保温层下管道腐蚀监测系统及应用研究

为预防保温层下管道腐蚀带来的严重问题,必须采取有效措施进行腐蚀在线监测,以了解管道的剩余壁厚情况。在分析现有的腐蚀监测技术不足的前提下,基于γ射线数字扫描检测技术（GSDT）,研发了1套保温层下管道腐蚀在线监测系统,该系统可以实现对保温层下腐蚀管道剩余壁厚在线监测,并通过带保温层管道的检测试验和t-分布分析方法检验腐蚀监测系统的检测精度,最后以某化工企业为例,验证了该系统的有效性。结果表明:腐蚀监测系统可以实现对保温层管道剩余壁厚的监测,保温层和高密度介质不影响管壁厚度的测量结果,且使用所研发的腐蚀监测系统监测到的管道腐蚀速率与现场实际腐蚀速率基本一致。     

储气井定期检验上管段井筒壁厚分析

储气井上管段是外腐蚀导致壁厚减薄较易发生的部位。储气井的外腐蚀存在不均匀性，本文采用反距离空间插值法对储气井上管段的壁厚离散数据做了整体分析，分析结果与现场实际情况基本符合。储气井地表周围应避免潮湿等带来外腐蚀，其固并方法应淘汰落后的固井灌浆工艺的同时须加入扶正器以实现水泥环的均匀保护。     

脉冲涡流检测技术在氨制冷承压设备检验中的应用

为解决氨制冷系统压力容器及压力管道等承压设备在线检验的技术问题,在不拆除保温层状态下完成腐蚀检测。采用脉冲涡流壁厚扫查技术并结合超声波测厚技术验证,可以检测出低压侧承压设备的壁厚减薄状态。通过提高仪器的发射功率、采用聚焦型小探头等方法,检测具有100 mm厚保温层及0.6 mm厚外防护层的设备,并与超声测厚数据比对可知,其相对误差未超过6%。结果表明,脉冲涡流壁厚扫查技术能够实现对低压侧保温设备的腐蚀检测,为氨制冷系统的在线检验提供了技术支持。     

基于电磁超声技术的管道壁厚检测研究

将电磁超声技术应用于管道壁厚检测现场时,由于探头换能效率低而导致底面反射信号弱、测量结果精度低、数据稳定性差等问题出现。本研究采用试验验证的方法对电磁超声探头中,检测线圈的缠绕圈数和永磁铁的磁场强度进行了优化,并在外径100mm和300mm的碳钢管道上进行了壁厚检测试验。结果表明：随着检测线圈圈数和磁场强度的增大,底面反射信号的波形更加清晰、幅度更高,整个声程范围内的噪声干扰明显降低。优化后的电磁超声检测系统能够满足管道壁厚检测的技术要求。     

基于Ansys的含未焊透缺陷管道剩余寿命分析

工业管道由于使用年限过长,外界环境腐蚀以及管道缺陷的影响,对其进行检测是保障后期安全生产的重要手段。为了预测整个管线的安全使用寿命,准确测量预测管道壁厚及管道剩余强度,充分利用检测数据,建立Ansys模型进行分析预测,以相应的评价规范计算结果,与管道实际工况进行对比验证。为同类型管道检测提供参考,减少检测成本,提高工作效率,减少后期安全隐患。     

场站架空管道点蚀组合检测技术及应用

点状腐蚀是石油天然气场站内极为危险的腐蚀类型,目前的全面检验过程中对于点蚀的检测普遍采用超声波壁厚的方法,检测有效性低,而且单点检测方式无法对一定距离内的管道开展全覆盖检测。本文对比分析目前常用的检测技术,提出低频导波、漏磁和超声波测厚组合检测的方法。经过现场应用,组合检测方法可以发挥各检测技术的优势,提高点蚀缺陷的检测有效性。     

有限元分析不同形状腐蚀坑水冷壁管的剩余强度

基于ANSYS有限元软件,对含不同形状腐蚀坑水冷壁管剩余强度进行了研究。研究表明,将管壁上腐蚀坑简化为柱状,当腐蚀坑直径和腐蚀深度组合达到?5 mm-80%壁厚、?8 mm-70%壁厚、?12 mm-60%壁厚3种情况时,腐蚀坑直径和腐蚀深度增加则可认为腐蚀区失效;将腐蚀坑简化为球形,当腐蚀坑直径和腐蚀深度达到10H-70%壁厚(H为腐蚀深度)时,腐蚀坑直径或深度增加则可认为腐蚀区域失效;将腐蚀坑简化为矩形,当腐蚀坑尺寸和腐蚀深度达到6H-60%壁厚时,腐蚀深度和尺寸增加会造成腐蚀区域失效。相同尺寸和腐蚀深度的柱形坑、球形坑和矩形坑,球形坑最安全,柱形腐蚀坑最容易失效。     

红外热成像叠减分析的应用探讨

本文探讨了利用红外热图像叠减分析方法识别金属壁厚减薄缺陷的可能性。结合蒸馏装置常顶挥发线出口第一弯头管线的现场实测数据,利用红外叠减分析软件对红外热图像进行了叠减分析,并使用超声波测厚仪验证识别结果的可靠性。研究表明:在平衡状态且外界温度不变的条件下,金属壁厚与温度之间无明显对应关系;在2个不同的热平衡状态下,用外壁温差判断壁厚大小比直接用检测的温度场数据有更高的可靠性;利用红外叠减分析法可以定性的识别金属壁厚薄弱区域,结合超声波技术可以快速评价金属减薄程度和状态。     

带包覆层压力管道焊缝定位技术研究

本文利用脉冲涡流检测技术对带包覆层压力管道焊缝进行了定位研究。自行搭建了一套脉冲涡流检测系统,包含控制单元、信号发射单元、功率放大单元、检测探头等组成部分。利用该装置实现了壁厚10mm Q235钢管,在50mm厚岩棉绝热层和0.75mm厚铝皮保护层下焊缝的定位检测。研究结果对脉冲涡流检测技术在承压设备壁厚腐蚀减薄、埋地管道检测等领域的应用具有指导意义。     

超声波地下高压储气井壁厚腐蚀测量及探伤系统

<正>由山东省特检院鲁特科技开发公司与上海鼎声联合幵发的地下储气井井壁自动化综合检测系统为专门用于野外地下储气井定检应用的综合测量系统,可定量检测出壁厚腐蚀及管壁内的周向裂纹。该设备经过多年的实践检验,工作稳定,操作方便,数据分析准确。原理与特点:1、该设备采用阵列式探头,将壁厚腐蚀检测和裂纹检测综合在一起,使储气井检测更加全面。2、检测器整合了探头激励、信号接收放大、信号处理与传输功能,提高了信号保     

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。     

连续起伏管道投产过程中的气相运移研究*

为应对山区液体管道在投产过程中可能出现的气阻、超压问题,从气相运移角度出发,建立液顶气模型,研究在1个U型单元内积气形成、压缩和破碎的全过程,在此基础上,提出连接各个U型单元的气相的传递函数,探讨背压累积因素下,连续起伏管道投产过程中各个U型管段的积气情况和压力的变化,进行动态的建模和计算。以国内某原油管道的现场投产数据与模型结果进行比对。结果表明:可以更加准确地预测山区液体管道投产过程中的气相传递和压力变化过程,能为未来连续起伏大落差液体管道投产的安全稳定运行提供理论指导和技术支持。     

民居内燃气泄漏爆炸特性及其数值仿真研究进展

为研究民居内可燃气体爆炸规律及特点,预防燃气泄漏爆炸案/事件发生,提高案/事件现场勘验与侦破效率,综述受限空间内燃气爆炸的形成机理和传播特性、现场结构和障碍物对爆炸的影响规律以及爆炸后现场勘验和重建技术方法,阐述数值仿真技术在气体爆炸案件现场勘验和重建中发挥的作用。研究结果表明：民居内燃气爆炸现场特征明显异于传统爆炸类案件现场,尤其是炸点特征存在差异;数值仿真可有效揭示燃气泄漏爆炸的形成、传播和作用机理;目前,燃气爆炸实验研究方法和体系需进一步统一,以提高研究结论普适性。研究结果可为民居内燃气爆炸现场勘验和重建提供技术支持。     

气瓶腐蚀缺陷应力分析及寿命预测*

为研究气瓶全生命周期腐蚀缺陷与剩余寿命的关系,基于ANSYS建立某型号车用压缩天然气钢瓶有限元模型,分析内腐蚀深度0.1~3.0 mm状态下,气瓶Mises应力分布与应力强度变化规律;根据应力分析,应用局部应力应变理论和修正的Manson Coffin公式进行寿命预测。结果表明:随着气瓶腐蚀缺陷的加深,气瓶额定载荷下的应力分布呈现向缺陷区域集中、应力强度增大的趋势,且腐蚀曲线存在明显拐点;使用应力分析与寿命预测相结合的方法,得出含腐蚀缺陷车用气瓶寿命—腐蚀深度关系曲线,可为气瓶安全使用管理提供参考。     

环空带压气井保护液液位测试方法研究

为了有效检测环空保护液位,评估气井环空带压情况,在传统回声法检测的基础上,提出了基于频谱分析及自相关分析的2种液位检测方法;搭建了液位检测试验系统,开展了不同环空压力下的液位检测试验,计算了不同压力下的环空声速;设计了FIR低通滤波器对液面回波信号进行滤波处理,同时利用了上述2种方法计算液位值并与实际值及传统液位计算方法对比,得出了声衰减系数并评判了衰减过程对液面回波信号频谱分析的影响程度。研究结果表明:设计的FIR低通滤波器适用于所建液位检测试验的滤波处理过程;频谱分析及自相关分析都能够有效检测液位高度,最大误差分别为1.65%和0.61%,自相关分析方法具有更高的精确度;声衰减系数整体较小,对液面回波信号频谱分析结果影响较小。     

天然气管道不同孔径泄漏失效概率量化方法研究*

为研究不同孔径泄漏下天然气管道失效概率,首先基于EGIG数据库和UKOPA数据库天然气管道历史失效数据,计算由不同失效原因导致3种孔径泄漏所占比例;然后将我国管道各原因基础失效概率按照对应比例分别进行修正,获得较适用于我国天然气管道特点的不同孔径泄漏基础失效概率;最后分别考虑第三方破坏、腐蚀、施工缺陷/材料失效、误操作、自然力破坏5种失效原因,完成对天然气管道不同孔径泄漏基础失效概率的修正计算。研究结果表明:小孔泄漏、中孔泄漏和破裂泄漏的基础失效概率分别为0.173,0.128,0.048次/（103 km·a）;修正因子包括管径、埋深、壁厚、管龄、防腐层类型、管道所处区域,上述因子能够满足不同场景下天然气管道失效概率的修正计算;概率量化方法综合考虑失效原因、泄漏孔径以及管道本体信息,能够定量化预测天然气管道失效概率,为天然气管道定量风险评价提供数据支撑。     

温度交变下液态乙烷回气管线热应力数值计算与现场测试*

为解决低温交变载荷下液态乙烷回气管线面临的安全问题,采用有限元法和现场试验研究管线在低温交变载荷下无裂纹和含轴向裂纹管线的热应力分布。结果表明:管内温度沿周向和轴向分布具有较大的不均匀性,内外壁温度分布趋势基本相似;随着计算时间的延长,管线整体热应力先增大再减小;卸压、温度回升过程中,管内温差逐渐减小,热应力逐渐减小;裂纹处的热应力大于远离裂纹及无裂纹处的热应力;对管线热应力变化进行现场监测,试验数据与仿真结果吻合。研究结果可为低温情况下液态乙烷回气管线的方案设计提供参考和指导。     

深水钻井隔水管磁记忆内检测装置研发及应用

为了解决深水钻井隔水管裂纹、磨损、疲劳损伤等检测难题,基于磁记忆检测技术研制1种内检测器.其主要结构包括:数据采集腔,周向布置的60路GMR高灵敏度传感器,导向支撑轮,吊装牵拉钩等.该设备可以在不拆卸浮力块的情况下完成隔水管内壁的覆盖式扫查.结果表明:检测器具备较高的可靠性,操作简单、检测效率高;检测数据可以有效反映隔...     

Safety and reliability assessment of external corrosion defects assessment of buried pipelines—soil interface: A mechanisms and FE study

Due to local liquid accumulation (AL) in the low-lying section of the buried natural gas pipeline, external corrosion will occur at the interface between the pipeline and the soil. External corrosion will produce pit defects, which will reduce the bearing capacity of the pipeline and affect the normal operation of the pipeline. In addition, corrosion group defects can interact with each other. Thus, the service life of the pipeline is seriously affected. In this work, a case of local corrosion failure of the pipeline caused by liquid accumulation on-site is presented. The importance of this work is verified by experiment and field excavation. Besides, based on the Mises-Stress yield criterion, nonlinear analysis was carried out with the finite element method (FEM). The effects of internal pressure, corrosion pit defect size, internal and external wall corrosion, corrosion pit group, and different types of volumetric corrosion pit defects on the failure of L360QS steel pipe were analyzed with consideration of the effects of axial and circumferential zones of corrosion pits. These correlations have not been seen in previous studies. The FE results make up for the disadvantage that the corrosion is simplified to equal depth corrosion in the code, which will underestimate the residual strength of the actual corroded pipeline and lead to unnecessary repair or replacement. The results provide a reference for failure analysis and strength evaluation of buried L360QS steel pipe with corrosion defect.