微波促进无机酸对金属腐蚀速率的研究

为缩短无机酸对金属腐蚀性的检测时间,提高危险性鉴定效率,在联合国《关于危险货物运输的建议书-试验和标准手册》关于化学品对金属腐蚀性检测方法的基础上,以微波辐射装置代替传统的电加热水浴,以20#碳钢和7075-T6铝作为金属试片,研究了不同温度下采用微波法与标准试验方法时稀盐酸和硫酸溶液对金属的腐蚀速率。研究表明,金属的重量损失率随着测试温度的升高而增加,微波法下金属试片的质量损失率显著高于相同腐蚀时间和温度下的标准试验方法。微波法在75℃下40h可与标准试验方法55℃下168h的腐蚀效果进行等效,可以明显提高无机酸对于金属腐蚀性的检测效率。     

城市燃气球墨铸铁埋地管道土壤腐蚀行为研究

为解决城市燃气球墨铸铁埋地管道在土壤腐蚀作用下频繁失效的问题,开展土壤腐蚀模拟试验研究,首先,采用系统动力学流图和灰关联相结合的方法,确定土壤主要腐蚀因素。然后,以球墨铸铁标准腐蚀试片为材料,通过室内腐蚀模拟正交试验,得到试验区域土壤腐蚀因素的重要度排序,由大到小依次为含水量、孔隙率、含盐量、SO_4~(2-)含量、Cl~-含量、pH值。试验结果分析表明,含水量是影响试片腐蚀宏观形貌的主要因素。与碳钢材质的管道相比,球墨铸铁管道腐蚀受pH值的影响不显著,具有更好的耐酸腐蚀性。其他因素对两者的影响趋势较为一致。     

金属埋地管道腐蚀泄漏及大气扩散过程推理模型研究

为了定量评估埋地金属管道腐蚀泄漏的风险,将贝叶斯网络和蒙特卡罗模拟方法用于计算管道腐蚀泄漏及扩散范围概率。建立了埋地金属管道腐蚀泄漏贝叶斯网络,量化了各事件之间的关联。在已知先验概率的基础上,运用贝叶斯概率计算得到管道腐蚀泄漏的后验概率值。利用蒙特卡罗模拟方法对泄漏后气体扩散范围进行了数值模拟,给出了主要模型变量的概率密度函数,得到了扩散区域范围概率分布特征。研究结果表明,管道腐蚀泄漏过程受输送介质和土壤腐蚀性、防腐措施有效性和大气扩散条件的影响,具有较大的不确定性。分析方法考虑了模型参数随机性对计算结果的影响,评估结果可以用于比较不同条件下埋地金属管道腐蚀泄漏扩散的风险。     

基于RBI的苯乙烯/环氧丙烷装置压力管道在线检验研究

对苯乙烯／环氧丙烷装置进行腐蚀回路划分,并将腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素划分为不同的组别后进行RBI分析。根据风险评估结果,结合压力管道的使用情况、失效机理及剩余使用寿命等确定下一个检验周期和检验策略。以腐蚀回路中的组别作为检验单元,根据其失效可能性及风险等级确定各检验单元的检验比例和检验方法进行在线检验。结果表明：基于RBI分析结果的压力管道在线抽检方法可以验证风险评估的结果,同时还可以满足使用单位对管道的风险控制要求。     

基于风险分析的乙烯裂解装置压力管道在线检验的优化

以乙烯裂解装置RBl分析结果为基础，将腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素划分为不同的检验单元进行在线检验优化，根据其失效可能性及风险等级确定各检验单元的检验比例。结果表明：基于RBf分析结果的压力管道在线抽检方法可以满足使用单位调整风险要求。     

脱硫脱硝系统中解析气体管道阀门的应用

通过对炭基催化法烟气脱硫脱硝系统运行条件的分析,考察了高温、高粉尘含量、高水分、高腐蚀性等不利因素对解析气体管道阀门稳定运行的影响。得出:V型球阀适于解析气体管道多粉尘及容易产生粉尘黏结的环境,有利于管道系统的流量调节;抗磨损、腐蚀以及高温氧化的硬质合金适用于阀门的阀芯材质;阀门优选气动执行机构,解析气体主管道中的解析气体出口阀门应为气开型,空气吹扫和旁路排空阀门应为气关型;阀门应采取伴热和吹扫措施,且伴热温度应不低于解析气体最高温度。     

含硫油品储罐腐蚀自燃理论及实验研究

含硫油品储罐腐蚀自燃事故是炼油企业安全生产的重大威胁.本文对含硫油品储罐腐蚀进行了实验模拟研究,并对实验结果进行了分析,利用扫描电子显微镜对试样腐蚀表面进行了特征分析,并利用X射线仪对腐蚀产物的组成和结构进行了分析.在实验结果分析的基础上,从理论上分析了含硫油品储罐腐蚀自燃机理,探讨了含硫油品储罐腐蚀的自燃影响因素.研究结果可作含硫油品储罐安全设计和含硫油品炼制工艺改进的重要参考.     

贫氧条件煤自燃产热特性试验研究

为探究煤自燃规律,选取陕西彬长集团大佛寺煤矿40106工作面不同回采时期的2组煤样作为试验样品,开展贫氧条件下煤放热特性试验研究。采用计算机智能动态稳定配气装置,并利用差示扫描量热仪(DSC)测试煤样放热数据。试验数据分析表明:随着煤样温度的升高,煤样放热量受氧体积分数的影响程度逐渐增大;随着环境贫氧程度的增大,即氧体积分数从21%降至5%,煤自燃过程放热速率的分界点温度基本呈线性增高趋势,煤自燃加速氧化阶段被延迟;由分界点确定的缓慢放热阶段与加速放热阶段的活化能均随着氧体积分数的降低而呈线性缓慢升高,贫氧条件对煤样反应及热效应有饱和抑制作用。     

煤油共生矿区含油煤层自燃特性试验研究

为研究煤油共生矿区煤自燃特性,利用煤氧化动力学测定系统,测试原煤样与含油煤样。根据煤自燃倾向性判定标准、耗氧速率及煤氧复合反应理论,分析试验结果。以铜川下石节煤矿煤样和原油样品(煤岩渗出的油,文中称为原油)为例,向原煤样中添加一定量的原油制备含油煤样,通过试验获得原煤样与含油煤样低温阶段(30~240℃)的自燃特性参数。研究结果表明,2种煤样自燃倾向性等级均为自燃,但原煤样更接近于易自燃;相同温度条件下含油煤样的耗氧速率、CO与CO2的生成量均比原煤样小;在低温氧化阶段,造成上述结果的主要原因是,原油充填了煤样的部分空隙和孔隙,阻碍了煤氧复合反应。     

基于RBI技术的化工装置压力管道风险评估与在线检验策略研究

基于RBI方法原理,实施化工装置压力管道风险评估。在风险评估过程中,将装置内各腐蚀回路中的压力管道按照管径、材质及用途等因素进行分组,以得到各压力管道组的风险等级,在此基础上确定其抽检比例,制订在线检验策略。以某厂环氧乙烷/乙二醇〖JP2〗（EO/EG）装置为对象,应用壳牌S-RBI软件完成装置内274组（共458条）压力管道风险评估工作,根据风险评估结果共抽取178条压力管道实施在线检验,考虑到该装置存在的减薄机理,在线检验技术手段以测厚和宏观检查为主,并对部分中高风险等级以上的压力管道进行数字射线检测。检验结果表明:基于RBI技术的压力管道在线检验策略能够有效发现压力管道系统中存在的安全隐患,并节约检验成本。     

Experimental studies of crevice corrosion for buried pipeline with disbonded coatings under cathodic protection

Numerous fire and explosion accidents have occurred because of pipeline ruptures through the corrosion area. Coatings under cathodic protection (CP) have been recognized to prevent/mitigate potential pipeline corrosion. In this work, a wedge-shaped crevice assembly was developed to study the effect of cathodic protection on corrosion of 20# steel pipeline with disbanded coatings. Polarization potential, current density, solution pH value, and dissolved oxygen concentration were measured by using the simulation of crevice area with disbonded coatings. Results have demonstrated that CP cannot reach the crevice bottom which reduces the effectiveness of corrosion protection. This effectiveness depends on the crevice geometry and could be improved with the increase of crevice length and decrease of its mouth size. A potential difference always exists between the mouth area and inside crevice. The oxygen concentrations drop significantly inside crevice whether CP is applied or not. The solution pH values inside crevice increase with the time. The solution pH values are higher when the applied CP potentials are more negative. According to the experiments, the effectiveness of cathodic protection could also be improved through enhancement of the local solution alkalinity. The research provides necessary information to prevent potential pipeline ruptures due to crevice corrosion and therefore mitigate potential losses for oil and gas transportation in the process industries.     

水平管分层流下微孔泄漏特性数值模拟和实验分析

在油气田开发过程中，通常采用气液相混输模式，管道受腐蚀等因素影响容易出现穿孔而发生两相流泄漏。为分析两相流泄漏特性，对管内常见流型分层流下的微孔泄漏特性进行数值和实验分析；采用VOF耦合Level set算法分析了不同影响因素下的气液两相泄漏特性，设计了1种管道泄漏收集装置，进行室内两相流泄漏实验，并验证了数值预测模型的准确性。研究结果表明:气液两相流经过管壁泄漏口时会发生相分离，泄漏特性受小孔方位、管路内外压差、气液相流速影响较大；泄漏口位于管路侧壁时的泄漏特性与其他角度下的泄漏特性有所不同，可用泄漏影响区内的气液分布进行解释；当泄漏口位于管路底部时，存在临界液相分流系数，当液相分流比小于此临界值时，泄漏流体为单相液体。VOF耦合Level set算法的数值方法可为管路泄漏量预测和相分离特性分析提供参考。     

基于光电子能谱的高含水输油管道内壁腐蚀减薄试验分析

鄂尔多斯盆地高含水输油管道内壁腐蚀减薄现象普遍,腐蚀穿孔频次逐年上升,管道安全防护管理成为难题。为了识别输油管道内壁腐蚀减薄原因,作者在分析含水率、地层水水型、溶解氧对管道内腐蚀影响的基础上选择特征试验管段,基于X射线光电子能谱技术开展管道内壁厚度变化、金相组织、腐蚀产物特性、边缘腐蚀状态研究。结果表明:高含水输油管道内壁腐蚀减薄类型为Cl+O2+H2O环境下的垢下腐蚀,以溶解氧（O2）腐蚀为主,氯离子（Cl－）腐蚀为辅;内壁腐蚀减薄原因为原油含水率过高、水中氯离子含量过高、水中含有溶解氧和介质流速偏低。     

油气管道腐蚀可靠性的贝叶斯评价法

对油气管道腐蚀危害因素进行分析,建立其失效故障树。根据故障树分析原理,找出导致管道腐蚀穿孔破坏的23个因素。通过对故障树的定性分析,采用下行法求出油气管道腐蚀失效故障树的96个全部最小割集,并确定失效的主要影响因素。结合最小割集不相交化法和贝叶斯可靠性评定法对管道腐蚀失效进行定量分析,通过某油气管道事故统计数据,利用贝叶斯可靠性评定方法求出油气管道腐蚀可靠性的一阶矩和二阶矩。对一阶矩和二阶矩进行拟合,求出油气管道腐蚀可靠性的第一近似下限和第二近似下限。结果表明:得出的油气腐蚀管道贝叶斯可靠性评价结果可以指导管道系统的维护和维修,降低管道运行的风险。     

基于TVR的腐蚀油气管道失效概率及安全寿命研究

为避免因腐蚀导致油气管道失效，针对因管道特性和腐蚀尺寸的不确定性使得管道剩余强度成为概率模型的特点，建立了腐蚀管道强度损失随机模型；借助可靠性理论，通过分析管道腐蚀进程的时变性特点，将管道系统由损伤积累和抗力衰减导致的剩余强度随机化；提出基于穿越率的腐蚀油气管道失效评定及安全寿命预测方法。研究结果表明:腐蚀速率和运行压力对管道失效概率及安全寿命影响显著,管道尺寸影响适中，而相关系数和拉伸强度影响较小；若腐蚀速率Va=0.2 mm/a，VL=10 mm/a或局部腐蚀缺陷半径达到管道壁厚的0.5倍时，建议作为重点风险段监测并检修。所建方法是对腐蚀油气管道运营监控和风险评估的有益补充。     

A mathematical model of crevice corrosion for buried pipeline with disbonded coatings under cathodic protection

Crevice corrosion occurs in a holiday and disbonded region between coating and pipeline steel. Cathodic protection (CP) is generally recognized as the most effective method for corrosion prevention of pipeline, but its effectiveness may be reduced at defects in a disbonded coating. It is difficult to measure and probe corrosion parameters accurately based on experimental work. Therefore, a mathematical model is necessary to identify the phenomena and mechanisms that contribute to the crevice corrosion process. In this work, a mathematical model was developed to determine the evolution of chemical and electrochemical transient processes of crevice corrosion in NaCl dilute solution, and the effect of cathodic protection and crevice width on corrosion of 20# steel pipeline with disbonded coatings. Results have demonstrated that the extent of crevice corrosion depends on the crevice geometry and could be influenced by the increase of crevice depth and decrease of its width. The oxygen concentrations drop significantly inside a crevice whether CP is applied or not and whether crevice width decreased or not. The pH values and conductivity of crevice solution increase with the time. The research provides a theoretical foundation for cathodic protection of pipelines and establishes an effective corrosion model which can identify the phenomena and mechanisms of the crevice corrosion process. This work could be used to help mitigate the corrosion failure of pipelines to prevent catastrophic accidents in oil, gas and chemical process industries.     

国外石油天然气行业非金属管道检测技术*

为了解国外石油天然气非金属管道缺陷检测技术发展现状,在调研相关文献报告、企业信息、设备手册基础上,介绍国外先进非金属管道检测技术及其原理、优缺点、具体设备、应用范围和未来发展趋势。研究结果表明:先进的超声相控阵和低能辐射电磁波技术对非金属管道检测难点（如:分层和接头处等特殊位置检测）具有较好的检测能力;非金属管道检测技术正在向自动化、集成化和在线监测方向发展;塑料和纤维增强复合材料大量应用于给排水、船舶、航空航天、汽车和风电叶片行业,非金属管道检测可以借鉴该类领域相关技术。研究结果可为保障石油天然气非金属管道安全运行、拓展行业应用范围、降低管道全生命周期成本提供参考。     

塔河油田站间伴生气管线腐蚀风险评价

塔河油田某站间伴生气管线输送气体H2S含量较高,若管线发生腐蚀,导致伴生气泄漏会污染环境,造成人员伤害,因此对该管线的腐蚀风险进行了评估。评估结果认为该管线在目前的运行工况和腐蚀环境下,使用GB 6479—2000的20#钢适用于SSC2酸性环境,不会发生硫化物应力腐蚀开裂;预测腐蚀速率为0.51 mm/a,以H2S为主的腐蚀可能产生严重的局部腐蚀或点蚀,需定期进行腐蚀监测。     

不同磁性金属丝对丙烷爆炸反应抑制机理研究

为探究不同材质金属丝自身磁性差异对抑制气体爆炸的影响，在密闭圆形管道中进行丙烷-空气爆炸实验，采取爆炸瞬态压力测试、产物组成色谱检测和数值模拟机理分析相结合的方法进行探究。结果表明:与填装非磁性铝丝组相比，铁磁性铁丝组爆炸压力峰值更低；产物中一氧化碳和二氧化碳含量减少，残余丙烷和生成烃类物质种类和含量均增多；模拟分析得到温度敏感性基元反应R96，R1，R334，R276，R396，R254促进温度升高，R104，R409，R19，R358抑制温度升高；铁磁性的铁丝可能由于自身的感应磁场效应使其抑制自由基反应较铝丝更为有效。研究方法将产物分析与数值模拟相结合，对分析爆炸特性和抑爆机理具有参考意义。     

埋地油气管道沿线土壤腐蚀性可拓评价研究

油气管道长期埋设在土壤环境中会受到各种侵蚀介质的腐蚀并引发泄漏、火灾、爆炸等事故。针对土壤腐蚀因素复杂多变的特点,建立基于物元、可拓集合和关联函数的埋地油气管道沿线土壤腐蚀性评价模型;选取土壤电阻率、自然电位、氧化还原电位、pH值、含水率、Cl-含量、SO42-含量7个评价指标,将土壤对油气管道腐蚀的严重程度划分为低、较低、中、强和较强5个等级;采用客观赋权的变异系数法（CV法）来确定土壤腐蚀性评价指标的权重,避免了以往评价方法的主观性,进一步提高模型的精度和效率。以某埋地天然气管道5个管段土壤为例,可拓评价结果表明4#土壤的腐蚀性较强,其他土壤腐蚀性中等,这与外腐蚀检测结果吻合,证明所想出的模型简便、高效、精确,具有很好的科学性和工程应用性。