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油气输送管道失效分析技术现状及研究进展 被引量:2
1
作者 王春妮 李健 +3 位作者 白真权 王聪 孙冰花 李奥 《石油管材与仪器》 2024年第1期1-8,共8页
油气输送管道在长期服役过程中易出现失效问题并带来安全和经济风险。概述了油气输送管道的失效类型及特点,对失效分析技术现状及其研究进展进行了综述。将数字技术和智能化技术融入到传统的无损检验和断口失效分析中,大幅提高了常用失... 油气输送管道在长期服役过程中易出现失效问题并带来安全和经济风险。概述了油气输送管道的失效类型及特点,对失效分析技术现状及其研究进展进行了综述。将数字技术和智能化技术融入到传统的无损检验和断口失效分析中,大幅提高了常用失效分析技术的时效性和准确性;总结归纳了油气输送管道失效评估技术与计算机模拟分析技术的研究现状及进展,评述了其中的问题,指出了未来的发展方向。最后对油气输送管道失效预测预警新技术进行了展望。 展开更多
关键词 油气输送管道 失效 失效分析 失效评估 计算机模拟分析
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石油管和装备的失效分析及预测预防
2
作者 冯耀荣 王新虎 李鹤林 《石油管材与仪器》 2025年第1期1-12,共12页
论述了深入开展石油管和装备失效分析预测预防的重要意义,介绍了石油管和装备失效分析预测预防的发展概况,对失效分析预测预防理论技术进行了探讨,提出了石油管和装备失效控制及预测预防的思路和措施。失效分析预测预防是研究系统、机... 论述了深入开展石油管和装备失效分析预测预防的重要意义,介绍了石油管和装备失效分析预测预防的发展概况,对失效分析预测预防理论技术进行了探讨,提出了石油管和装备失效控制及预测预防的思路和措施。失效分析预测预防是研究系统、机械及其零部件失效诊断、失效预测和失效预防的理论、技术和方法及其工程应用的一门新兴交叉学科,对于提高产品质量和可靠性、确保使用安全,提高经济和社会效益,促进科技发展进步等具有重大意义。失效分析预测预防与完整性技术和管理、可靠性工程紧密结合,对推动失效分析预测预防理论技术发展和工程实践具有重要指导作用。针对我国石油工业安全和效益开发需求,继续深入开展石油管和装备失效分析预测预防、发展完整性和可靠性工程技术十分必要和迫切。石油管和装备失效分析预测预防与完整性评价及完整性管理和可靠性工程,其根本目的是一致的。基于可靠性的设计、完整性理论技术及可靠性工程是石油管和装备技术发展的重要方向;失效分析、失效预测、失效预防是一个完整的理论技术体系;失效分析预测预防理论技术已逐步由定性向定量发展,与完整性理论技术和可靠性工程紧密结合,正在逐步纳入相关标准规范,运用于石油管和装备设计/选材/制造/使用/维护的全寿命周期。数字化、智能化和智慧化理论技术的引入,将进一步提升失效分析预测预防的理论技术水平,也是今后发展的重要方向。 展开更多
关键词 石油管 油井管 油气输送管 石油装备 失效分析 失效控制 失效预防
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油气田注入井况中管材氧腐蚀的研究进展
3
作者 宋文文 谢俊峰 +4 位作者 赵密锋 袁军涛 谭凤玲 付安庆 李轩鹏 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第10期112-117,共6页
油气田注入井况中管材腐蚀问题突出,造成油气行业严重的资源浪费及安全隐患,而氧腐蚀已成为导致管材穿孔失效的主要原因之一。综述了近年来油气田注入环境中管材氧腐蚀的研究进展,重点关注了注入井况、注入参数(如工艺条件、温度、含氧... 油气田注入井况中管材腐蚀问题突出,造成油气行业严重的资源浪费及安全隐患,而氧腐蚀已成为导致管材穿孔失效的主要原因之一。综述了近年来油气田注入环境中管材氧腐蚀的研究进展,重点关注了注入井况、注入参数(如工艺条件、温度、含氧量、流速等)对金属材料氧腐蚀的影响,探讨了氧腐蚀的机理及防护方法,并分析了目前研究中存在的不足。结合油气田工程需求,对未来该领域的研究工作提出了建议。 展开更多
关键词 氧腐蚀 注入井环境 注入参数 氧含量 管材
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深层页岩油气用抗非均质载荷套管开发和性能评价
4
作者 董晓明 李恒政 卢小庆 《石油管材与仪器》 2024年第3期7-10,I0004,共5页
针对深层页岩油和页岩气开采特点及服役条件,开发出BG125HC高强度抗非均质载荷套管,并对其力学性能进行了测试。结果表明,BG125HC高强度抗非均质载荷套管冲击功不小于名义屈服强度值的10%(Akv≥YS_(min)/10),150℃下屈服强度降低5.9%;... 针对深层页岩油和页岩气开采特点及服役条件,开发出BG125HC高强度抗非均质载荷套管,并对其力学性能进行了测试。结果表明,BG125HC高强度抗非均质载荷套管冲击功不小于名义屈服强度值的10%(Akv≥YS_(min)/10),150℃下屈服强度降低5.9%;压溃强度超出API标准要求37%;抗剪切变形能力较Q125钢级套管提高17%。BG125HC高强度抗非均质载荷套管适用于深层页岩油和页岩气资源规模开发。 展开更多
关键词 抗非均质载荷 压溃强度 页岩气 页岩油
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页岩油气井筒全生命周期完整性技术研究进展 被引量:2
5
作者 杨尚谕 闫炎 +2 位作者 韩礼红 曹婧 牟易升 《石油管材与仪器》 2024年第3期1-6,I0003,I0004,共8页
综述了国内外页岩油气开发全生命周期井筒完整性失效的概况。明确了失效形式分为两大类,一是结构完整性失效,即套管产生变形;二是密封完整性失效,即出现环空带压现象。总体来看,我国的页岩气井筒完整性失效问题明显比国外严重,其中套管... 综述了国内外页岩油气开发全生命周期井筒完整性失效的概况。明确了失效形式分为两大类,一是结构完整性失效,即套管产生变形;二是密封完整性失效,即出现环空带压现象。总体来看,我国的页岩气井筒完整性失效问题明显比国外严重,其中套管变形问题严重制约了我国页岩气的高效开发。分析了页岩气井筒完整性失效机理,包括压裂前的下套管、注水泥、水泥候凝、分段压裂等多个阶段。分析表明,复杂的地应力条件、地层各向异性、长水平段非均质性、岩性界面、断层和裂缝发育、井眼轨迹质量差、下套管困难等对压裂前套管的原始应力有明显影响。在压裂过程中,套管承受拉压交变载荷、近井地应力场及地层性质动态变化、裂缝非均匀扩展、微断层滑移、套管温度的急剧变化、水泥环出现微环隙或微裂隙等是导致井筒完整性失效的原因。对中国页岩气井套管变形问题而言,以地层滑移的影响最为显著。最后提出了井筒完整性控制方法,包括:井眼轨道优化与轨迹控制、套管钢级与壁厚优选、固井方式优化、水泥浆体系优化、分段分簇及压裂参数优化等,可为我国页岩气井筒完整性失效问题的治理提供参考。 展开更多
关键词 页岩油气 井筒完整性 下套管 固井 多级压裂
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页岩油气井复杂压裂工况下套管载荷研究 被引量:2
6
作者 马文海 曹婧 +4 位作者 黄伟明 苏展飞 刘向斌 韩礼红 杨尚谕 《石油管材与仪器》 2024年第3期25-32,I0004,共9页
页岩油气井多级压裂过程中井筒温度变化剧烈及井筒内压频繁交替升降,导致其水平段套管处于复杂的力学环境中,该部位的套管容易出现变形。建立了包括温度效应的套管应力分布有限元模型,计算分析了油气井多级压裂过程中井筒温度变化趋势... 页岩油气井多级压裂过程中井筒温度变化剧烈及井筒内压频繁交替升降,导致其水平段套管处于复杂的力学环境中,该部位的套管容易出现变形。建立了包括温度效应的套管应力分布有限元模型,计算分析了油气井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及对井筒受力的影响,确定了多级压裂过程中套管承受的应力变化规律。对SY1井多级压裂过程中井筒温度变化趋势及套管承受的应力等进行了计算分析。结果表明,一次压裂过程中井筒内温度由147℃下降至77℃,在120 min的压裂过程中,在500 s内温度由77℃快速上升至140℃,然后缓慢上升至145℃。温度效应模型中套管承受的Mises应力随多级压裂级数的增加呈现增大的趋势(压裂压力+热效应),在43.18 h后达到最大值,套管内壁和外壁承受的Mises应力分别为457.7 MPa和417.79 MPa,该内壁应力比无温度效应条件下套管内壁承受的应力增加了24.72%。因此,对复杂压裂工况下的套管强度进行设计时,应分析井筒内温度效应对套管承受的应力的影响。 展开更多
关键词 页岩油气 压裂 套管 温度 压力 载荷
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增材制造国内外标准发展及石油装备标准化工作建议
7
作者 李为卫 《中国标准化》 2024年第9期61-68,共8页
增材制造(AM)作为一种改变传统制造理念和模式的创新技术,已成为引领科技创新和产业变革的关键技术之一,因而,在航空航天、医疗、机械制造等行业中被逐步广泛应用,但在石油行业的研究和应用相对滞后。为推动增材制造在石油工业中的应用... 增材制造(AM)作为一种改变传统制造理念和模式的创新技术,已成为引领科技创新和产业变革的关键技术之一,因而,在航空航天、医疗、机械制造等行业中被逐步广泛应用,但在石油行业的研究和应用相对滞后。为推动增材制造在石油工业中的应用,本文跟踪分析了国内外增材制造领域标准的最新进展,对石油装备增材制造标准化发展提出了建议。为促进增材制造技术在石油装备制造领域的应用,标准化工作应先行,在现有国家和ISO标准基础上尽快建立石油装备材料增材制造标准体系,找到产品应用突破口,借鉴国外先进增材制造标准,制定相应的产品技术要求和质量检验与认证认可标准,并要做好与现有标准、规范的衔接。 展开更多
关键词 增材制造(AM) 石油装备 标准化
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用于原油精馏塔中抑制铵盐腐蚀的一种硫脲缓蚀剂性能及其机理
8
作者 魏晓静 闻小虎 +2 位作者 李小龙 葛鹏莉 龙武 《石油化工》 北大核心 2025年第3期355-363,共9页
以N,N'-二苄基硫脲(DBTU)为缓蚀剂,将其加入NH4Cl中对SAE1020碳钢进行腐蚀,通过SEM、原位电化学测试探讨了DBTU对NH4Cl腐蚀行为的抑制机理。同时采用第一性原理计算和从头算分子动力学模拟,深入分析了DBTU分子在Fe表面的吸附行为及... 以N,N'-二苄基硫脲(DBTU)为缓蚀剂,将其加入NH4Cl中对SAE1020碳钢进行腐蚀,通过SEM、原位电化学测试探讨了DBTU对NH4Cl腐蚀行为的抑制机理。同时采用第一性原理计算和从头算分子动力学模拟,深入分析了DBTU分子在Fe表面的吸附行为及其对NH4Cl腐蚀过程的抑制效果。实验结果表明,DBTU同时通过提升电荷转移电阻和产物层电阻来有效提高界面处的阻抗,提高了产物膜的致密性与均匀性从而抵抗腐蚀介质渗透。DBTU含量为80 mg/L时SAE1020碳钢的缓蚀效率可达95%左右。DBTU分子的主要活性位点为S原子和邻近的C原子,DBTU在Fe表面的吸附通过4个S—Fe键和1个C—Fe键形成,从而提高了DBTU分子在Fe表面的覆盖度,抑制了NH4Cl水解,降低了腐蚀介质的电荷传递速率。 展开更多
关键词 NH4Cl腐蚀 缓蚀剂 第一性原理 分子动力学
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拉伸载荷下非金属敷缆复合连续油管力学行为模拟研究
9
作者 张学敏 张雪茹 +2 位作者 李厚补 齐国权 高雄 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第1期94-101,共8页
非金属敷缆复合连续油管在起下及采油过程中因自重而承受拉伸载荷,明确敷缆管在该载荷下的力学行为,可以为敷缆管的安全服役提供指导。采用有限元软件,构建了非金属敷缆复合连续油管的三维数值模型,分析了敷缆管在拉伸载荷下的力学行为... 非金属敷缆复合连续油管在起下及采油过程中因自重而承受拉伸载荷,明确敷缆管在该载荷下的力学行为,可以为敷缆管的安全服役提供指导。采用有限元软件,构建了非金属敷缆复合连续油管的三维数值模型,分析了敷缆管在拉伸载荷下的力学行为及其各结构层的力学响应,探究了敷缆工艺参数(缆线缠绕及分布角度)对敷缆管力学特性的影响。研究表明:在拉伸载荷下,敷缆管所有结构层的应力均因缆线缠绕呈螺旋式分布;敷缆管拉伸至失效时,会经历弹性变形、过渡和屈服变形3个阶段,此时管内缆线处于小塑性均匀变形状态;减小缆线缠绕角度,可以提高敷缆管的弹性模量及其轴向承载能力,但会使敷缆管提前进入过渡阶段,进而发生屈服;缆线分布角度对敷缆管力学特性的影响不大。因此,在生产制造该类敷缆管时应着重考虑管内缆线的缠绕角度,该参数与敷缆管在拉伸载荷下力学性能的相关性较大。 展开更多
关键词 非金属敷缆 连续油管 拉伸载荷 力学特性 缆线 有限元分析
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排水采气井场工艺管道腐蚀失效分析
10
作者 宋成立 宁长春 +2 位作者 方艳 马超 王帅 《材料保护》 2025年第1期141-148,共8页
对排水采气井场一段工艺管道开展失效分析,以明确管道的失效原因。采用了宏观检查、化学成分分析、金相组织检验、腐蚀产物微观表征等方法,重点分析了管道材质性能、腐蚀过程及机理。结果表明:该管道本体和焊缝的材料性能差异较大,管道... 对排水采气井场一段工艺管道开展失效分析,以明确管道的失效原因。采用了宏观检查、化学成分分析、金相组织检验、腐蚀产物微观表征等方法,重点分析了管道材质性能、腐蚀过程及机理。结果表明:该管道本体和焊缝的材料性能差异较大,管道表面产物成分主要是CaCO_(3)、FeCO_(3)、Cu和Cu_(2)O,管道发生了点蚀、冲蚀和垢下腐蚀3种损伤形式。失效原因主要是在含CO_(2)、Cl^(-)等酸性介质和较高温度的环境下,焊缝优先发生电化学腐蚀,以及在高流速下弯头外弧侧产生显著的冲刷腐蚀,并在容易结垢的直管段引起垢下腐蚀,最终导致在焊缝和弯头外弧侧优先穿孔泄漏。建议对同类型排水采气井场的工艺管道焊缝和弯头进行无损探伤,对发现腐蚀严重的管段及时更换,同时加强对新建管道焊接质量的监控。 展开更多
关键词 排水采气 腐蚀 冲蚀 垢下腐蚀 失效
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电弧增材制造高强钢80Ni显微组织和性能演变规律
11
作者 张帅 池强 +1 位作者 王俊 江涛 《石油管材与仪器》 2025年第2期21-28,共8页
电弧增材制造具有高沉积效率、高材料利用率、成本低的特点,为高端油气装备大型金属构件的制造提供了新的途径。本文采用CMT(Cold Metal Transfer)增材工艺制备了80Ni高强钢试样,研究了增材制造过程中低碳高强钢材料的微观组织和力学性... 电弧增材制造具有高沉积效率、高材料利用率、成本低的特点,为高端油气装备大型金属构件的制造提供了新的途径。本文采用CMT(Cold Metal Transfer)增材工艺制备了80Ni高强钢试样,研究了增材制造过程中低碳高强钢材料的微观组织和力学性能演变规律。结果表明,增材制造80Ni高强钢显微硬度与局部区域的显微组织有密切关系。整个增材制造试样主要由焊道内部的柱状晶区域和焊道间的等轴晶区域组成。在试样顶部和边缘区域,快速冷却形成的贝氏体和少量马氏体导致硬度较高,而试样中心区域多次加热形成的多边形铁素体和珠光体导致硬度降低。同时,增材制造试样的拉伸性能也呈现各向异性,沿扫描方向和搭接方向材料的抗拉强度和屈服强度均高于增材方向。这些发现为CMT增材制造工艺优化和增材构件的力学性能调控提供了参考。 展开更多
关键词 电弧增材制造 高强钢 显微组织 显微硬度
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油管双公短节断裂原因分析
12
作者 潘志勇 李德宁 +5 位作者 石凯 邱贻旺 王芳 刘晓传 王建军 杨尚谕 《石油管材与仪器》 2025年第2期92-96,共5页
某油气井中油管的双公短节发生了断裂事故。为了确定其断裂原因,对该短节进行了断口宏观分析、尺寸测量和材料理化性能试验,并对试验结果进行了综合分析。结果表明,该油管双公短节的断口上存在人字形状的条纹形貌,属于脆性断口形貌。短... 某油气井中油管的双公短节发生了断裂事故。为了确定其断裂原因,对该短节进行了断口宏观分析、尺寸测量和材料理化性能试验,并对试验结果进行了综合分析。结果表明,该油管双公短节的断口上存在人字形状的条纹形貌,属于脆性断口形貌。短节材料的化学成分符合API Spec 5CT标准的要求,但其屈服强度和冲击吸收能不符合API Spec 5CT标准的要求。由于该油管双公短节材料的金相组织中存在马氏体和上贝氏体,所以其材料冲击韧性差,导致该短节发生了脆性断裂失效。 展开更多
关键词 油管双公短节 断裂 金相组织 冲击韧性 脆性断裂
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某输气管道内腐蚀穿孔原因分析
13
作者 李轩鹏 李彦鹏 +2 位作者 崔鹏 胡斌 付安庆 《石油管材与仪器》 2025年第2期97-102,共6页
针对某天然气输送管道腐蚀穿孔失效问题,通过对失效样品进行理化性能试验,结合宏观形貌、微观形貌与能谱、物相成分等分析,确定了造成输气管道腐蚀失效的主要因素。结果表明,该管道发生的局部腐蚀与内穿孔部位主要集中在6点钟方向,金相... 针对某天然气输送管道腐蚀穿孔失效问题,通过对失效样品进行理化性能试验,结合宏观形貌、微观形貌与能谱、物相成分等分析,确定了造成输气管道腐蚀失效的主要因素。结果表明,该管道发生的局部腐蚀与内穿孔部位主要集中在6点钟方向,金相组织与硬度测试结果均符合标准要求,而C含量低于GB/T 8163—2018标准值;通过微观形貌和腐蚀产物分析可知,生成的腐蚀产物膜疏松多孔,腐蚀产物主要为FeS与FeCO_(3),结合该失效管道输送的腐蚀介质成分分析,判断该管道发生内腐蚀穿孔失效主要是湿天然气中携带的H_(2)S和CO_(2)共同作用的结果。建议该类腐蚀工况中应使用抗CO_(2)和H_(2)S腐蚀的管道或添加缓蚀剂等措施减缓管道腐蚀。 展开更多
关键词 腐蚀失效 天然气管道 20#钢 CO_(2) H_(2)S
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含H_(2)S/CO_(2)集输管线用复配缓蚀剂的合成及性能研究
14
作者 李小龙 张娟涛 +3 位作者 魏晓静 高宁 王远 贺波 《石油管材与仪器》 2025年第1期27-33,共7页
针对塔里木盆地某区块含H_(2)S/CO_(2)介质集输管线腐蚀严重的问题,以月桂酸、N-(2-羟乙基)乙二胺为原料通过酰胺反应和环化反应合成了咪唑啉中间体,再加入氯化苄,合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂;以喹啉、氯化苄为原料,合成了喹啉季铵盐缓蚀剂... 针对塔里木盆地某区块含H_(2)S/CO_(2)介质集输管线腐蚀严重的问题,以月桂酸、N-(2-羟乙基)乙二胺为原料通过酰胺反应和环化反应合成了咪唑啉中间体,再加入氯化苄,合成咪唑啉季铵盐缓蚀剂;以喹啉、氯化苄为原料,合成了喹啉季铵盐缓蚀剂;通过两种缓蚀剂复配并利用单因素失重法试验优选得到一种KM-1缓蚀剂(咪唑啉季铵盐与喹啉季铵盐的质量比为1∶3)。通过动态高温高压釜试验考察其在60℃、含H_(2)S/CO_(2)模拟水中对L245NS钢的缓蚀性能。结果表明,KM-1缓蚀剂的添加量为150 mg/L时缓蚀性能最佳,此时L245NS试片的平均腐蚀速率为0.0214 mm/a,缓蚀率可达到93.7%,主要归因于KM-1缓蚀剂可在试片表面吸附形成保护膜从而有效抑制了腐蚀。 展开更多
关键词 集输管线 咪唑啉季铵盐 喹啉季铵盐 H_(2)S腐蚀 CO_(2)腐蚀
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仪器化压痕拉伸性能测试技术发展现状与展望
15
作者 郭宇 高雄雄 +5 位作者 徐华天 李兰云 陈建 钟婷 杨悦 陈宏远 《石油管材与仪器》 2025年第2期9-15,共7页
仪器化压痕拉伸性能测试技术具有微损性和操作方便等特点,已经广泛用于金属材料拉伸性能的表征。结合在役石油管材拉伸性能测试需求,回顾了压痕测试技术的主要发展历程和压痕拉伸性能的测试原理,总结了压痕测试微区性能、压痕评估焊缝... 仪器化压痕拉伸性能测试技术具有微损性和操作方便等特点,已经广泛用于金属材料拉伸性能的表征。结合在役石油管材拉伸性能测试需求,回顾了压痕测试技术的主要发展历程和压痕拉伸性能的测试原理,总结了压痕测试微区性能、压痕评估焊缝匹配度及压痕法结合机器学习3个方面的发展现状,分析了造成常规拉伸测试与压痕测试结果差异性的原因,对仪器化压痕拉伸性能测试技术的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 压痕测试技术 微区性能 拉伸性能 机器学习
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Ⅳ型瓶内胆材料氢气及氦气的渗透行为
16
作者 张冬娜 丁楠 +2 位作者 陈勇彬 邵晓东 李厚补 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期84-88,共5页
对三种Ⅳ型高压储氢气瓶内胆材料尼龙6(PA6)的氢气和氦气渗透性进行了研究,主要分析了温度对渗透行为的影响以及两种气体渗透特性的差异。在15~55℃的测试温度范围内,氢气的透过系数高于氦气,两种气体的透过系数都随着温度的升高而增大... 对三种Ⅳ型高压储氢气瓶内胆材料尼龙6(PA6)的氢气和氦气渗透性进行了研究,主要分析了温度对渗透行为的影响以及两种气体渗透特性的差异。在15~55℃的测试温度范围内,氢气的透过系数高于氦气,两种气体的透过系数都随着温度的升高而增大,但通过对渗透活化能的对比,氦气对升温的依赖性更强。通过对比相同测试条件下两种气体的透过系数,得出了两种气体的转换系数的范围区间,为氦取代氢进行实验提供了数据支持。 展开更多
关键词 Ⅳ型瓶 内胆 氢气 氦气 渗透
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原位观察技术在高钢级管线钢微观组织研究中的应用
17
作者 陈越峰 杨耀彬 +4 位作者 何小东 齐丽华 David Han 张洪杰 张勇军 《石油管材与仪器》 2025年第1期40-46,共7页
介绍了超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)的工作原理,并利用HT-CLSM实现了高钢级管线钢微观组织转变的原位观察。首先,选用不同合金成分体系的X70和X80管线钢作为研究对象,在模拟手工电弧焊焊接工艺下实现了微观组织变化的实时观察,直观... 介绍了超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)的工作原理,并利用HT-CLSM实现了高钢级管线钢微观组织转变的原位观察。首先,选用不同合金成分体系的X70和X80管线钢作为研究对象,在模拟手工电弧焊焊接工艺下实现了微观组织变化的实时观察,直观展现了贝氏体相变过程,并分析了合金元素对贝氏体相变前晶粒尺寸的影响。其次,在管线钢TMCP成型保温过程中,研究了不同合金元素对X80管线钢晶粒尺寸的影响。最后,在模拟手工电弧焊焊接和熔化极气体保护自动焊焊接工艺下研究了不同冷速对X80管线钢贝氏体相变的影响。HT-CLSM可以为管线钢的合金成分设计以及生产工艺、焊接工艺的研究提供原位观察方法。 展开更多
关键词 超高温激光共聚焦显微镜 管线钢 微观组织 相变 合金元素
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多巴胺改性Fe_(3)O_(4)纳米颗粒对水性环氧涂层防腐性能的影响
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作者 曾戈 朱建康 +5 位作者 冯大成 朱新刚 钟晓迅 段煜 杨浩 宋星宇 《石油管材与仪器》 2025年第2期46-55,共10页
为了提高Fe_(3)O_(4)纳米颗粒在水性环氧树脂涂层中的分散性,增强涂层的防腐性能,通过原位聚合在Fe_(3)O_(4)纳米颗粒表面修饰聚多巴胺(PDA)以提高其分散性。将修饰后的Fe_(3)O_(4)@PDA复合材料添加到水性环氧树脂中,制备Fe_(3)O_(4)@PD... 为了提高Fe_(3)O_(4)纳米颗粒在水性环氧树脂涂层中的分散性,增强涂层的防腐性能,通过原位聚合在Fe_(3)O_(4)纳米颗粒表面修饰聚多巴胺(PDA)以提高其分散性。将修饰后的Fe_(3)O_(4)@PDA复合材料添加到水性环氧树脂中,制备Fe_(3)O_(4)@PDA/WEP复合涂层。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等表征手段对改性前后Fe_(3)O_(4)纳米颗粒表面化学成分及结构形貌进行分析,并利用极化曲线(Tafel)和电化学交流阻抗谱(EIS)探究了Fe_(3)O_(4)@PDA/WEP复合涂层的防腐性能。结果表明:多巴胺(DA)在Fe_(3)O_(4)纳米颗粒表面自聚合形成3 nm左右的聚多巴胺(PDA),提高了Fe_(3)O_(4)纳米颗粒在水性环氧树脂中的分散均匀性。与纯水性环氧涂层(WEP)相比,添加0.5%~1.0%(质量分数)Fe_(3)O_(4)@PDA的复合涂层腐蚀电流密度明显下降。其中,1.0%(质量分数)Fe_(3)O_(4)@PDA/WEP复合涂层的腐蚀电流密度为2.13×10^(-9)A·cm^(-2),比WEP涂层(1.52×10^(-7)A·cm^(-2))低2个数量级。聚多巴胺(PDA)的引入提供了丰富的反应活性位点,增强了Fe_(3)O_(4)纳米颗粒与树脂之间的界面相互作用,提高了涂层的交联密度,从而显著增强涂层的物理阻隔性能,表现出优异的防腐效果。 展开更多
关键词 聚多巴胺 Fe_(3)O_(4)纳米颗粒 水性环氧涂层 界面作用 物理阻隔
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埋地天然气管道泄漏失效分析
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作者 宋晓俊 梁龙贵 +3 位作者 陈庆国 郭旭 马超 来维亚 《石油管材与仪器》 2024年第2期76-80,共5页
某采气厂天然气管道发生了穿孔泄漏失效,为了确定该管道泄漏失效原因,对泄漏钢管的外观形貌、化学成分、金相组织、开路电位、力学性能和微观形貌等进行了试验分析。结果表明,泄漏钢管材料的化学成分和拉伸性能均符合GB/T 8163—2018标... 某采气厂天然气管道发生了穿孔泄漏失效,为了确定该管道泄漏失效原因,对泄漏钢管的外观形貌、化学成分、金相组织、开路电位、力学性能和微观形貌等进行了试验分析。结果表明,泄漏钢管材料的化学成分和拉伸性能均符合GB/T 8163—2018标准的要求。该管道泄漏是由于所输送天然气中的固体不溶物沉积后与管道钢管内壁裸露金属形成大阴极、小阳极腐蚀电池,使暴露金属发生了阳极溶解。另外,由于钢管内流体中的固体颗粒冲刷钢管内表面,钢管内表面金属阳极快速溶解,从而使钢管管壁逐渐减薄,最终导致该钢管管壁局部腐蚀穿孔失效。 展开更多
关键词 天然气 管道 腐蚀 失效分析
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非均匀载荷条件下射孔套管抗挤强度的影响规律研究
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作者 王鹏 闫炎 +3 位作者 张楠 邢俊杰 韩礼红 刘永红 《石油管材与仪器》 2024年第3期19-24,I0004,共7页
油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密,聚能射流穿孔过程中孔眼处存在的射孔裂纹将对射孔套管的抗挤强度产生显著影响。首先针对不同型号钢级的套管进行射孔侵彻实验;然后对无孔眼、机加孔眼和射孔孔眼试件进行静力外挤试验,对... 油气井套管抗挤毁性能与材料屈服强度关系紧密,聚能射流穿孔过程中孔眼处存在的射孔裂纹将对射孔套管的抗挤强度产生显著影响。首先针对不同型号钢级的套管进行射孔侵彻实验;然后对无孔眼、机加孔眼和射孔孔眼试件进行静力外挤试验,对比射孔裂纹影响下试件抗外挤性能的变化;最后通过有限元仿真分析了射孔裂纹的存在对套管抗挤性能的影响。结果表明:射孔初始裂纹会加剧孔眼处套管的应力集中现象,并使得射孔套管的抗外挤强度显著下降。此外,相较于孔密与相位,孔径对射孔套管抗外挤强度的降低效果最为显著。 展开更多
关键词 射孔 套管 抗挤强度 裂纹 有限元
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