海上某油田海底管线的腐蚀失效原因

利用SEM、EDS、XRD分析了海上某油田海底管道腐蚀穿孔失效原因,并利用高压釜挂片试验模拟了不同海底工况条件下影响管线腐蚀的因素。结果表明,海底管道内部垢样主要由CaCO3、BaSO4等组成,并形成了"垢下"腐蚀环境,最终导致管线由内至外腐蚀穿孔;在高压釜模拟试验中,硫酸盐还原菌(SRB)+细砂+碳酸钙硫酸钡垢层最符合海底管线现场工况。并根据研究结果提出针对性防腐蚀措施。     

海洋石油用管的发展现状和前景展望

介绍了世界海洋石油工业简况及海洋石油工业的重要地位,简述了中国海洋石油工业的发展简况,分析了中国海洋石油工业对海洋石油用管的需求,对海底管线管的技术要求作了详细的对比分析,并指出了生产中应重视的问题。对中国海洋石油用管今后的需求作了简单的预测。     

天津钢管集团股份有限公司完成泰国国家石油公司X65钢级海洋抗腐蚀管线管合同

<正>2015年9月,天津钢管集团股份有限公司(简称天津钢管)顺利完成泰国国家石油公司PSL2 X65钢级Φ355.6 mm×15.9/17.5 mm海洋抗腐蚀管线管合同。这是该公司完成的首个泰国国家石油公司的高钢级管线项目,为天津钢管公司开拓泰国国家石油公司管线市场赢得了良好开端。该批Φ355.6 mm×15.9/17.5 mm海洋抗腐蚀管线管将用于泰国国家石油公司在缅甸湾的某项目,是浅海海底抗腐蚀管线管。用户对X65钢级海洋抗腐蚀管线管的质量要求严格:管端内径公差±1 mm,硬度≤220 HV10;产品需通过严格的腐蚀     

HSL450S海底管线管的开发

介绍了HSL450S海底管线管钢的成分设计要求;重点介绍了HSL450S海底管线管钢与管的试制情况,生产工艺控制措施以及性能评价试验等。检验结果表明,新开发的HSL450S钢铸坯夹杂物含量低,钢的纯净度高：所轧钢管的各项力学性能、抗腐蚀能力等完全满足相关标准要求。X65钢级HSL450S海底管线管开发成功并可投人批量生产。     

悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机的设计

为研究海洋钻采隔水管等柔性海洋结构件在服役过程中的腐蚀疲劳行为,同时为筛选和评价涂层包覆钢的耐腐蚀疲劳性能,设计制作了一套悬臂梁往复弯曲腐蚀疲劳试验机.该试验机的加载幅、加载频率和在不同加载幅条件下的应力比R均连续可调.试验表明,试验机运行稳定、自动监控系统反应灵敏、腐蚀疲劳试样形状和尺寸设计合理,能够满足对裸钢及涂层包覆钢耐腐蚀疲劳性能研究的需要.     

计算机模拟技术在海管牺牲阳极阴极保护中的应用

本文介绍了一种采用模拟软件模拟牺牲阳极在海洋下阴极保护效果的方法,通过该方法可以预计牺牲阳极在海底环境下对海底输油管线的保护效果,对实际海洋环境下海管的阴极保护设计具有指导作用。     

海底用X60无缝管线管的研制开发

介绍了天津钢管有限责任公司研制开发海底用X60无缝管线管的工艺,产品的技术指标。试验结果表明:研制的海底用X60无缝管线管均达到设计要求,而且还具有良好的抗腐蚀性,其理化性能指标同时也达到X65钢级要求。     

绝缘法兰(接头)在海洋石油工程阴极保护中的使用及优化设计

本文通过对NACESP0176-2008、NORSOKM503-2007、DNVRPF103-2003以及ISO15589-2-2004和DNVRPB401-2005等国际标准中对绝缘接头(法兰)的技术要求以及中国海洋石油采油平台的现场调研和实际应用,结合海洋石油导管架阴极保护设计和海底管线阴极保护设计对海底管线的绝缘法兰(接头)进行优化,并根据海上采油平台实际电化学测量数据讨论优化设计后对海底管线和导管架阴极保护的影响。     

宝山钢铁股份有限公司顺利完成海底管线管生产合同

<正>日前,宝山钢铁股份有限公司顺利完成月东油田5395t海底管线管生产合同,成功打破了国外钢管厂对海底管线管的     

基于AMESim油气悬架非线性输出特性建模分析

根据单气室油气悬架的结构特点,搭建其非线性数学模型,基于AMESim建立仿真模型并搭建油气悬架试验台模型。针对缓慢加载工况和周期激励加载工况,油气悬架特性进行对比分析,并重点考虑油液可压缩的影响,对弹性模量和流量系数进行修正。通过模拟仿真和试验结果对比发现,在缓慢加载工况,由于系统载荷较小,仿真和试验结果基本一致;周期激励加载工况下,在行程比较大时,由于压强和活塞杆搅动的影响,油液中将溶解部分气体,将导致油液整体弹性模量的下降,且对输出结果的影响比较明显,同时对流量系数进行了修正,获得修正后的油气悬架非线性输出特性模型;对比分析验证了模型的准确性,为进一步研究提供参考。     

小直径管无芯弯曲变形分析

作为管材弯曲变形机理实验研究的一部分,通过大量实验结果证明了小直径管无芯弯曲成形过程中,沿管线方向的真实切向应变近似呈抛物线形分布,最大应变产生在弯曲角中部附近。给出了计算最小相对弯曲半径的近似公式,并通过小直径管无芯弯曲实验得到了验证。     

杂散电流对海底管道表面电位影响预测方法研究

目的：外加电流阴极保护技术逐渐应用于船舶和海洋结构物防腐领域,但随之而来的杂散电流很可能使平台附近的海底管道本身或者其牺牲阳极阴极保护系统产生电化学腐蚀,缩短海底管道使用寿命,甚至破坏管道本身结构而造成严重的生产事故,因此需要预测外加电流阴极保护系统对附近海底管道及其牺牲阳极阴极保护系统可能造成的不利影响。方法提出一种基于边界元法的预测海底管道杂散电流影响的数值模拟方法,建立包括域内控制方程和对应的边界条件的数学模型,可以计算得到海底管道受杂散电流影响区域的位置和范围,并且得到受影响区域表面保护电位的分布情况。结果通过实验室海底管道模型杂散电流试验测量结果与数值模拟结果进行比较,验证该方法预测海底管道杂散电流影响的准确性,数值模拟仿真结果与试验测量结果最大误差百分比约为1.7%,平均误差百分比小于0.2%。数值模拟计算结果准确地预测了海底管道模型表面保护电位分布情况,预测了导管架平台模型外加电流阴极保护系统对海底管道模型杂散电流的影响情况。结论使用的边界元阴极保护数值模拟技术可以准确预测海底管道杂散电流的影响情况,为海底管道杂散电流影响预测研究提供了有力工具。     

Effect of Mn,Ni, Mo Contents on Microstructure Transition and Low Temperature Toughness of Weld Metal for K65 Hot Bending PipeEI北大核心CSCD

To increase transport efficiency and to lower the costs of pipeline construction, longitudinally submerged arc welded (LSAW) pipes with larger diameters and thicker walls have been increasingly used by the pipeline industry. For example, in Russia, the LSAW pipeline in the Bovanenkovo-Ukhta project was recently constructed with K65 steel (the highest grade of the Russian natural gas pipeline), which is similar in specifications and yield strength requirement (550 MPa grade) to API X80 but has a stricter low temperature toughness value of 60 J at -40 degrees C (compared to - 20 degrees C for API X80 grade) due to the extreme Arctic environment. Although weld metal with acicular ferrite (AF) has been developed to meet the requirement of low temperature toughness, the main objective of the present work was to clarify the microstructural evolution and the resulting changes in mechanical properties after the bending process. Hot bending pipes are necessary links in the construction of pipeline lying, which make more stringent standards for the strength and low temperature toughness. That puts forward a challenge especially to the weld bead because of the deterioration of toughness during the hot bending process. In this work, submerged arc welding wire with high strength and toughness was developed for K65 hot bending pipes, and the alloying elements of Mn, Ni, Mo were considered to estimate the microstructure evolution and the effect of low temperature toughness for the weld metal. The results showed the low temperature toughness at -40 degrees C reached 90 similar to 185 J and 65 similar to 124 J for weld metal of straight seam pipe and hot bending pipe respectively, which reflect the excellent role of alloying elements of Mn, Ni, Mo. Microstructure characterization revealed that the weld metal, which originally consisted mainly of AF in the as-deposited condition, became predominantly composed of bainitic ferrite (BF) after hot bending. In addition, the large size cementite along the grain boundary was also the reason for the deterioration of toughness. It is found that reaustenisation caused a small austenite grain-sized matrix, which brought about a very high volume fraction of bainite. However, the low temperature toughness for hot bending pipe was improved to 124 J for the weld metal with 0.2% Mo, in which about 67.1% of high angle grain boundary were found. It is clear that the process of reaustenitisation during the bending process plays an important role in successful microstructural design for the steel weld metals.     

薄壁管纯弯曲塑性成形分析及回弹计算

回弹是薄壁管数控弯曲常见的质量缺陷。文章基于薄壁管弯曲变形微体受力分析,建立了薄壁管圆周方向上力的平衡微分方程和切向应力在薄壁管横截面上的分布函数。由此可确定中性层的位置,求出外加弯矩,并用虚功原理解得回弹角度。论文针对不同几何参数的薄壁管进行了数控弯曲实验,分析了弯曲角度和相对弯曲半径对回弹角度的影响规律,并验证了理论计算结果与实验结果基本相符。利用该文介绍的计算方法可在实际弯曲之前计算出回弹补偿量,以提高管件弯曲成形精度。     

基于维纳退化过程的海底腐蚀管道可靠性分析

目的研究海底腐蚀管道的寿命可靠性,提出基于维纳过程(Wiener Process)和贝叶斯方法估参的可靠性分析模型。方法首先以管道内壁腐蚀退化数据和维纳过程为基础,建立针对海底管道的腐蚀退化模型,并针对不同时段的腐蚀退化数据,以正态-逆伽马分布作为模型未知参数的先验分布。然后采用一种优化的贝叶斯方法递推计算,得到未知参数值,最终实现腐蚀管道的可靠性分析,并以某海底腐蚀管道为例进行验证。结果可靠性分析得到腐蚀管道在运营前期的12年几乎完全可靠,可靠性达99.22%;13年之后,腐蚀进程开始加快,当可靠度为90%时,该段管道的可运营时间为13.6年;运行15年时,可靠度为68.97%;运行20年时,可靠度为2.4%;而到设计寿命25年时,管道可靠度几乎为0,求得管道的平均剩余寿命为15.99年。结论以海底管道的腐蚀退化数据为切入点,为长寿命、小子样的海底管道可靠性提供了一种较直观的分析方法。分析模型可以处理不同时间段测量的管道腐蚀数据,并且随着管道运营时间的增加,能够不断更新可靠性分析结果,而不需要反复处理历史数据,进而可以用于海底腐蚀管道的实时可靠性分析。     

管材弯曲有限元仿真分析及试验研究

利用有限元仿真分析方法对管材弯曲成形过程进行数值模拟,指出了弯曲过程中开裂、起皱、截面畸变等缺陷,分析了弯曲区域内管材壁厚变化规律.在此基础上进行工艺试验,并对试验后管材壁厚进行分析.试验结果与仿真分析结果吻合良好,两者均表明,弯曲过程中,弯角外侧管壁肇厚减薄,弯角内侧管壁壁厚增加,最大减薄和最大增厚均处于弯角中间部位.管材弯曲过程中,弯角外侧平均壁厚应变ε_t随着相对弯曲半径R/to的增大而减小;当R/to过小时,管壁外侧会过渡减薄,甚至破裂.     

宽板U形自由弯曲智能化控制过程的解析定量描述

根据板材弯曲理论,在平面变形假设的前提下,考虑了材料的硬化、各向异性及弹性变形,建立了U形件自由弯曲理论分析模型,对宽板U形件自由弯曲进行了理论分析,得出了弯曲力随弯曲行程变化规律及目标弯曲角计算公式,并对各种影响弯曲力和回弹的因素进行了分析,理论计算与实验及模拟结果进行了比较,为宽板U形件自由弯曲智能化控制中参数识别及预测模型输入层和输出层变量的确定提供了理论依据。     

金属弯管的成型技术

金属管道中大量用到弯管。弯管的成型方法非常多,有凹槽轮滚压法、感应加热煨弯法、型模压弯法、逐步成型法、数控弯管法。弯管的材质也非常多,有黑色金属、有色金属,包括碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、钛、锆、镍及其合金。不同材质、规格、批量的弯管根据其加工性、价格和加工费用可采用不同的成型方法。本文介绍了金属弯管的各种成型方法及其成型原理,比较彼此优缺点。合理地选择弯管成型方法可以提高产品质量,减少成本,提高生产效率,创造更好的社会经济效益。     

基于响应面法的U形件弯曲成形回弹优化

U形件弯曲成形过程中比较突出的问题是回弹,通过将响应面法(RSM)与有限元仿真软件Dynaform相互结合,基于NUMISHEET’93的U形弯曲标准考题,将凹模圆角半径选定为Rd=8 mm,以模具间隙、摩擦系数、冲压速度3个参数作为影响因素,竖直方向的回弹位移作为优化目标,建立17组试验方案,对U形件弯曲成形过程进行仿真模拟。借助Design-Expert8. 1对17组数据进行拟合处理,得到关于优化目标的二次非线性回归方程与优化的参数组合,即模具间隙为1 mm、摩擦系数为0. 15、冲压速度为800 mm·s^-1。优化的参数组合代入有限元软件再次仿真得到回弹位移为0. 731 mm,其与方程拟合值0. 738 mm相差约1%,并在前人研究基础上将回弹位移进一步减少了26. 2%,最后进行了实物弯曲验证。RSM与Dynaform的结合减少了有限元模拟的次数,有效地提高了板料弯曲的成形精度与质量。     

基于动态贝叶斯网络的海底管道点蚀疲劳损伤失效模型研究

目的研究海底管道在点腐蚀和腐蚀疲劳双重影响下的整个破坏过程,基于动态贝叶斯网络构建系统失效模型,对海底管道系统不同疲劳寿命下的失效概率进行预测。方法将点蚀疲劳损伤过程分为腐蚀点成核、腐蚀坑增长、短裂纹扩展和长裂纹扩展四个阶段,采用蒙特卡洛模拟方法对腐蚀点形成到短裂纹发生前的管道破坏过程进行分析,结合疲劳裂纹扩展的动态贝叶斯网络结构图,在充分考虑相关影响因素不确定性的基础上,为海底点蚀管道系统提出一种创新性的概率分析方法,对点蚀管道疲劳寿命的失效概率进行科学预测。结果结合实例分析,通过蒙特卡洛模拟方法,求解得出腐蚀坑增长转变为短裂纹扩展状态的临界裂纹尺寸为0.8mm。采用动态贝叶斯网络分析方法,对未经受维修保养的点蚀管道进行疲劳寿命预测,当管道运行到第35年时将会面临失效风险。结论所构建的模型可以对海底点蚀管道腐蚀疲劳寿命失效概率进行合理预测,通过观测相关影响参数的变化,及时更新预测结果,有助于为海底管道系统制定有效的维修策略。