隔热油管失效分析及CO 2 应力腐蚀试验研究

发布时间：2024-03-30 16:46

　　近年来,隔热油管的失效事故频繁发生,不仅造成了巨大的经济损失,还带来了环境污染。因此,隔热油管的失效成为油气田中亟待解决的问题。本文采用金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪等方法对隔热油管接箍的失效进行了分析,提出了可能的失效机理,并设计了隔热油管钢的CO₂应力腐蚀试验和不同介质下的腐蚀疲劳试验进行验证,得到以下结论:(1)失效隔热油管接箍的显微组织为回火索氏体,材料的化学成分和力学性能均符合API 5CT的标准要求。宏观断口形貌、微观裂纹及微观裂纹断裂面显示具有应力腐蚀的特征,腐蚀产物为FeCO₃。结合隔热油管接箍的工作环境,接箍会受到高温高压蒸汽的膨胀力和自身重力,在二氧化碳气体和水蒸气的腐蚀作用下,裂纹在接箍外表面的钳痕和切痕处萌生,并不断扩展,最终在接箍密封圈处发生断裂。因此,隔热油管接箍的失效可能是由CO₂应力腐蚀造成。(2)针对隔热油管接箍可能的失效机理,设计CO₂应力腐蚀试验。选取应力腐蚀试验标准溶液为5%NaCl+0.5%CH₃COOH+蒸馏水,在CO

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 油管的失效形式
    1.3 应力腐蚀
        1.3.1 应力腐蚀基本概念
        1.3.2 应力腐蚀机理
        1.3.3 二氧化碳腐蚀
    1.4 油管失效分析的现状
        1.4.1 应力腐蚀失效
        1.4.2 腐蚀疲劳失效
    1.5 本文研究内容
第二章 隔热油管接箍断裂原因分析
    2.1 引言
    2.2 隔热油管接箍的工作环境
    2.3 试验材料及分析方法
    2.4 试验结果
        2.4.1 宏观形貌
        2.4.2 化学成分分析
        2.4.3 显微组织分析
        2.4.4 力学性能分析
        2.4.5 微观裂纹分析
        2.4.6 裂纹断裂面分析
    2.5 讨论
    2.6 本章小结
第三章 隔热油管CO₂应力腐蚀试验研究
    3.1 引言
    3.2 油管钢的显微组织和性能
        3.2.1 试验材料与方法
        3.2.2 显微组织
        3.2.3 力学性能
    3.3 C型环的腐蚀行为
        3.3.1 试验材料及试样制备
        3.3.2 试样应力标定
        3.3.3 试验方法
        3.3.4 宏观腐蚀形貌
        3.3.5 微观腐蚀形貌
        3.3.6 试样截面分析
        3.3.7 腐蚀产物组成分析
    3.4 缺口C型环的腐蚀行为
        3.4.1 试验材料及方法
        3.4.2 试验过程
        3.4.3 宏观腐蚀形貌
        3.4.4 微观形貌分析
        3.4.5 腐蚀产物组成分析
    3.5 讨论
    3.6 本章小结
第四章 隔热油管缺口腐蚀疲劳试验研究
    4.1 引言
    4.2 空气介质中腐蚀疲劳
        4.2.1 试验材料及方法
        4.2.2 腐蚀疲劳寿命
        4.2.3 宏观形貌
        4.2.4 断口形貌
        4.2.5 腐蚀产物能谱分析
    4.3 蒸馏水介质中腐蚀疲劳
        4.3.1 试验材料及方法
        4.3.2 腐蚀疲劳寿命
        4.3.3 宏观形貌
        4.3.4 断口形貌
        4.3.5 腐蚀产物能谱分析
    4.4 含CO₂气体的蒸馏水中腐蚀疲劳
        4.4.1 试验材料及方法
        4.4.2 腐蚀疲劳寿命
        4.4.3 宏观形貌
        4.4.4 断口形貌
        4.4.5 腐蚀产物能谱分析
    4.5 讨论
    4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
在读期间公开发表的论文
致谢



本文编号：3942646