腐蝕評(píng)估是了解油氣管道腐蝕狀況和潛在風(fēng)險(xiǎn)的重要渠道，國(guó)際上目前主要包括腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)、腐蝕直接評(píng)估、含缺陷管道安全評(píng)價(jià)等幾類(lèi)不同的方式。腐蝕風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)是利用風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的一般原理和方法，根據(jù)腐蝕狀況的調(diào)查確定腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的一種方法，多為定性或半定量評(píng)價(jià)。腐蝕直接評(píng)估是通過(guò)數(shù)據(jù)分析和一定的間接檢查，更為定量地評(píng)價(jià)管道不同部位的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，是腐蝕完整性管理的重要工具之一。含缺陷管道安全評(píng)價(jià)則是利用一定的缺陷檢測(cè)結(jié)果，結(jié)合腐蝕發(fā)展預(yù)期，估算管道剩余強(qiáng)度和剩余壽命。

腐蝕評(píng)估方法源于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的基本理念，本節(jié)重點(diǎn)選取較為典型的腐蝕直接評(píng)估方法加以介紹，其他方法不在此累述。

直接評(píng)估是一種結(jié)構(gòu)化流程，該方法運(yùn)用從管道間接調(diào)查和直接檢查中獲取的信息以及所有其他相關(guān)信息，如設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)和操作數(shù)據(jù)等，對(duì)埋地管道的完整性進(jìn)行評(píng)價(jià)。該方法一般包含預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)、直接檢查和后評(píng)價(jià)四個(gè)步驟，方法簡(jiǎn)單明了，便于實(shí)施，且有較為全面的標(biāo)準(zhǔn)可以參考，已成為國(guó)際上公認(rèn)較為成熟的腐蝕完整性管理技術(shù)。可使用三種直接評(píng)估的方法查找隨時(shí)間變化的腐蝕缺陷類(lèi)型：內(nèi)腐蝕直接評(píng)估（ICDA）、外腐蝕直接評(píng)估（ECDA）和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)估（SCCDA）。

內(nèi)腐蝕直接評(píng)估

內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法（ICDA）是一種在管道某一給定管長(zhǎng)范圍內(nèi)評(píng)價(jià)內(nèi)腐蝕可能性的方法。目前，已經(jīng)發(fā)展出干天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法（DG-ICDA）、濕天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法（WG-ICDA）和液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法（LP-ICDA），并已成為管道腐蝕完整性管理的重要工具之一。

根據(jù)NACESP0206標(biāo)準(zhǔn)，干天然氣管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法（DG-ICDA）適用于正常條件下輸送干氣但可能遭受非經(jīng)常性短期液體侵?jǐn)_而引起損壞的天然氣管道，腐蝕性水在管道中的積聚是引起天然氣管道內(nèi)腐蝕的先決條件，在傾斜上升管中，重力阻滯液體向下游流動(dòng)，會(huì)發(fā)生積液，從而引起內(nèi)腐蝕。最先積水的地方最可能發(fā)生腐蝕，DG-ICDA的基礎(chǔ)是沿著管道詳細(xì)檢查最有可能積水（或其他電解液）的部位，由此推斷下游剩余管長(zhǎng)部分的完整性。如果最有可能積液的部位沒(méi)有受到腐蝕，則可認(rèn)為其下游一定范圍內(nèi)的管道都沒(méi)有腐蝕，這就減輕了管道腐蝕檢測(cè)（或者完整性評(píng)價(jià)）的工作量。如果最可能積液的部位經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)確實(shí)受到了腐蝕，也就排查了一處隱患。

進(jìn)行腐蝕高風(fēng)險(xiǎn)部位評(píng)估的目標(biāo)是在一定的管段區(qū)間內(nèi)，用流體流動(dòng)模擬結(jié)果預(yù)測(cè)最可能發(fā)生內(nèi)腐蝕的位置。主要內(nèi)容包括三個(gè)方面：一是繪制管道高程剖面圖和傾角分布圖；二是使用所收集的數(shù)據(jù)資料進(jìn)行多相流計(jì)算，確定持液的最大臨界傾角；三是對(duì)比分析流動(dòng)模擬計(jì)算結(jié)果和管道高程剖面和傾角分布圖，判斷內(nèi)腐蝕可能出現(xiàn)的位置（見(jiàn)圖1）。致使液體向后流動(dòng)的重力和造成液體沿著流動(dòng)方向向前流動(dòng)的氣體與液體之間的剪應(yīng)力之間的平衡角定義為液體在管道中聚集的臨界角。

圖1 由于積水引起的管道內(nèi)腐蝕風(fēng)險(xiǎn)與內(nèi)腐蝕直接評(píng)估臨界角

相對(duì)于干氣系統(tǒng)，濕天然氣系統(tǒng)是有水但仍具有較大氣液體積比的系統(tǒng)。濕氣系統(tǒng)有足夠多的液態(tài)水，以至于所有管段角度大于臨界角的部分都很有可能積聚液態(tài)水，如果由此確定挖掘地點(diǎn)的話(huà)，則挖掘點(diǎn)數(shù)和工程量會(huì)變得十分不切實(shí)際。針對(duì)濕氣系統(tǒng)的ICDA方法（WG-ICDA）是在不考慮水成分因素和其他腐蝕影響因素的基礎(chǔ)上提出來(lái)的，基本依據(jù)是通過(guò)腐蝕速率、流動(dòng)影響和其他影響因素來(lái)確定管段發(fā)生腐蝕的優(yōu)先次序，其目標(biāo)是識(shí)別出最大腐蝕破壞的位置，并將腐蝕速率模型作為一種預(yù)測(cè)未來(lái)腐蝕增長(zhǎng)率的工具來(lái)應(yīng)用于整個(gè)評(píng)價(jià)過(guò)程。

WG-ICDA的原理是根據(jù)流動(dòng)效應(yīng)、腐蝕速率以及其他腐蝕影響因素，對(duì)管段各部分腐蝕發(fā)生的可能性進(jìn)行優(yōu)先次序排列。該方法的基礎(chǔ)就是將各種因素劃分為三類(lèi)：其一，流動(dòng)影響，包括各種流態(tài)和冷凝水對(duì)腐蝕的影響；其二，根據(jù)腐蝕模型確定腐蝕速率，主要與氣體的成分、液體的化學(xué)、壓力和溫度有關(guān)，同時(shí)將腐蝕速率歸一化，并用于反映沿管段各腐蝕部位的嚴(yán)重性，由此來(lái)表示腐蝕的具體分布情況；其三，其他影響因素之中包括緩蝕劑、烴凝析液、細(xì)菌、殺菌劑、固體以及其他產(chǎn)物。

液體石油管道中含有H2S、CO2、鹽、蠟和砂子等，且管道內(nèi)多相流的流動(dòng)受很多因素的影響，造成多相流內(nèi)壁材料的損失機(jī)理十分復(fù)雜，是一種腐蝕與沖蝕的聯(lián)合交互作用過(guò)程。在這類(lèi)環(huán)境中，氣泡、液滴、顆粒都可能會(huì)沖擊管壁，使表面產(chǎn)生的腐蝕物發(fā)生脫落，同時(shí)也可直接作用于表面造成磨損。基于上述這些物質(zhì)的存在，液態(tài)管道同其余管道相比，發(fā)生腐蝕的可能性會(huì)最大，也會(huì)是腐蝕最嚴(yán)重的管道。液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)估（LP-ICDA）方法適用于管道內(nèi)部所含有的底部沉積物和水量比例少于總輸量的5%的石油管道。美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)（NACE）針對(duì)這種管道的內(nèi)腐蝕情況進(jìn)行了研究，綜合多種因素的基礎(chǔ)上，提出了通用液體石油管道內(nèi)腐蝕直接評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

在腐蝕評(píng)估過(guò)程中，必須綜合評(píng)估影響腐蝕進(jìn)程的各個(gè)關(guān)鍵因素，例如，水或者其他電解質(zhì)的存在狀態(tài)。水的存在往往是造成管道內(nèi)腐蝕的必要條件，某些狀況下，含水的醇類(lèi)、吸附水的生物膜、濕氣凝結(jié)的液膜或液滴也可以作為腐蝕發(fā)生的電解質(zhì)條件。對(duì)于某些評(píng)估管道，由于管道運(yùn)行初期含水率就可能較高，因此，水的存在是評(píng)估的重點(diǎn)。針對(duì)水的存在狀況，可以分別為腐蝕發(fā)生的敏感里程位置和敏感位置腐蝕發(fā)展速率的評(píng)估提供評(píng)價(jià)基礎(chǔ)。

內(nèi)腐蝕評(píng)估方法用于評(píng)定管道內(nèi)部腐蝕敏感位置的原理在于假設(shè)積水的存在是腐蝕的首要條件。多相輸送過(guò)程中，油相介質(zhì)中如果含有較少的水，以油包水的形式存在時(shí)，由于主要以油浸潤(rùn)金屬表面而腐蝕輕微。如果在一定含水率下，流體流速降低，則容易造成油水分層，并使水與管道底部金屬接觸。特別對(duì)于某些起伏比較明顯的管道，由于水相在重力和油相流體帶動(dòng)兩方面作用下，水相無(wú)法被攜帶走，而積聚于某些位置，導(dǎo)致金屬的腐蝕。針對(duì)這類(lèi)情況，采用內(nèi)腐蝕評(píng)估方法推薦的多相流模型，可以通過(guò)評(píng)估積水優(yōu)先位置，判斷內(nèi)腐蝕發(fā)生的敏感位置。

當(dāng)含水率較高時(shí)，由于管道以油水兩相分層，或者呈水包油的狀態(tài)，管道底部全線(xiàn)均與水相接觸，此時(shí)在管道里程方向上均有腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。如果這種情況出現(xiàn)，管道里程方向上的腐蝕分布仍不是平均一致的，由于管道工藝過(guò)程中，入口和出口之間的溫度和壓力存在差異，溫度、壓力等工藝參數(shù)沿著路由方向也會(huì)發(fā)生變化，由此也會(huì)引起腐蝕介質(zhì)和腐蝕環(huán)境特點(diǎn)的改變，從而改變腐蝕發(fā)展的規(guī)律。評(píng)估管道內(nèi)腐蝕敏感區(qū)間需要根據(jù)不同位置處溫度、壓力、腐蝕介質(zhì)實(shí)際分壓等參數(shù)，利用腐蝕預(yù)測(cè)模型或評(píng)估模型，確定不同位置的腐蝕速率或局部腐蝕敏感性，從而判斷不同位置的腐蝕程度。

外腐蝕直接評(píng)估

外腐蝕直接評(píng)估方法是一種具有前瞻性的通過(guò)評(píng)價(jià)并控制外腐蝕影響來(lái)提高管道安全性的結(jié)構(gòu)化流程。外腐蝕直接評(píng)估方法的應(yīng)用歷史要超過(guò)內(nèi)腐蝕直接評(píng)估方法和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)估方法。NACESP0502標(biāo)準(zhǔn)《管道外腐蝕直接評(píng)估方法》對(duì)外腐蝕直接評(píng)估方法進(jìn)行了說(shuō)明。

管道外涂層上是否存在漏點(diǎn)或其他異常情況是外腐蝕直接評(píng)估方法的一個(gè)重要關(guān)注點(diǎn)。該方法的基本假設(shè)是：對(duì)管道上這些漏點(diǎn)或異常點(diǎn)進(jìn)行檢查可以表明哪些潛在區(qū)域可能發(fā)生了、正在發(fā)生或?qū)⒁l(fā)生腐蝕。外腐蝕直接評(píng)估方法確定管道陰極保護(hù)有效性及是否符合準(zhǔn)則，并確定交流/直流干擾、電流屏蔽、電流衰減、外部接觸和需要的緩解范圍等。

根據(jù)NACESP0502標(biāo)準(zhǔn)，外腐蝕直接評(píng)估方法也由四步組成，即預(yù)評(píng)價(jià)、間接檢測(cè)、直接檢查、后評(píng)價(jià)。其中間接檢測(cè)的目的在于對(duì)涂層失效的嚴(yán)重性、其他異常情況以及已經(jīng)發(fā)生或者可能正在發(fā)生腐蝕的區(qū)域進(jìn)行識(shí)別和定義。在每一外腐蝕直接評(píng)估區(qū)域至少要使用兩種間接檢測(cè)技術(shù)，但是選擇具體某一工具時(shí)仍取決于該工具是否適用于特定的管段。選擇工具時(shí)，必須考慮它們是否能夠在特定的管道狀態(tài)下可靠地探測(cè)出預(yù)期的腐蝕和/或涂層異常。主要的間接檢測(cè)技術(shù)如下。

①密間隔電位測(cè)量（CIPS）。每隔一段距離測(cè)量一次管道沿線(xiàn)到地面之間的電位。密間隔電位測(cè)量（CIPS或CIS）可能是管道行業(yè)中最常用的方法，主要用來(lái)確定陰極保護(hù)是否有效，并對(duì)管道是否符合陰極保護(hù)準(zhǔn)則做出評(píng)價(jià)，定位涂層缺陷和/或涂層退化的區(qū)域，探測(cè)交流和/或直流干擾，評(píng)估電流衰減，確定外部連接，以及探測(cè)可能發(fā)生局部腐蝕的區(qū)域。

②交流電流衰減量測(cè)量（ACCA）。基于電磁場(chǎng)傳播理論的應(yīng)用原理，測(cè)量管道涂層的整體狀況；交流電流衰減量測(cè)量得出的結(jié)果包括深度、涂層電阻率和傳導(dǎo)系數(shù)、異常位置及異常類(lèi)型。

③交流電位梯度測(cè)量（ACVG）。測(cè)量管道沿線(xiàn)及其周?chē)寥乐械男孤╇娏鞯淖兓浚远ㄎ煌繉赢惓＃⒚枥L出腐蝕活動(dòng)的特征。

④直流電位梯度測(cè)量（DCVG）。測(cè)量管道沿線(xiàn)及其周?chē)寥乐械碾娢惶荻鹊淖兓远ㄎ煌繉赢惓＃⒚枥L出腐蝕活動(dòng)的特征。

⑤Cell-to-Cell測(cè)量。這是一種兩個(gè)參比電極地表測(cè)量方法，測(cè)量?jī)蓚€(gè)接地的硫酸銅參比電極之間的電位差；直接在管道線(xiàn)路上方測(cè)試時(shí)，該方法能夠探測(cè)出可能潛在的電流放電（陽(yáng)極）區(qū)域，從而有助于對(duì)可能的腐蝕異常情況進(jìn)行定位。

⑥皮爾遜測(cè)量。該技術(shù)采用一種發(fā)射到埋地管道表面的交流信號(hào)，對(duì)管道沿線(xiàn)兩個(gè)移動(dòng)接地觸頭之間的電位梯度進(jìn)行對(duì)比；該技術(shù)可以對(duì)可能造成腐蝕異常的所有涂層缺陷及位于埋入管道附近的外來(lái)金屬物體進(jìn)行定位。

⑦土壤調(diào)查。通常情況下，每隔一段距離就要進(jìn)行一次土壤電阻率/導(dǎo)電性測(cè)量，測(cè)量結(jié)果常被用來(lái)確定土壤的腐蝕性，因此可以確定管道發(fā)生腐蝕的可能性；土壤電阻率越低，其導(dǎo)電性和腐蝕性就越高。

⑧超聲導(dǎo)波檢測(cè)（GWUT）。該技術(shù)用于在電（金屬）短路、電解質(zhì)耦接及電氣絕緣條件下對(duì)套管內(nèi)管道檢測(cè)。

上述間接檢測(cè)的目的在于使用上述測(cè)量結(jié)果來(lái)確定管道沿線(xiàn)涂層失效的位置。隨后進(jìn)行直接檢查步驟，確定在發(fā)現(xiàn)腐蝕缺陷時(shí)需要采取什么行動(dòng)，并對(duì)腐蝕產(chǎn)生的根源進(jìn)行評(píng)價(jià)和鑒定。對(duì)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行整合之后，相關(guān)信號(hào)必須可以提供足夠的數(shù)據(jù)以選擇進(jìn)行開(kāi)挖的最合適位置；這些開(kāi)挖點(diǎn)，必須幫助操作者使其可以根據(jù)腐蝕尺寸和/或嚴(yán)重性對(duì)腐蝕進(jìn)行排序。目前，ECDA已經(jīng)在我國(guó)許多管道上獲得應(yīng)用，已成為管道業(yè)界進(jìn)行腐蝕完整性管理、及時(shí)了解管道外腐蝕風(fēng)險(xiǎn)、涂層狀況和陰極保護(hù)有效性的重要手段。

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)估

應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)估方法也是一種具有前瞻性的結(jié)構(gòu)化流程，它主要致力于通過(guò)評(píng)價(jià)并降低應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的影響來(lái)改善管道的安全性。該方法包括目視檢測(cè)和實(shí)體檢測(cè)、電解質(zhì)溶液分析、金相分析、超聲波檢測(cè)和各種磁粉檢測(cè)技術(shù)。ASMEB31.8和NACESP0204標(biāo)準(zhǔn)是進(jìn)行應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂探測(cè)的基本依據(jù)。應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂直接評(píng)估方法對(duì)用于天然氣、原油及精煉產(chǎn)品的生產(chǎn)、輸送和分配服務(wù)的鋼制埋地陸上管道進(jìn)行論述，重點(diǎn)圍繞土壤應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)展開(kāi)，并不涵蓋管道內(nèi)部由于H2S等引起的開(kāi)裂。