管道内检测技术及标准体系发展现状

中国油气管道行业实现跨越式发展,管道本体缺陷和腐蚀问题应得到重视。油气管道已全面强制实施完整性管理程序,管道内检测技术可以确定管道的腐蚀和裂纹缺陷,保障管道的长效运行。系统阐述了国内外管道广泛应用的内检测技术的适用范围、优缺点、技术现状以及应用情况,包括变形内检测、漏磁内检测、超声波检测和电磁超声检测等,并指出检测缺陷类型、缺陷阈值、尺寸量化精度,以及定位精度等企业关心的核心问题,并应通过管道现场开挖和牵引试验验证内检测器指标。最后,针对管道内检测技术,包括裂纹缺陷和应力腐蚀开裂(SCC)的内检测技术、涡流内检测和阴极保护电流内检测技术等的未来发展趋势进行了展望。     

丁苯橡胶装置胶粒水管道开裂原因分析及防护

采用宏观检查、光谱分析、金相分析、能谱分析等方法对胶粒水管道的开裂进行了检测分析,结果表明裂纹起源于管道内表面,并呈树枝状扩展,具有典型的应力腐蚀开裂特征。从助剂、溶解氧、焊接接头等影响因素分析胶粒水管道的开裂原因,发现其为氯化物应力腐蚀开裂,而金属组织耐蚀能力差、焊接残余应力大、腐蚀介质易积聚等特点则是导致氯化物应力腐蚀开裂出现在胶粒水管道焊接接头部位的主要原因。胶粒水管道材质升级为316L不锈钢后,有效延长了胶粒水管道的开裂时间,缓解了管道的频繁泄漏。     

埋地天然气管道断裂故障诊断分析

埋地天然气管道在使用过程中环焊缝处由于各种原因容易产生裂纹,导致管道失效。对某天然气管道的开裂段取样,进行宏观形貌检查、微观断口分析及化学成分检测。结果表明,断裂管段材料中Cr含量较标准要求值偏低,且开裂位置存在未焊透缺陷是天然气管道开裂的主要原因。有限元分析结果表明,管道材料在应力载荷及腐蚀的共同作用下,管道环焊缝未焊透处将产生裂纹．该裂纹会随时间增加而不断扩展,最终导致管道失效。建议在管道的实际运行过程中,要加强监测并做好预警措施,避免因泄漏导致事故的发生。     

油气管道应力腐蚀破裂的原因及防护

近中性ｐＨ值环境下的油气管道应力腐蚀破裂对油气管道安全运行有很大影响,其原因主要与环境,材料和拉应力有关。介绍近中性环境下油气管道应力腐蚀破裂的防护方法、检测技术。油气管道的修复应先通过在线检测检出危险点,并通过开挖检测确定后进行,其方法主要有切割法和研磨法。     

酸性气田输气管道腐蚀缺陷外检测技术

针对酸性气田输气管道容易在H2S和CO2作用下发生氢致裂纹、应力腐蚀开裂、局部腐蚀和均匀腐蚀的特点,介绍了瞬变电磁法、磁记忆检测技术和超声导波技术三种管道缺陷外检测技术的基本原理及其应用情况,总结了各种方法优缺点。经过分析后认为,磁记忆检测技术在酸性气田输气管道腐蚀缺陷检测中具有最好的适应性。     

浅析埋地管道上非接触式磁力检测技术的应用

非接触式磁力扫描技术通过检测管道磁场强度的变化而识别异常应力,无需接触管道就可以确定管道上存在的缺陷,具有很好的管道完整性检测能力。介绍了检测设备的特点以及对管体内外腐蚀、疑似裂纹、应力变形等缺陷的检测。对某条重质原油联络管道进行非接触式磁力扫描应用,检测结果表明,该技术检测结果的缺陷分级准确度达85%,可以在一定程度上弥补内检测的不足,在埋地管道腐蚀检测上具有很大的发展潜力。     

美孚石油在线检测及应力腐蚀断裂的描述

本文是加拿大美孚石油公司所属的彩虹管道有限公司对管径为 6 1 0mm、长 30 0km原油管道管段的应力腐蚀裂纹处理的实例分析。最初的方法是采用弹塑性力学结构模型与开挖程序相结合的方法来控制应力腐蚀裂纹 (SCC) ,从而使管道安全运行。后来 ,改善了的应力腐蚀裂纹控制系统 ,主要将断裂工具与大修程序联合在一起应用 ,使得一个PipetronixUltraScanCrackDetectionTool (CD工具 )已经应用在管道上 ,通过资料分析 ,认为该工具在探测应力裂纹腐蚀方面的可靠性很高。当前SCC控制程序已经产生了很高的经济效益 ,并且提高了彩虹管道公司的整体管理水平。     

油田管道应力腐蚀断裂成因分析

油田管道发生断裂失效,运用宏观分析、微观分析、裂纹扩展分析、形貌分析、微区成分分析、X射线衍射分析和力学性能分析,进行管道断裂失效分析,明确了管道断裂成因;测试结果表明,断裂裂纹沿环向开裂,管道轴向受力大于环向受力,并且裂纹断裂方向与最大拉应力方向垂直;同时,套管未发生颈缩和腐蚀减薄,而且断口平整,断裂属于脆性断裂。断裂扩展区具有典型的河流花样微观特征,属于准解理穿晶断口;套管裂纹由套管内表面向外部延伸,并且裂纹扩展呈树枝状,其裂纹特征符合硫化物应力腐蚀断裂特征。综上所述,该油管断裂由硫化物应力腐蚀开裂导致,裂纹起裂于油管上的缺陷处,该处的应力集中萌生腐蚀开裂裂纹。     

油田热采注汽管道在线检测技术现状

稠油热采注汽管道由于长期在高温、高压下运行,极易发生各种损伤,如腐蚀、裂纹、材料退化等,极易造成管道承压能力降低,发生失效事故。如何检测出潜在危险性缺陷,判断注汽管道能否继续使用,是保证注汽管道安全运行的关键问题。探讨了高温压力管道在线检测技术发展现状及其应用范围。     

基于TOFD的管道焊缝无损检测技术研究

在高温、高压、高流速、高腐蚀环境下,油气长输管道焊缝处在应力和腐蚀的交互作用下极易出现各种裂纹和腐蚀缺陷。针对该问题,采用超声波衍射时差法(TOFD)开展了管道焊缝的相关检测,研究了TOFD相关信号的特征及缺陷信号的提取;对典型焊缝缺陷分析后,应用小波变换进行了增益数的模型优化。在现场,通过检测某段管道的环焊缝以及支架角焊缝,得到以下验证:TOFD可以用于壁厚大于12 mm的管道检测,可快速、准确地定位和检测焊缝缺陷,为管道完整性的评估提供理论依据。     

无磁钻铤开裂失效分析

为降低无磁钻铤失效事故,通过宏观形貌观察、渗透检验、理化性能试验、金相检测等试验,分析了宏观形貌、宏观裂纹、化学成分、冲击功、硬度、显微组织;采用扫描电子显微镜对失效部位的微观裂纹、断口和元素分布进行分析.结果表明,在外界腐蚀介质S和Cl元素以及应力的综合作用下,无磁钻铤表面萌生了应力腐蚀裂纹;随着腐蚀介质向裂纹尖端扩...     

含裂纹高压注蒸汽管道的断裂参数计算与试验研究

应力腐蚀是引起注蒸汽管道失效破裂的主要原因,为了更好地揭开裂纹与应力之间的关系,采用ANSYS有限元软件计算了含裂纹管道断裂参数KI(I型裂纹的应力强度因子)和J积分值,并分析了裂纹开裂长度、注蒸汽压力对裂纹尖端断裂参数的影响。结果表明,裂纹开裂长度对管道破裂影响最大。对于相同尺寸的裂纹,大管径材料具有较大的KI和J积分值,因此,大管径材料对缺陷更敏感。     

油气管道内腐蚀检测技术的现状与发展探讨

油气管道内的腐蚀事故常常会带来非常严重的后果,甚至带来巨大的损失,采用专业的腐蚀检测技术可以做到对油气管道进行监测,降低油气管道事故的发生率。本文对当前油气管道内腐蚀检测技术的现状进行了探讨,介绍了几种当下较为常见的内检测技术,并对当下存在的问题及发展趋势进行了阐述,希望能够帮助我国油气输送工程中检测技术的更好发展。     

制氢装置中变系统管道腐蚀开裂原因分析

介绍了某石化公司制氢装置中变系统不锈钢管道多次发生腐蚀开裂的情况,通过分析确定裂纹形成的主要原因是奥氏体不锈钢应力腐蚀开裂。从机理分析,在温度60~150℃时,二氧化碳腐蚀产物厚而疏松、易破损,所以中变系统管道出现裂纹现象较多。通过对腐蚀部位材质检测,其名义材质为0Cr18Ni10Ti合金,但实际不含钛成分;硬度值在HB 230以上,也高于此类材质要求硬度指标HB 187。这些问题说明供货材料合金组织控制不良,在施工过程中焊接工艺又参差不齐,最终导致焊接部位存在过大的残余应力,这些残余应力先破坏了焊接热影响区的晶间钝化膜,再形成点蚀坑并逐步形成裂纹。通过采取消除应力、水质控制、材质升级、操作优化等措施,取得良好效果,确保了装置的长周期运行。     

TS-90连续油管断裂失效分析

为了分析某井气举作业用TS-90连续油管断裂失效原因,通过宏观分析、无损检测、几何尺寸测量、化学成分分析、力学性能测试、金相检测、扫描电镜（SEM）等手段,对该失效连续油管进行了试验研究。试验结果显示,该失效连续油管的管体壁厚、外径、化学成分、显微硬度、晶粒度均符合API SPEC 5ST—2010要求;油管表面整体布满台阶状横向裂纹,裂纹沿油管周向扩展;原始裂纹断口表面大量腐蚀产物覆盖,且从裂纹源区到裂纹尖端部位,始终存在少量导致应力腐蚀开裂的S元素;原始裂纹萌生于腐蚀坑底,裂纹尖端呈局部沿晶脆性断裂,且断口外表面附近呈解理形貌。综合分析结果表明,该连续油管断裂的根本原因是应力腐蚀开裂,其在井下作业时受腐蚀因素和应力载荷的共同作用,管体外表面萌生应力腐蚀裂纹,裂纹扩展并最终导致管体断裂失效。     

浅谈设计中预防再生系统应力腐蚀开裂的措施

分析了催化裂化装置再生系统设备及管道出现裂纹的原因，认为上述开裂现象是由于应力腐蚀引起的。提出预防应力腐蚀开裂应从材料、应力水平及腐蚀介质三个方面加以考虑。     

厚壁型不锈钢管道应力腐蚀开裂及对策

对甲醇一氧化碳变换管道焊缝裂纹进行宏观和微观分析,对裂纹内腐蚀产物进行X射线分析,认为SUS304厚壁型不锈钢管道在焊接过程中焊缝区域极易产生微裂纹、敏化等缺陷,这是厚壁型不锈钢管道发生应力腐蚀开裂的重要内因;高温下含高水分、适量氧气、微量氯离子的水煤气介质是不锈钢管道产生应力腐蚀开裂的重要外因;而由于温差变动造成的热应力是管件疲劳开裂的另一个重要外因。采用铬钼低合金钢管道输送高温水煤气是适宜有效的,但其耐均匀腐蚀性较差,生产过程中宜加强监测,以确保安全。     

基于弱磁法的管道裂纹内检测技术探索

管道弱磁应力内检测技术可以有效检测管道上由各种原因导致的应力集中,管道裂纹的萌生与扩展伴随着裂纹周围的应力集中变化。为研究弱磁内检测技术在检测管道裂纹方面的适用性,建立了管道裂纹受力模型及力磁耦合模型,通过模拟管道裂纹扩展过程中的应力分布及裂纹的磁信号特征,得出结论:管道上的裂纹在受到拉伸载荷后,裂纹尖端的应力值逐渐增大,在管材弹性形变阶段,弱磁信号呈线性变化,裂纹信号特征为出现峰值。该方法可作为漏磁检测技术的补充,辅助排查裂纹缺陷。     

光纤传感器在管道腐蚀监测中的应用

提出了一种管道腐蚀监测新技术并进行了现场试验.该技术采用固定在管道外表面的"长计量距离"光纤传感器(FOS)测量因管壁腐蚀而产生的应变场变化,经证明非常适合监测腐蚀引起的管壁变薄.在考虑压力和温度波动的影响时,它能准确预测管壁厚度和腐蚀速率变化.局部管壁腐蚀和应力腐蚀开裂的裂纹扩展可利用新型盘绕光纤传感器进行监测,而常规的内壁腐蚀/冲蚀可通过延伸距离为100 m甚至更长的圆环型或螺旋型缠绕传感器进行检测.文章给出管道裂纹扩展和内部腐蚀/冲蚀的室内和现场测试结果.FOS技术和结构化模型软件的结合使用为管道的持续、远程腐蚀监测提供了一种可行的方法.     

烟气轮机入口烟气管道裂纹分析及改造

针对烟气轮机入口管道因高温热膨胀而引发的管道损坏,分析了管道受力情况和管道母材及焊材成分,认为材料缺陷和管道支架设置不妥,导致应力集中,材料内部发生品问腐蚀导致裂纹出现.改变管道母材及焊材材质,在水平管道上新增支架,同时严格执行安装程序,消除了应力腐蚀裂纹.