基于磁聚焦阵列的埋地金属管道腐蚀检测

为准确评估并行或重叠埋地金属管道管壁的剩余厚度,设计了一种可用于瞬变电磁系统中的发射线圈阵列,该阵列具有磁聚焦特性,对并行或重叠埋地金属管道剩余管壁厚度的准确检测提供了可靠保证.利用CST电磁工作室建模仿真,与单个发射回线相比,该发射线圈阵列87.25％的磁场能量被集中在半径约为0.25 m目标区域内,磁场强度相对提高了53.5％.根据得出的发射线圈阵列的具体参数,进行了实物加工与测试,结果表明:该线圈阵列通入电流后,在目标区域具有良好的聚焦特性,可用于并行或重叠埋地金属管壁剩余厚度的精确检测.     

管道磁记忆检测信号与缺陷应力关系的有限元仿真

为了实现对管道磁记忆检测信号与缺陷应力关系的定量研究,建立了含腐蚀缺陷管道的二维有限元仿真模型,给出了应力-磁导率耦合数学模型以及管体应力和地磁场求解控制方程。首先利用ANSYS的应力分布功能,计算求得管体在4.5MPa内压下的应力强度分布,然后根据应力-磁导率数学模型计算求得管体外侧的地磁场分布,表明管体应力与磁导率之间具有一定的耦合关系,证实了有限元模拟技术可以准确捕捉到管体缺陷处的磁应力信号,进而判定管道的缺陷特征。     

极值理论应用于埋地管道土壤腐蚀坑深研究

选取胜利油田长输管道沿线典型土壤腐蚀区域为试验点,进行16Mn埋片试验,分别于不同时间后取回试样.通过失重法计算其平均腐蚀速率、平均腐蚀深度及用极值法预测最大腐蚀坑深.腐蚀数据对比结果表明,采用试样的平均腐蚀深度或平均腐蚀速率评价埋地管道局部腐蚀危害是不科学的,应利用统计的方法计算出最深腐蚀坑的深度,以此作为评价的基础.试验结果表明,2号站和101站地区的腐蚀危害较大,尤其是101站腐蚀上升趋势明显,而1号站腐蚀危害相对较轻.实例验证了极值统计方法能较好的应用于测试管道腐蚀,相关程度极高.     

64通道压电超声管道腐蚀检测原型机研制及试验

基于压电超声管道腐蚀检测技术,研制了一套适用于油、水等液体长输高压管道的64通道压电超声腐蚀检测原型机,并开展原型机整机静态和动态测试工作。验证结果表明:由电子系统、机械载体、传感器支撑结构、里程信息采集单元、超低频发射及接收单元组成的跟踪定位系统能够满足设计指标和性能需求,可以获得高质量的检测数据。64通道压电超声管道腐蚀检测原型机的研制与测试,对于提高中国压电超声管道腐蚀检测技术水平,促进管道检测技术手段的多样化具有重要的推动作用。     

油气管道腐蚀检测技术发展现状与思考

通过定期对油气管道实施内外检测,及时、准确地发现管道的腐蚀缺陷,采取相应的维修、更换措施,可有效降低腐蚀事故的发生概率。针对外腐蚀、内腐蚀、应力腐蚀开裂、穿越段外腐蚀等问题,阐述了油气管道腐蚀检测技术及相关标准的发展现状,介绍了瞬变电磁、超声导波、磁应力等非开挖检测技术原理及工程应用,总结了中国在油气管道腐蚀检测技术应用和管理中存在的问题,从管理提升和技术提升两方面探讨了未来的发展需求。在管理提升方面,提出建立统一的技术规范、数据管理平台及专业化腐蚀检测效能评价队伍;在技术提升方面,建议持续开展应力腐蚀开裂检测与评价技术研究,启动微生物腐蚀机理和检测技术研究,开展针孔腐蚀缺陷的检测与验证技术研究,研发组合式内外检测工具。(图4,参27)     

管内漏磁腐蚀检测技术的应用

阿赛输油管道投产几年来多次发生腐蚀穿孔事故,对管道安全运行构成很大威胁。利用传统的经验技术来定位实施管道大修,不仅对消除腐蚀隐患存有很大的盲目性,而且造成大修复费用的增长。介绍了漏磁腐蚀检测技术原理及在阿赛输油管道上应用的具体情况。内检测技术的实施不仅可准确地检测出管道的隐患,为管道安全平稳运行提供了保证,而且由于检测的精确,定位准确率高使管道大修理费用较以往传统的定位修理大大降低,具有可观的经济     

基于概率的单点腐蚀管道极限内压分析

为了研究单点腐蚀海底管道的极限内压,评估管道的剩余强度,保证管道安全运行,基于前人的研究成果,提出了简化的无限长腐蚀管道极限内压计算公式,并验证了公式的准确性。同时,通过修正将简化的无限长腐蚀管道极限内压公式扩展应用到单点矩形腐蚀管道,并利用以往试验数据对扩展公式进行了验证。结合概率方法,在工程常用的95％保证率下对单点矩形腐蚀管道极限内压进行分析,提出上下边界值。结果表明：所提出的简化公式可以很好地对无限长腐蚀管道极限内压进行预测,同时扩展公式对试验结果的拟合较好,而基于概率得到的上下边界值可以作为单点腐蚀管道极限内压控制的阈值。研究成果具有重要的工程参考价值。（图5,表1,参18）     

埋地管道杂散电流腐蚀及其数值模拟研究进展

杂散电流具有多源性特征,其腐蚀类型有直流、交流及地电流3种,其腐蚀强度大且集中于局部位置。杂散电流的成因有二：电流泄漏和电位梯度。直流杂散电流腐蚀的本质是电化学腐蚀的电解作用,而交流杂散电流的腐蚀机理有待进一步研究。目前采用的防护手段有：避开杂散电流干扰源、增大接地电阻、排流保护法、电化学方法防护、材料表面改性、加强日常维护和检修。针对杂散电流腐蚀问题的数值计算,目前主要采用有限元法和边界元法,其中边界元法应用更为广泛。当前主要通过现场电位观测法确定杂散电流腐蚀的保护方案,而通过数值计算和模型实验相结合的方式确定最佳保护方案将成为未来的发展趋势。针对土壤介质不均匀的情况,可采用分块边界元法提高计算精度。（表1,图1,参45）     

“管中管”埋地管道的腐蚀分析及防腐措施

通过对“管中管”管道的现场调查和室内分析，发现管体腐蚀主要是由保浊国层内进水致使电化学腐蚀引起的。     

基于RBF模型的埋地管道外腐蚀速率预测

为克服埋地管道土壤腐蚀因素之间具有模糊性、随机性、交互性及传统方法预测精度较低等缺陷,以某现场埋地管道腐蚀埋片数据为基础,选择10个影响因素为输入参数,以外腐蚀速率为输出参数,采用径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型,对数据样本进行训练、验证、测试,建立外腐蚀速率预测模型,并通过Sobol敏感度分析确定影响腐蚀的关键参数。结果表明:10-35-1型RBF神经网络模型迭代至2273步时,均方误差为0.00099,训练、验证、测试阶段的相关系数分别为0.9707、0.9813、0.9901;与BP、MLR、SVM等模型相比,RBF神经网络模型的平均相对误差为2.07%,说明其在预测埋地管道外腐蚀速率方面具有一定优越性;土壤电阻率对外腐蚀速率的影响最大,且土壤电阻率、pH值、Cl^-含量与其他因素之间的交互作用显著,应重点关注。所建模型可广泛应用于管道外腐蚀速率预测,其结果可为管道完整性管理提供理论依据与参考。     

交流杂散电流对长输管线钢腐蚀行为的影响

采用电化学技术和失重法研究了管线钢在两种碳酸盐溶液中的交流杂散电流腐蚀行为。在稀／浓两种碳酸盐溶液中,电化学实验结果表明：管线钢的极化行为表现为极化曲线发生电流振荡现象,振荡幅度随交流电流密度与直流电流密度的比值增大而增大,在腐蚀电位±100mV附近振荡最为显著。腐蚀失重实验结果表明：当交流杂散电流密度为0～20A／m^2时,发生均匀腐蚀且速率较小;当交流杂散电流密度为20～100A／m^2（浓碳酸盐溶液）或20～200A／m^2（稀碳酸盐溶液）时,发生均匀腐蚀且速率增大;当交流杂散电流密度为200～500A/m^2（浓碳酸盐溶液）或大于500A/m^2（稀碳酸盐溶液）时,发生局部点蚀。交流杂散电流造成的腐蚀量约为相同直流杂散电流造成腐蚀量的1％。     

阴极保护管道交流腐蚀电化学参数解析与测试

依据电化学反应机理,分析了阴极保护管道交流腐蚀的产生条件,以及与交流腐蚀评估相关的电化学参数、化学物理参数对交流腐蚀密度或交流腐蚀速率的影响。准确而详实的交流腐蚀参数检测数据是交流干扰评估的基础,也是减缓交流腐蚀的依据。由于管道发生交流干扰的稳定持续时间不同,交流干扰电压随着季节、天气、负载、阴极保护电流密度等的变化而变化,对于阴极保护管道的交流腐蚀检测、评估、减缓,需要更具针对性的新的检测设施与设备。因此,分析阴极保护管道产生交流腐蚀的电化学参数及其与阴极保护电流参数的关系,可以为管道的安全运营提供参考。（图2,参8）     

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.