业内专家讨论海底管道腐蚀管理

在世界各地的海上石油和天然气场地，有数千公里的海底管道将钻机和生产平台连接到井口和陆上设施。这些公司多年来代表了数十亿美元的投资。这些高价值资产的业主必须了解忽略腐蚀效果的成本影响。规划有许多优势腐蚀控制和缓解，其中两个是可以扩展资产的寿命，并且减少维护时间和成本。

海水管道和海上基础设施

海洋环境是一个苛刻的海洋环境，管道暴露于一系列外部物理，气候和化学效果，这可能导致腐蚀和腐蚀退化管子的外面。更不用说，流经管道的流体本身对内部表面也有腐蚀性。(要了解更多关于海水腐蚀的知识，请阅读海水中管道腐蚀概述.）

监测腐蚀对海底管道和海上结构的影响是确保管道完整性的关键方面。最小化腐蚀的关键方法是采用适当的保护技术。Deekwater Australasia（DWA），Carboline和独立维修服务Pty Ltd（IMS）提供产品和服务，可满足世界各地近海和深水油和天然气业务的各种挑战。

为了提高DWA、IMS和Carboline等公司的工作效率，澳大利亚腐蚀协会(ACA)与业界和学术界合作，研究腐蚀的各个方面，以提供广泛的知识基础，支持腐蚀管理的最佳实践。确保以负责任的方式管理所有腐蚀的影响，保护环境，加强公众安全，并改善经济。(你可能有兴趣阅读:腐蚀知识管理与腐蚀管理:资产完整性管理的基本工具.）

我最近和这些公司的代表发言了关于海上和海底腐蚀管理挑战和现行保护策略。

石油和天然气工业更深入

已经发现了世界上大部分浅水油和天然气沉积物。随着对石油的需求增加，勘探公司一直在深入了解水库。浮动设施和平台与深水库相比的成本极高，因此位于海底的设备的项目变得越来越普遍。

图1.离岸技术人员和支持船。

根据DWA的业务开发经理David Flanery的说法，选择的腐蚀保护方法取决于用于构建近海基础设施的材料。管道往往是环氧树脂或混凝土被包裹，而平台通常具有大量暴露的钢。海底资产通常需要保护系统，包括具有长期运行寿命的特殊涂层，牺牲阴极保护系统，或这些组合。

Ricky Collins，Altex涂料的销售经理Austrasia是一个区域Carboline供应商，表示制造商已经开发出来绝缘设计用于承受深水操作严谨的产品。这些材料专门设计用于海底管道。

表面涂层和其他腐蚀防腐方法通常由IMS等公司维护。这些公司的工作范围来自近海结构的一般维护工作，表面处理和维修涂料， 到斑点爆破和绘画。

根据Jan Sikora，IMS的运营经理，他公司的所有工作都以资产所有者主动计划在最佳状态下保持海上结构。“进行了定期检查，以确定海上安装的条件，然后资产所有者计划通过我们进行的工作时间表和范围，”他补充说。

有多种方法可以在海底上固定管道。管道上方的深度决定了它是否必须埋入或加权以保持到位。一般来说，如果水深少于50米，大多数国家要求管道铺设在沟槽中。

极端海底挑战

深海设备和管道的工作和运营环境与沿海活动的设备和流水线不同。海水的温度在数千米的深度下降至约2°C（35.6°F）。来自深井的油可以像176°C（349°F）一样热。随着热油从井中出现，它通过较冷的管道传播，管道中的流体可以快速冷却。

在约21°C（70°F），管道中的水和气体混合物可以形成气体水合物或par。如果石蜡的积聚太大，它最终可能会阻挡管道。这种堵塞可以非常昂贵，可以清除，如果管道破裂，可能会对设备和环境造成灾难性的损害。

海底流动保障是海上油气行业的一个术语，用来描述确保海底管道和设备保持油流的过程。因此，必须在基础设施中应用适当的绝缘材料，以保持或至少减缓流体运输过程中的热损失。表面涂层制造商一直在努力开发合适的材料，以应对深海活动的极端条件。

“海上生产领域是一个非常复杂的系统，”Flanery说。“理想情况下，应在设计阶段仔细计划所有不同的组件及其单独的腐蚀保护需求。”

例如，油气和气体通过海底树从储存器流动，并且通常通过跳线管来歧管或管道端端终端（PLET）。（跳线是用于将流动线连接到其他部件的流动线的短柔性或刚性的管道。）流体通过管道传递到生产平台，以便在送到油轮或陆上设施进行进一步处理之前。

有时可以存在两个相邻资产的腐蚀保护系统之间的设计间隙，例如流线和歧管。这可能发生，因为每个专家公司制造其特定的组件和不同的承包商将它们放在海底上。公司之间的腐蚀保护系统可能无法在公司之间妥善沟通，运营商可能不会对该领域的整体监督。

“你不能只是孤立地看一条管道，”Flanery说。“它总是一个更大的系统的一部分。”

典型的离岸管道由12米长的管道组成焊接管道放置船上的端到端。每个接头覆盖有施加的抗腐蚀涂层，除了每端约60厘米。这些区域露出，以防止热量从焊接操作损坏涂层。一旦环焊在两个关节之间完成，仍然是约1.2米的未涂层面积。（焊接管道上的腐蚀原因和治疗焊接关节腐蚀的原因和预防。）大多数管道设计用于使用野外施加的关节涂层，通常以热收缩套筒的形式。

管理在海底上的阴极保护

阴极保护（CP）是一种用于通过使其控制金属表面的腐蚀的技术阴极an电化学电池。一种简单的保护方法将金属连接到更容易腐蚀的“牺牲金属作为阳极。然后牺牲金属而不是受保护的金属。（学习关于阴极保护的基础知识.）

图2。把阳极夹在水下管道上。

管道最常见的CP系统使用大约每10个关节夹在管道上的手镯阳极，或120米。阳极通过小线束粘合到管道上，或者粘接肩带，固定在直接焊接到管道的螺柱上。

定期检查是任何经营海上领域的公司的要求，他们必须能够证明没有管道破坏的危险。对于合规性，通常需要每五年调查管道的整个长度。

一种监视管道CP系统的方法称为电极场梯度（EFG）测量，其中远程操作的车辆（ROV）或潜水员沿着管道的整个长度游泳，以记录管道CP系统的场梯度。场梯度用作阴极保护活动的指示。场梯度强度是距离之间的函数参考电极数组和管道。然而，所有的管道测量都必须包括沿着管道长度的定期“戳”，以重新校准EFG读数。

“虽然可以使用拖曳或自主水下车辆，但你不能真正讲述管道在不接触它的情况下有多好，”弗利内斯说。

测量管道的最新方法之一是以常规计算间隔安装CP测试站，类似于陆上埋地管道的间隔。这使得使用距离调查船只的最小测量设备更快和准确的管道调查。需要使用特殊探头在这些测试站进行接触读数所需的ROV或潜水员。

该方法允许勘测船沿着管道走廊规划停靠点，并仅在这些位置投入潜水员或ROV。潜水员或ROV“刺入”测试站，这与EFG探头的读数相关联，以确定CP系统在那一点上的完整性。接下来，可以找到并刺入附近的阳极。在两次接触测量中电压梯度被记录。

从这些读数来看，调查机组人员可以使用船上管道CP衰减建模以确定下一个适当的调查站点并报告可能需要立即采取的行动或计划维持最佳操作。

DWA具有一系列腐蚀控制和监控设备，可以快速部署在现场，并轻松添加到管道中，以增强监控程序的有效性。

深海专用涂料

一些深水管道涂料是优质级，坚韧，弹性的玻璃句法聚氨酯弹性体这提供了所需的伴热保温属性，是100％固体'铸造的材料。（对于背景看海洋应用和海上平台涂料.）

柯林斯说:“‘100%固体’这个词意味着涂层是固体形式，但这是误导。”这个术语实际上是指涂层不含溶剂或挥发性有机化合物（VOC）。零VOC涂料在应用涂层时，没有火灾危害和健康风险低。它们也是环境友好的，因为没有产生或释放到空气中的危险有机溶剂蒸气。

图3.准备钢的钢，用于引发和喷涂。

'句法泡沫'包含合适的组合res那颜料和玻璃球提供了处理环境和应用参数所需的特性。标准轻质保温材料不适用于深水环境。它们无法承受长期的水暴露和低温，更重要的是，由于在这些水深下的极端压力(3000-6000 psi)，大多数绝缘材料会倒塌，无法承受设备25年的预期寿命。

柯林斯添加了“Carboline的Carbotherm®735等产品将处理所有这些条件，并且足够灵活，可以在装运，安装和操作期间容忍运动，弯曲和振动。”

离岸平台的基本绳索攀爬技巧

在海上平台的交叉构件上工作不仅需要独特的技术组合，还需要额外的安全措施。IMS的员工需要是良好的防腐技术人员以及熟练的绳索攀登者。

西科拉说:“这两项技能在我们的工作中都非常重要，我们强调，在我们工作的各个方面都要遵守安全。”“当我们找到具有适当腐蚀资质的合适人员时，我们会对他们进行绳索访问培训。为了确保工人的安全不受影响，我们还聘请了经验丰富的3级滑翔机，然后对他们进行防腐技术培训。”

综合规划是处理海上腐蚀控制的制约因素和挑战时的优先事项。“一旦我们到达近海网站，如果我们忘记某些东西，很难安排更多材料或工具，”Sikora补充道。“你不能只是跳到你的面包车里，然后开车到当地的五金店。”

天气和访问也可以影响近海网站的工作。工人的空间通常有限，在海上平台上的所有设备，有时工人必须每天都在平台上行驶，这限制了实际的工作时间。

幸运的是，聚脲和聚氨酯涂料和引物已经开发出快速治疗时代这样就可以快速覆盖结构。“通过有效的保护系统和定期维护，海上地区应具有操作使用寿命长达40岁，“加州加入了。