双金属衬里复合管制管过程紧密度影响因素研究

目前关于双金属衬里复合管的研究大多没有考虑现场制管时管端焊缝环的影响,且制管防腐工艺中材料的力学性能随温度变化,对双金属衬里复合管的紧密度也有重要影响.为此,建立了"两步法"双金属衬里复合管制管过程力学分析有限元模型,对制管过程中加压→泄压→升温→冷却阶段进行模拟仿真.分析结果表明:所建模型可以准确地模拟衬管-基管紧密...     

双金属复合管液压成型的有限元模拟及残余接触压力计算

应用有限元通用软件ABAQUS,对双金属复合管塑性成型过程中的力学行为进行弹塑性分析,建立了不同材料复合管胀管压力与残余接触压力之间的对应关系。通过有限元模拟,得出不同材料在间隙消除阶段的最小成型胀管压力,外管弹性极限胀管压力及接触压力、外管刚发生屈服时的胀管压力和接触压力以及外管完全发生塑性变形的极限胀管压力和接触压力,卸载后的残余接触压力。结果表明,当外管材料为X65C时,内外管卸载后残余接触压力为0,当外管材料为L360QS时,卸载后内外管残余接触压力为3.495 MPa,并且胀管压力处于弹性极限胀管压力49.78 MPa和塑性极限胀管压力54.6 MPa时,外管将出现塑性变形,在胀接时,必须控制胀管压力小于塑性极限胀管压力,否则,外管将出现塑性流动,这是不允许的。     

双金属复合管的施工焊接技术

结合西气东输主力气源地新疆油气田双金属复合管的成功应用实例,介绍了双金属复合管的施工及焊接技术,该技术综合采用了特殊的坡口形式、焊接工序、焊接方法、焊接材料等工艺方法,解决了焊接难题,提出了常见缺陷的消减措施,为后续复合管在酸性高压腐蚀介质条件下的推广应用及施工提供技术参考。     

国内外双金属复合管研究现状

介绍了当前国内外双金属复合管的发展现状,重点对双金属复合管的不同制造工艺进行了介绍,并对比分析了其优缺点。对双金属复合管的主要应用情况进行了分析说明,并提出了复合管的相关制造标准。指出国内双金属复合管应在复合工艺、高效生产及检测技术方面进行完善和改进,同时应建立适合双金属复合管结构特点的耐蚀性能评价体系,才能得到更大范围的推广和应用。     

双金属复合管缺陷弱磁检测影响因素仿真分析

应用ANSYS有限元软件对双金属复合管弱磁检测技术进行仿真,通过改变管道腐蚀面积、腐蚀深度、管道裂纹形状以及设置管道多缺陷组合,得到磁感应强度变化规律,分析不同缺陷对弱磁检测技术的影响。结果表明:磁感应强度变化规律不仅与裂纹形状的改变有一定的关系,且与管道腐蚀深度的改变有较大的关系,而腐蚀面积的改变以及多缺陷组合两种情况对磁感应强度变化规律影响较小。     

基于标准的内衬复合钢管选材及紧密度分析探讨

通过分析比较国内外相关内衬复合钢管标准对选材及紧密度方面的具体规定,指出了目前标准执行过程中存在的歧义和问题;同时结合文献资料论证并通过计算及试验,对目前行业技术文件中内衬复合钢管,特别是L245+316L选材和结合力指标的不合理性进行了分析。建议对于内衬材料为不锈钢316L、镍基合金N08825或N06625的复合钢管,基管材料一般选择为API 5L或GB/T9711 L360钢级以上。对于内衬材料为不锈钢2205或更高屈服强度的复合钢管,如果对紧密度有要求,则基管的选择建议在X80（L550）钢级以上。     

双金属复合管防腐技术研究进展

随着油田开发的延续,油田地面管线面,临的腐蚀环境越来越恶劣,特别在一些高酸性气田,地面管线的腐蚀问题十分严重.目前应根据油气田地面管线腐蚀环境特点和防腐技术要求,立足国内双金属复合管生产现状和技术水平,借鉴国外双金属复合管的应用经验和规范要求,开展双金属复合管及其焊缝在可能的腐蚀环境中的腐蚀行为与耐蚀性能研究,从而建立双金属复合管焊缝耐蚀性能评价方法,明确油气田地面管线用双金属复合管的技术规范和焊接工艺要求.     

双金属复合管腐蚀分析及解决方法

随着对油气田的深入开发,发现管线面临的腐蚀环境越来越恶劣,特别在一些高含H2 S/CO2油气田,管线腐蚀问题十分严重.普通碳钢难以满足要求,耐蚀合金价格又昂贵,而双金属复合管能有效地解决上述问题,其防腐蚀效果显著,双金属复合管具有广泛的应用前景.     

机械式双金属复合管焊接过程数值模拟

针对目前国内外双金属复合管焊缝失效较多的情况,通过有限元分析软件ANSYS,运用其热源加载、移动及生死单元技术实现了焊接过程的模拟,从而探索焊接残余应力对焊缝失效的影响。运用间接法,先模拟出焊接时焊缝的温度场,再将温度场加载至单元计算应力场,得出焊缝的应力分布曲线。分析发现,焊缝区最大应力为拉应力,最大应力值虽未超过材料的屈服极限,不是焊缝失效的直接原因,但对焊缝腐蚀有诱导作用。通过有限元技术对复合管对接焊时的应力分布进行了数值仿真分析。其结果对对接焊接的工艺设计有一定的理论指导作用。     

双金属复合管塑性成型有限元模拟

随着高含二氧化碳、硫化氢及元素硫等油气田的相继出现，油管、套管的腐蚀问题越来越突出，并直接影响到油气田的经济开发和安全开采。针对机械复合管塑性成型过程中的力学问题进行了有限元模拟研究，建立了模拟双金属复合管塑性成型的参数化有限元力学模型。通过有限元模拟研究，得出了双金属复合管所需的最小成型压力和成型后内外管间的结合力，分析了双金属复合管在塑性成型过程中内外管的接触压力、径向应力应变等力学特性。计算实例表明，该模型的几何尺寸、材料模型以及加载压力等参数均可以根据计算需要设定，可用于模拟不同材质和不同尺寸的双金属管在塑性成型过程中的力学特性研究。     

双金属复合管内覆（衬）层应力腐蚀开裂失效原因分析

为了促进双金属复合管线的合理设计、施工和应用,分析了双金属复合管内覆（衬）层的腐蚀失效类型,并对管道应力腐蚀开裂条件、机理及断口形貌进行了分析研究,明确了双金属复合管内覆（衬）层应力腐蚀开裂的失效原因及判断方法,指出了减少双金属复合管内覆（衬）层应力腐蚀失效的途径。研究表明,当双金属复合管内覆（衬）层材料选定后,降低应力腐蚀开裂的途径是降低残余应力和施工外力;定期对服役管线内覆（衬）层进行无损检测,确定失效部位并及时修补,是发挥管线最大使用寿命的重要手段。     

双金属复合管焊接工艺研究

为了介绍双金属复合管采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊组合焊接方法,以及采用镍基填充材料各焊层的焊接工艺参数及操作要点,以L245N/316L钢级Φ168.3 mm×（11+2） mm双金属复合管为例,详细介绍了双金属复合管的焊接工艺,包括焊接工艺参数、封焊及组对、焊接方式以及焊后检验返修等。并发现通过焊前检查、焊接操作过程的控制、焊后的清理等工序,可以有效防止焊接缺陷的产生,保证了双金属复合管的焊接质量。     

双金属复合管缺陷微磁检测技术研究

为了将微磁检测技术更好地应用于双金属复合管的缺陷检测,针对双金属复合管结构的特殊性,提出了一种新型微磁检测技术。以人工预制腐蚀缺陷的双金属管为研究对象,采用自主研发的微磁检测仪,对复合管管体及焊缝腐蚀缺陷进行检测。研究结果验证了微磁检测技术在复合管管体及焊缝缺陷检测中的可行性,同时针对焊缝缺陷,将采集到的信号剔点、差分放大及滤波处理后,微磁检测技术仍有较好的检测效果。     

海底管线用双金属复合管3LPP防腐质量控制

针对双金属复合管的结构特性、海上特殊施焊条件以及对管端的高质量要求,分别从双金属复合管3LPP防腐前准备、喷涂、防腐后水冷、内壁检查和管端处理等环节探讨了防腐质量的控制,并提出了提高双金属复合管防腐质量的有效措施,即:采用防腐全过程管端保护;分段预热、使用2个或3个中频加热器逐步使双金属复合管表面温度达到环氧粉末喷涂要求,尽可能使温度变化缓慢,降低内衬管与基管松脱风险;严控水冷时机、水冷温度及水量;防腐后内壁空压机风干、通径检验、内窥镜检验、管端水性防锈油喷涂及保护套安装密封。质量控制措施应用于平北黄岩油气田群一期双金属复合管3LPP防腐项目上,防腐质量良好。     

双金属复合海管环焊缝背部氧化的控制

为了使双金属复合海管铺设过程中产生的环焊缝背部氧化问题得到有效控制,对国内现有双金属复合海管环焊缝背部氧化及其控制进行了分析研究。分析结果表明:焊接控制是关键,通过焊接工艺控制、焊接设备控制、焊接材料控制、焊接人员控制、焊接环境控制完全可以防止环焊缝背部氧化,特别是焊接参数实时监测仪与氧份实时监测设备的应用,可确保管线焊接质量;焊后内焊缝内窥镜检查的应用,能够直接客观地对焊缝背部质量做出评价,减少了切口检查造成的浪费。     

UNS N08825双金属复合弯管制管前后耐蚀性能变化分析

为了分析研制的N08825双金属复合弯管在制管前后耐腐蚀性能的变化情况,对钢板内覆层不锈钢、双金属复合弯管内覆层不锈钢及焊缝分别进行了三氯化铁点腐蚀试验、晶间腐蚀敏感度的硝酸腐蚀试验、硫酸铁－50%硫酸腐蚀试验以及铜－硫酸铜－16%硫酸腐蚀试验。结果表明,UNS N08825双金属复合弯管制管前后腐蚀性能均未发生明显变化,焊缝的硫酸铁－50%硫酸腐蚀速率是钢板内覆层不锈钢及双金属复合弯管内覆层不锈钢的5倍,但符合技术条件的要求。     

双金属管极限弹性水压复合工艺研究

基于双金属管水压复合工艺,提出了一种利用材料极限弹性膨胀特征曲线控制双金属管水压复合效果的方法。复合管接触应力试验表明,为了获得最佳的复合效果,外基管材质级别要尽可能高,而内衬管材质也应采用刚度匹配的材料;在内衬管和外基管的材料既定的情况下,复合过程采用的水压越大,复合管获得的剩余弹性势能越多,复合效果越好。复合管水压膨胀试验结果表明,当外基管的膨胀过程处于由弹性变形向塑性变形阶段过渡的拐点时,复合管将获得最大剩余弹性势能,可确保复合管双金属层达到最佳贴合状态。     

双金属复合管的技术现状和发展方向

分别从制造技术、焊接技术、检测技术、施工技术、配套管件技术、新产品开发和标准体系建设等方面对国内外双金属复合管的技术现状进行了分析,提出了国内复合管技术的发展方向:应加快制造技术的研发和自动化程度;进一步开发和完善复合管管端焊接技术,以及复合管无损检测技术;着手开展复合管的全寿命设计和评估;开展复合管件的研发、规范化和标准化工作;加快特殊环境,如油气井、海洋环境的复合管产品开发;进一步完善国内复合管标准。