吉林油田管道腐蚀失效类型矿场快速识别技术研究

吉林油田随着油气勘探开发力度的不断加大,地面油气管网分布广泛,腐蚀所致的管道失效类型繁多,对油田绿色环保、安全高效生产带来严峻挑战。现场缺乏专业的微观设备及技术,因而难以对现场可能存在的腐蚀类型判断分析,文章在前期注采系统防腐技术持续性研究的基础上,结合吉林油田地面管道腐蚀特点,形成了腐蚀类型现场初步的判别方法和类型图版;进而实现了失效类型的现场快速诊断,通过防腐治理措施的应用,减少环境污染,有效避免环保灾难事故的发生。

基于集成算法的腐蚀管道失效压力预测研究

为了提高腐蚀管道剩余强度的预测精度、解决单一预测模型易受训练数据的质量影响而发生运行及预测输出不稳定的问题,引入两种集成模型方法。首先对于串行结构集成方法,以支持向量回归(SVR)融合正余弦策略改进的黑猩猩优化算法(IChOA)为基础建立AdaBoost-IChOA-SVR模型;其次对于双层并行结构方法,根据预测问题筛选出相关性低且学习效果良好的预测算法作为第一层基预测器,调节新数据集形成方式及相关参数设置,建立Stacking堆叠集成模型。以含腐蚀缺陷管道失效压力爆破数据为例,利用MATLAB分别进行仿真模拟,与基础SVR和PSO-ELM模型的预测结果及评价指标进行对比分析。研究结果表明:集成预测模型具有更好的预测输出性能,且串行结构的AdaBoost集成学习模型的构造流程较为简洁,运行速度及精度更高;该模型对腐蚀缺陷管道失效压力预测问题的拟合度可达0.996,相对误差均值可达3.69%,可为后续腐蚀管道相关预测模型建立和防护维修策略制定提供参考。

Ir-Ru-Sn/Ti阳极的腐蚀失效机理

针对IrO_(2)-RuO_(2)-SnO_(2)三元钛阳极开展强化电解试验,通过物理表征和电化学测试,讨论了不同电解时间下涂层阳极的电催化活性、表面形貌和涂层损耗的变化情况,揭示了涂层阳极的失效是活性组分的大量溶解和基体的局部氧化导致。

燃煤锅炉低温省煤器腐蚀失效分析与防控措施

文章主要对燃煤锅炉的低温省煤器腐蚀失效问题进行了分析,发现燃煤锅炉低温省煤器出现腐蚀失效的主要原因在于烟气沉积物导致系统出现堵塞,局部结构存在流动磨损情况。并以某企业设备运行情况为例,结合具体情况提出了低温省煤器腐蚀防控措施。

关于铝电解电容器腐蚀失效的研究进展

铝电解电容器,好处有三:体积小、负载大、价格适中,广泛用于电力电子设备。可惜它的使用过程中有一个致命缺陷,那就是会出现腐蚀,严重影响了性能和寿命。关于铝电解电容器的腐蚀问题,就此一事,在此进行深入研究与汇总。铝电解电容器的运行机制以及腐蚀失败的诱因,例如电解液泄漏,或是铝箔氧化层质变。现如今,咱们有了主要的防腐蚀失效手段,有以下三法:一是用阻尼荷电液;二是用好的铝箔材质,如使用纯铝;三是选良好的电解质等。此外,还在不断探索新的防腐蚀方法,如使用新型抗氧化剂、开发新材料。最后,我们对铝电解电容器腐蚀失效防治的未来发展进行了展望,主张在研究过程中,应充分综合利用多学科交叉的优势,以实现铝电解电容器更长久、稳定的使用。

雷达吸波涂层腐蚀失效对雷达隐身性能的影响

目的 研究腐蚀失效后的吸波涂层与雷达隐身性能的变化规律。方法 制备7块吸波涂层样品,分别进行0、24、48、96、240、480、840 h的中性盐雾试验。通过X射线能谱仪和扫描电子显微镜、电化学工作站分别对试验后的样品组成成分和微观形貌、电化学阻抗谱进行表征。利用矢量网络分析仪对盐雾试验后的样品在8~18 GHz频率范围内的雷达波反射率进行测试。结果 吸波涂层在试验96、240 h后出现局部小范围点蚀现象,480、840h时出现大面积点蚀现象。同时,吸收剂形貌也发生改变,涂层氧含量增加,说明涂层中吸收剂被渗入的腐蚀介质腐蚀氧化。通过等效电路图拟合交流阻抗谱数据结果,认为样品腐蚀失效经历了3个阶段,840 h盐雾试验后,样品膜值较试验前原始样品(0 h)已下降69.7%,说明涂层防护性能得到极大破坏。0h样品雷达波反射率均值为-4.27,4dB带宽实现了70.07%,840h样品反射率均值为-4.71,4 dB带宽达到了87.53%,整个试验过程反射率测试结果的均值相差不到0.5 dB,说明雷达隐身性能并没有下降。结论 在一定时间阶段内,雷达吸波涂层中吸收剂被氧化腐蚀,并不会导致雷达隐身性能下降。

催化重整加热炉对流段炉管腐蚀失效分析及对策

某石化公司催化重整联合装置加热炉炉管发生泄漏,通过宏观形貌分析、材质成分分析、金相组织分析、扫描电镜观察、能谱分析和XRD分析等方法,并结合炉管实际运行的工况环境对发生泄漏的炉管进行综合分析。结果表明:造成加热炉炉管腐蚀穿孔的原因为管内水中的溶解氧腐蚀。为避免类似的腐蚀问题再次发生,从停工维护和运行监控两个方面提出防腐蚀建议和措施。

基于故障树理论的舰船海水管系腐蚀失效原因分析及应用

针对某型船板式冷却器B10海水管路频繁穿孔漏水问题,本文基于故障树分析理论,以故障海水管路的腐蚀环境、腐蚀形貌和腐蚀机理为层次,将可能导致海水管路穿孔漏水的各种因素作为底事件列出,通过逻辑联系形成上述问题管路的故障树模型。在逐一分析故障树各项底事件的发生原因和典型表现后,将故障原因定位为B10管路与冷却器钛合金板片之间发生异种金属电偶腐蚀,并进行了原理复现,以验证分析的正确性,最终提出包括增加电绝缘组件在内的一系列治理措施,在船上实施后,取得了较好的治理效果。该分析方法可为各类舰船海水管路腐蚀问题的分析定位和治理防护提供借鉴。

高铝锌铝镁环保聚酯彩涂板酸碱腐蚀失效机制分析

为探究高铝锌铝镁环保聚酯彩涂板酸碱腐蚀机制,使用扫描电镜及X射线衍射仪分析了经盐酸和氢氧化钠浸泡腐蚀后的高铝锌铝镁环保聚酯彩涂板的表面形貌、成分及腐蚀产物的化学组成。结果表明:高铝锌铝镁环保聚酯彩涂板的镀层相为连续灰色富Al相、白色富Zn相/Zn-Mg相以及黑色Mg_(2)Si相。在5%盐酸/氢氧化钠溶液中腐蚀24 h,表面涂层完整,目视无可见起泡,失色和失光等级均满足GB/T 1766—2008的0级的规定;浸泡144 h后,经盐酸溶液腐蚀的彩涂板起泡程度比经氢氧化钠溶液腐蚀的程度更重。其原因既有腐蚀介质本身穿透能力不同又有腐蚀产物覆盖抑制的自我保护机制。不同之处在于,经盐酸浸泡后的腐蚀产物主要由ZnO和Fe组成,经氢氧化钠浸泡后的腐蚀产物主要由Al(OH)_(3)、Zn以及Fe组成;相同点在于,无论是盐酸还是氢氧化钠腐蚀,都是白色富Zn相/Zn-Mg相明显减少,其次是连续灰色富Al相。

醇氨气化装置换热器腐蚀失效分析及对策

某石化企业醇氨气化装置换热器在循环水冷却高压密封水过程中发生了腐蚀穿孔失效。通过对该换热管腐蚀部位材料化学成分、循环水水质质以及腐蚀产物的化学成分进行检验,分析了换热管失效的原因。结果表明:由于设计不当,该换热器壳程入口处流体流速较低,使循环水中的大量硫、氯腐蚀性离子沉淀在管道上,最终导致换热管腐蚀。通过壳程入口结构改进,腐蚀部位流速从0.7 m/s提高到1 m/s以上,使腐蚀性离子不再停滞在换热管上,从而改善了换热器的腐蚀。

基于T-S模糊故障树的电厂烟气脱硫设备腐蚀失效检测

针对电厂烟气脱硫设备易发生腐蚀失效的问题,设计了基于T-S模糊故障树的电厂烟气脱硫设备腐蚀失效检测方法。利用石灰石-石膏湿法脱硫技术搭建电厂烟气脱硫设备模型,根据该模型搭建用于腐蚀失效检测的T-S模糊故障树模型,将腐蚀失效设为顶事件,腐蚀穿孔、腐蚀变形、腐蚀开裂与腐蚀生锈设为次要顶事件,内腐蚀、外腐蚀、拉应力过大与特定介质腐蚀设为底事件。通过分析不同事件的模糊数及事件描述,获取模糊可能性取值,以此判断腐蚀失效等级,完成电厂烟气脱硫设备腐蚀失效检测。实验结果表明:采用该方法可有效检测烟气脱硫设备的腐蚀失效等级,检测正确率在91%以上,精度高。

某20#钢腐蚀穿孔失效原因分析

目的 某船20#钢管投运不久后管段出现严重的腐蚀穿孔,通过对失效管段进行研究,以分析其失效原因。方法 通过电感耦合等离子体发射光谱仪、碳硫分析仪、金相显微镜等对材料材质进行材质符合性分析及金相组织分析。通过场发射扫描电子显微镜观察蚀坑微观形貌,并结合X射线衍射仪及显微拉曼光谱仪,对失效部位周围的腐蚀产物进行成分分析。通过电化学测试及微生物鉴别培养,进一步确定腐蚀的发生原因及机理。结果 材料符合性分析说明,此20#钢管束成分符合标准要求。通过形貌观察发现,20#钢蚀坑边缘呈阶梯状,具有明显的攀爬现象,蚀坑周围呈黑色。X射线能谱仪分析结果表明,20#钢腐蚀穿孔处内表面异常存在大量硫元素。通过拉曼分析及XRD分析发现,硫元素主要以硫酸盐及硫化物的形式存在。电化学测试结果表明,在含硫化物的溶液中,20#钢的腐蚀速率明显提升。进一步对腐蚀产物进行微生物培养,发现了硫酸盐还原菌的存在。结论 微生物腐蚀是引起20#钢管束穿孔的主要原因。

锆基陶瓷热障涂层的腐蚀研究进展

近年来随着航空与航海工业的迅速发展,具有耐高温、长寿命、耐腐蚀等优势的发动机叶片成为开发新一代航空发动机和涡轮发动机的重要一环。热障涂层(TBCs)作为常用的热防护技术,一方面可为发动机叶片部分金属基底提供隔热保护,使其免受高温气体的影响;但另一方面,更高的发动机工作温度使得叶片及其表面TBCs遭受严重的环境沉积物腐蚀,造成过早失效,腐蚀类型主要有热腐蚀、CMAS腐蚀、熔盐腐蚀等。腐蚀已成为限制TBCs工作温度和服役寿命的难题,抗腐蚀防护是目前TBCs领域研究的重点。本文首先简述了以氧化钇稳定氧化锆陶瓷(YSZ)为主的热障涂层材料的主要特性,再简述了TBCs的不同腐蚀的反应机理,重点从涂层的微观结构设计、梯度涂层的设计、涂层成分改性及掺杂改性等方面与涂层腐蚀过程之间的影响关系出发,阐述了TBCs改性方法与涂层腐蚀的特点。提出未来涂层改进与防护的几种方法,最后对TBCs的腐蚀防护发展方向进行了展望。

气压机入口管线法兰焊缝腐蚀失效分析

对失效部位试样的化学成分、金相组织和显微硬度进行研究,通过扫描电镜、能谱分析和X射线衍射分析失效工件的腐蚀产物形貌和腐蚀产物组成,选用S^(2-)溶液和S^(2-)、Cl^(-)混合溶液对试样进行电化学腐蚀对比实验。结果表明:气压机管线法兰焊缝腐蚀原因是法兰材质不符合标准,法兰与短接管的焊缝属于异种金属不等壁厚焊接,导致焊缝耐腐蚀性下降,在潮湿环境中与硫化物、氯化物等腐蚀介质发生综合作用,焊缝发生快速腐蚀,导致气压机管线法兰焊缝腐蚀、失效。

基于人工神经网络的三价铬基转化膜腐蚀失效演变规律

利用Kohenen的人工神经网络(artificial neural networks, ANN)技术进行膜层分析,研究了模拟海洋大气环境中镀锌钢表面三价铬基转化(trivalent chromium conversion, TCC)膜的腐蚀失效演变规律.以电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)低频膜阻值(|Z|_(0.1 Hz))及低频相位角(θ_(0.85 Hz))两种特征参数作为评价指标,对涂层性能变化过程进行研究,TCC膜的腐蚀过程大致经历5个阶段,并且|Z|_(0.1 Hz)的数据更具有代表性及合理性.将伯德图中全频阻抗变化率k(f)作为ANN的样本输入,5个膜层失效过程对应腐蚀初期、腐蚀前中期、腐蚀中期、腐蚀后中期及腐蚀后期.利用实验检测手段(SEM和EDS),验证了自组织ANN对TCC膜的各腐蚀阶段分类结果,分别是腐蚀阻隔阶段、膜层微蚀阶段、腐蚀产物沉积阶段、腐蚀拓展阶段、膜层失效阶段.利用ANN分析膜层全频阻抗变化率可实现对涂层性能状态的快速有效判断.

模拟海水环境下G20Mn5QT/Q355异种钢对接焊接接头腐蚀疲劳性能试验研究

金属材料焊接接头的腐蚀疲劳失效往往会引发严重的工程事故。本工作对G20Mn5QT/Q355异种钢对接焊接接头在模拟海水环境下的腐蚀疲劳性能进行了研究,开展了其在3.5%NaCl溶液中的腐蚀疲劳试验,并对腐蚀疲劳断口进行了扫描电子显微镜试验,分析了其腐蚀疲劳的失效机理。揭示了在较大应力水平(>220 MPa)下,母材缺陷及焊接缺陷是导致裂纹形核的主要原因;而在较小应力水平(≤220 MPa)下,表面蚀坑是导致裂纹形核的主要原因。分别采用Stromeyer公式与基于三参数威布尔分布的模型建立了对接焊接接头的腐蚀疲劳寿命预测方法,结果表明三参数威布尔分布的腐蚀疲劳S-N曲线拟合精度更高,对实际工程疲劳设计具有指导意义。

某FPSO生产水处理系统管线三通腐蚀失效分析

某FPSO生产水处理系统管线三通发生穿孔失效。为了全面分析管线三通失效的主要原因,对三通管段进行失效分析,通过宏观分析、材质成分分析、附着物分析、腐蚀性气体检测分析、水质分析及结垢趋势预测、细菌测试分析等方法进行研究。结果表明,管线三通腐蚀穿孔主要是内部细菌腐蚀所致,由于内部介质中硫酸盐还原细菌(SRB)含量较高,菌落生长并随机附着于管道内壁,不断腐蚀管道基体造成局部腐蚀。此外,细菌大量繁殖分泌的黏液,可以将环境中游离的砂、淤泥、垢以及腐蚀产物等粘连在一起,形成黏泥状沉积物,为沉积物下腐蚀创造条件,同时构成氧浓差电池,进而加剧局部腐蚀,导致三通局部减薄严重以至穿孔。

基于数据和知识双驱动的储气库地面管道腐蚀风险评价

储气库设备繁多,工艺流程复杂,风险因素众多,对其进行风险分析与评价的研究与应用尤为重要。近年来,储气库地面工艺管道腐蚀失效事故频发,准确有效地分析储气库地面工艺管道腐蚀失效的原因对其安全运行至关重要。采用数据和知识融合双驱动的风险评价方法,首先,对储气库地面工艺管道腐蚀失效数据进行统计分析,并建立贝叶斯腐蚀预测模型,在此基础上分析导致储气库地面工艺管道腐蚀失效的基本事件。其次,建立了腐蚀失效的知识模型,利用储气库地面工艺管道的腐蚀失效故障树详细分析了导致腐蚀失效的原因。通过各个基本事件的结构重要度系数,确定了各个基本事件在故障树结构上的重要性。最后,将储气库地面工艺管道腐蚀失效的影响因素总结为四大类,生成判断矩阵并确定不同影响因素的相对权重值,为模糊综合评价中权重因子的确定提供依据,得出储气库地面工艺管道腐蚀失效的风险级别。通过储气库地面工艺管道腐蚀风险评价实例应用,研究可为储气库的安全管理与运行提供科学依据。

N80 CO_(2)注气管柱腐蚀特征分析

为明确CO_(2)注入试验区N80注气管柱腐蚀特征及主控因素,通过理化性能检测实验对两注气井CO_(2)注气管柱的化学成分、拉伸性能、冲击性能、金相组织、硬度等进行了检测,通过腐蚀检测实验对典型腐蚀或失效管段表面和截面腐蚀特征进行了表征,确定了腐蚀产物种类。实验结果表明:N80注气管柱理化性能满足工程需要;注气后转注水是造成注气管柱严重腐蚀或失效的主要原因;腐蚀产物主要为FeCO_(3),符合典型的CO_(2)腐蚀产物特征;高Cl^(-)浓度地层水加速了注气管柱的局部腐蚀。因此,在后续的CO_(2)注入过程中,需采用合适的缓蚀剂或其他防腐措施,以保障CO_(2)安全稳定注入。

压力设备腐蚀失效案例统计分析

收集整理近年来有关压力容器管道的腐蚀失效案例,并对其进行了归纳与分析。从整体的腐蚀情况来看,应力腐蚀及其它应力作用下的腐蚀失效形式是压力容器管道比较突出的腐蚀失效问题,同时奥氏体不锈钢、碳钢及低合金钢三种材料的腐蚀失效较严重。