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天然气集输管道微生物腐蚀规律及腐蚀速率模型

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腐蚀与防护 2022年第5期43卷 30-33,73页

作者：张哲张新鹏陈磊刘茜陈桂芳刘芯月新疆油田储气库有限公司克拉玛依834000 西南石油大学成都610500

为了研究硫酸盐还原菌(SRB)对天然气集输管道腐蚀行为的影响,通过浸泡试验,研究了常压和高压条件下不同SRB含量时5种钢材的腐蚀速率及其耐SRB腐蚀性能。依据试验结果建立了微生物腐蚀速率预测模型,并利用PIPSIM软件模拟管道温度和压力... 详细信息

为了研究硫酸盐还原菌(SRB)对天然气集输管道腐蚀行为的影响,通过浸泡试验,研究了常压和高压条件下不同SRB含量时5种钢材的腐蚀速率及其耐SRB腐蚀性能。依据试验结果建立了微生物腐蚀速率预测模型,并利用PIPSIM软件模拟管道温度和压力变化对模型进行了修正。结果表明:在常压和高压环境中,钢材的腐蚀速率均随着SRB含量的增加而增大,其中N80钢的耐SRB腐蚀能力最强;根据预测模型计算的腐蚀速率与实际腐蚀速率存在0.06~0.07 mm/a的误差,修正后的模型能够更好地预测管道微生物腐蚀速率。

关键词：硫酸盐还原菌(SRB) 天然气集输管道腐蚀速率模型腐蚀规律

在有微生物的水中L245钢腐蚀速率模型研究

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石油化工腐蚀与防护 2021年第6期38卷 1-6页

作者：何莎邓勇刚李经伟刘芯月赵琪月张兰中国石油集团川庆钻探工程有限公司安全环保质量监督检测研究院四川德阳618000 中国石油集团川庆钻探工程有限公司页岩气勘探开发项目经理部四川成都610056 西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

通过静态非生物腐蚀及动态生物腐蚀试验,研究了L245钢腐蚀与浸泡方式、温度、HCO_(3)^(-),Cl^(-),SO_(4)^(2-),Ca^(2+),pH值、流速和硫酸盐还原菌(SRB)数量的关系。研究结果表明:各非生物影响因素主次排序为浸泡方式>温度>HCO_(3)^(-)>C... 详细信息

通过静态非生物腐蚀及动态生物腐蚀试验,研究了L245钢腐蚀与浸泡方式、温度、HCO_(3)^(-),Cl^(-),SO_(4)^(2-),Ca^(2+),pH值、流速和硫酸盐还原菌(SRB)数量的关系。研究结果表明:各非生物影响因素主次排序为浸泡方式>温度>HCO_(3)^(-)>Cl^(-)>SO_(4)^(2-)>Ca^(2+)>pH值,且在低流速高细菌含量条件下,L245钢点蚀最严重。考虑了温度、Cl^(-),HCO_(3)^(-)、细菌数量及流速5个影响因素,结合X管道的开挖点数据建立了X管道的腐蚀速率模型,并利用SPSS的多元非线性回归求得各参数值,经开挖验证,模型误差低于10%,精度较好。

关键词：页岩气集输管道硫酸盐还原菌腐蚀速率模型正交试验多元非线性回归

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基于外腐蚀的油田埋地管道腐蚀速率模型研究

中国石油和化工标准与质量 2020年第15期40卷 117-118页

作者：王安泉王玉江周亮杨风斌张延涛张晓帆中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司技术检测中心山东东营257000 中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司山东东营257000 胜利油田检测评价研究有限公司山东东营257000

本文选取了胜利油田35个测试点进行试片埋设实验,运用人工神经网络方法建立了20#钢在7类土壤关键影响因素下的点蚀和全面腐蚀速率模型,并用28号坑腐蚀速率数据进行验证,误差在15%以内,具有较高的精度,为胜利油田管道外腐蚀速率预测提供... 详细信息

本文选取了胜利油田35个测试点进行试片埋设实验,运用人工神经网络方法建立了20#钢在7类土壤关键影响因素下的点蚀和全面腐蚀速率模型,并用28号坑腐蚀速率数据进行验证,误差在15%以内,具有较高的精度,为胜利油田管道外腐蚀速率预测提供指导。

关键词：集输管道腐蚀速率模型人工神经网络

长输油气管线腐蚀速率预测模型及防护技术研究

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长输油气管线腐蚀速率预测模型及防护技术研究

作者：朱景龙中国海洋大学

学位级别：硕士

随着工业的发展,现代社会对能源的需求量也越来越大。而石油和天然气又是非常重要的能量来源,所以,对这两种能源的开采技术和工艺也在不断的发展和更新。在天然气中本身就含有一定量的CO气体,有时又含有微量的HS气体。倘若这两种气体是... 详细信息

随着工业的发展,现代社会对能源的需求量也越来越大。而石油和天然气又是非常重要的能量来源,所以,对这两种能源的开采技术和工艺也在不断的发展和更新。在天然气中本身就含有一定量的CO气体,有时又含有微量的HS气体。倘若这两种气体是在干燥的条件下,它们是没有多少腐蚀性的,但是如果在含有水蒸气的环境中,由于温度的变化会产生一定量的凝结水,当这两种气体溶解在凝结水中时就会具有很强的腐蚀性而对管线材料产生破坏。在石油中也含有一定的CO和HS,而在部分石油的开采过程中采用了CO驱油工艺,所以又加入了很大量的CO气体。在开采的石油中会含有大量的水,溶解了CO和HS后将会具有很强的腐蚀性,在这种条件下对运输材料主要是输油气管线材料产生极其严重的腐蚀,使材料产生各种形式的破坏。为了不妨碍生产,就要对各种腐蚀破坏形式进行预测,预测材料的使用年限,在这些破坏还没有对生产和环境产生危害之前避免它。为此,在世界各国都对这种腐蚀破坏进行了比较深入的研究,这些研究涉及的范围从腐蚀反应的机理、破坏形式、腐蚀反应的条件、腐蚀速率的预测到腐蚀反应的控制。就目前的研究结果来看,现在已经建立了多种有关腐蚀速率的预测模型,且这些模型又都有各自的使用条件和范围,由于各油气田的条件复杂多变,所以它们都很难适用到所有的情况。本试验设计根据新疆某油气田的具体情况,对现场采集的样品进行分析和模拟,同时结合众多研究者的研究成果,通过高压釜失重试验,利用数学处理方法和数学处理软件对试验中所得到的数据进行处理,建立了自己的腐蚀速率数学模型,它包括CO的腐蚀速率预测模型、HS腐蚀速率预测模型以及两者共处时的腐蚀速率预测模型。将所得模型与原试验数据进行比较发现两者非常接近,所以所得模型是比较合理并接近实际具体条件的。在本试验设计中合成了多种针对CO和HS腐蚀的缓蚀剂,分别是HGY-9A、MY-809A系列缓蚀剂和IMC系列缓蚀剂中的D、J、L、G型缓蚀剂,其中前几种缓蚀剂虽然也有一定缓蚀效果,但它们对于这一特定的环境还远远大不到要求,而后两种对于这一环境是比较合适的,缓蚀效率均达到了90%以上,是比较理想的缓蚀剂。在试验中对后两种缓蚀剂进行了多种方法的评价,包括失重试验和电化学试验,比较了它们的缓蚀效率。通过试验得知,由于这两种缓蚀剂都是经过复配的,所以它们都是混合型缓蚀剂,即腐蚀反应的阳极反应和阴极反应都有很好的抑制作用。不过对于不同的材料,它们所表现的对两个反应的抑制显著程度略有不同,但从整体来看对两个反应均起到较好的抑制,从而使反应的速率降低,具有较好的缓蚀效果。

关键词： CO2腐蚀 H2S腐蚀管线腐蚀速率模型缓蚀剂

DP600双相钢在两种盐雾实验条件下的腐蚀行为对比研究

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材料研究学报 2019年第12期33卷 897-908页

作者：吕良兴周和荣肖葵但佳永姚望吴磊段凯欣武汉科技大学材料与冶金学院武汉430081 北京科技大学腐蚀与防护教育部重点实验室北京100083 北京福田戴姆勒汽车有限公司北京101400

采用SEM、EDS、XRD以及EIS等技术,对比研究了DP600双相钢在中性盐雾(NSS)实验和循环盐雾腐蚀实验(CCT)两种不同加速实验条件下的腐蚀行为,并获得了腐蚀动力学规律。结果表明:在两种加速实验条件下,试样腐蚀失重均逐步增加,且CCT中的大于... 详细信息

采用SEM、EDS、XRD以及EIS等技术,对比研究了DP600双相钢在中性盐雾(NSS)实验和循环盐雾腐蚀实验(CCT)两种不同加速实验条件下的腐蚀行为,并获得了腐蚀动力学规律。结果表明:在两种加速实验条件下,试样腐蚀失重均逐步增加,且CCT中的大于NSS中的;同时,初期腐蚀速率相差不大,在480 h时腐蚀速率均达到最大值,分别为1.89 g·m-2·h-1(NSS)和2.72 g·m-2·h-1(CCT)。两种实验条件下腐蚀产物主要是Fe3O4、α-FeOOH、γ-FeOOH、δ-FeOOH和α-Fe2O3,而CCT条件下同时也形成了较多的β-FeOOH。CCT条件下的锈层厚度大于NSS条件下的,且厚度增加趋势也更快。EIS结果表明:两种加速实验条件下试样溶液电阻和腐蚀产物膜电阻均逐步增大,电荷转移电阻均为先减小后增加。实验前期(≤480 h),NSS和CCT条件下的腐蚀速率可分别表达为:ΔD1-1=0.7349t0.1522,ΔD2-1=0.3511t0.3313;而在实验后期(>480 h),则分别为:ΔD1-2=14.6239t-0.3236,ΔD2-2=6.8542t-0.1570。

关键词：金属材料双相钢中性盐雾实验循环腐蚀实验腐蚀速率模型

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基于随机腐蚀的船舶结构极限承载力研究

中国腐蚀与防护学报 2022年第4期42卷 662-668页

作者：梅佳雪杜尊峰朱海涛天津大学建筑工程学院天津300072 天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室天津300372

提出了综合考虑海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度影响的钢质海船腐蚀数学模型,采用有限元方法分析了随机腐蚀对船舶加筋板结构局部承载力以及船体梁总纵极限承载力的影响,揭示了随机腐蚀后的船舶结构极限承载力分布规律。相较于标... 详细信息

提出了综合考虑海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度影响的钢质海船腐蚀数学模型,采用有限元方法分析了随机腐蚀对船舶加筋板结构局部承载力以及船体梁总纵极限承载力的影响,揭示了随机腐蚀后的船舶结构极限承载力分布规律。相较于标称海洋环境,海洋环境温度、相对湿度和海水含氧量对船舶结构腐蚀极限承载力有显著影响,且同一年限加筋板和船体梁的极限承载力服从正态分布。

关键词：随机腐蚀腐蚀速率模型船舶结构极限承载力海洋环境

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腐蚀环境下船舶结构极限承载力及可靠性研究

腐蚀环境下船舶结构极限承载力及可靠性研究

作者：梅佳雪天津大学

学位级别：硕士

船舶结构的极限承载力是船体结构抵抗各种外界荷载而不至于造成破坏变形的能力,船体极限承载力是预估船舶结构安全性能的重要指标,因此对船舶结构极限承载力应给予足够重视。船舶长期航行在海水环境中,船舶各结构将会出现各种不确定的... 详细信息

船舶结构的极限承载力是船体结构抵抗各种外界荷载而不至于造成破坏变形的能力,船体极限承载力是预估船舶结构安全性能的重要指标,因此对船舶结构极限承载力应给予足够重视。船舶长期航行在海水环境中,船舶各结构将会出现各种不确定的随机腐蚀损伤,腐蚀是影响船舶等海工结构体安全的重要因素。由于船舶结构腐蚀的随机性,船舶腐蚀影响因素的多样性,应采用可靠性方法研究腐蚀后船体结构的极限承载力。本文在有限元计算的基础上,对随机腐蚀船舶结构的腐蚀模型及船舶结构极限承载力进行了研究。主要成果如下:1.通过对现有腐蚀资料整理,海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度等海洋环境因素均对船舶结构的海洋腐蚀速率有一定的改变,提出了综合考虑海洋环境温度、海水氧气含量和相对湿度影响的钢质海船腐蚀数学模型,进一步发展了现有腐蚀模型;2.综合研究了加筋板限承载力非线性有限元分析的各种影响因素,结果表明,不同模型范围及是否考虑材料应变硬化的加筋板结构的极限承载力和失效模式相差不大,这些因素主要改变的是加筋板的后屈曲过程;侧压力的存在显著降低了加筋板结构的极限承载力,改变了失效时的屈曲模式;3.通过随机腐蚀加筋板模型的计算,提出了适用于高强度钢的腐蚀后加筋板极限承载力计算公式。通过对加筋板和船体梁的计算,相较于标称海洋环境,海洋环境温度、相对湿度和海水含氧量对船舶结构腐蚀极限承载力有显著影响,同一年限加筋板和船体梁的极限承载力服从正态分布;4.根据船舶加筋板和船体梁的随机腐蚀后的极限承载力计算结果,利用JC法,计算船舶结构的可靠性,结果表明,船舶结构极限承载力的可靠度随船龄的增大而降低,船舶结构的可靠度随船龄的变化大致呈线性关系,失效概率随船龄的增长而加大;考虑环境因素影响引起结构可靠度及失效概率的改变随着船龄的增长而增大。

关键词：船舶结构极限承载力海洋环境腐蚀速率模型可靠性

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不同结构弯管环烷酸腐蚀数值模拟研究

不同结构弯管环烷酸腐蚀数值模拟研究

作者：陈铮北京化工大学

学位级别：硕士

随着高酸原油开采量的不断增加,石油加工输运设备的环烷酸腐蚀问题日益严重,因加工高酸原油所引起的设备泄漏、停车事故时有发生,严重地威胁着企业的安全生产。环烷酸腐蚀的影响因素众多,腐蚀机理复杂,且发生范围较广,很难对其腐蚀进行... 详细信息

随着高酸原油开采量的不断增加,石油加工输运设备的环烷酸腐蚀问题日益严重,因加工高酸原油所引起的设备泄漏、停车事故时有发生,严重地威胁着企业的安全生产。环烷酸腐蚀的影响因素众多,腐蚀机理复杂,且发生范围较广,很难对其腐蚀进行准确的预测。本文通过对某企业常减压装置中减二线的一段异径偏心弯管的流场进行数值模拟计算,同时结合环烷酸腐蚀影响因素与现场测厚情况,找出在特定条件下引起管道环烷酸腐蚀速率增大的原因,并以此为依据对各种不同结构管道的流场及易发生环烷酸腐蚀的部位进行分析预测。最后,结合环烷酸腐蚀机理,建立了流动条件下环烷酸腐蚀速率的数学模型,并应用此模型对异径偏心弯管内壁的腐蚀速率进行了计算。论文分析了流体速度、壁面剪切力、湍动能等流体力学参数在异径偏心弯管中的分布情况及其对环烷酸腐蚀速率所产生的影响。并将异径偏心弯管的数值模拟结果与实际测厚结果进行比对分析,最终确定对环烷酸腐蚀产生影响最大的流体力学因素为壁面剪切力,并可以以壁面剪切力为依据,预测处在环烷酸腐蚀环境下的管道易发生腐蚀的部位。对不同结构的普通弯管、异径偏心弯管及异径同心弯管内流场进行数值模拟。模拟结果表明,普通弯管弯头内侧剪切力大。异径偏心弯管弯头两侧及变径后直管段下半部剪切力较大,且弯头内侧剪切力与直管段长度成正比;弯头两侧剪切力与直管段长度成反比。当异径偏心弯管直管段长度为200mm时,弯头附近剪切力变化规律为：异径接头大小端直径比值处于1～1.7之间,弯头内侧剪切力与大小端直径比值成反比,比值大于1.7,弯头内侧剪切力保持稳定;弯头两侧剪切力与异径接头大小端比值成反比;弯头外侧剪切力在比值1～1.7间保持稳定,在大于1.7时,随异径接头大小端比值增大而增大。当异径接头大小端比值较小时,异径同心弯管最大剪切力出现在弯头内侧及出口直管段45。和135。附近。当异径接头大小端比值较大时,异径同心弯管壁面最大剪切力出现在变径后直管段上半部及出口直管段外侧。最后,结合流体流动、分子传质以及环烷酸与铁的化学反应三种不同物理化学过程,本文建立了环烷酸流动腐蚀速率模型。并利用此模型对异径偏心弯管的环烷酸腐蚀速率进行预测,验证了该模型具有一定的实用性。

关键词：环烷酸流动腐蚀异径偏心弯管腐蚀速率模型数值模拟

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腐蚀管道剩余寿命预测

腐蚀管道剩余寿命预测

作者：王刚大庆石油学院

学位级别：硕士

管道运输一直以来作为石油运输的重要方式,管道事故给国民经济带来巨大的损失,管道腐蚀成了腐蚀研究领域的重中之重。因此开展埋地长输腐蚀管线的安全性评价和剩余寿命预测评估,对于提高对长输管线事故及其隐患区段的预测能力,实施管线... 详细信息

管道运输一直以来作为石油运输的重要方式,管道事故给国民经济带来巨大的损失,管道腐蚀成了腐蚀研究领域的重中之重。因此开展埋地长输腐蚀管线的安全性评价和剩余寿命预测评估,对于提高对长输管线事故及其隐患区段的预测能力,实施管线运行可靠性管理和推行预知性维修决策具有十分重要的意义。本文首先介绍了国内外管道腐蚀剩余寿命预测研究的成果和研究发展现状。通过对在役输气管道腐蚀因素的分析,总结出了输油管道腐蚀剩余寿命预测的特点。对现有的一些腐蚀剩余寿命预测方法进行分析比较,并进行了分类总结。其次,根据管道失效的特点将腐蚀缺陷分为均匀腐蚀、局部腐蚀和点腐蚀三大类,建立了各腐蚀缺陷的几何形态模型。然后,根据腐蚀影响因素的极大不确定性及缺陷的发生和发展的不确定性(特别是对点蚀),从概率统计的角度出发对整条管线或整个管段的剩余寿命进行统计分析,找出其统计规律。接着,以电化学理论为基础,对管线的土壤电化学腐蚀速率进行了讨论,建立了不同腐蚀类型的腐蚀速率电化学模型。通过对管道进行剩余强度评价,从三个方向对缺陷尺寸(即缺陷深度、轴向尺寸和环向尺寸)进行了校核,确定了缺陷的极限腐蚀尺寸。在腐蚀速率电化学模型和剩余强度评价的基础上,采用一定的预测步骤确定了不同腐蚀类型缺陷的剩余寿命。这种基于腐蚀速率的预测方法是本文研究的重点内容。最后将剩余寿命预测模型与相应的强度评价准则相结合,对现场输油腐蚀管道进行了预测评估。

关键词：腐蚀管道 B31G 剩余寿命腐蚀速率模型