環(huán)向方向鋼絲均不可穿刺；另外一根編號51xx的回收管段測量的剝離尺寸約為45mm×45mm，如圖9所示，剝離片邊緣整齊，居于熱縮套包裹完成的結(jié)束位置，軸向和環(huán)向方向鋼絲也均不可穿刺。

圖8 編號2xxx的回收管段熱縮套自身搭接處輕微剝離開裂

圖9 編號5xxx的回收管段熱縮套自身搭接處輕微剝離開裂

2.4.3 節(jié)點熱縮套漏點檢測

 

采用DP300電火花漏點檢測儀對節(jié)點熱縮套進(jìn)行漏點檢測，檢測電壓為25 kV，對2.4.2中的20根回收管段兩端的熱縮套進(jìn)行檢測。圖10為回收管段節(jié)點熱縮套電火花現(xiàn)場檢測照片，檢測過程中檢測儀無報警、無火花產(chǎn)生，表明回收管段的節(jié)點熱縮套完好。

圖10 在役海管回收管段節(jié)點熱縮套電火花漏點檢測現(xiàn)場

3 、防腐層關(guān)鍵性能檢驗

從在役海管回收管段上對防腐層取樣按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢驗，并與標(biāo)準(zhǔn)要求值比較，結(jié)果表明，在役海管在經(jīng)過5a服役后，防腐層性能仍然符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

 

結(jié)  語

 

某海底天然氣管道鋪設(shè)和服役5a后，回收管段的配重層和防腐層宏觀完好，防腐層電火花漏點檢測未發(fā)現(xiàn)漏點；節(jié)點熱縮套經(jīng)宏觀檢查與鋼管基體、3PE防腐層結(jié)合情況良好，電火花漏點檢測也未發(fā)現(xiàn)漏點；取樣的防腐層關(guān)鍵性能檢驗結(jié)果也符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此，該海管的防腐層體系性能依然完好，可以繼續(xù)服役使用。

建議該海管今后繼續(xù)開展回收管段防腐層檢測評價工作，積累不同服役年限防腐層的檢測數(shù)據(jù)和性能數(shù)據(jù)，可以為相同防腐層類型海管的防腐層性能評價、海管服役壽命延長以及新海管防腐層設(shè)計提供參考和依據(jù)。