应力对超级13Cr油钢管内腐蚀行为影响的数值模拟

研究高强度油管钢在服役过程中,应力与电化学腐蚀共同作用下油管内腐蚀失效规律及相互作用机理.采用有限元计算方法对酸性环境中含缺陷的油管钢应力腐蚀过程进行研究,得到应力场与腐蚀电化学场的分布情况.结果表明:含缺陷油管在服役过程中,随着应力和缺陷深度的增加,腐蚀电势负移,阴极电流密度和阳极电流密度均增加,发生塑性形变时缺陷中...     

某油田单井管线绝缘接头的腐蚀原因

阴极保护系统中,绝缘接头非阴极保护侧金属管段腐蚀穿孔是绝缘接头的失效情况之一,新疆某油田出现上述情况。通过对绝缘接头两侧短接显微组织观察、两端电势的测量,及现场实际工况的分析,揭示了非保护侧管段腐蚀穿孔的原因,并提出了合适的防治措施。     

混输高矿化度气田水集输管道绝缘接头附近非保护端管线内腐蚀分析及解决方案

集输管道外防腐多采用防腐层外加强制电流阴极保护或牺牲阳极保护。但实际使用中发现,由于管道内存在矿化度高的导电介质,导致了对绝缘接头附近非保护端管线严重内腐蚀。本文针对四川某含高矿化度气田水气藏阴极保护绝缘接头附近非保护端管线内腐蚀现状,分析了内腐蚀原因;提出了初步解决方案:将绝缘接头改为地面竖直安装;对绝缘接头非保护端加强测厚监测(以便对有问题的管段及时更换);对符合条件的采用绝缘接头跨接等。     

卤水管道绝缘接头整改方案探讨

输送卤水的管道经常发生绝缘接头非保护侧管道内腐蚀穿孔事故,本文根据某采输卤管道绝缘接头非保护侧经常腐蚀泄漏的具体情况,论证了将绝缘接头更换为绝缘短管以及将绝缘接头跨接两种方案对于减缓绝缘接头非保护侧管道腐蚀泄漏的可行性。     

固态去耦合器在解决阀室阴保漏电问题中的应用

干线埋地管道均为强制电流+外防腐层联合保护方式,这就要求被保护管道有良好的绝缘性能。阀室内管道与电气之间采用绝缘卡套进行绝缘,放空管与阀室内管道间也存在绝缘接头。基于电气安全考虑,阀室电气设备均有接地,如果管道与接地网搭接或绝缘失效,将会造成阀室管道电位偏正,阴保处于欠保护状态。因此针对运行的阀室,做好绝缘排查,消除阴保电流流失,确保阀室埋地管道处于良好的阴极保护状态尤为重要。本文通过对某输油线某阀室阴保漏电进行原因排查并采用了固态去耦合器解决了阀室阴极保护漏电,对解决阀室阴极保护漏电提供了一种全新的思路和方法。     

腐蚀环境下自冲铆接头竞争失效机制及力学性能分析

为研究腐蚀环境下自冲铆接头失效模式的转变机理和力学性能特征,采用0.6 mol/L的NaCl溶液对多组自冲铆接头进行周浸腐蚀试验,通过力学测试和扫描电子显微镜对接头的力学性能及失效模式进行分析. 结果表明,异质接头的失效模式随腐蚀周期延长由 Ⅰ 向 Ⅲ 转变,转变速率取决于接头材质,同质接头的失效模式不受腐蚀周期的影响. 短期腐蚀下,搭接区板间腐蚀产物使得同质和异质接头失效载荷均有所上升;异质接头上升幅度较大,腐蚀后期其失效载荷较同质接头损失严重. 异质接头稳定性较差,凸模制备的同质组合接头较平模稳定性好. 异质接头电化学腐蚀剧烈,下板铆接点底部材料的脱落由应力集中所产生的撕裂纹所致.     

油气管道工程阴极保护绝缘装置保护器选型

阴极保护中所用绝缘接头(法兰)保护器可能遭受强电冲击而造成失效,但目前国内、外对绝缘接头(法兰)所遭受的雷击等强电冲击的参数无明确的数值规定.结合输油气工程中阴极保护绝缘装置标准规范的要求,并借鉴相关领域的标准、规范,通过分析常用的绝缘接头保护器的类型及参数,初步探讨了绝缘接头(法兰)所遭受的雷击等强电冲击的参数.结合工程实际探讨了绝缘装置保护器的选型原则并进行了设计实践.     

长期服役对316L不锈钢HAZ组织及性能的影响

采用金相分析的方法,对服役15年后发生应力腐蚀失效的箱式储罐用316L不锈钢焊接接头热影响区（heat-affected zone,HAZ）组织进行观察分析.探讨了HAZ富Cr相的析出行为及其对耐蚀性的影响,并对服役前后的焊接接头HAZ进行了应力腐蚀敏感性对比试验.结果表明,经长期服役的316L不锈钢HAZ内析出相主要是富Cr碳化物和σ相,平均腐蚀54 h后HAZ出现应力腐蚀裂纹;未经服役的焊接接头试样腐蚀200 h后未发生应力腐蚀开裂;表明HAZ内富Cr碳化物及σ相在焊接过程中形核,服役期间在残余应力等因素的促进下持续长大,焊接接头应力腐蚀敏感性显著增加.     

在役管道绝缘法兰绝缘性能检测与预防

为防止绝缘法兰绝缘性能变差,影响长输管道阴极保护系统的运行,有必要对绝缘法兰的绝缘性能进行检测。结合A站、B站及C站三座场站,利用通断电位法、漏电率检测等方法对在役长输管道绝缘法兰绝缘性能进行评价及分析,虽然绝缘法兰内侧电位因外侧电位的变化而有微弱的波动,通过测试A站、B站及C站的绝缘法兰漏电率,漏电率均在15%以下,分析内侧电位的波动主要是由于绝缘法兰外侧在通断过程中地电场的变化而引起的微弱变化,与绝缘法兰失效无关。A站、B站及C站三座场站绝缘法兰绝缘性能良好,同时提出了预防绝缘法兰失效的对策。     

API油管腐蚀失效原因分析

    对API（美国石油学会）油管腐蚀失效事故进行了系统调查,结果表明,API油管接头腐蚀严重区域集中在油管接头现场上扣端外螺纹接头内壁位置,油管腐蚀既与流体冲刷有关.也与CO₂腐蚀有关.经过试验研究,认为API油管接头中部的凹槽位置产生了紊流和剪切应力,腐蚀最严重的区域紊流和剪切应力最严重.为解决结构突变导致的腐蚀集中问题,建议油田使用接头内壁平齐的特殊螺纹接头油管.     

钢质管道Hi-Lock过盈承插接头适用性研究

利用内窥镜，无损检测仪，电火花检漏仪对现场服役后管段承插部位涂层完整性，厚度及附着力等进行检测，通过冲击试验，高温高压腐蚀模拟试验，水压爆破试验和有限元计算，对现场过盈承插钢质管道连接处涂层的耐蚀性，密封完整性及连接处结构力学性能进行评价。结果表明：Hi-Lock过盈承插接头连接处涂层的基本性能和力学性能良好；现场服役后的Hi-Lock接头连接处表面未发生腐蚀失效，具有良好的耐蚀性；对于存在4 MPa内压作用的过盈承插管道接头，根据力学建模结果计算，其轴向拉伸失效载荷约为275 kN,轴向压缩失效载荷约为337 kN,其端部集中弯矩失效载荷约为15.4 kN·m,管段具有较好的力学稳定性。Hi-Lock过盈承插接头满足油田现场相关标准和设计要求。     

一种改进的绝缘接头防爆测试箱

油气管道中所用的绝缘接头是管网的薄弱环节,绝缘接头防爆测试箱质量好坏对绝缘接头的检测及运行有重要影响,本文针对测试箱存在的经常打开带来的密封不良、接线腐蚀等缺陷,从石油天然气行业安全角度出发,提出了一种改进的绝缘接头防爆测试箱。通过改造,绝缘接头防爆测试箱可以在不打开测试箱的情况下完成绝缘接头的测试,改善了测试箱容易腐蚀生锈,接触不良故障,同时有效提高测试效率,保证绝缘接头运行安全。     

换热器管子与管板焊接接头残余应力数值模拟

利用有限元软件ABAQUS,对换热器管子与管板焊接残余应力进行数值模拟,获得了焊接接头残余应力的分布规律,比较了伸出角接头和内角接头的优劣.计算结果表明,内角接头残余应力比伸出角接头小.最大径向应力出现在管板表面的热影响区,对管板表面裂纹有主要影响.最大环向应力出现在焊缝根部,对管子与管板连接失效影响较大.相邻两换热管之间,由于后面换热管的焊接加热作用,使前面管子焊缝局部应力值下降,有利于降低应力腐蚀开裂的敏感性.研究结果为优化换热器管子与管板的焊接工艺、控制残余应力提供了理论依据.     

AA5052铝合金自冲铆接头在周浸环境下的腐蚀行为及失效形式

通过盐溶液周期浸润腐蚀试验,研究了以AA5052铝合金为基板、泡沫镍为夹层结构的自冲铆接头的耐腐蚀性。对各腐蚀时间的接头进行拉伸-剪切试验,采用扫描电镜对接头的断口形貌进行观察。揭示了接头的腐蚀行为及失效机理。分析了周浸腐蚀对接头能量吸收能力的影响规律。结果表明:不同腐蚀时间接头的拉伸失效形式变化的原因与其内部的腐蚀行为相关。接头的能量吸收值在周浸腐蚀前30 d先减小再增加,而30 d以后的逐渐减小。     

盐水环境中搅拌摩擦焊接2024铝合金的腐蚀行为

采用全浸泡法对2024铝合金母材与搅拌摩擦焊接接头在3.5%盐水环境中的腐蚀性能进行了测试,并对腐蚀速率进行了计算,对腐蚀形貌进行了观察。结果表明:腐蚀由点蚀开始,最后发展为剥落腐蚀;搅拌摩擦焊接(FSW)接头上各区的腐蚀速率大小为热影响区和焊核区热机影响区母材区。搅拌摩擦焊焊缝的腐蚀速率高于母材的,即其耐蚀性与母材相比变差。     

周浸腐蚀对三明治结构自冲铆接头力学性能的影响

通过盐溶液周期浸润(简称周浸)腐蚀试验,研究了以AA5052铝合金为基板的泡沫铁镍夹层结构的自冲铆接头的耐腐蚀性能。对不同腐蚀时间的接头进行了拉伸-剪切试验,探究了接头的失效形式,揭示了腐蚀对接头抗剪强度的影响规律。结果表明:不同腐蚀时间接头的拉伸失效模式不同,接头的抗剪强度随周浸腐蚀时间的增加呈先增加后递减的变化,失效位移在周浸腐蚀的前30 d先减小再增加,而30 d以后逐渐减小,这主要是受接头内部界面上腐蚀行为的影响。     

阴极保护试片在土壤环境中的腐蚀失效分析

目的 针对埋地管道阴极保护测试用试片的失效问题进行原因分析,阐明了管道阴极保护测试用试片的失效现象及原因,为准确检测试片的阴极保护电位提供指导。方法 以野外埋地管道相连接的试片为研究对象,采用数据记录仪采集试片的阴极保护参数,利用采集失效试片的通断电电位、交直流电流密度,干扰电压及试片表面腐蚀产物等来综合分析试片失效原因。结果 试片表面宏观分析发现,试片表面腐蚀产物聚集,腐蚀产物和土壤夹杂在一起,形成坚硬的硬块,除去表面腐蚀产物后,试片表面有大小不均的腐蚀坑,最大坑深1 mm。试片表面腐蚀产物的元素面分析结果表明,锈层中的主要元素以Fe和O以元素为主,腐蚀产物以铁的氧化物为主,并夹杂有土壤杂质及钙镁难容盐等。试片历史数据显示,阴极保护电位满足规范要求,但交流电流密度较大,最大交流电流密度208.3 A/m²,最大交流干扰电压7.52 V。结合试片表面形貌,试片发生了交流腐蚀。结论 阴极保护测试用试片的失效与交流腐蚀有关,试片在交流杂散电流和阴极保护电流的作用下,表面腐蚀产物聚集,难容盐与铁的氧化物形成厚厚的隔离层,隔离了试片与土壤介质,造成阴极保护电流流入困难,无...     

X70高钢级管线钢焊接接头盐雾腐蚀机理

利用中性盐雾试验对X70高钢级管线钢焊接接头进行室温腐蚀,通过扫描电镜和能谱仪观察了X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀前后表面微观形貌和化学元素的变化,并采用EDS对盐雾腐蚀后焊接接头表面进行了面扫描分析. 利用XRD讨论了其盐雾腐蚀前后表面物相,分析了X70管线钢焊接接头盐雾腐蚀后表面腐蚀膜的组成、作用和腐蚀机理. 结果表明,盐雾腐蚀后失效主要形式是点蚀和剥落腐蚀,活性Cl-离子破坏了试样表面的钝化膜,与Fe原子接触,是发生点蚀的主要原因;焊接过程中产生的残余拉应力成为腐蚀的应力源,使材料在腐蚀介质中发生应力腐蚀开裂,在与晶间腐蚀共同作用下发生剥落腐蚀;腐蚀膜达到一定厚度后覆盖在试样表面,阻隔试样与腐蚀介质的接触,有利于抑制腐蚀的持续进行.     

核电厂管道及焊接接头失效案例综述

通过收集近年来发生的200多起核电设备失效案例并整理分析,对核电设备失效的基本现状进行统计归纳,主要针对碳钢、不锈钢管道及焊接接头进行失效模式、原因、机理的统计分析。从整体的失效情况来看,腐蚀失效是核电站主要设备比较突出的失效问题;核电管道约80％的失效形式是局部腐蚀和振动疲劳,核岛、常规岛和海水系统的碳钢与不锈钢管道因材质、作用等差异,失效的具体形式也有所不同;应力腐蚀开裂是焊接接头的主要失效形式。     

高压直流干扰下X80钢在广东土壤中的干扰参数变化规律及腐蚀行为研究

通过室内模拟实验考察了大幅高压直流干扰电压下,X80钢在广东土壤中的干扰电流密度变化规律及腐蚀行为。结果表明,在50~300 V直流干扰电压下,电流密度随时间的变化呈现典型的3阶段特征:首先,在几秒内急剧上升到较高水平的峰值;然后,在几百秒内下降到较低水平的稳定值;最后,较长时间内维持在稳定值水平。结合干扰过程中试样附近土壤温度、含水率及电阻的测试分析表明,电流密度变化主要是由大幅干扰电压造成短时间内试片周围土壤温度升高,含水率降低,局部电阻率大幅增加所致。同时实验获得直流干扰电压分别为50、100、200及300 V时,1 h干扰实验中X80钢腐蚀速率分别为5.56、7.85、10.63及7.78 mm/h;腐蚀速率随直流干扰电压的升高呈现先增大后减小的趋势,该趋势不同于电流密度峰值随直流干扰电压的变化规律,但与电流密度稳定值的变化规律相似。此外,分析了高压直流干扰下试样腐蚀速率与使用3种形式电流密度计算得到的理论腐蚀速率之间的相关性。结果表明,利用干扰过程中电流密度曲线积分计算得出的理论腐蚀速率误差最小;利用电流密度稳定值计算得到的腐蚀速率误差次之;利用电流密度峰值计算得出的理论腐蚀速率误差最大,可达到实测腐蚀速率的若干倍。据此提出了实际高压直流干扰下参数监测与腐蚀速率的预测方法。