天然气压力容器腐蚀原因分析及防范措施

1．天然气压力容器腐蚀的原因 天然气压力容器腐蚀包括内腐蚀和外腐蚀，内腐蚀由内部介质所导致，是目前的研究难点和重点。内腐蚀有三个显著特点：①气、水、烃固共存的多相流腐蚀介质；②高温或高压环境；③H2S、CO2、O2、Cl^-和水分是主要的腐蚀物质，其中H2S、CO2、O2是腐蚀剂，水是载体，Cl^-是催化剂。在三种腐蚀剂中H2S和CO2的腐蚀是氢去极化腐蚀，H2S腐蚀类型除电化学腐蚀外，其最具危害的还是固体力学化学腐蚀，即硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂等，H2S可以导致五种开裂损伤：硫化物应力腐蚀开裂（SSC）；氢鼓泡（HB）；氢致开裂（HIC）；应力导向氢致开裂（SOHIC）.     

高强度感应加热弯管抗氢致开裂试验研究

实验研究了X70钢级感应加热弯管不同部位抗HIC（hydrogen induced cracking)能力的差异，分析了影响其抗HIC能力变化的主要原因，并提出了提高其抗HIC性能的工艺改进措施。     

抗硫化氢腐蚀碳钢的焊接

介绍了湿硫化氢环境中钢材的腐蚀种类及破坏机理、诱发硫化氢腐蚀的因素、抗硫化氢腐蚀钢材的选用原则和基本要求;从抗硫化氢腐蚀碳钢的焊材选用和焊接工艺要求这两方面进一步做了说明,特别针对抗硫化氢腐蚀碳钢的焊接问题,给出了一种低硫磷、高韧性、抗氢致硫化物应力腐蚀裂纹用的钢焊丝产品,该产品经专业机构抗HIC、SSC检测和金相试验测试以及在工程中的实际应用,结果表明完全能满足抗硫化氢碳钢焊接的特殊要求。     

浮头式热交换器浮头管板螺栓断裂原因分析及改进

通过扫描电镜观察、硬度测试、化学成分分析及金相检验等方法分析了浮头式热交换器浮头管板连接螺栓的断裂失效原因。结果表明,硫化物应力腐蚀开裂、氢致开裂和螺纹加工产生应力集中、材料硬度不满足湿硫化氢介质中的使用要求是螺栓断裂的主要原因。     

高硫原油加工中的氢致开裂和连多硫酸应力腐蚀开裂（1）

石油炼制需要把原汕进行蒸泅、本取、性化裂化、加氢互整、脱硫等复杂的化工过程．由予 原油中含有硫化物、氯化物、氧化物等，在枫工过程中温应和压力范围也较大，一般温度从一45～900℃． 压力从10－。～20MPa之问变化，使许多炼油设备发生严重的腐蚀和开裂．而最为关注的是氢致开裂和应 力腐蚀开裂问题．本文扼耍地论述了钢在湿润硫化氢环境中的氢致开裂及在连多硫酿中应力腐蚀开裂的 现象、试验方法、机理、影响困示及防护措施。     

脱硫制硫装置溶剂再生塔腐蚀原因分析

通过对炼油厂脱硫制硫装置溶剂再生塔裂纹特征的分析认为,此类裂纹是湿硫化氢环境下的氢致开裂(HIC)和硫腐蚀共同作用的结果。而塔体材料中较高的杂质成分,是引起这种开裂的最主要原因。采用抗氢材料制作设备是解决问题的最根本方法。     

炼油常用钢材的抗HIC性能及评价方法的研究

为了评价炼油厂常减压蒸馏装置常用钢材对氢致开裂（HIE）的敏感性和加工中东高硫油设备用钢的适用性,利用恒温腐蚀槽、超声波影像仪、测氢仪、金相显微镜和精密分析天平等手段研究了炼油厂常用的五种低合金钢（国产20G,16MnR和CF62钢,日本产CR5和SM400钢）在湿硫化氢中的腐蚀行为,重点讨论了氢致开裂和氢鼓泡问题。试验表明：五种钢材抗HIC性能从优到劣依次为CR5,16MnR,CF62,20G,SM400。对超声波影像仪（UST）探测法的实用性进行了讨论。     

X60螺旋埋弧焊管抗H2S腐蚀性能研究

针对我国油气输送管线建设中需要大量耐腐蚀钢管的需求,进行了耐H2S环境腐蚀下的管线钢及输送钢管的研究工作,通过理化性能、氢致开裂、硫化物应力开裂等试验对X60管线钢和螺旋埋弧焊管进行了耐蚀性研究,取得了以下结果:通过对国外抗H2S腐蚀焊管的技术条件分析研究,提出我国X60抗H2S卷板技术要求和X60螺旋埋弧焊管抗H2S...     

影响输气管线钢管抗H2S性能主要因素的探讨

影响油气管线抗H₂S性能的主要因素包括环境、钢材和制管工艺。对制管厂来说,应从化学成分、力学性能、晶粒度、非金属夹杂物和带状组织等方面提出恰当的抗H2S制管材料要求,合理匹配焊材,采用UOE等低残余应力的制管工艺来控制管线的抗H₂S性能。从目前抗H₂S管线钢管的生产实例和国内钢厂板材生产的焊管检验结果来看,抗H₂S管线钢管的国产化是现实可行的。     

D 1422mm的X80管线钢管冷弯试验结果与性能分析

文章阐述了D1422mm的X80冷弯管外观尺寸和力学性能试验结果。研究表明,外观尺寸试验中椭圆度最大位置靠近弯管中心,椭圆度为2.61%。外弧侧壁厚减薄率最大和内弧侧壁厚减薄率最小位置位于测点中心位置,波浪度最大位置靠近弯管段中心,其波浪度为0.27%。拉伸性能试验中弯管段内弧侧纵向屈服强度不满足要求,纵向弯曲段外弧侧屈强比不满足要求,这是因为在弯曲过程中产生了包申格效应,其对纵向的影响比较大,使得内弧侧屈服强度和抗拉强度都降低,而对外弧侧则相反,但是对横向拉伸性能的影响较小。直管段中性区和外弧侧屈服强度有个别不满足要求,是因为存在一定的离散性。文章提出以下建议:在冷弯过程中可以在内部设置一个直径略大于弯管内径的芯轴,相当于添加一个反向应力,这样在冷弯后可以减少中间位置变形量;曲率半径一般要求在30D即可。     

机械式复合管弯曲性能分析

采用有限元软件对Ф219mm×（14．3＋3）mm机械式复合管进行了弯曲屈曲分析．结果表明机械式复合管在弯曲过程中主要的屈曲失效模式是内衬起皱;通过在有限元中添加过盈来模拟复合管的结合界面并对不同过盈量下的复合管进行了弯曲分析,结果表明采用过盈配合能够很好地模拟复合管的结合界面,并且过盈量越大复合管的结合强度和抗弯能力越高;分析了衬管壁厚对复合管抗弯性能的影响,结果表明增加衬管壁厚能够显著提高复合管的抗弯能力;通过在复合管有限元模型中添加焊接点进行弯曲失效分析,结果表明添加焊接点并不能消除复合管内衬起皱的现象,并且当焊接间距在一定范围内反而会降低复合管的抗弯能力。     

X80级感应加热弯管性能及静水压爆破试验分析

采用力学性能试验分析了X80级φ1219 mm×22 mm感应加热弯管直管段、过渡区及弯曲段的强度及韧性变化规律,并结合其微观金相组织进行比对。结果显示,经过950~1000℃感应淬火、580~630℃回火后,X80感应加热弯管强度均超出标准要求,内弧侧管体强度最低而冲击韧性最高;中性区及右过渡区管体强度水平较高;外弧侧管体冲击韧性最低;同时,对感应加热弯管进行了静水压爆破试验,并测量了不同部位的应变值。随着水压不断增加,试验结果表明:弯管各点的横向微应变值大于纵向微应变值;弯曲段外弧侧附近的横向应变值高于弯管其他各点的应变值。当加压至24.5 MPa时,弯管在弯曲段外弧侧附近爆破失效。     

HFW焊管高温力学性能和热物理性能分析

针对某80钢级HFW焊管在井下作业过程中需承受不同高温下的服役环境,通过EBSD相机分析管体微观组织,测试获得了该焊管试样几个典型温度下的强度变化规律及弹性模量-温度曲线、热膨胀-温度曲线及导热系数-温度曲线等。结果表明,试样在300℃左右表现出较高的强度,在600~900℃时,杨氏模量和剪切模量降低速度较快;试样开始相变温度A_(c1)=759℃,相变转变结束温度A_(c3)=860℃,导热系数在700℃时出现极低值23.3 W/m·K。通过测试研究管体的高温力学性能和热物理性能,可为某80钢级HFW焊管在高温下的实际生产和井下安全服役提供作业参考。     

基于四点弯曲法的机械式复合管弯曲性能研究

为了研究机械式双金属复合管的弯曲性能,采用四点弯曲法对?准 219 mm×（11+3） mm的X65+316L的机械式双金属复合管进行了整体管弯曲试验。试验表明,当弯曲半径R≥100D时,复合管的内衬管管体没有发生塌陷变形与起皱现象,该弯曲变形过程不影响复合管的使用性能。因此,试验用双金属复合管的弯曲性能完全满足海洋石油天然气管道铺设的弯曲变形要求。     

L415+316L机械复合管焊接接头失效分析

为了减少油田L415+316L复合管环焊接头在水压、运行过程中的失效现象,利用硬度测试、组织分析、弯曲试验、断口形貌分析等方法对开裂的焊接接头进行试验研究。分析发现,由于封焊层、过渡层是高合金钢与碳钢之间的焊接,焊缝易因增碳造成硬度偏高,从而导致韧性降低;R309L封焊层、R309LMo过渡层焊缝的断口均呈现准解离状态,为脆性断裂,焊接接头的封焊层因承受较高应力集中而产生裂纹,且裂纹沿轴线方向扩展。分析得出的复合焊管焊接接头开裂原因,可为复合管设计者改进设计提供参考。     

厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂原因分析

为了探寻厚壁螺旋埋弧焊管焊缝反弯试验断裂的原因,对壁厚21.4 mm的螺旋埋弧焊管焊缝反弯试样断口进行了分析。结果表明,此次反弯试样的断裂主要原因是内焊部位纵向断续分布多处凝固裂纹,尺寸较大夹杂物也在一定程度上破坏了焊缝的韧性,加速了试样的断裂。可通过控制钢管成型角稳定性、保证钢带有效变形量以及调整焊缝形貌变宽变平的方式降低管坯成型残余应力和焊接应力,从而避免内焊凝固裂纹的产生;还可选用杂质含量低的优质碱性焊剂,保证对焊剂进行烘干以及杂质筛除等措施来避免焊缝产生尺寸较大的夹杂物,提升焊缝质量。     

X80钢级Φ1016mm管道四点弯曲试验数值分析

为了保证管道在四点弯曲试验时有足够长的区域满足纯弯曲条件,通过有限元模拟分析了X80钢级Φ1 016 mm管道全尺寸四点弯曲试验时管道弯矩、剪力和轴向应变分布,以及管道在集中力作用下的轴向应变分布。结果表明:从内力角度来看,四点弯曲试验时,两个加载压头之间的管道满足纯弯曲条件;从轴向应变角度来看,四点弯曲试验时,管道中部2 m范围的区域满足纯弯曲条件;加载压头处管道会产生应变突变并产生一定范围的影响;长度12 m的X80钢级Φ1 016 mm管道在四点弯曲试验时,应保证加载压头之间的间距≥4 m,从而保证管道中部至少有2 m长的区域满足纯弯曲条件。研究成果可为大直径管道全尺寸四点弯曲试验的开展提供理论依据。     

高强度管线钢应力腐蚀试验研究

用三点弯曲法试验研究了几种X70管线钢抗硫化应力腐蚀(SSC-sulfide stress cracking)性能的差异，分析了化学成分和组织变化对抗SSC性能的影响；同时，探讨了一定预变形量对同一管材抗SSC性能的影响。     

钻杆弯曲断裂原因分析及预防措施

某油田在钻井过程中发生多起钻杆弯曲断裂事故,对YM35-9H井钻杆弯曲断裂事故进行了调查研究,对钻杆弯曲断裂形貌进行了分析。结果表明:钻杆断裂原因是由于井口摘挂吊环的操作工人与司钻操作配合失误,单吊环起钻所致;在单吊环起钻过程中钻杆弯曲断裂部位承受了异常的撞击、弯曲、剪切和拉伸等载荷;经过理论计算,发生单吊环起钻时钻杆所受的应力已超过材料断裂强度。为有效地防止单吊环起钻事故,建议采用带有锁紧销子的吊卡和液压卡盘。