连续油管环焊接头的疲劳性能

针对连续油管环焊接头疲劳寿命大幅下降(通常只有管体疲劳寿命的20%左右)的现象,采用硬度计、光学显微镜、SEM和EBSD对环焊接头的组织性能进行了分析。结果表明:在热影响区(HAZ)存在一个明显的软化区,该软化区位于距熔合线5 mm左右处,与母材相比,软化区硬度下降8.5%;平均晶粒尺寸由4.9μm增长至8.4μm,位错密度由1.1×10~(14)m~(-2)下降为3.3×10~(13)m~(-2),下降了70%,由于位错密度下降使得连续油管环焊接头部分区域强度下降,从而形成软化区,严重影响了连续油管的疲劳寿命。另外,对管材进行焊前热处理,以及在焊接时加速冷却可使环焊接头的软化程度降低,疲劳寿命提高。     

模拟地面集输环境下温度对2205双相钢均匀腐蚀及点蚀行为的影响

针对油气集输管线在CO2和含高浓度的Cl-地层水环境中易发生腐蚀失效的问题，通过腐蚀失重试验和电化学测试分析，研究了2205双相不锈钢在高分压CO2+高矿化度+高浓度Cl-地层水集输管线环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟油田集输管线环境中，升温引起的2205双相不锈钢的均匀腐蚀速率基本不变，整体表现为轻度腐蚀，但由于Cl-的存在，2205双相钢在50 ℃和70 ℃时出现明显的点蚀坑形貌；2205双相钢在3种测试温度下的阳极极化曲线存在明显的钝化区，随着温度的升高，2205双相钢的点蚀电位先升高、再下降，在30~50 ℃，存在一个临界点蚀温度CPT；交流阻抗图谱在50 ℃和70 ℃分别表现出了点蚀诱导期和点蚀发展期的特征。     

厚壁X80管线钢管不同壁厚处的低温拉伸性能研究

为了研究厚壁X80管线钢管不同壁厚处的显微组织与低温环境下拉伸性能的关系，利用光学显微镜、电伺服拉伸试验机和低温试验箱等分析手段对壁厚为32.1 mm的X80管线钢管的显微组织和拉伸性能进行了分析。试验结果表明:由于X80管线钢管壁厚较厚，显微组织在厚度方向上的整体均匀性较差，中心层的组织晶粒度与外层相比较为粗大。温度由20 ℃下降至－60 ℃时，3组试样的抗拉强度、屈服强度均有上升趋势；在同一温度下，3组试样强度由大到小的顺序为:外层＞内层＞中心。     

J55 LC套管断裂失效原因分析

针对油田生产过程中油套管断裂失效的问题，通过对失效管体尺寸测量、断口宏观和微观形貌分析以及管材理化性能检测等方法，对某公司J55 LC套管发生断裂失效的原因进行了分析。结果显示，断裂套管的化学成分、拉伸性能、金相组织、套管螺纹参数均符合相关标准要求，套管螺纹断裂失效位置正好处于螺纹啮合后全长上的齿面接触应力最大的部位，接触应力不当是引起套管断裂失效的主要原因。分析结果表明，套管断裂的主要原因为现场上扣作业控制不当，造成螺纹粘着磨损，使套管表面产生大量微裂纹，进而在螺纹接触应力最大处发生脆性断裂     

某含硫油田20G集输干线内腐蚀穿孔原因分析

为了探究某含硫油田20G集输干线内腐蚀穿孔原因，通过宏观形貌观察、尺寸测量、化学成分分析、金相检验、力学性能测试及腐蚀形貌观察和腐蚀产物分析等方法，并结合该管段的生产标准和现场服役工况进行了分析。结果显示:该20G集输干线材质无异常，符合相关标准要求；失效管段的腐蚀产物化学成分为C、O和Fe，还有少量的Cl和S。分析表明:该管线的输送介质流速过低，致使管道底部长期积水，使得介质中的CO₂、H₂S和少量溶解氧对管线底部产生腐蚀，其中采出水中高浓度的Cl-促进了点蚀的形核和发展，最终导致穿孔。针对此类低压、低流速、高腐蚀性含水原油管道，建议排查管道的输送路径，防止带入空气，如改进工艺流程和采用除氧后的水清管等，并且适当提高流速，减少管线积液。     

电弧喷涂Fe-Al涂层的摩擦磨损行为

为了研究Fe-Al涂层的组织结构,并比较其与20#钢的耐磨性能,采用粉芯丝材和超音速电弧喷涂技术在20#钢基体上制备了Fe-Al涂层,采用扫描电镜分析了涂层的组织形貌,用X射线衍射分析了涂层的相结构,并对比研究了涂层与20#钢在干摩擦条件下的耐磨损性能。研究结果表明,采用超音速电弧喷涂制备的Fe-Al涂层组织致密,与基体结合良好,具有较高的硬度,在相同载荷和转速下,Fe-Al涂层的摩擦系数较小,具有优异的耐磨性。     

超声波法焊接残余应力测量技术

总结了超声波法测量焊接残余应力的技术原理及发展历史,指出了声弹性的非线性原理的进一步发展是完成工程结构残余应力精确测量的基础。介绍了西安石油大学超声法应力测量设备的技术特点,以及超声波法在石油管道、高速列车、应力监控等领域的测量工程实例。对焊接残余应力场的声弹性不稳定现象进行了分析,对超声波法测量焊接残余应力的应用进行了总结,提出了适应石油行业残余应力测量的发展方向。     

碳纳米管强化玻璃钢油管及接箍螺纹强度分析

为了对碳纳米管强化玻璃钢油管及接箍螺纹强度进行分析,基于玻璃钢材料模型分析,建立了73.0 mm油管及接箍螺纹强度分析模型,分析了机紧过盈量、轴向载荷及内压对螺纹处应力、位移及接触压力的影响。分析结果表明:机紧过盈量0.08 mm产生的等效应力为11.4MPa,而200 k N的轴向载荷使得等效应力增大到135.6 MPa,21.0 MPa内压使得应力水平提高到266.9 MPa;200 k N轴向载荷作用使得螺纹啮合面产生明显相对滑动,有效啮合距离从1.3 mm降到1.1 mm,内压作用改善了啮合特征,使得有效啮合长度恢复到1.3 mm,轴向变形减小,但是油管的径向变形增大到0.9 mm。所得结论可为碳纳米管强化玻璃钢油管的现场应用提供参考。