芳纶纤维增强PE-RT管耐高温性能的试验研究

柔性复合管具有超高强度、高模量、耐酸碱腐蚀、重量轻等优良性能,但其耐高温性能却较差,存在一定的安全隐患。为此,以内衬层为高温聚乙烯（PE-RT）、增强层为芳纶纤维的柔性复合管为试验样品,利用高温高压釜、差热扫描仪等设备开展了不同工况、不同温度条件下的试验研究,以及整管承压能力和1 000 h存活试验。结果表明：①在环境相容性试验中,高温对柔性复合管内衬层PE-RT的重量、维卡软化温度、力学性能及结构组成影响不大,但是对增强层芳纶纤维的拉伸性能、整管水压爆破影响较明显;②导致整管承压能力下降的原因是增强层在受内压的过程中,芳纶纤维发生形变和断裂;③随着温度上升,会导致分子热运动的解取向和结晶,非晶取向降低,结晶度、晶区取向因子逐渐升高,大分子链的解取向增加,拉伸强度下降。结论认为,该类型柔性复合管能顺利通过1 000 h存活试验,推荐在工况介质温度不大于95 ℃、内压不大于4 MPa下使用。     

地面集输用柔性复合管开裂失效原因分析

近年来,柔性复合管由于其优异的耐腐蚀性和可盘卷性能,在国内油田被大规模推广应用。随着应用范围的进一步扩大,出现了部分失效事故。通过对国内某油田集输管道用柔性复合管现场截取的泄漏管段开展的外观尺寸、化学成分及物理性能检测等,分析引起其开裂失效的原因。结果表明该柔性复合管失效原因主要有两个方面:1)内衬层材料的维卡软化温度远低于实际使用温度和设计温度,在运行中将导致内衬层发生软化而使其强度明显下降;2)增强层纤维缠绕间隙较大且不均匀,由此导致该柔性复合管承载能力不足而发生了断裂失效。     

机械式复合管内衬材料的耐晶间腐蚀性能研究

本文通过介绍机械式复合管的结构特点、晶间腐蚀机理和晶间腐蚀试验方法。通过草酸电解试验和双环电化学动电位再活化法,对四种内衬材料304、316L、2205和825进行了耐晶间腐蚀性能对比试验。四种内衬材料的晶间腐蚀敏感性由小到大排序:8252205316L304,试验结论为机械式复合管的内衬选材提供了依据。     

X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管焊接接头力学性能及腐蚀行为研究

采用ERNiCrMo-3焊丝成功焊接X65/316L与AISI4130/Inconel625复合管,研究了复合管焊接接头的力学性能和腐蚀行为。采用拉伸试验、全焊缝拉伸试验、冲击试验、硬度测试表征了焊接接头的力学性能。参照ASTM G39和ASTM G5的相应标准对复合管焊接接头进行了CO2应力腐蚀和电化学腐蚀性能测试。结果表明,复合管焊接接头的抗拉强度达到583 MPa,断裂发生在X65/316L母材处;焊缝屈服强度为441.4 MPa,抗拉强度为725.9 MPa,延伸率达到37.67%;在-10 ℃试验条件下,焊缝的冲击吸收功为157 J,接头硬度值呈现梯度过渡。复合管焊接试样经过CO2应力腐蚀试验后失重达标,在母材和焊缝处没有观察到裂纹;电化学腐蚀试验后焊缝和热影响区的耐蚀性与母材相当。     

在役双金属复合管道失效机制及控制措施分析

双金属复合管被认为是解决高腐蚀性气田地面集输管线腐蚀问题的一种相对安全和经济的办法,但目前国内应用过程中发生了多起失效案例。针对近年来316L内衬机械复合管发生环焊缝开裂、环焊缝腐蚀和衬层塌陷三类典型失效问题,分析失效原因,梳理失效风险,剖析了失效风险控制面临的挑战问题和提出可行性的解决措施。分析指出,316L内衬机械复合管存在双层结构和结合强度低的固有特性,衬层塌陷失效风险不可避免,使用的主要对接焊接工艺不够成熟,焊接失效隐患将会长期存在。进一步明确了可行的316L内衬机械复合管失效风险控制技术,基于肯特打分的半定量风险评估与开挖检查,可作为主要失效控制手段之一,同时内部涡流检测和漏磁检测技术集成已能够检出大面积的金属损伤,为双金属复合管开展内检、排查失效风险提供了可能。     

双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法

目的建立双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,为双金属复合管在高酸性气田现场应用提供依据。 方法针对双金属复合管环焊缝在高酸性环境中的主要腐蚀类型,参考标准Q/SY 06018-2016中冶金复合管直焊缝和堆焊层腐蚀评价内容,确定以晶间腐蚀、抗SCC/SSC性能、点腐蚀、模拟工况腐蚀为评价指标,并通过整管段试验验证评价结果的双金属复合管环焊缝耐蚀性能评价方法,同时以国产L360/825冶金复合管环焊缝为例对建立的评价方法进行验证。 结果通过使用建立的方法对L360/825双金属复合管环焊缝耐蚀性能进行评价,验证了评价方法有效可靠,评价结果显示L360/825双金属复合管环焊缝具有良好的耐蚀性能。 结论建立的评价方法可以直接应用于高酸性气田用双金属复合管的环焊缝耐蚀性能评价,为双金属复合管的现场应用提供依据。      

内衬材料PE-RT、PE100耐煤油、芳香烃试验研究

为了研究PE-RT、PE100材料的耐煤油、耐芳香烃性能,利用邵氏硬度计、拉伸试验机、维卡软化点温度测试仪等对两种内衬材料进行研究。试验结果表明:两种材料的试样在1#和2#腐蚀液中浸泡均有增重现象,且随着试验时间的增加增重增加,随着腐蚀液甲苯含量的增加,PE-RT和PE100试样的重量变化越大,吸涨现象更明显。腐蚀液对两种材料的邵氏硬度和维卡软化点温度影响不大,浸泡160h后,两种材料的拉伸强度略有下降。结论:含有煤油、甲苯、NaCl腐蚀液的对PE-RT、 PE100内衬材影响不大,PE-RT、 PE100材料对煤油、甲苯、NaCl具有良好的耐腐蚀性。     

20钢+316L不锈钢双金属复合管的焊接技术和焊接方法

针对雅克拉凝析气田的强腐蚀性,结合目前双金属复合管的发展和现场应用试验,集输管道采用了抗腐蚀性能较好的20钢+316L双金属复合管。文章从复合管基管材料、内衬层材料及其焊接性能出发,介绍了20钢+316L双金属复合管的焊接工艺及焊接方法。     

油气田模拟环境下聚偏氟乙烯的适用性研究

为了探讨聚偏氟乙烯(PVDF)在油气田工况条件下应用的可行性,采用高温高压釜设备,研究了油气田模拟环境下PVDF的适用性能。通过对比分析适用性评价试验前后PVDF的质量、表面形貌、力学性能、结构成分和耐热性能变化规律,发现PVDF虽然在油田模拟重油环境中发生溶胀增重现象,并导致维卡软化温度略有下降,样品表面出现纳米级微裂纹,但其增重率和环拉伸强度的变化远低于标准极限要求,且样品结构成分和热解过程均未发生明显变化,表明PVDF具备良好的耐油气田重油介质的适用性。     

酸性气田集输管材的选用

酸性气田在气液混输工况下,碳钢管道腐蚀较为严重。结合腐蚀机理及现场经验,对碳钢、316L不锈钢、2205双相不锈钢、825镍基合金和双金属复合管等管材在酸性气田集输的适用性进行了分析,得出结论:316L不锈钢适用于限制条件范围内的含CO2工况,而在各类含H2S工况,316L不锈钢适用性较差;2205双相不锈钢适用于各类含CO2工况,2205双相不锈钢不适用含H2S工况;825镍基合金耐蚀性能最好,适用于各类酸性气田集输工况。最后结合经济性分析结果,按工况分类提出了酸性气田集输管材的选用建议。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用.为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管...     

用于高含硫气田的镍基合金管材服役后局部腐蚀的成因

为了研究镍基合金Incoloy 825(UNS NO8825)管材在高含硫气井井口服役后内表面局部腐蚀坑的形成原因及其服役状况,截取并纵剖服役1年后的带有焊接接头管材进行检查。通过扫描电镜观察了服役后的管体、焊接接头、焊接热影响区和腐蚀晶界横截面的微观形貌,并结合能谱仪对以上区域进行了元素分析。结果表明:(1)服役后Incoloy 825合金管材表面发生了晶间腐蚀且局部腐蚀坑内的晶间腐蚀更为严重,但却未发现硫化物腐蚀产物沉积;(2)焊接热影响区晶粒长大且晶界有析出相,但未发现局部腐蚀;(3)Incoloy 825合金管材内表面发现的点蚀为酸洗钝化处理时过酸洗造成的;(4)在服役过程中,Incoloy 825合金管材和焊接接头腐蚀轻微;(5)虽然过酸洗导致了管材内表面的局部腐蚀,但经酸洗钝化处理后的钝化膜则具有较强的耐蚀能力;(6)服役时的高温高压酸性环境不会对已酸洗钝化的Incoloy 825合金管材造成侵蚀,也不会导致局部腐蚀扩展。     

雅克拉气田集气管线内腐蚀分析及材质选用

塔里木盆地雅克拉气田井流物具有高含CO₂、高含Cl^-、低含H₂S、低pH值的特点,投产1年多后,集输管线距井口150 m处相继出现爆管、穿孔、管壁减薄等腐蚀现象。随着气田开发时间的延长,气井含水量上升,腐蚀环境进一步恶化,腐蚀也逐渐从井口方向延伸至进站端。为此,分析了气田集气管线腐蚀环境、腐蚀规律特征、腐蚀影响因素（温度、CO₂分压、pH值、Cl^-含量、多相流流态及流速、水蒸气冷凝率）,确定了集气管线腐蚀主要是CO₂腐蚀,同时冲击流流态下高速气流的冲刷和Cl^-的存在加剧了腐蚀进程。同时,对集气管线的管材进行了筛选,不同材质耐腐蚀性能分析表明：集气管材抗腐蚀性能由强到弱排序为22Cr、316L、玻璃钢、13Cr、1Cr13、06Cr13、3Cr、16Mn、L360;弯头抗腐蚀性能由强到弱排序为1Cr13、16Mn渗氮、15CrMo、16Mn。最后从技术可行、经济合理的角度分析认为：集气管材宜选用316L+20号钢的双金属管材和富含环氧树脂内衬高压玻璃管材,弯头宜选用1Cr13和16 Mn渗氮高压直角弯头。     

连续油管在酸性环境下的腐蚀与防护及其研究进展

连续油管井下作业优点突出,但在酸性环境使用过程中其使用寿命显著下降。为此,根据连续油管的失效统计和试验研究进展,介绍了连续油管在酸性环境下的腐蚀问题和防护措施：硫化物应力开裂和氢致开裂造成的损伤不可消除,存在累积效应;在酸性环境下,经过周期性的弯曲塑性变形和湿H₂S腐蚀介质的共同作用,导致连续油管性能退化,其使用寿命明显降低;较之非酸性环境还新增一种失效形式--H₂S引起的脆性开裂;采用添加合适的缓蚀剂和脱硫剂,可以提高碳钢连续油管在酸性环境下的使用寿命。此外,镍基合金（625）连续油管在酸性环境下具有良好的耐蚀性能。该研究成果对川渝地区在酸性气田井下作业应用具有重要的参考价值。     

炼油装置常用的五种材料抗冲蚀规律研究

设计搭建了旋转式冲蚀试验装置,通过电化学方法,研究了NH4HS浓度、多相流温度和氯含量对炼油装置常用的10号碳钢、15CrMo钢、双相钢2205,合金Incoloy825和316L不锈钢抗冲蚀特性规律.利用测试获取的开路电位图和Tafel曲线通过转化计算得到对应转速下的腐蚀速率.对比试验数据可知:10号碳钢和15CrMo钢抗腐蚀能力相对较弱,双相钢2205耐蚀性一般,Incoloy825和316L抗腐蚀能力较好.温度上升、NH4HS浓度增大和氯含量增加,均加剧材料的腐蚀.     

酸性气田连续油管作业防硫缓蚀剂研究与应用

针对酸性气田连续油管作业,在高温高压强酸性环境下,连续油管不可避免的受到湿H2S腐蚀,导致连续油管性能退化,引起穿孔、氢脆及断裂等现象,连续油管使用寿命明显缩短。通过实验评价,研选出了咪唑啉类A-283防腐缓蚀剂作为连续油管在酸性气田环境下作业用缓蚀剂,在100℃、70 MPa、5000 mm/s的17.5%H2S气体速率中反应24 h缓蚀率95.4%,最佳加入浓度是5%,在酸性环境中结构性能稳定,无毒、无污染,缓蚀时间长、受腐蚀次数多。在酸性气田D402井现场应用中,连续油管内外表面喷涂预膜A-283缓蚀剂处理液后,缓蚀率达到95.6%,防硫缓蚀效果显著。     

渣油加氢装置原料系统腐蚀分析及对策

介绍了某公司炼油厂渣油加氢装置原料系统存在的环烷酸腐蚀问题,腐蚀主要发生在进料泵入口段及泵壳体内。该装置混合原料的硫质量分数平均为2.86%,最高3.7%,最低1.72%。混合原料的酸值为0.78 mg KOH/g。分析表明,来自第四常减压(加工胜利高硫高酸原油)的减三线和减四线的油品是造成原料酸值高的主要原因,经核算碳钢和Cr5Mo钢在苛刻环境下的腐蚀速度均超过0.2 mm/a。如果渣油加氢装置原料中的酸值超过0.5 mg KOH/g,则232℃以上的碳钢设备管道都会发生较严重的环烷酸腐蚀。通过原料调配控制酸值不超过0.5 mg KOH/g、工艺改动降低操作温度、材质升级、腐蚀监控等方法,缓解了原料系统的腐蚀问题。     

石化铁路专用线配件腐蚀与防护研究

石化铁路专用线部分配件由于长期处于高温、积水环境,腐蚀严重,影响铁路机车的运行安全。因此,铁路配件的腐蚀防护是石化企业铁路管理部门重点关注的问题。通过对铁路配件所处的环境、腐蚀机理、防护方法进行试验对比分析,选取具有良好的抗水性、抗氧化性、抗腐蚀性、黏附性,涂刷方便的防护润滑脂,延长铁路配件的使用寿命,节省维修用工及用料,为机车的行车安全奠定了良好的基础。     

温度对VM110SS套管钢在酸性环境中腐蚀行为的影响

模拟川东某气田气井封隔器失效后套管面临的腐蚀环境,利用自制高温高压釜进行VM110SS套管钢在总压18MPa、CO2分压0.54MPa、H2S分压0.41MPa、温度30~150℃条件下的腐蚀实验,得出了该气井工况下温度对VM110SS套管钢腐蚀速率的影响。采用扫描电镜和电子能谱分析方法对试样表面腐蚀产物形貌及成分进行分析。结果表明,VM110SS钢的平均腐蚀速率随温度的升高呈现先增大后减小的规律,气液相腐蚀速率最大值出现在90℃。在90℃气相中腐蚀速率为0.838mm/a、液相中腐蚀速率为1.130mm/a,发生极严重腐蚀。所有实验温度条件下,试样均发生均匀腐蚀,且腐蚀产物以硫铁化合物为主。本实验为酸性气田在不同井深及温度条件下套管的腐蚀状况评估提供了参考。     

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在酸性环境中使用的压力容器,环境的腐蚀性是一个突出的必须认真考虑的问题。它影响到压力容器的腐蚀裕量选取和选材以及设备的结构和热处理要求。为此,各国对其进行了大量的研究和现场实践。通过简述国内外在酸性环境中压力容器用钢及腐蚀防护现状,其中包括酸性环境的新定义,酸性环境中的腐蚀类型以及我国发现的氢致开裂典型失效分析实例,酸性环境用钢的实验室评价,我国酸性环境压力容器防止硫化物应力开裂（ＳＳＣ）的经验和