我国输气管道应力腐蚀开裂的调查与研究

对我国中西部3条输气管道进行了应力腐蚀调查,调查的内容主要涉及3个方面,即针对老管道有目的性地开挖了21个探坑,进行了土壤环境、防腐层和阴极保护状况以及管道表面情况等一系列调查,分析了老输气管道上没有发生应力腐蚀的原因;通过慢拉伸试验和其它试验,初步评价了3条输气管道在实地土壤环境溶液和模拟土壤环境溶液中的对应力腐蚀的敏感性;分析了西部输气管道的土壤环境条件和运行条件,指出了产生管道外部应力腐蚀开裂的条件因素.研究成果对预防已运营及新建输气管道的外部应力腐蚀具有一定的借鉴作用.     

硫化氢环境中管道钢的腐蚀及防护

分析了硫化氢环境腐蚀原理,考察了管道钢硫化氢环境下应力腐蚀开裂的类型、条件及特点,列举了长输管道硫化氢腐蚀的主要影响因素.根据国内外典型的管道应力腐蚀开裂事故研究结果及其研究状况,提出了采用保护层、电化学保护以及添加缓蚀剂等预防措施.     

X80埋地管道应力腐蚀开裂关键影响因素研究进展

随着中国高压力、大口径、长距离X80管线钢埋地管道建设的迅猛发展,应力腐蚀开裂(Stress Corrosion Cracking,SCC)风险开始严重威胁管道服役安全。针对土壤环境中X80管线钢SCC关键影响因素,首先分析了交流杂散电流对X80管线钢SCC行为的影响及其机制,提出交流电与弹性应力具有协同作用,可共同促进X80管线钢的阳极溶解,并破坏钢表面致密腐蚀产物膜的状态,从而加速腐蚀。其次,综述了土壤环境中硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)致管线钢SCC机理的研究现状,提出X80管线钢微生物致裂机理主要与细菌的生理活性、代谢产物、生物膜的形成有关。最后,提出了SRB作用下X80管线钢阴极保护电位选择的建议,同时建议将微生物因素纳入管线钢SCC评价体系。研究成果可为中国高强管线钢管道设计及安全服役提供理论基础。(图2,参46)     

弯曲加载下管道钢应力腐蚀行为研究

分别采用三点弯曲、四点弯曲加载试验方法,研究了X80和16Mn管道钢及焊接接头的硫化物环境应力腐蚀开裂(SSCC)行为,并通过ANSYS软件分析了不同弯曲加载的应力分布特征,探讨了材料因素、力学因素对管道钢应力腐蚀行为的影响规律和机理。结果表明,对于弯曲加载下组织均匀性管道钢而言,其SSCC行为受应力特点控制,三点弯曲和四点弯曲加载方法均可用于评价管道钢的SSCC行为,但四点弯曲加载的平行试样试验结果更为一致。对于管道钢焊接接头的SSCC行为评价,三点弯曲加载是不合理的,四点弯曲加载方式则可取。     

管道内的应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂是应力和电化学环境的协同作用的结果。应力腐蚀开裂分两种形式一种是高ｐＨ值应力腐蚀开裂，环境ｐＨ值接近９，另一种是低ｐＨ值应力腐蚀开开明，环境ｐＨ值在５．５至７之间。管道的高ｐＨ值应力腐蚀开裂电化学反应形成氧化铁膜粘附在钢表面，可保护管子不受裂纹环境影响，但氧化铁膜破裂将促使裂纹形成或增大。对腐蚀开裂的检测应集中在裂纹密集区，或异形和分支裂纹区。     

X65管线钢焊接接头抗H2S应力腐蚀开裂性能

中海石油(中国)有限公司天津分公司在渤海湾某油田开展了天然气利用项目,天然气外输海管选用国产X65管线钢手工电弧焊接敷设完成.随着油田不断深入开发,伴生天然气中H2S含量持续增长,该海底管道特别是焊接接头等薄弱部位在运行过程中面临着H2S应力腐蚀开裂风险.根据NACE相关标准方法研究了X65管线钢焊接接头抗HB/HIC/SSCC性能,并对SSCC发生机制进行了探讨.研究结果表明:该天然气外输管道所选的国产X65钢焊接接头具有优良的抗H2S应力腐蚀性能,在管道敷设达标及目前运行工况条件下发生硫化物应力腐蚀开裂的风险较小.     

CO2、H2S对油气管道内腐蚀影响机制

介绍了单相流和多相流CO2腐蚀反应机理,研究了H2S电化学腐蚀和H2S应力腐蚀开裂(SSCC)反应条件及作用机制。测试了不同CO2含量对几种材料腐蚀速率的影响,给出了腐蚀反应速率曲线,分析了CO2对油气管道内腐蚀的影响规律。使用N80钢试样,在高温高压釜中进行测试,得出了不同H2S浓度下N80钢的腐蚀规律。     

A3钢在土壤中盐浓差电池腐蚀行为的研究

长输管道在通过盐渍区土壤时,土壤的盐浓度差异会使处于高盐浓度土壤中的管道加速腐蚀。为研究盐浓差电池腐蚀的强度及危害,在实验室中的进行了模拟实验,研究了Ａ３钢在土壤中的盐浓度电池腐蚀行为,并分析了Ａ３钢盐浓度差电池腐蚀的机理。     

复杂输送环境下液氨腐蚀行为及防护技术研究进展

【目的】在“双碳”背景下,氨作为无碳富氢的能源载体,体积能量密度高、易液化存储,具有广阔的发展前景。然而复杂的储运环境增加了液氨储罐和管道腐蚀的风险,因此,研究复杂输送环境下液氨腐蚀问题是“氨-氢”能源基础设施制造和安全服役的关键。【方法】通过综述液氨腐蚀的研究进展,探讨了不同环境、不同材料的氨腐蚀行为和应力腐蚀开裂机制。同时,总结了相关氨腐蚀检测方法和具体防护措施,并展望了未来氨腐蚀研究的发展方向。【结果】氧气、碳氧化合物、硫化物及氯化物的混入对氨腐蚀有促进作用,而水杂质对氨腐蚀的影响具有两面性;应力能够引起液氨应力腐蚀开裂,不同材料的应力腐蚀敏感性从大到小依次为铜及其合金、高强钢、碳钢。【结论】基于国内对液氨腐蚀行为机理尚不明确、氨腐蚀防护措施有待完善等问题,提出以下建议：(1)采用实验研究、仿真模拟等方法,探究多杂质关联作用下不同材质的液氨腐蚀行为和内在腐蚀机理;(2)需结合液氨管道实际输送环境及材料失效特征,开展管线钢及焊材-液氨临界失效边界检验与腐蚀风险评价;(3)从液氨储罐及管道的设计、选材、制造、使用等多个角度,结合多种腐蚀防腐措施,形成完善的液氨储运系统腐蚀控制、防护及...     

塔河油田原油集输管道弯管开裂原因

针对塔河油田原油集输管道进联合站弯管段发生开裂的问题,通过观察分析弯管段失效样的宏观形貌、化学组成、力学性能、金相组织、腐蚀产物形貌与成分,确定其开裂原因是:弯管材料的质量低,韧性和硬度不符合标准要求;输送介质中含水(大于60%)、含硫(1.64%),伴生气中含有一定量的H2S,且管道承受一定程度的低应力作用,在管输介质中腐蚀性成分和低应力的联合作用下,管道产生了硫化物应力腐蚀开裂;管输介质中高含量的Cl-,加速了管道的应力腐蚀开裂;弯管材料的硬度远高于标准要求,增加了其对应力腐蚀的敏感性。     

管线钢应力诱导型氢致开裂分形试验

以酸性气田集输管网中16MnR 和20 号钢为研究对象,开展应力诱导型氢致开裂分形试验,以验证相关理论模型的正确性。试验制备了两种管线钢的双悬臂梁试件,并将其浸入不同H2S 体积摩尔浓度的腐蚀溶液环境中,通过断口数据取样分析及计算,验证了管线钢氢致开裂的断口形貌具有分形特征,以及应力强度因子与分形维数具有对数正比趋势的关系,同时验证了氢致开裂判据模型、氢致开裂分形扩展速率模型、氢致开裂分形物理机制模型的正确性,可为在役管道氢环境下的裂纹扩展速率的预测提供参考依据。     

输气管道的硫化物应力腐蚀分析

硫化物应力腐蚀是引起输气管道失效的主要原因之一。介绍了输气管道的硫化物应力腐蚀的危害性、特征及其产生的条件和机理,分析了硫化物应力腐蚀的控制因素并提出了评价方法,为输气管道的安全运行提供了可靠的依据。     

埋地管道防腐保温结构的适应性

论述了在有保温层条件下，埋地热输管道钢管自身的弹性结构与防腐保温结构的适应性。从防腐保温层和保护层强度、层间粘结力及钢管与防腐层之间粘结力着手，选择材料和防腐保温层结构，使管道获得土壤的约束力，确保管道稳定性。从防腐保温层材料的抗拉强度、抗压强度、热胀特性及各层间的粘结力着手，研究热胀冷缩的同步性，使管道在热变形条件下，确保管子与保温层之间不滑脱或防腐保温层不产生开裂。经输送稠油管道现场检测证明：     

对库鄯输油管道阴极保护投运的认识

库鄯输油管道沿线不同的地形地貌和土壤分布造成对管道腐蚀性的差异。埋地管道表面在不同部位间存在的电位差是引起金属表面土壤腐蚀的主要原因。介绍了沿线土壤腐蚀环境及库鄯输油管道阴极保护系统的设计、施工及调试情况。阴极保护系统采用强制电流和牺牲阳极两种保护形式。在高电阻率的石方段采用伴随管道同沟敷设的柔性辅助阳极;在山区段采用带状和块状的镁阳极做牺牲阳极。该系统调试运行正常,应用效果良好。由于近年来的输油     

秦京输油管道腐蚀机理分析及腐蚀检测

针对秦京输油管道存在的土壤腐蚀、应力疲劳腐蚀、杂散电流腐蚀、管体材质不均匀产生的腐蚀问题,进行了腐蚀机理分析,对该管道外防腐层、内腐蚀进行了检测。根据腐蚀机理分析结果评价了秦京输油管道目前的腐蚀状况,认为应将管道防腐层的外检测与内检测相结合,以得出综合结论,有针对性地消除安全运行隐患,对秦京输油管道管网改造提出了建议。     

油气管道的风险分析(续一)

对引起管道事故的腐蚀、设计和操作三方面因素进行了分析评分。腐蚀破坏是管道中最常见的破坏,腐蚀主要指内腐蚀和外腐蚀,内腐蚀风险的大小与介质腐蚀性强弱及防腐措施有关,其风险分数占腐蚀总分数的30％,外腐蚀是管道腐蚀的主要因素,与阴极保护、外涂层质量、土壤腐蚀性、使用年限、有无金属埋设物、电流干扰及应力腐蚀等因素有关,分别对这些因素进行分析评分;原始设计与风险状况有密切的关系,设计时为简化计算所选用的设计系数与实际情况有差异,这直接影响了风险状况,设计因素主要包括钢管的安全因素、系统安全因素、疲劳因素、水击可能性、水压试验状况、土壤移动状况几个方面,并对其进行评分;风险的一个重要方面来自人的误操作,据美国统计,人的误操作所造成的灾害占灾害总数的62％,管道的误操作主要指设计、施工、运营、雏护四个方面的误操作,要减少误操作,首先要提高人的群体素质,其次要加强第三方监督。     

油气管道腐蚀挂片悬挂装置的研制与应用

针对实施常规腐蚀挂片悬挂作业时需要管道停输而影响正常运行的问题,研制了不需停输的管道腐蚀挂片悬挂装置.该装置采用主体填料密封系统与闸板相结合的独特设计,将管道内部介质与外部安全隔离,通过上丝杆机构将腐蚀挂片悬挂至预定位置,在不影响管道正常运行的情况下,快速、便捷地完成腐蚀挂片装卸工作,实现对管道的动态监测.在新疆克拉玛依油田红浅1井区火驱先导试验项目开发区块油气集输管道进行现场应用,结果表明:该装置满足中、低压管道设备的使用要求,且动态装卸腐蚀挂片准确率及成功率高.     

轮库线沿线土壤环境腐蚀性研究

轮库线地处我国西北塔里木地区，根据近期对该区的腐蚀调查和埋片试验结果，研究了土壤环境的腐蚀性。将沿线环境划分为四段，三种腐蚀性等级。其中，近库尔勒的７０ｋｍ管段所处环境虽属干旱戈壁区，但土壤腐蚀性异常之高，按全国土壤５级分类标准，属最强腐蚀性等级。