弯管内外表面腐蚀缺陷力学-电化学相互作用规律研究

为进一步研究弯管内外表面腐蚀缺陷力学-电化学(M-E)相互作用规律,建立基于多物理场耦合的弯管内外表面含腐蚀缺陷的三维模型,研究内压和缺陷几何形状对M-E相互作用规律及对弯管的影响。研究结果表明:当弯管内外表面存在腐蚀缺陷时,弯管内侧的M-E效应更强,增加应力和腐蚀的增长速率,使内侧更容易发生失效;当缺陷几何增长时,应力在缺陷长度和宽度方向上增长,腐蚀主要在缺陷长度方向上增长;外表面缺陷附近的应力和腐蚀增长规律基本一致,而内表面缺陷附近的应力增长较腐蚀增长更为复杂。研究结果可为含腐蚀缺陷弯管评估模型的完善以及管道系统完整性的管理提供理论参考。

油气田酸化压裂环境下碳钢油套管材的腐蚀行为研究

为了明确某油田在酸化压裂环境下鲜酸、残酸对油套管材料腐蚀性能的影响规律及材料的适应性,采用腐蚀失重法、三维体视光学显微镜观察等方法分析了P110、C110油管材料在酸化全过程的腐蚀损伤发展趋势、点蚀敏感性和不同条件下的腐蚀形貌特征,并优化了酸化缓蚀剂。结果表明:随着鲜酸酸化温度的逐渐升高,材料腐蚀程度均呈增大趋势,当温度≥180℃时,C110的平均腐蚀速率v_(corr)=127.7 g/(m^(2)·h),P110的平均腐蚀速率v_(corr)=407.0 g/(m^(2)·h),均远高于指标要求;在模拟鲜酸温度为100℃时材料表面已出现点蚀形核现象,随着温度的升高,点蚀敏感性逐渐增大。在超高温180℃的残酸环境下,C110和P110材料均发生极严重腐蚀。酸化液组分中缓蚀剂在高温条件下明显失效,导致残酸返排环境下管材遭受严重腐蚀损伤。优化后的改性曼烯碱酸化缓蚀剂通过多层吸附膜的形成明显减缓了材料的腐蚀速率,在180℃高温鲜酸环境下缓蚀率为89.4%。

核电厂调节阀阀杆高硬低摩DLC涂层工艺优化研究

通过调整工件偏压和W掺杂靶功率等工艺参数,研究不同工艺对阀杆DLC膜层性能的影响。利用拉曼光谱研究了不同DLC涂层的化学成分和结构,并采用纳米压痕和显微划痕对涂层的力学性能进行了测试。同时,通过摩擦磨损试验评价了复合涂层的摩擦学性能。结果显示,1200V工件偏压下得到的DLC涂层具有更高的硬度和较低的磨损率。W掺杂的DLC涂层附着力更强,但硬度较低,磨损率较高。这项研究为后续制备高硬低摩DLC涂层工艺设计提供参考。

大牛地气田某集输管道腐蚀机理研究

为明确大牛地气田某集输管道腐蚀问题,针对现场的腐蚀挂片与腐蚀管段采用腐蚀速率测试、微观形貌观察及腐蚀产物分析等方法,研究了该集输管道在H_(2)S/CO_(2)共存环境下的腐蚀机理,为制定相应腐蚀防护措施提供基础。研究表明:腐蚀挂片平均腐蚀速率为0.092 3 mm/a,高于行业标准要求的0.076 0 mm/a,局部腐蚀速率约为0.157 0 mm/a,孔蚀系数约为2.7,腐蚀管段试片蚀坑最大深度为88μm;腐蚀产物膜结构疏松,保护性能较差;腐蚀产物中C、O和S元素的含量远高于20碳钢的化学成分,腐蚀产物主要由FeCO_(3)、FeS、Fe_(2)O_(3)组成,说明集输管道所发生的腐蚀主要是由CO_(2)和H_(2)S遇潮湿环境后导致的。

给排水工程施工中管道防腐技术探讨

以某建筑工程为例,通过了解给排水管道腐蚀的不良影响,为提高给排水管道的耐久性,重点对管道的表面涂漆防腐及管内防腐的泥砂浆配置、喷涂等具体施工工艺进行论述,分析防腐施工作业期间的注意事项,提出管道防腐施工技术的创新应用,提升给排水管道的防腐性能,完善我国城市基础建设的整体效率。

异种金属电偶腐蚀防护方法研究进展

铝合金、钛合金等轻质合金材料广泛应用于飞机、舰船等高端装备的管路系统中,用来传送水、油/气等工质并连接各种机械设备。在应用过程中,异种金属在电解液中接触而引起电化学反应并发生明显的电偶腐蚀现象,直接影响设备的结构完整性和服役安全性,必须采取措施预防此类电偶腐蚀的发生。介绍了电偶腐蚀发生的原理及影响因素,总结了近年来电偶腐蚀防护方法及绝缘防护涂层的研究现状,提出了电偶腐蚀防护值得关注的问题。

压力管道应力腐蚀开裂机理和影响因素研究

文章具体分析压力管道应力腐蚀开裂机理和影响因素,具体从环境因素,介质因素,材料因素等方面展开论述,提出如何有效预防压力管道应力腐蚀开裂问题,希望为相关人员提供一定的参考。

市政给排水管道的防腐新技术研究

由于长期使用和环境因素的影响,市政给排水管道普遍存在着腐蚀的问题,导致管道出现损坏、泄漏等不良后果。为了解决市政给排水管道的防腐问题,本文通过现有研究成果,对市政给排水管道的防腐新技术进行分析得出:通过引入新技术,有效改善管道的防腐性能,提高其使用寿命展。

PUF/PANI-CO双壁微胶囊的制备及改性水性环氧涂层的防腐性能

以蓖麻油(CO)为芯材、脲醛树脂(PUF)和聚苯胺(PANI)为壁材,采用原位聚合法和物理沉积法制备了双壁微胶囊PUF/PANI-CO,将其添加到水性环氧涂层(WEC)中制备了复合涂层PUF/PANI-CO/WEC。通过FTIR、XRD和SEM对PUF/PANI-CO进行了表征,采用电化学阻抗谱(EIS)和盐雾实验考察了PUF/PANI-CO/WEC的防腐性能。结果表明,PUF/PANI-CO是以CO为芯材,PANI相互交叉沉积在内壁PUF外而形成的致密外壁的双壁微胶囊,粒径3~4μm;PUF/PANI-CO/WEC在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡30 d后,涂层的低频阻抗为7.600×10^(8)Ω·cm^(2);PUF/PANI-CO/WEC与金属基体之间的附着力为15.64 MPa。PUF/PANI-CO/WEC的防腐性能源于三方面:PANI/PUF-CO较好的分散性和稳定性能够有效提高水性环氧涂层的阻隔性;壁材破裂时释放的芯材能够填补涂层中的缺陷,从而阻断腐蚀介质的传输路径;PANI不仅可以提高微胶囊的稳定性,而且能够促进金属基体表面钝化膜的形成,延缓腐蚀介质的渗入,进而对基体起到良好的保护作用。

垃圾焚烧发电用热电偶陶瓷涂层的防腐导热性能

[目的]垃圾焚烧发电用热电偶面临严重的高温氯腐蚀问题。本文研究了热化学反应法陶瓷涂层的防腐导热性能,以期在不影响测温的基础上延长热电偶的使用寿命。[方法]基于磷酸盐黏结剂,采用SiC和Cr_(2)O_(3)作为功能填料,在GH605钴基高温合金上制备了不同填料/黏结剂质量比的涂层,通过高温氯腐蚀试验、极化曲线测量、导热系数测试和测温实验来评估涂层的防腐导热性能。[结果]当填料与黏结剂的质量比为0.8时,涂层的致密性最好,防腐蚀性能最佳,耐高温氯腐蚀速率最低,导热系数为2.659W/(m·K),对热电偶的测温响应速度无明显影响。[结论]热化学反应法陶瓷涂层具有良好的防腐导热效果,可应用于垃圾焚烧发电热电偶上。

新型航空发动机用Ni-cBN主动切削涂层性能

采用复合电沉积技术在篦齿表面制备镍-立方氮化硼(Ni-cBN)主动切削涂层,并在FGH95镍基高温合金基体上制备Ni-cBN涂层,分析了涂层的显微组织、结合强度、热震性能,并研究了涂层对基体力学性能的影响。结果表明:涂层与基体结合紧密,磨料分布较为均匀,Ni-cBN涂层结合强度大于160 MPa;在600℃下热震1200次,涂层未发生损坏,涂层与基体结合性能良好。

扫描电镜在压力管道检测中应用研究

压力管道检测能够及时发现压力管道存在安全隐患。常见压力管理检测指标有厚度、硬度、金相、耐压试验、无损检测、外观检验等。有关扫描电镜用于压力管道报道较少,本文就扫描电镜在压力管道检测进行技术应用分析,指出目前扫描电镜在压力管道检测主要是形貌观测和微区元素分析,对压力管道缺陷提供技术支撑。

川南某页岩气井N80油管腐蚀穿孔的失效分析

为探究四川某盆地页岩气井N80油管发生腐蚀穿孔失效的原因,通过宏观观察、理化性能检测、组织分析、扫描电镜观察和能谱分析等方法,并结合现场服役工况,系统分析了某N80油管发生腐蚀穿孔的原因。结果表明:油管理化性能及材质符合要求,油管表面有大量疏松多孔的腐蚀产物,以FeCO_(3)、FeS和CaCO_(3)等形式存在且可以看到SRB细菌的聚合体,EDS结果表明腐蚀产物中含有较多的S元素。该油管的腐蚀穿孔主要是由微生物腐蚀导致,CO_(2)和油基钻井液中的高Cl^(-)的耦合作用加速了局部腐蚀穿孔,添加杀菌剂可以抑制微生物对油管的腐蚀。

垂直管道水力输送的水击研究与AMESim仿真分析

为降低深海采矿中矿物垂直水力提升中的水击现象,根据垂直管固液两相流的特征,考虑固液两相流密度、浓度、弹性模量等特点,对垂直管水力提升不稳定流开展研究。推导出粗颗粒—匀质浆体两相流提升水击压力波波速方程、连续方程和运动方程,并且基于AMESim软件搭建了垂直管道水击仿真模型。分析了不同管道长度、不同管道直径以及不同颗粒浓度下的水击特性。仿真结果表明:每增加18 m管道长度,平均可以降低约12%的压力峰值,同时减小压力波对管道壁的冲击;每增加10 mm管道直径,也可以降低约7%的压力峰值,但流速增加,紊流强度增大;粗颗粒浓度每增加6%,压力峰值相应增加约2%,与此同时对管道壁的冲击也增加。研究方法及结论对于实际深海采矿中的垂直管道提升具有指导借鉴意义。

功能型环氧树脂基防腐涂层的研究进展

环氧树脂涂层因其优异的耐蚀性能、对金属表面良好的附着力而在金属防腐领域得到广泛应用。但涂层固化过程中会形成缺陷和孔洞,腐蚀介质可以直接接触到金属表面。为了开发出具有优良耐久性的防腐涂层,研究人员使用不同的方法和材料制备了多种环氧树脂防腐涂层。该文综述了纳米粒子改性环氧防腐涂层、超疏水型环氧防腐涂层、自修复型环氧防腐涂层、导电聚合物改性环氧防腐涂层及生物基材料改性环氧防腐涂层的制备及性能。但这5种防腐涂层各有局限性,未来应该探究出新的环氧防腐涂层,在提升涂层防腐性能的同时,兼顾其他性能,使环氧树脂基防腐涂层朝着功能化、智能化的方向发展。

腐蚀管道剩余强度评价的基本方法

管道在长期的运行中不可避免会出现腐蚀,腐蚀缺陷的破裂是管道的主要失效形式。根据腐蚀管道的缺陷形貌将腐蚀分为均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀。采用双剪应力准则分析了腐蚀缺陷管道剩余强度的塑性极限承载能力,所建立的模型考虑了管道现场条件和室内爆破实验条件的差异,并提出了均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀管道剩余强度的分级评价方法和步骤,评价的精确性、评价所需数据资料的多少、评价人员的技能和完成评价分析的复杂性随级度的提高而增加。根据加拿大NOVA公司的爆破实验结果,可以验证该方法比美国ASMEB31G和API579所推荐的方法更为接近于工程实际。

多年冻土区管道的失效形式及监测技术

随着开发和利用高寒及多年冻土区油气资源的热潮来临,多年冻土区管道建设的步伐必将加快。由于管道与冻土间存在着强烈的相互作用,冻土的冻胀和融沉对管道运行具有严重的不利影响,对管道实施先进高效的监测技术是保证管道安全运行的有效措施之一。分析了冻胀和融沉对管道的破坏机理,研究了多年冻土区管道的主要失效形式和产生机理,指出产生翘曲上拱和折皱的根本原因是管道承受的轴向应力过大。最后,提出了对多年冻土区管道实施监测的主要内容,即自然环境监测和管—土相互作用监测。

不同钢级油气管道剩余强度评价方法对比

为了精确评价油气管道腐蚀安全情况,利用ASME B31G标准、修正的ASME B31G标准、DNV-RPF101规范、PCORRC规范和有限元分析法等5种评价方法对不同钢级油气管道剩余强度进行计算,并对比试验爆破压力,分析不同评价方法的保守性、准确性和集中性。结果表明:不管是在低钢级油气管道还是中高级油气管道,ASME B31G规范计算结果误差都很大,数据集中性差,不稳定;修正的B31G规范保守性比ASME B31G有所改善,但是误差仍然很大;DNV-RP-F101规范和PCORRC规范计算误差相对较好,数据集中性表现理想,尤其适合于X60以上中高级油气管道;非线性有限元分析方法计算结果误差小、集中性好、分布稳定、保守性低,对不同钢级油气管道都适用,在所有评价方法中表现最理想。

油气管道的H_2S应力腐蚀破裂及防护

硫化氢腐蚀广泛存在于油气开采运输、石化加工生产中 ,是造成众多事故的重要破坏形式之一。在参考大量中外有关文献的基础上 ,总结了油气管道发生H2 S应力腐蚀破裂 (SSCC)的特点 ,介绍了油气管道SSCC的机理 ,系统地总结和分析了影响管道SSCC的环境、材料和应力因素 。

高含水原油集输管道内腐蚀预测及监测方法

针对高含水原油集输管道内腐蚀穿孔事故日趋严重的工程实际问题,对高含水原油集输管道内腐蚀高风险点预测及内腐蚀缺陷监测方法进行了综合研究。基于原油集输管道管内介质的液滴携带机理,给出了该类管道内腐蚀高风险点的预测和判定方法;基于场指纹腐蚀监测原理,研究了代表腐蚀缺陷深度的指纹系数的空间分布规律,给出了其与管道壁厚减薄量的对应关系曲线,建立了高含水原油集输管道内腐蚀状况的评估模型。研究可为高含水原油集输管道科学管理及保障原油集输管道安全运营提供技术支撑。