浅谈在役天然气长输管道上的缺陷及处理方法

总结了在役天然气长输管道上容易出现的防腐层破损、金属腐蚀、外力损伤、管材和焊缝超标缺欠、天然气冲蚀造成的管壁减薄、以及湿硫化氢引起的损伤等缺陷,从技术和管理角度介绍了停输换管、带压封堵维修、焊接修复、带压开孔切除、夹具补强、纤维复合材料补强、复合套筒修复、加强监管和定期检测等多种常用的缺陷处理方法,分析了不同方法的原理和优缺点,为在役天然气长输管道运行管理及缺陷处理提供了技术支撑.     

身管内膛镀铬性能检测研究

目的对内膛表面强化层性能进行定量评估,给后续镀铬层的优化及新型内膛表面强化层技术的优选提供试验方法。方法以成熟度最高、应用最广泛的内膛表面镀铬技术为依据,开展强化层检测研究,主要包括硬度、厚度及微观缺陷、结合性能、抗烧蚀性能、抗磨损性能等研究。量化镀铬层抗烧蚀、抗磨损性能,实现实验室对内膛镀铬层性能的综合评估。结果铬层硬度约为521.8HV,高于基体硬度。铬层裂纹初始宽度约为300 nm,多数裂纹未连接成“网状”。铬层与基体结合力约为67.2 N。相同条件下,相比基体,镀铬层的烧蚀量和磨损量始终较小。结论镀铬层综合性能优于基体材料。     

直升机尾部结构疲劳及缺陷容限试验装置研制及应用

目的 获得尾部结构的疲劳寿命和检查周期,满足民用直升机适航验证要求,保证飞机的飞行安全,开展复合材料尾部结构疲劳及缺陷容限试验技术研究。方法 介绍了尾部结构疲劳及缺陷容限试验专用试验台、气动冲击设备、柔性自动特征扫描成像无损检测系统等的设计及研制,采用研制的成套试验装置,实现尾部结构试验件连接约束和载荷边界的全面真实模拟、复杂载荷谱的精确控制、冲击损伤缺陷预制及缺陷自动识别与检测。结果 经试验验证,载荷误差小于2%,冲击能量误差小于2%,缺陷检测误差小于1 mm,各项指标都满足项目研究目标和技术指标要求。结论 研究成果在民用直升机研制中得到了成功应用,可为后续其他直升机尾部结构疲劳及缺陷容限疲劳试验提供良好的借鉴,具有重要的工程应用价值。     

埋地管道缺陷非开挖检测技术应用研究

为探测非开挖条件下埋地长输管道中主要缺陷的位置,促进油气长输管道安全运行,研究了弱磁检测技术理论及其在埋地管道检测中的应用效果。在对弱磁检测技术原理研究的基础上,通过试验分析得出磁场强度、管道埋深和缺陷尺寸之间存在的指数关系,结合磁场梯度变化得出缺陷判断依据。研究结果表明:在管道非开挖条件下,弱磁检测技术可以为油气管道安全运行提供有效技术支持,并对埋地金属管道缺陷状况进行评估,从而提高了管道安全运行能力。     

飞机外场腐蚀损伤检测方法研究

目的研究飞机外场条件下适用的腐蚀损伤检测方法。方法针对某型飞机铝合金和结构钢的腐蚀损伤特点,采用X射线CR(计算机放射成像系统,Computed Radiography,简称CR)、X射线DR(Digital Radiography,简称DR)、红外热波检测等无损检测方法对铝合金和结构钢的典型腐蚀损伤件进行检测,优选及并验证适合用于飞机腐蚀损伤的外场检测方法。结果 X射线CR检测方法可检测铝合金和结构钢单层隐蔽腐蚀损伤和多层隐蔽裂纹,X射线DR检测方法可检测铝合金和结构钢单层/多层隐蔽腐蚀损伤/裂纹,红外热波检测方法只可检测铝合金和结构钢单层隐蔽腐蚀损伤。结论相较于X射线CR和红外热波检测方法,X射线DR成像检测方法能够更可靠、便捷地检测铝合金和结构钢单层/多层结构隐蔽腐蚀/裂纹损伤,更适于飞机结构腐蚀损伤的外场检测。     

国产非制冷气体泄漏红外成像检测技术试验研究

针对石化企业气体泄漏检测问题,对常见气体甲烷、乙烯、环氧乙烷进行红外成像检测技术试验研究,完成非制冷型泄漏检测关键模组选型测试,对比分析国产非制冷红外成像技术与进口制冷红外成像技术在不同检测距离、气体流量、镜头焦距、检测模式下的性能。试验结果表明,非制冷型气体红外成像检测技术可实现150 m距离,小于0.5 m²的气体泄漏目标检测,适合作为企业气体泄漏长周期监测技术手段,并提出使用建议。     

成品油管道基于内检测的适用性评价与维修决策

目的 建立成品油管道基于内检测的适用性评价及维修决策方法.方法 针对某成品油管道内检测数据中的管道缺陷,进行缺陷尺寸特征与环焊缝关系等统计分析.考虑缺陷形态对管道安全运行的影响,结合国内外相关标准,制定成品油管道缺陷维修判定准则.结合缺陷强度评价、腐蚀速率计算以及剩余寿命预测,确定缺陷维修计划和再检测周期.结果 该管道内外腐蚀较突出,管道外部腐蚀缺陷分布相对较为均匀,而内部腐蚀缺陷分布较为集中.通过腐蚀缺陷点与最近环焊缝距离分析,发现疑似焊缝处防腐层补口失效3处.经评价分析,该管道建议无立即修复缺陷,所有93处腐蚀类金属损失缺陷计划响应时间都在5年内.通过管道适用性评价、腐蚀缺陷剩余寿命预测,确定管道再检测时间间隔为5年.结论 采用ASME B31G、分段腐蚀速率预测等方法实施管道完整性评价,并以此确定缺陷维修响应等级和时间具有较好的实施效果.当现场开展开挖修复工作后,应根据开挖测量结果修正管道缺陷维修计划.     

某油气集输管线腐蚀失效分析

目的掌握管道腐蚀机理,有针对性地提出防腐方案。方法现场进行腐蚀管段截取和介质取样,采用腐蚀失效管段管材分析、腐蚀介质成分分析和腐蚀产物分析的试验方法,室内开展管道腐蚀失效原因检测和分析。结果失效管段内表面存在不均匀的沉积物,且部分位置发生了剥离脱落,存在裂缝。管道管材性能满足20#钢的性能指标要求。输送介质矿化度高,Cl-和SO42-含量高。腐蚀产物主要成分是几种Fe的氧化物和氢氧化物,如Fe(OH)2、Fe2O3和Fe O(OH)等,也含有部分氯化物和硫化物。结论管道在介质中主要腐蚀类型为腐蚀产物引起的闭塞腐蚀,介质内含有H2S,在含水条件下管道发生了O2和H2S腐蚀,最终使管壁减薄失效。     

MTM检测技术在油田集输管道检验中的应用

将MTM检测技术在典型埋地油气集输管道上的检测结果与通过定点开挖用传统监测方法得到的结果进行对比研究,结果显示该技术适合长输管线缺陷检测.     

某核电站大气中主要污染物检测与分析

通过对某核电站现场采集的大气污染物样品进行检测与分析,获得该核电站所处环境中主要大气污染物的含量、变化范围及变化规律。通过对检测数据的对比分析,提出了该地区Cr含量的分布范围以及酸雨频繁的原因,为某核电站的防腐设计提供了科学依据。     

丙烯酸/硅溶胶复合比对复合涂膜性能的影响

以丙烯酸乳液、硅溶胶为基本原料,通过添加偶联剂、闪蚀抑制剂等制备出有机/无机复合涂料,结合复合基料的微观结构,探讨了丙烯酸/硅溶胶的复合比对复合涂料的耐温性、耐有机溶剂性、耐盐水性等性能的影响.结果表明:复合涂膜的耐盐水、耐有机试剂、耐热性能均比纯丙烯酸涂膜大幅度提高;丙烯酸/硅溶胶复合基料固化膜随着其中硅溶胶含量的增加,硅溶胶成分有在涂膜表面富集的倾向,硅溶胶在涂膜表面的富集倾向及网状结构是上述性能提高的重要原因.     

流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程研究

目的研究流动海水环境中人工破损有机涂层的劣化过程。方法使用电化学阻抗谱(EIS)技术对比研究流动海水与静止海水环境中破损涂层的劣化行为,跟踪观察涂层宏观形貌演变。结果根据EIS响应特征,发现流动海水中的人工破损有机涂层劣化更快,且在浸泡后期流动海水中破损涂层没有形成扩散阻抗。根据涂层宏观形貌发展,发现静止海水中涂层仅围绕破损处出现了面积较小的锈点和鼓泡,而流动海水中涂层因劣化而产生的锈点和鼓泡面积更大且大量分布在整个涂层表面。结论当人工破损有机涂层在流动海水和静止海水环境的浸泡过程中,涂层劣化首先从人工破损处开始。破损处成为局部腐蚀反应主要的阳极区,破损处周围的区域和涂层内在缺陷处成为扩展腐蚀反应的阴极区。流动海水中涂层的腐蚀产物累积与脱落更加频繁,导致涂层劣化速度加快和基体金属腐蚀加剧。     

浮码头钢趸船防腐涂装体系研究

目的为浮码头钢趸船优选防腐涂装体系,以延长其使用寿命。方法根据钢趸船腐蚀环境特点,对选用的防腐涂料进行对比试验,针对不同的腐蚀环境,优选不同的防腐蚀方案。结果制定了4套与不同腐蚀环境相对应的防腐涂装体系。结论该防腐蚀涂装体系已在上海、青岛、湛江等海域的钢趸船上使用,效果良好。     

典型飞机内腔结构腐蚀原因分析及防腐改进

以典型飞机平尾大轴为例,分析了内腔结构发生腐蚀的主要原因.围绕内腔结构防腐改进技术措施开展深入研究,研制成功了适用于细长内腔无气喷涂设备.应用SLF重防腐涂层和IMR纳米复合涂层替代现有内腔结构防护涂层,提高了防腐涂层抗环境腐蚀性能.采用DL-609厌氧胶对平尾大轴进行密封处理,有效地阻隔了腐蚀介质进入内腔.按照所建立的方法对典型飞机平尾大轴实施了腐蚀修理与防护处理.检查结果表明,内腔表面防腐状况有了明显改善.     

重离子辐照1200V碳化硅二极管漏电退化的缺陷分析

目的研究1200 V碳化硅二极管重离子辐照诱生缺陷对漏电流退化的影响。方法以SiC结势垒肖特基二极管(Junction Barrier Schottky Diode,JBSD)为样品,采用能量为208 MeV,LET=37.3 MeV·cm^2/mg的锗离子进行辐照试验,利用半导体器件分析仪对重离子辐照前后1200 V SiC二极管的电学特性进行测试,利用深能级瞬态谱仪(Deep Level Transient Spectrum,DLTS)进行缺陷分析。结果辐照后,二极管的正向IV特性和CV特性未发生明显变化,反向IV特性退化。DLTS测试结果显示,E0.4能级和Z1/Z2能级基本未发生变化,EH能级有展宽的现象。测试电压VM=-8 V,填充脉冲电压VF=-1 V条件下测得的EH能级浓度比VF=-4 V条件下测得的高。结论分析认为,EH能级的缺陷复杂,推测是两个或多个缺陷能级的叠加(EH4、EH5、EH6、EH7等),此处缺陷的复杂程度与漏电流的退化成正相关,且这些缺陷的所在位置接近SiC外延层的表面。     

重防腐涂料在海洋工程钢结构中的研究进展

海洋重防腐涂料是金属腐蚀防护的重要手段,具有相对于常规防腐涂料更长的保护期。简述了海洋工程钢结构的腐蚀现状以及海洋重防腐涂料研究的必要性,总结了国内外在重防腐涂料领域的研究进展,介绍了溶剂型重防腐涂料的主要种类和目前的制备工艺,水性重防腐涂料的种类和发展趋势,以及新型纳米改性涂料的特点和应用情况。     

浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响

目的研究浸泡时间对两种涂层电化学腐蚀行为的影响。方法在质量分数为3.5%的Na Cl溶液中通入饱和CO_2气体,采用电化学方法、SEM形貌检测方法测量两种涂层在该溶液中不同浸泡时间下的动电位扫描极化曲线和表面形貌,对比分析两种涂层的电化学特征和防蚀性能。结果随着涂层浸泡时间的延长,自腐蚀电位E_(corr)逐渐降低,而电流密度逐渐增大;在浸泡时间相同的情况下,涂层A的自腐蚀电位E_(corr)比涂层B高,而电流密度比涂层B低,说明涂层A的耐蚀性能明显优于涂层B。结论涂层短时间浸泡(≤72 h)时,电化学阻抗谱为吸氧过程的单容抗弧,长时间浸泡(≥120 h)时则为析氢过程的2个容抗弧,其耐蚀性下降。     

二氧化硅-聚苯胺-氧化石墨烯复合纳米材料改性水性涂层的制备及防腐蚀性能研究

目的将SiO2-PANI-GO三维复合物添加到水性醇酸涂层中,并对改性涂层防腐蚀性能进行研究。方法将纤维状的PANI和球状SiO2与片状的GO进行复合,通过扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)对复合物进行材料表征。将纳米复合物作为填料按照1%的质量比添加到水性涂层中,利用电化学阻抗(EIS)研究涂层改性后的防腐蚀性能。结果SEM图像表明,SiO2-PANI-GO复合物为表面复合了纤维状PANI和球状SiO2的片层状GO。FT-IR及XRD证明了SiO2-PANI-GO复合物的成功制备。EIS结果表明,添加了SiO2-PANI-GO三维复合物改性后,水性醇酸涂层的阻抗提高了2个数量级,其中以SiO2与PANI-GO比例为1:4时效果最好。结论水性醇酸涂层中添加SiO2-PANI-GO/WAV三维复合物,可以增加腐蚀介质侵蚀基底的路径,有效提高涂层的防腐性能。     

室温固化的二元自修复防腐涂层制备与性能研究

目的研制一种室温中具备自修复性能的金属防腐涂层。方法将自制的室温固化剂DG593自修复微胶囊与酚醛环氧树脂F-51自修复微胶囊添加至金属防腐涂层中,通过探讨微胶囊含量对涂层力学性能、耐腐蚀性能、修复性能的影响,确定最优微胶囊添加量,并研究涂层在室温下自修复所需时间。结果微胶囊含量对于涂层的力学性能和修复性能具有显著影响,当质量分数为15%时,涂层具有较好的修复能力的同时,保持良好的力学性能,涂层室温自修复时间为6 h。结论自修复防腐涂层具备良好的耐腐蚀性,研究成果可以为金属自修复防腐涂料的发展提供参考。     

防腐涂层西沙户外试验与氙灯试验对比分析

以8种船用电子设备防腐涂层为研究对象,开展西沙户外暴露试验和氙灯光老化试验。从外观评级、光泽度、色差3个方面进行了评价与对比分析,探讨了涂层材料在2种试验条件下的老化现象及其差异性,研究了其在不同应力条件下的老化特征及老化原因。结果表明,参试涂层体系西沙户外2 a的老化程度高于氙灯光60 d的老化程度。