管材缺陷与微生物对凝汽器不锈钢管的协同腐蚀作用

结合某发电厂凝汽器不锈钢管水侧腐蚀部位分布规律和腐蚀形貌特征,分别对腐蚀部位沉积物、内壁蚀孔附近管材进行化学成分、电镜和能谱分析,探讨了管材缺陷与微生物对凝汽器不锈钢管腐蚀的影响。结果表明,两者在点蚀形成过程中具有协同作用。提出了不锈钢凝汽器在运行过程中应采取的防护措施。

离心浇注不锈钢管失效原因分析

采用金相和电子探针等手段分析了离心浇注不锈钢管断裂失效的原因。结果表明 ,不锈钢管”鼓包”状开裂的主要原因是晶间腐蚀导致的蠕变断裂。此外 ,管材中发达的柱状晶低倍组织和较为严重的孔隙和裂缝等铸造缺陷的存在加速了钢管的开裂。

泥石流冲击荷载下带有腐蚀缺陷的圆钢管动力响应有限元分析

考虑到泥石流拦挡坝长时间暴露在大气环境中易被腐蚀,利用ANSYS/LS-DYNA软件对拦挡坝中带有局部腐蚀缺陷的圆钢管构件抗冲击性能进行有限元分析,通过改变腐蚀深度、冲击物质量和冲击物速度等变量,对圆钢管构件的动力响应进行有限元分析,并对带有腐蚀缺陷的圆钢管构件进行CFRP局部加固分析。结果表明:随着局部腐蚀深度的增加,圆钢管构件腐蚀表面处的变形越来越明显,产生的塑性变形区域越来越大,并且由变形耗散的能量越来越高;在冲击物动能保持不变的情况下,圆钢管构件局部腐蚀深度越大,构件产生的冲击力越小,但构件发生的位移相差不大;在冲击物速度不变的情况下,未腐蚀的圆钢管构件产生的冲击力随着冲击物质量的增加而增大,而带有腐蚀缺陷的圆钢管构件产生的冲击力先增大后减小;在冲击物质量不变的情况下,冲击物速度越大带有腐蚀缺陷的圆钢管构件产生的冲击力越大;通过CFRP局部加固可以显著提高带有腐蚀缺陷圆钢管构件的抗冲击性能。

腐蚀管道在内压和轴向压力影响下的弯曲破坏

运行在恶劣环境中的海底管道,往往受到内压、轴力和弯矩等复杂荷载的联合作用。腐蚀会导致管壁局部变薄,降低管道极限承载力。为保证管道安全高效运行,准确预测和分析复杂荷载作用下的塑性极限承载力和变形行为就显得尤为重要。考虑大应变和大变形、应力强化和材料非线性,运用数值仿真软件建立腐蚀缺陷管道的三维实体有限元模型,在全尺寸管道破坏试验验证的基础上,对腐蚀管道在内压、轴向压力和弯矩相互作用下的失效模式和极限弯矩承载力进行了相关研究,并进行了腐蚀缺陷几何参数的敏感性分析。研究结果表明:初始内压和初始轴向压力会显著降低腐蚀管道的极限弯矩承载力,并且影响最终的失效模式;在腐蚀缺陷几何尺寸参数中,腐蚀宽度比腐蚀深度和腐蚀长度的影响更大。

316L不锈钢薄壁管的焊接

分析了不锈钢316L的焊接性能,针对薄壁管焊缝在腐蚀介质中容易出现应力腐蚀的现象,提出了新的焊接工艺和施工方案,保证了316L薄壁不锈钢管的焊接质量。

内压作用下有损镀锌钢管承载力研究

为研究有损镀锌管道极限承载力在内压作用下的变化规律,本文以D50镀锌钢管为研究对象,分别在管壁内外通过人工方式制作圆形等深度损伤,采用自动液压爆破试验机进行管道的爆破实验,分析总结缺陷位置及深度对试件管道失效压力的影响。通过测量和分析由加载初期到破坏过程中管道内壁纵向和横向应变变化,研究了管道应力的变化情况,分析了不同缺陷位置及不同缺陷深度下管道破坏模式的变化规律。缺陷深度与管道极限承载力负相关,同等深度下内腐蚀对极限承载力的影响比外腐蚀大,缺陷的存在使管壁应力呈现非线性变化关系。

局部腐蚀对钢管使用性能的影响

某公司对一室外钢管堆放场的一批钢管检查时发现部分钢管内壁存在腐蚀现象。采用化学成分分析、力学性能试验、金相试验及腐蚀产物分析等方法,对钢管进行分析。结果表明:钢管局部位置在水、空气等介质共同作用下下发生了腐蚀,腐蚀坑边沿较为光滑,未见尖锐扩展裂纹。钢管局部缺欠为可接受缺欠,在消除后允许投入使用。

天然气输送用热弯管化学反应与腐蚀机理分析及保护

作为运输天然气的主要设备,天然气输送管道多采用的是金属材质,其中热弯钢管主要适用于管线路径改变角度大于16°的情况,由于热弯钢管制作工艺的特殊性,其壁厚存在不均匀,经过弯制导致材料特性发生了一定的变化,与其他介质接触容易发生腐蚀,导致天然气管道故障,影响天然气输送安全性。介绍了天然气输送管道热弯钢管的腐蚀类型与机理,分析了发生腐蚀缺陷的影响因素,并提出了调整与防护措施,为天然气输送管道的维护提供参考。

母材锈蚀导致焊缝边缘缺陷的分析

通过对某规格直缝埋弧焊管焊缝边缘存在的裂纹状缺陷的金相检验和分析,结合实际生产情况,最终确认该缺陷是由于母材表面的严重锈蚀以及焊接过程中熔敷金属偏流所导致。为防止焊缝边缘产生类似缺陷,调整优化了生产线板边除锈装置,并根据焊缝形貌调整了焊接工艺,取得了很好的效果。

天然气输送管道热弯钢管腐蚀缺陷的完整性评价

为了评价天然气输送管道热弯钢管腐蚀缺陷的完整性,分别对热弯钢管及含腐蚀热弯钢管进行了有限元分析(FEA)。对热弯钢管有限元分析的结果表明,应变在拉伸区域轴向为正值,在压缩区域轴向为负值,而径向应变分布却与此相反,且钢管的壁厚和应变与弯曲角无关。通过对不同壁厚、平均壁厚、含对称腐蚀缺陷以及含非对称腐蚀缺陷热弯钢管爆破压力的预测及对比,得出了将弯曲系数和平均壁厚引入用于直钢管完整性评价的PCORRC方程,可以合理预测出有腐蚀缺陷热弯钢管的爆破压力的结论。

保障中俄东线天然气管道长期安全运行的若干技术思考

针对中俄东线天然气管道的实际服役状况,分析了土壤运动(冻胀与解冻沉降)对管道结构完整性的影响以及基于管体结构-土壤弹簧模型在确定管-土交互作用方面的局限性,即非线性、大应变与多轴加载评估的保守性、土壤本构模拟与真实状况的偏离,建议发展新型多模块耦合集成技术确定土壤运动产生的机械效应。明确了X80高强管线钢在服役条件下发生应变时效及其导致管线钢(尤其是焊缝区)材料韧性和止裂能力的降低,建议使用时效活化能与等效时效时间模拟、评估管线钢在漫长服役过程中发生应变时效的敏感性,并建立相应的理论基础。此外,详细分析3种常见的管道缺陷(机械损伤、腐蚀缺陷、裂纹)对管道完整性影响的评估技术现状。针对高压、大口径、高强钢天然气管道(特别是焊接金属与热影响区)在地质不稳定地区的材料韧性、裂纹扩展以及止裂能力开展实验与评价技术,建立精确的多物理场协同作用下的管道缺陷评估模型,是当前的国际性技术难题,这些问题的解决将有力保障中俄东线天然气管道以及相关油气管道的长期安全运行。