海底管道作为连接陆地与海洋的纽带，是海洋油气资源开发利用的重要环节之一。但海底管道在使用过程中受到各种环境因素（如海水、海流、生物、微生物等）及人为因素（如管道施工质量、腐蚀管理水平等）等影响会发生不同程度的腐蚀，从而导致海底管道泄漏造成经济损失。因此，对海底管道进行定期检测评估具有重要的意义。目前，国内外学者已开展了很多针对海底管道的腐蚀研究工作。
对于海底管道的腐蚀检测主要包括电化学检测、无损检测和电位差扫描测量等。电化学检测方法一般通过牺牲阳极来抑制阴极反应，因此具有成本低、工艺简单、实施方便等特点，但不能及时判断管道腐蚀的程度，对金属损伤也大；而无损检测方法通常不能及时发现管道腐蚀情况，但可以获得较精确的数据；电位差扫描测量法主要通过磁化信号间接检测金属表面腐蚀情况，具有较高的灵敏度，但准确度较差，无法为后续数据处理提供准确依据。
海底管道腐蚀原因
海底管道腐蚀的原因通常情况下可以分为两部分，一部分是埋地管道在自然腐蚀下的一些损害，另一部分是由于一些人为因素导致海底管道出现腐蚀，而这种情况会对整个管道的安全性造成影响，同时也会对人们的生命安全产生一定威胁。所以要想保证整个管道可以正常运作，就必须要做好相应的检测工作。
为了能够更好地进行海底管道检测工作，重点分析海底管道腐蚀的原因如下：
(1) 材料的腐蚀性。管道在设计和制造方面出现了问题也就会使得材料本身的质量不过关，从而造成了腐蚀情况出现；或者是在长期使用中会有一些腐蚀情况产生。
(2) 土壤中的腐蚀性物质。一般来说，土壤中会含有很多的腐蚀性物质，如铁、硫等，这些物质的存在就会对管道产生一定的影响。当管道出现了腐蚀现象时，就会导致管道本身的防腐性能降低，所以在对其进行设计和制造的过程中就需要选择质量合格的材料。
(3) 管道本身设计不合理。如果管道本身存在着设计问题的话，那么就很有可能会导致整个管道在腐蚀过程中出现一些其他方面的问题。
(4) 外部环境因素。海底管道所处的环境通常都是比较恶劣的，并且在这样的环境下还有很多未知因素存在，如海水和海流、空气、微生物等都会对管道产生影响，就很有可能会使得整个管道产生腐蚀，从而造成巨大的损失。
(5) 施工质量问题。在对海底管道进行设计和制造的时候，施工的质量也会影响整个管道的腐蚀情况，如果施工中的某一环节出现了问题，就有可能会导致整个海底管道腐蚀情况的发生。
海底管道腐蚀检测
由于海底管道腐蚀检测工作的特殊性，所以在检测前应对管道所在区域的海底管线状况、海底土壤及水环境等情况进行详细调查，以便对所检测海底管道的腐蚀状态有较准确的了解。
检测前应对所要检测的海底管线进行开挖检查，以便获取该区域海底管道的基本资料。根据各第三方检测单位所获取的资料，结合相关规范以及现场实际情况，对管道周围环境进行分析，确定该管道是否有必要进行第三方检测。
海底管线在设计时一般是在其外壁上穿一层绝缘层（通常为5～8 mm），以防止海水和其他气体腐蚀其金属表面。因此，在海底管线运行时不需要进行阴极保护。随着时间的推移，绝缘层会发生腐蚀，最终会导致海底管道的破损和泄漏。因此，需要对绝缘层外表面进行定期检测，以判断其是否存在局部腐蚀缺陷或破损。针对海底管线的不同情况，可以采用不同的检测方法，如电位检测、低频感应电压检测、杂散电流检测以及交流电流检测等。
电位检测方法是通过测量管线中不同部位（如管底与管壁间）的电位来判断腐蚀状态。但由于海底土壤不存在水等导电介质，所以只能测量管底处的电位，即根据管线上电势在各个点处的变化来判断管线整体状态；低频感应电压检测方法也是基于同理来确定管线整体状况；杂散电流检测方法是通过在管道附近架设交流电流场，并对其进行检测，根据杂散电流大小来确定管线的腐蚀状况。
海底管道的内检测技术
1、涡流检测技术
涡流检测技术是利用导体在磁场中的运动状态引起电流密度分布的变化，从而检测导体内部缺陷的无损检测技术，该技术主要由磁耦合涡流检测器和磁化线圈组成。通常，铁磁性金属材料内部存在着分布不均的缺陷时，缺陷处将产生感应电压（也称为漏电流），而位于缺陷表面的探头则可以感受到这一信号，从而得出缺陷处的长度、宽度等参数。当铁磁性金属材料处于磁场中时，由于其内部结构比较复杂，因此存在着许多的磁场分布不均匀性。当铁磁性金属材料在交变磁场中运动时，由于材料内部磁场的不均匀性，将会造成铁磁材料在缺陷处产生感应电压。根据涡流检测的原理可知，当铁磁性金属材料存在着缺陷时，在磁场中运动的铁磁性金属材料会产生感应电动势，因此通过检测线圈就可以检测到这一信号。
2、磁粉检测技术
磁粉检测技术是指用磁化的方法将金属工件表面涂覆的铁粉置换掉后，再通过磁化所产生的磁场对金属工件进行检测的方法。由于与涡流检测相比，磁粉探伤的信号微弱，所以需要将其进行放大和信号处理。一般情况下，海底管道采用该方法只能对一些简单的缺陷进行检测。
3、超声波检测技术
超声波检测技术主要是利用声波在管道内介质中传播时受到的阻力（表面张力）以及声波在管道中传播的速度进行检测的技术。与涡流检测技术相比，超声波检测技术具有更高的检测灵敏度和更快的检测速度，而且对被检工件和管道不存在任何污染，特别适合于对非导电结构材料进行无损检测。因此超声波检测技术被广泛地应用于管道内涂层厚度、腐蚀状况和金属与非金属复合涂层厚度的测量。
4、漏磁检测技术
漏磁检测技术是利用铁磁性材料的磁化特性，将磁性漏磁阵列传感器的检测探头放入管道中，利用检测信号来识别缺陷。由于铁磁性材料存在着明显的漏磁效应，因此铁磁性材料内部的缺陷很容易被漏磁效应检测到，从而得到缺陷的位置和大小。在管道上施加恒定的交变磁场，当存在缺陷时，缺陷周围磁场的分布会发生变化，从而使铁磁性材料内部产生感应电流。而此时的交变磁场在轴向上产生感应电流。对于具有一定长度和宽度的铁磁性金属构件，在其上施加外加磁场后，铁磁材料内部会产生感应电流，并会通过管道向外流动，从而在管道中产生漏磁信号。
海底管道的外检测技术
1、浅海外检测技术
海底管道的浅海外检测技术的主要工作原理是利用各种高精度声呐设备，将声呐信号转化为图像信号，通过图像处理技术识别出管道内部的腐蚀缺陷、腐蚀坑以及各种附着物等情况，并可利用声呐图像分析系统生成各种管道缺陷数据报告。
浅海外检测技术有两种形式：一种是通过声呐设备将水下图像转化成视频图像，然后再通过光纤传输到岸上进行处理；另一种是使用水下摄像机采集水下视频图像，然后经过计算机处理后在水上显示出来。
2、深海外检测技术
(1) 声呐系统。海底管道外检测设备还包括侧扫声呐系统、海底表面多点摄像系统、多波束测深仪、水下机器人等。
侧扫声呐系统由发射、接收和数据处理三部分组成。发射和接收设备通过电缆与换能器相连，在海底表面上形成一条长长的波束，再由水下机器人从海底表面上向外发射和接收声波，进行数据处理，然后根据数据分析判断管道的缺陷位置。海底表面多波束测深仪通过水下机器人在海底表面进行扫描探测，得到一张高分辨率的海底多波束剖面图。
(2) 声发射技术。声发射技术主要是通过接收海底管道附近的声波信号，经过记录和处理后向管道内注入激发流体，通过激发流体中的声信号，可以得到与管外表面相应的声波传播速度和衰减等信息，从而在管道内壁形成反射波。
在以往的管道外检测中，通常采用声呐检测技术，其缺点是受到人为因素干扰大、仪器价格昂贵，以及对海底环境的不适应等问题。近年来，声发射检测技术以其高灵敏度、高准确性的优点而受到越来越多的青睐。
声发射检测技术是在管道外表面施加一定强度的载荷，通过对载荷产生的物理量变化进行检测和分析，从而判断被检管道是否发生腐蚀。在海底管道腐蚀检测中，声发射技术具有以下优点：一是可在水下进行作业，可以避开常规检测方法中水下管道的作业时间；二是灵敏度高、可探测到各种固体介质下的缺陷和裂纹；三是无需接触被检管道即可对管道进行检测。
3、磁力仪检测技术
磁力仪是一种利用铁磁材料或其制品产生的磁性来测量物体尺寸、形状、位置和强度的一种测量工具。海底管道的腐蚀缺陷与其周围的磁场分布有关，因此，可利用磁力仪对海底管道进行检测。
检测时将仪器固定于被测物体上，然后通过调整仪器的水平和垂直方向，将被测物体产生的磁场改变量转换为标准电量值，再通过标准电量值与标准磁力仪测量的磁场改变量的比值（B/T）计算出该物体的缺陷深度。
B/T的计算公式为：B/T=(E/2f)/k。式中，E是标准电量值的有效值，f是磁场改变的频率，k是标准磁力仪的灵敏度。B/T的单位为T/A，表示每安培电流所产生的磁场改变量。
需要注意的是，B/T的计算需要保证标准电量值和标准磁力仪的准确度，同时也需要控制测量条件的稳定性，例如环境温度、磁场干扰等因素都会对测量结果产生影响。因此，在测量过程中需要仔细控制这些因素，以确保B/T的准确度。
结 语
发展海底管道检测新技术和新装备，保证海底管道安全稳定运行，已成为海洋石油行业的一项重要课题。主要建议如下：
(1) 随着海底管道运营水深的不断增加，为更好地提高海底管道检测精度和检测效率，建议相关科研院所和石油单位加强内检测和外检测技术研究，加强检测工具的耐恶劣海洋环境及复杂管道介质的能力，提高设备分辨率和检测速度，使得经济效益更加显著。
(2) 海底管道检测设备应向智能化、自动化和集成化方向发展，同一设备实现多类型缺陷参数的检测、传输和分析的一体化，检测数据显示可视化，逐步满足检测作业者和管道运营商对管道状态全面掌握的需求。
作者：韩雪
工作单位：中海油（天津）管道工程技术有限公司
来源：中国石油和化工标准与质量、中国腐蚀与防护网、石油机械
