某海底混输管道局部腐蚀原因

为了分析某海底混输管道外壁严重腐蚀的原因,采用宏观形貌观察、化学成分分析、金相检验、硬度测试、能谱分析及X射线衍射等手段对切割的2.2 km外壁严重腐蚀管段进行深入研究。结果表明:海底管道外壁呈现不均匀局部腐蚀形态,腐蚀方式以点蚀为主,局部伴有较深蚀坑;海底管道局部腐蚀原因是防水帽失效,使海水进入保温层,海水沿防腐层破损处渗入后与钢管表面直接接触,而钢基体中的硫化物夹杂为点蚀诱发源,由海水中的Cl-诱发并加速点蚀,部分点蚀向钢基体内部及周围扩展形成较深的蚀坑;海底管道局部腐蚀发生与发展的机理为自催化效应和氧浓差腐蚀电池,防水帽内侧盐分的浓缩进一步加剧了腐蚀进程,而防水帽对阴极保护电流有屏蔽作用,形成了封闭的腐蚀环境,使局部腐蚀难以控制。研究结果对于加强海底管道运行管理,保障海上油气田安全生产及提高开发效率具有重要意义。     

基于深度学习的海底管道外腐蚀剩余强度评估

腐蚀是造成海底管道失效的重要原因之一,准确预测海底管道的腐蚀剩余强度是评估海底管道完整性及后续服役能力的关键。基于非线性有限元方法,建立含腐蚀缺陷海底管道剩余强度分析模型,预测管道的剩余强度,并探究了外腐蚀缺陷的深度、长度、宽度对剩余强度的影响。基于深度学习理论建立海底管道剩余强度预测模型,并以有限元分析获得的114组计算结果作为数据集训练深度学习模型,以深度学习模型预测含外腐蚀缺陷海底管道的剩余强度,将模型预测结果与有限元计算结果进行对比。结果表明:深度学习模型计算速度快、预测精度高,验证了基于深度学习的海底管道外腐蚀剩余强度评价方法的可行性与有效性。(图7,表1,参22)     

防腐层内管道腐蚀的调查及分析

埋地钢质管道在防腐层、阴极防腐的共同保护下,钢管的某些区域仍会被腐蚀穿孔。这种情况在调查中已得到证实。文中指出发生腐蚀的重要原因,是在基本完整的防腐层下面某些区域的管道表面形成了腐蚀电池,腐蚀进行时,由于防腐层对阴极保护电流的屏蔽作用而使阴极保护对此失去效用。防腐层下面形成腐蚀电池的关键是除锈质量,故对钢管除锈工作应引起高度重视。     

基于ANSYS的双点腐蚀缺陷管道剩余强度评价

为了定量评价管道腐蚀缺陷的严重程度,利用ANSYS有限元法对腐蚀管道的剩余强度进行研究,通过对管道腐蚀缺陷的模拟,分析腐蚀区的应力状态.基于含双椭圆凹坑缺陷的管道模型,探讨了腐蚀缺陷深度和缺陷间距对管道剩余强度的影响,定量确定了两者对管道局部应力的影响作用.结果表明:缺陷深度与局部应力成正比例关系,是影响管道局部应力的最主要因素,而缺陷间距对管道局部应力的影响较小.     

埋地长输管道腐蚀原因及改进措施

通过对鲁宁（山东－仪征）输油管道的防腐层状况，恒电位仪运行参数和管道本体进行调查分析认为，管道腐蚀的主要原因是由于管道防腐层的老化造成剥离，形成剥离覆盖层对阴极电流的屏蔽，致使剥离覆盖层下的管道处于腐蚀状态中，形成保护死角所致。提出加强管道防腐层检补漏，大修和增设阴极保护装置等措施是延长管道使用寿命的最佳方法。     

《管道科学技术论文选集》文摘（十五）：腐蚀管道的安全评定

系统地阐述了在役管道的安全评定方法。根据管道不同形式的腐蚀缺陷，提出了爆破失效模拟的非线性有限元方法，建立了能反映缺陷深度、内压、缺陷处最大应力、管材性能参数等四者关系的管道安全评定线图。考虑到影响管道安全诸多因素的复杂性和不确定性，提出了基于可靠性的评定理论与方法，即依据管道的腐蚀检测数据计算每千米管道的失效概率，可以全面反映管道沿线的安全状况，提出的腐蚀管道安全评定方法可大力提升管道安全运营管理的水平。     

腐蚀管道的安全评定

系统地阐述了在役管道的安全评定方法。根据管道不同形式的腐蚀缺陷，提出了爆破失效模拟的非线性有限元方法，建立了能反映缺陷深度、内压、缺陷处最大应力、管材性能参数等四关系的管道安全评定线图。考虑到影响管道安全诸多因素的复杂性和不确定性，提出了基于可靠性的评定理论与方法，即依据管道的腐蚀检测数据计算每公里管道的失效概率，可以全面反映管道沿线的安全状况，提出的腐蚀管道安全评定方法可大力提升管道安全运营管理的水平。     

能源公共走廊内管道交流干扰腐蚀判断准则

高压输电线和交流电气化铁路的建设加快了公共能源走廊的形成,其与埋地油气管道交叉、并行或者靠近引发交流干扰腐蚀问题,威胁管道生产安全,世界各国相继颁布了交流干扰腐蚀判断准则和相关标准。对于无阴极保护的管道系统,多采用交流感应电压、交流电流密度进行判断;对于有阴极保护的管道系统,多采用交流电流和直流电流密度之比进行判断。对于新建管道系统,避免公共能源走廊内交流干扰腐蚀最直接的方法是消除高压输电线、电气化铁路等埋地管道的交流干扰源;对于在役管道系统,通过屏蔽网或者排流措施等减缓交流干扰腐蚀。对于交流腐蚀如何对阴极保护系统产生影响以及利用交流电压或交流电流密度评价交流腐蚀速率仍存在诸多认知空白有待填补。同时,需要因地制宜,研究制定适合我国国情的高压输电线、电气化铁路与油气管道的安全距离标准。     

基于点蚀缺陷分形特征的剩余强度评价

对腐蚀管道点蚀机理进行研究，发现整个腐蚀表面呈凹凸不平状，具有某种随机或统计意义上的自相似性，从而认为点蚀缺陷具有分形的特征。根据其分形特征构造了两种点蚀缺陷的形状，结合实际选择一种缺陷形状进行模拟。对某管道的三个点蚀孔运用有限元分析方法进行剩余强度评价，得出了相关结论。     

埋地保温管道阴极保护有效性影响因素及技术现状

从历史运行数据看,多数带有阴极保护的保温管道基本上投产运行2~3年便出现腐蚀穿孔现象,通过现场调查和实验室模拟,证实保温管道的阴极保护有着很大的局限性。由基本理论出发,从保温层对阴极保护电流的屏蔽、阴极保护准则、现场阴极保护电位测量、阴极保护电渗效应等方面全面分析了影响保温管道阴极保护有效性的因素,指出保温管道在较高温度下运行时,应适当提高阴极保护准则;保温管道的日常地表电位测量值不具代表性,应定期对管道的金属缺失状况进行检测。在传统阴极保护技术的基础上,采用牺牲阳极保护方式(且牺牲阳极安装在保温层内),在保温层进水后可以对管道提供保护,亦可以使用固体电解质解决屏蔽效应,提高埋地保温管道阴极保护的有效性。     

埋地管道防腐层局部剥离失效原因分析

通过分析发现埋地长输管道防腐层局部剥离的主要原因是防腐层老化，阴极剥离和防腐层施工质量及性能差，指出了防腐层局部剥离对阴极保护电流的屏蔽和应力腐蚀的危害，有针对性地在管道设计选材，阴极保护等方面提出了相应的改进措施。     

油气管道体积型腐蚀缺陷有限元分析

为了研究体积型腐蚀缺陷对油气管道剩余强度的影响,以含点蚀缺陷、轴向槽状腐蚀缺陷两种体积型缺陷的油气管道为研究对象,通过Solid Works建立几何模型,并导入ANSYS软件进行有限元分析。采用管道缺陷评价计算方法 RSTRENG 0.85d L对各模型的有限元分析结果进行评价,误差均在可接受范围内,验证了采用有限元方法分析腐蚀缺陷参数对管道剩余强度影响的可行性。进一步计算得到了管道失效压力随载荷及腐蚀缺陷各参数的变化规律,得出各参数对油气管道剩余强度的影响。结果表明:腐蚀缺陷深度对管道剩余强度影响最大,腐蚀缺陷轴向长度的影响次之,而腐蚀缺陷环向宽度的影响很小,可以忽略。     

含缺陷海底管道横向屈曲行为的数值模拟

海底管道在制造、敷设及运行过程中不可避免地会产生局部或整体初始几何缺陷。为了研究海床表面敷设的含缺陷管道横向屈曲行为,建立了含5种初始几何缺陷管道的横向热屈曲非线性数值计算模型,并验证了有限元模型的准确性,重点分析了缺陷类型、不直度对管道横向屈曲行为的影响。结果表明:横向屈曲变形是海底管道安全运行的一个重要威胁,不直度越大,临界温升越小,管道越容易发生横向热屈曲;在不直度相同的条件下,管道初始几何缺陷中心处曲率绝对值越小,抗横向热屈曲能力越强。基于无量纲分析法,提出了适用于含多种通用的初始几何缺陷海底管道的临界温升计算一般表达式,以期为海底管道抗热屈曲工程设计提供参考。     

罐底板缺陷漏磁场三维有限元分析

为了提高国产漏磁检测仪对缺陷量化的准确性,采用有限元分析软件ANSYS针对点腐蚀缺陷分别在罐底板上下表面建立不同参数的点腐蚀缺陷,模拟研究缺陷深度、缺陷直径、缺陷位置对漏磁场的影响规律。研究表明上下表面缺陷的漏磁场具有相似的规律:当缺陷直径一定时,磁感应强度Bx、By分量随缺陷深度的增加而增大;当缺陷深度一致时,Bx凸峰底部宽度Nx及By峰峰值间距Ny随缺陷直径的增加而增大;上下表面相同大小的缺陷,其漏磁场的分布特点及大小均存在一定差异。对相应的结果进行函数拟合,得到了缺陷参数和漏磁场特征参量之间的定量关系,为缺陷量化提供了原始数据依据。     

基于智能清管检测的酸气集输管道可靠性评价

普光气田高含硫天然气集输管道腐蚀风险较高,为了全面掌握管体的状态,在投产前后分别对集输管道进行了智能清管检测.投产前检测发现外部金属损失点10处,投产后一年检测发现外部缺陷点9处、内部缺陷点7处.经开挖验证和检测分析,外部金属损失为建造或施工损伤,内部损失点由气液界面腐蚀造成.采用概率统计方法评估管道的可靠性,采用剩余强度理论评估管道的安全性,结果表明:检测到的缺陷点未对管道安全造成明显影响,管道整体可靠性较高.(表2,图3,参7)     

海底管道腐蚀与剩余寿命的灰色预测

腐蚀是引起海底管道破坏失效的重要原因之一,对海底管道腐蚀量进行测量和预测,是保证管道安全的重要组成部分。根据ASME B31G,推导了均匀腐蚀和局部腐蚀同时发生时海底管道的极限内压计算公式。将局部腐蚀简化为沿轴向分布的矩形缺陷,利用灰色模型分别预测管道内的均匀腐蚀和局部腐蚀,并根据预测结果计算出管道的极限内压和剩余寿命。鉴于局部腐蚀对管道强度的作用机理比较复杂,只分析了沿轴向分布的两个局部腐蚀对极限内压的影响,对于腐蚀宽度、环向分布以及多个腐蚀坑相互影响等更复杂的情况尚需开展深入研究。     

累积法预测在役管道腐蚀极限厚度计算方法

为了方便、准确地确定腐蚀缺陷对在役管道剩余强度和承压能力的影响,基于含缺陷管道的弹性极限准则,应用ANSYS有限元软件分别对两种缺陷模型进行模拟分析,得到了不同缺陷尺寸条件下腐蚀区域的Mises应力.利用有限元分析结果,同时考虑腐蚀缺陷长度、宽度及深度等几何尺寸因素的影响,采用累积法确定在役腐蚀管道的Mises应力与腐...     

高温原油管道内外检测数据对比分析

以同一时期进行内外检测的某条原油管道A站至B站管段作为研究对象,对内检测发现的管道外腐蚀结果与外检测数据评价结果进行对比分析。结果表明：管道外腐蚀点远多于外防腐层缺陷点;由于阴极保护的作用,外防腐层缺陷点处管体良好,未见明显腐蚀;管道外腐蚀风险点在防腐层剥离的区域。可以利用内检测数据评价管道防腐层的剥离情况,现有的外检测技术具有局限性。针对外检测技术的局限性,提出在管道外检测及日常管理过程中,应加大直接开挖检查力度,对管道外防腐措施的有效性进行评价,以确保管道的安全运行。（图2,表1,参7）。     

裂纹倾角对管道表面裂纹断裂参数的影响北大核心

钢制输气管道在制造、安装或运行过程中不可避免地会产生表面裂纹缺陷,这些表面裂纹在外力和腐蚀作用下发生扩展造成管道破裂失效,将严重影响高压天然气管道的安全运行,因此,开展了表面裂纹倾角对断裂参数影响规律的研究。采用ANSYS有限元模拟软件,建立了内压作用下含不同表面裂纹的管道的有限元模型,分析了不同倾角表面裂纹的J积分变化规律。研究表明:裂纹尖端J积分值随裂纹倾角近似呈余弦函数规律变化,在相同边界条件下,表面裂纹与管道轴向平行时,J积分值最大,此时表面裂纹最易发生扩展;表面裂纹与管道轴向垂直时,J积分值最小,此时表面裂纹发生扩展的可能性较小。     

含点蚀缺陷输油管道修复前后的抗震性能

针对输油管道工程中常见的架空管道因存在局部腐蚀,而在地震作用下极易破坏的问题,采用ADINA有限元软件,建立含腐蚀缺陷及腐蚀缺陷修复后的输油管道与内部液体的流固耦合模型,并以管道应力最大处单元的位移、轴向应力及环向应力为指标,研究修复前后管道的抗震性能。结果表明:由于腐蚀缺陷的存在,在管道缺陷处应力集中现象非常明显,导致管道的抗震性能降低;修复后腐蚀区段管道的环向应力有所降低,挠度及轴向应力有所增加,但仍在规范允许的范围内,因此所选的工程实际中常用的B型套筒修复技术对提高腐蚀区段管道的抗震性能有效。研究结论可为今后腐蚀管道的修复提供理论指导。