页岩气气田集输系统腐蚀控制技术研究与应用

目的针对页岩气气田集输系统面临的腐蚀问题,采用系统分析及模拟评价手段,进行不同阶段的腐蚀行为及规律研究,明确腐蚀主要原因及应对措施。 方法系统分析了各阶段的腐蚀主控因素,根据腐蚀特征将页岩气开发分为一个排采阶段及两个生产阶段,采用失重模拟实验、扫描电镜、能谱、XRD等手段研究了不同阶段的腐蚀行为及规律。 结果在5~18 m/s流速条件下,砂含量及流态变化较大的地方的腐蚀以冲蚀为主,电化学腐蚀为辅,且冲蚀表现为犁削型冲蚀损伤;随着流速降低,砂沉积及返排液沉积腐蚀特征发生转变,明确了SRB和CO₂共存条件是导致集气管线穿孔失效的主要原因;通过模拟SRB成膜的现场工况,获得了点蚀速率为5.86 mm/a,这与部分管线穿孔失效的点蚀速率相当。 结论提出切实可行的腐蚀控制方案,主要包括使用耐冲蚀材料、增大壁厚、加注杀菌缓蚀剂,并应用于页岩气现场,使集输系统失效降低90%以上。      

螺旋流和缓蚀剂协同作用抑制管道冲刷腐蚀

目的 探讨螺旋流和缓蚀剂协同作用下的减蚀机理,为开发基于螺旋流的新型冲刷腐蚀控制方法提供理论支撑。方法 利用循环式管流冲刷腐蚀试验装置,结合失重测试法、电化学测试法、形貌分析、高速摄像和XPS腐蚀产物分析开展非螺旋流和螺旋流条件下加入水溶性咪唑啉缓蚀剂的管道冲刷腐蚀对比试验研究。结果 失重法和电化学测量结果一致表明:在非螺旋流和螺旋流条件下缓蚀剂对20号钢冲刷腐蚀的纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率均具有有效的抑制作用,但对纯冲刷的缓蚀率均小于对其他三者的缓蚀率。螺旋流和缓蚀剂协同作用对纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率4个分量的协同缓蚀率均高于缓蚀剂单独作用对4个分量的缓蚀率。其中对冲刷促进腐蚀分量的缓蚀率最高,达到93.75%。高速摄像结果表明扭带产生的螺旋流使砂粒切向速度增大,产生砂粒悬浮效应,改善了砂粒的分布状态。从形貌观察来看,螺旋流和缓蚀剂协同作用下工作电极表面腐蚀产物层最为完整致密且蚀坑数量最少。XPS分析证明了螺旋流和非螺旋流条件下缓蚀剂在电极表面的吸附且螺旋流促进了氧气和缓蚀剂的传质。结论 螺旋流产生的砂粒悬浮效应和传质增强效应进一步促进缓蚀剂对纯冲刷速率、纯腐蚀速率、腐蚀促进冲刷速率和冲刷促进腐蚀速率4个分量的抑制,更充分地发挥了缓蚀剂的缓蚀效果。螺旋流与缓蚀剂的协同作用在降低管道冲刷腐蚀方面具有潜在的优势。     

黄河下游重塑黏性土抗冲特性试验

黄河下游河床存在典型的分层结构,不同部位对水流抗冲性不同,抗冲性极强的\"胶泥层\"对河势演变具有重大影响。通过对黄河下游花园口附近黏性土进行取样,开展了黄河下游河岸黏性土起动冲刷的水槽试验。分析了起动切应力随干密度的变化情况,建立了干密度、含水率与淤积历时的关系,拟合了黏性土侵蚀系数与起动切应力的关系式,结果表明:黏性土起动切应力随干密度的增大而增大,两者呈幂函数关系;当淤积历时较短时,黏性土干密度(含水率)随淤积历时的增大而增大(减小),两者呈对数函数(指数函数)关系;黏性土侵蚀系数随起动切应力的增大而减小,两者呈幂函数关系;同时研究发现,黏性土起动切应力与黏粒含量相关,相同干密度条件下,黏粒含量越高起动切应力越大;黏性土侵蚀系数与该土体的黏粒含量、土体结构相关,黏粒含量越高侵蚀系数越小,相应的其抗冲性越强。     

桥墩局部冲刷动态模拟及不同截面的冲刷特性

为了获得桥墩局部冲刷随时间的演变过程,探讨不同截面桥墩的冲刷特性,采用计算流体动力学软件FLUENT的自定义函数功能和动网格更新技术,考虑湍流涡增强效应的床面剪应力和坡度影响的临界剪应力,得到床面的输沙率,通过输沙率与床面高程的变化关系实现床面地形随时间的动态变化,并利用泥沙坍塌的调整来克服床面坡度超过泥沙休止角造成的模拟失真及数值不稳定。结果表明:局部冲刷最大深度、冲坑形态及流场结构的模拟结果与试验结果较为吻合;在最大墩宽一致的情况下,流线形桥墩的冲坑深度比圆柱形桥墩降低约45%,比尖角形桥墩降低约40%,冲坑范围也有所下降。     

中温时效对 17-4PH 不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm~2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。     

炼化设备冲刷腐蚀失效分析及控制策略

目的冲刷腐蚀失效是制约炼油装置安全运行的重大隐患,通过分析炼化设备系统中典型冲刷腐蚀失效的机理和影响因素,提出石油炼制过程中冲刷腐蚀的控制策略。方法基于炼油装置的工艺流程、设备和管道的结构设计、腐蚀介质和材质等,分别针对减压转油线防冲板、硫酸烷基化装置反应流出物注碱口管线、酸性水汽提塔顶富氨气系统,以及焦化分馏塔进料段塔壁腐蚀问题进行失效分析。结果通过将材质升级为317L,避免了减压转油线防冲板因环烷酸冲刷腐蚀而减薄。通过改进碱注入方式和优化操作工艺方式,减缓了硫酸烷基化装置反应流出物注碱口管线的硫酸腐蚀。通过将空冷器管束材质升级为316L,及增加管道直径的措施,防治了酸性水汽提塔顶富氨气系统酸性水冲刷腐蚀。通过更换进料分配器解决了焦化分馏塔进料段塔壁腐蚀泄漏的难题。结论炼化设备冲刷腐蚀的控制策略:依据主动防腐的观念,在遵循炼化设备选材导则进行合理选材的基础上,充分考虑设备、管道的实际工艺操作情况,针对具体部位进行腐蚀评估,发现薄弱部位并及时调整相关操作(操作工艺、工艺防腐和腐蚀监测等),从而保证了炼化装置的安全稳定运行。     

高铁桥梁下某新建道路工程对高铁桥梁的影响

利用有限元软件Plaxis 3D对宝善寺路下穿京沪高铁工程进行了模拟计算,并以高铁桥墩墩顶和桩基变形为研究对象,对比了两种不同道路设计方案对高铁桥梁影响的异同,通过计算分析得出了较优方案,可供类似工程参考借鉴。     

地铁明挖区间施工对临近高架桥墩台的影响分析

以重庆地铁环线渝鲁车站至五里店车站区间临近冲压厂高架桥的明挖区间基坑工程为背景,利用大型通用有限软件ANSYS建立三维有限元模型。通过模拟计算,得到基坑开挖对临近高架桥墩台的影响,并分析了基坑开挖对桥墩和桥台位移变化规律,最后根据分析结果提出相应的施工建议。     

深孔微差爆破在拆除大体积桥墩中的应用

用深孔微差爆破技术成功地拆除了复杂环境下的四个大体积桥墩。介绍了深孔爆破方案的选择、爆破参数设计、装药结构和起爆网路等。为大体积构筑物的快速拆除提供了一种行之有效的爆破方法     

市政工程钢筋混凝土柱式桥墩施工工艺

在市政桥梁工程中,桥墩的施工质量直接影响着整座桥的运营,因此研究施工工艺及施工质量控制十分重要。本文通过工程实例详细地阐述了市政桥梁中柱式桥墩施工方法、步骤及质量控制措,并针对桥墩施工中质量通病的产生机理,提出了保证桥墩“零缺陷”质量目标的施工质量控制措施,以期为今后市政柱式桥墩的施工提供参考。