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三种碳钢在模拟现场油气集输工况下的腐蚀行为

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腐蚀与防护 2024年第6期45卷 8-14页

作者：宋成立赵宝利孙建伟李广山李丽锋罗金恒中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室西安710077 中国石油长庆油田分公司第二采气厂榆林710016

通过电化学试验和高温高压动态反应釜腐蚀试验,在模拟现场典型油气集输工况下研究了油气集输管道常用的20号、20G、L360NB三种碳钢的腐蚀行为。结果表明:在常温常压工况下,三种管材的电化学腐蚀行为比较接近,但20号、20G钢更容易发生腐... 详细信息

通过电化学试验和高温高压动态反应釜腐蚀试验,在模拟现场典型油气集输工况下研究了油气集输管道常用的20号、20G、L360NB三种碳钢的腐蚀行为。结果表明:在常温常压工况下,三种管材的电化学腐蚀行为比较接近,但20号、20G钢更容易发生腐蚀;在模拟现场高温高压工况下,三种管材均发生了明显的均匀腐蚀和点蚀,腐蚀速率较为接近,腐蚀形貌差异较小,且三种管材的点蚀速率均较其均匀腐蚀速率大,可见点蚀的发展对管道整体的危害性比均匀腐蚀更大。

关键词：集输管道 20号钢 20G钢 L360NB钢腐蚀

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镁合金腐蚀测试与分析研究进展

中国腐蚀与防护学报 2024年第3期44卷 519-528页

作者：黄居峰宋光铃中国石油集团工程材料研究院有限公司、油气钻采输送装备全国重点实验室西安710076 南方科技大学海洋科学与工程系深圳518055

镁合金是最轻的工程结构材料,其溶解特性、腐蚀机理以及防护措施等方面已被广泛研究,而镁合金腐蚀测试方法和技术则是这些研究的重要基础。由于镁合金的溶解过程存在负差数效应,导致其测试技术和分析方法与其他金属存在差异。本文综述... 详细信息

镁合金是最轻的工程结构材料,其溶解特性、腐蚀机理以及防护措施等方面已被广泛研究,而镁合金腐蚀测试方法和技术则是这些研究的重要基础。由于镁合金的溶解过程存在负差数效应,导致其测试技术和分析方法与其他金属存在差异。本文综述了国内外关于镁合金腐蚀测试方法与技术的研究进展,介绍了镁合金测试的通用技术与特色技术,分析了各种测试技术的适用条件和应用案例,重点对比了腐蚀速率测试方法,期望为镁合金腐蚀测试方法与技术的选择提供支撑,避免因不当测试带来的错误分析和结论。

关键词：镁合金测试方法电化学技术

N80钢在尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中的腐蚀行为研究

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表面技术 2023年第11期52卷 269-279页

作者：张运军吕乃欣沈德煌席长丰付安庆罗建华中国石油勘探开发研究院提高油气采收率全国重点实验室北京100083 中国石油集团工程材料研究院有限公司西安710077

目的为解决油田现场尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中使用的N80钢油套管管柱的尿素腐蚀问题。方法采用动态高压釜模拟尿素辅助蒸汽吞吐采出井的井筒工况环境,借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱仪(X... 详细信息

目的为解决油田现场尿素辅助稠油蒸汽吞吐环境中使用的N80钢油套管管柱的尿素腐蚀问题。方法采用动态高压釜模拟尿素辅助蒸汽吞吐采出井的井筒工况环境,借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子谱仪(XPS)表征技术,研究了N80钢在不同浓度尿素溶液中的腐蚀特性。结果结果表明,高温蒸汽环境中尿素溶液对N80钢的腐蚀是活化腐蚀、均匀腐蚀,表面腐蚀产物主要组份为FeCO3,且随着尿素溶液浓度的增大,腐蚀产物膜厚度增加,膜厚增长速率减小,对N80钢的腐蚀愈严重。对尿素辅助稠油蒸汽吞吐采出井井筒而言,在有原油存在下30%浓度尿素溶液中,由于原油起到了缓蚀剂作用,不会形成严重腐蚀,且随着原油量的增加,对N80钢的平均腐蚀速率降低。对于尿素辅助蒸汽吞吐提高采收率技术而言,在满足井筒腐蚀控制要求的前提下,现场试验方案的尿素溶液浓度可以高达30%。结论N80钢能够满足尿素辅助稠油蒸汽吞吐采出井井筒腐蚀控制要求,可以安全使用。

关键词： N80钢尿素腐蚀腐蚀产物腐蚀机理稠油油藏尿素辅助蒸汽吞吐

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气田注醇用柔性复合管服役性能

工程塑料应用 2024年第9期52卷 126-132页

作者：陈小飞杨文骆登茂丁晗李厚补王浩张兆中国石油长庆油田西安710000 中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采与储运装备全国重点实验室西安710077

采用涤纶纤维增强尼龙内衬的柔性复合管在气田高压注醇环境中得到大量应用,随着服役时间的增加,管线本体老化和接头失效频发。为明确该类柔性复合管在气田注醇环境应用后性能变化及其工况适应性,针对服役前后柔性复合管各功能层,开展了... 详细信息

采用涤纶纤维增强尼龙内衬的柔性复合管在气田高压注醇环境中得到大量应用,随着服役时间的增加,管线本体老化和接头失效频发。为明确该类柔性复合管在气田注醇环境应用后性能变化及其工况适应性,针对服役前后柔性复合管各功能层,开展了形貌分析、理化性能分析及承压性能测试。结果表明,在高压注醇环境服役后复合管尼龙内衬层材料和涤纶纤维增强层材料外观发生了一定变化,外保护层龟裂。在甲醇介质作用下服役后的复合管尼龙内衬层材料初始热分解温度和熔融焓降低。甲醇介质经内衬层渗透进入柔性复合管夹层,聚酯纤维与醇类基团发生解聚反应,致使复合管服役后的纤维拉伸性能及在役管线爆破强度显著降低。管体爆破强度降低情况与纤维拉伸性能具有较好的一致性,且接头为薄弱部位。原有PA1212和PA66内衬材料不能长期适用于现场高压注醇工况环境,后期建议使用前针对内衬材料开展耐甲醇介质溶胀及渗透性能选材评价。

关键词：尼龙聚酯纤维柔性复合管气田高压注醇

近海风力发电用铜基粉末冶金摩擦材料研究进展

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材料导报 2024年第S1期38卷 348-353页

作者：刘晓旭李朝旭伦惠林蒋龙李立伟中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室西安710077 中国石油长庆油田公司气田开发事业部西安710018

近海风力发电机组制动具有“三高”(高速、高力矩、高压力)和“一特殊”(海洋水雾、盐雾腐蚀环境)的特点,铜基粉末冶金材料因具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点,可应用于近海风力发电的摩擦材料。本文综述了近年来... 详细信息

近海风力发电机组制动具有“三高”(高速、高力矩、高压力)和“一特殊”(海洋水雾、盐雾腐蚀环境)的特点,铜基粉末冶金材料因具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点,可应用于近海风力发电的摩擦材料。本文综述了近年来铜基粉末冶金摩擦材料在成分组元、制备工艺以及仿真模拟等方面的研究进展,其中铜基粉末冶金材料的成分组元主要包括基体组元、润滑组元和摩擦组元,其制备工艺主要采用传统热压烧结和放电等离子烧结,同时概述了材料在制动过程中温度场和应力场的仿真模拟,最后展望了铜基粉末冶金摩擦材料的发展前景。

关键词：近海风力发电铜基材料粉末冶金摩擦材料

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纯钛TIG焊接接头的高温氧化行为

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 350-356页

作者：韩礼红杨尚谕王建军雒设计李丹刘明中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室陕西西安710077 西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

对纯钛氩弧焊焊接接头在550℃下氧化不同时间(2,4,6,8h)以及在不同温度(650,750,850,950℃)下氧化4h的氧化动力学、氧化形态和氧化产物进行了研究。结果表明,在550℃下,氧化时间对焊接接头氧化行为的影响有限,而氧化温度对纯钛焊接接头... 详细信息

对纯钛氩弧焊焊接接头在550℃下氧化不同时间(2,4,6,8h)以及在不同温度(650,750,850,950℃)下氧化4h的氧化动力学、氧化形态和氧化产物进行了研究。结果表明,在550℃下,氧化时间对焊接接头氧化行为的影响有限,而氧化温度对纯钛焊接接头的氧化行为有显著影响,且温度越高,氧化越严重。在低温下,纯钛焊接接头的氧化动力学接近准线性定律,随着温度升高,氧化速率呈指数增长。此外,焊接接头表面产生的氧化产物是具有锐钛矿和金红石结构的TiO_(2),温度对TiO_(2)的类型没有明显影响。纯钛焊接接头的氧化过程可描述为:氧气在表面被吸收;氧化物优先在缺陷区形核;氧化物横向生长、增厚。在较高温度下,氧化膜中出现裂纹或空隙,成为O原子传输通道,导致O和Ti原子的高扩散速率和氧化速率。

关键词：焊接接头氧化处理氧化动力学氧化膜

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基于TOPSIS的原油储罐风险分级预警

油气储运 2024年第6期43卷 641-648页

作者：武刚张庶鑫罗金恒李丽锋徐日段庆全王熠凡中国石油集团工程材料研究院有限公司·油气钻采输送装备全国重点实验室中国石油大学(北京)安全与海洋工程学院

[目的]原油储罐目前普遍趋向于大型化、集中化。由于原油理化性质与储罐材料构件的复杂性,造成储罐的高风险性,需提高储罐罐区风险管理能力。应用现有主流的基于风险的检验技术(Risk Based Inspection,RBI)对储罐风险进行评价较为复杂,... 详细信息

[目的]原油储罐目前普遍趋向于大型化、集中化。由于原油理化性质与储罐材料构件的复杂性,造成储罐的高风险性,需提高储罐罐区风险管理能力。应用现有主流的基于风险的检验技术(Risk Based Inspection,RBI)对储罐风险进行评价较为复杂,其对于现场数据要求较多,且设备因素评价中缺少针对储罐相关附件的影响分析。[方法]提出一种原油储罐分级预警体系,通过建立基于逼近理想解排序方法(Technique for Order Preference by Similarity to an Ideal Solution,TOPSIS)的储罐风险分级预警体系模型,实现对储罐风险的综合评估与分级预警:①建立储罐风险评估指标体系,包括人、设备、环境及管理因素4个一级指标以及若干二级、三级指标;②应用层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)对不同层次指标进行赋权,并利用TOPSIS方法对储罐进行相对贴近度计算;③根据相对贴近度结果对储罐进行风险排序与分级预警。[结果]以中国西部某原油储备库区4个原油储罐为研究对象进行风险分级预警,TOPSIS评估结果与API581-2016《基于风险的检验》、EEMUA159-2017《地上平底储罐:检查维护和修理指南》两种标准的风险评估结果基本一致,可有效预警,且实施便捷、评价指标更为全面。[结论]研究成果能够为罐区巡检、安排储罐大修周期提供合理参考。(图2,表8,参20)

关键词：原油储罐逼近理想解排序方法 TOPSIS 风险评估层次分析法分级预警

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某高压管汇Y型三通管开裂原因分析

电镀与涂饰 2024年第2期43卷 91-100页

作者：朱海舟刘进鹏高城李永山吴鹏蔡锐中国石油冀东油田分公司河北唐山063004 中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室陕西西安710077

[目的]某高压管汇Y型三通管在酸压施工作业过程中发生泄漏。[方法]通过无损探伤、宏观分析、金相分析、化学成分分析、力学性能分析、微观分析、应力计算等手段,对某高压管汇Y型三通管的材质、断口特征、应力场分布等进行了研究。[结果... 详细信息

[目的]某高压管汇Y型三通管在酸压施工作业过程中发生泄漏。[方法]通过无损探伤、宏观分析、金相分析、化学成分分析、力学性能分析、微观分析、应力计算等手段,对某高压管汇Y型三通管的材质、断口特征、应力场分布等进行了研究。[结果]现场发生泄漏的三通管在化学成分、拉伸性能、耐冲击性能、金相组织等方面都与库房完好的三通管基本一致,但冲击功均较低,断口呈脆性断裂特征,内壁存在明显的腐蚀产物及腐蚀坑。[结论]三通管发生纵向开裂的主要原因为地面交联酸的腐蚀导致大量腐蚀坑的形成,并在较高的内压作用下造成局部应力集中,超过管材的强度极限。

关键词：三通管泄漏开裂腐蚀应力集中

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不同类型复杂地下储气库建库难点与攻关方向

天然气工业 2023年第10期43卷 14-23页

作者：丁国生王云完颜祺琪王皆明胥洪成李康夏焱李丽锋曾德军刘主宸中国石油勘探开发研究院中国石油集团油气地下储库工程重点实验室中国石油集团工程技术研究院中国石油集团工程材料研究院有限公司中国石油储气库公司中国石油规划总院

地下储气库(以下简称储气库)在保障天然气安全供应方面发挥了不可替代的重要作用。为推进中国储气库业务高质量发展,有效应对天然气安全保供压力,总结了国外储气库建设与运行关键技术现状,梳理了国内储气库建设历程和形成的特色理论技术... 详细信息

地下储气库(以下简称储气库)在保障天然气安全供应方面发挥了不可替代的重要作用。为推进中国储气库业务高质量发展,有效应对天然气安全保供压力,总结了国外储气库建设与运行关键技术现状,梳理了国内储气库建设历程和形成的特色理论技术,分析了我国储气库领域面临的突出挑战,提出了未来储气库发展与攻关方向。研究结果表明:①国外储气库建库与运行技术成熟、装备配套、标准完善,建成了气藏型、油藏型、盐穴型、水层型等多类型储气库;②中国在库容设计、井筒质量控制、大排量注采设计、地面处理工艺与装备、风险识别监测以及盐穴造腔等方面形成了特色技术;③中国储气库在“扩容、达产”及提高库容利用效率、高含水油藏与低渗透气藏和复杂连通老腔等新类型储气库建库技术等系列领域面临挑战;④亟需破解5大科学问题,即超压背景下储气地质体密封性弱化动力学机制、高含水油藏建库储气空间扩展与注排控制理论、盐穴储气库强制对流溶蚀—扩散流固耦合机理、大尺寸井井壁失稳力学—化学耦合机理、长周期注采储气库完整性失效机理与灾害演化机理;⑤亟需解决6大技术问题,即提高库容动用率、新类型储气库建库、提高单井产能和老井处置、地面处理关键装备、风险管控以及数字化智能化等技术。结论认为,中国在常规气藏选址评价、建库技术方面已达到国际领先水平;“十四五”期间中国储气库库址资源向劣质化、复杂化、多样化转变,亟需建立不同类型储气库建库与运行体系,实现关键设备国产化,推动中国储气库数字化转型,打造储气库原创技术策源地。

关键词：地下储气库建库挑战提压运行特色技术运行体系数字化国产化发展方向