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1、解決方案示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼:CYKJ-FW-561編號(hào):_采油廠彎頭失效分析審核:_時(shí)間:_單位:_采油廠彎頭失效分析用戶指南:該解決方案資料適用于為完成某項(xiàng)目而進(jìn)行的活動(dòng)或努力工作過程的方案制定,通過完善工作思路,在正常運(yùn)行中起到指導(dǎo)作用,包括確定問題目標(biāo)和影響范圍、分析問題并提出解決方案和建議、成本計(jì)劃和可行性分析、實(shí)施和跟進(jìn)。可通過修改使用,也可以直接沿用本模板進(jìn)行快速編輯。某廠使用的彎頭出現(xiàn)穿孔失效現(xiàn)象,通過對(duì)失效樣品現(xiàn)場(chǎng)勘查以及對(duì)樣品宏觀觀察、理化性能分析及介質(zhì)化驗(yàn),得出樣品機(jī)械性能、金相組織符合要求,由于介質(zhì)存在礦化度高,導(dǎo)電性強(qiáng)的特點(diǎn)

2、,在電化學(xué)腐蝕趨勢(shì)下,致使局部蝕坑沿液體流動(dòng)方向不斷向縱、深擴(kuò)展,最終導(dǎo)致腐蝕穿孔現(xiàn)象發(fā)生。受采油廠委托,對(duì)其腐蝕穿孔的彎頭進(jìn)行失效原因分析。失效樣品使用及現(xiàn)場(chǎng)勘查情況失效樣品使用及現(xiàn)場(chǎng)勘查情況如下:該站5月21日投投產(chǎn),6月26日發(fā)現(xiàn)穿孔。截止目前共發(fā)生穿孔11處,現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)均發(fā)生在彎頭本體部位。失效樣品宏觀分析通過對(duì)樣品內(nèi)表面進(jìn)行觀察,可以看出:(1)穿孔區(qū)域明顯減薄,樣品內(nèi)表面存在明顯的溝槽狀腐蝕,腐蝕方向沿液體流動(dòng)方向,貫穿彎頭肘部?jī)?nèi)凹處。(2)腐蝕處無(wú)明顯腐蝕產(chǎn)物聚集,樣品內(nèi)表面覆蓋有黃色和黑色垢層。通過以上幾點(diǎn),可以看出此樣品存在典型的溝槽腐蝕的跡象,腐蝕方向沿液體流動(dòng)方向向縱、深處

3、發(fā)展。理化分析從樣品靠近失效區(qū)域截取樣品進(jìn)行金相分析及材質(zhì)化驗(yàn),從未失效樣品上截取試樣進(jìn)行機(jī)械性能試驗(yàn),結(jié)果如下(1)金相組織:鐵素體+珠光體(2)機(jī)械性能抗拉強(qiáng)度(410530):500,480,500;屈服強(qiáng)度(245):355,330,375斷后伸長(zhǎng)率(20%):26%,26%,26%(3)化學(xué)成分C: 0.21%;Si: 0.23%,Mn: 0.52%,P: 0.023%,S: 0.010%,Cr: 0.02%通過對(duì)樣品的理化分析,可以看出:(1)該樣品金相組織符合正火管材要求。(2)該樣品理化性能均符合20#鋼要求。輸送介質(zhì)分析采油廠提供水樣測(cè)試結(jié)果顯示:所檢混合液pH值6.9,呈弱

4、酸性,SRB菌6個(gè)/mL,含量較低,無(wú)硫化物,礦化度達(dá)到31006mg/L,氯離子含量為19169mg/L,屬于高礦化度強(qiáng)腐蝕性水,介質(zhì)的礦化度高,導(dǎo)電性強(qiáng),易發(fā)生電化學(xué)腐蝕,屬于強(qiáng)腐蝕性介質(zhì),尤其是氯離子含量高,對(duì)金屬的穿透能力強(qiáng),易造成點(diǎn)蝕,在缺乏防腐措施保護(hù)的情況下造成管線穿孔。失效原因分析(1)不同介質(zhì)的影響在集輸管線中存在著油相、水相、少量固體粘稠的沉積相,后者主要為地層帶出的泥沙、不溶性的腐蝕產(chǎn)物等,其常規(guī)分布為上層為油,中間為水,下層靠近管線底部的為沉積物,由于金屬在不同的介質(zhì)中電極電位不同,沉淀區(qū)下為陽(yáng)極區(qū),上部為陰極區(qū),且輸送介質(zhì)具有較強(qiáng)的腐蝕性,尤其是含有較高的氯離子,破壞

5、了垢層的結(jié)構(gòu),宏觀上形成了“大陰極-小陽(yáng)極”的腐蝕電池,(可以簡(jiǎn)單的想象為金屬電鍍工藝過程,陽(yáng)極區(qū)作為電鍍工藝中金屬的來(lái)源區(qū)),產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,且陰極區(qū)比陽(yáng)極區(qū)面積越大,這種作用越顯著。宏觀腐蝕電池是產(chǎn)生局部腐蝕、溝槽腐蝕的重要原因。(2)液體流速及固體顆粒的影響流速對(duì)腐蝕速度有極大的影響,主要因?yàn)殡S著液體流速的提高,促進(jìn)了腐蝕性介質(zhì)的供應(yīng)量,加速了腐蝕,并造成液體對(duì)金屬表面的沖擊。此外由于金屬與液體間的剪切作用力,使腐蝕產(chǎn)物從金屬表面剝離,由液體帶走,尤其是液體中含固體粒子時(shí),金屬表面的腐蝕會(huì)更加嚴(yán)重,其腐蝕特點(diǎn)可由全面腐蝕變成磨損腐蝕,由磨損腐蝕形成的局部腐蝕通常具有表面光亮,無(wú)腐蝕產(chǎn)物沉

6、積的特點(diǎn),且其外貌沿流動(dòng)方向呈谷狀,一般按液體流動(dòng)方向切入金屬。(3)腐蝕溝槽的形成溝槽腐蝕的發(fā)展與介質(zhì)的腐蝕性、管線內(nèi)宏腐蝕電池的作用有關(guān),對(duì)溝槽腐蝕影響很大的因素是流動(dòng)狀態(tài)。沖刷腐蝕是金屬表面與腐蝕流體之間由于高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的金屬損傷。通常在靜止或低速流動(dòng)的腐蝕介質(zhì)中并不嚴(yán)重,而當(dāng)腐蝕流體高速運(yùn)動(dòng)時(shí),破壞了金屬的表面磨或腐蝕產(chǎn)物膜,表面膜的減薄或去除加速了金屬的腐蝕過程。因而沖蝕是流體的沖刷與腐蝕協(xié)同作用的結(jié)果。沖蝕常發(fā)生在集輸?shù)阮I(lǐng)域的各種管道上,尤其在外頭、肘管和三通等改變流體方向、速度和增大紊流的部位比較嚴(yán)重。腐蝕溝槽的位置為彎頭內(nèi)凹處,此處液體流向發(fā)生改變,存在流速變化和紊流情況。

7、沖力的大小與液體的流速、管內(nèi)的壓力是成正比的,即液體流速越快,沖力就越大,對(duì)管壁的壓力也越大,對(duì)金屬的沖刷作用也就越大,在介質(zhì)的沖刷作用下,腐蝕產(chǎn)物受沖刷作用不斷剝離,沖力越大,剝離越快,同時(shí)由于管內(nèi)宏腐蝕電池的存在,沉積層剝離的越多,“大陰極-小陽(yáng)極”的趨勢(shì)越明顯,腐蝕作用的效果越加顯著,露出新鮮活性金屬表面又產(chǎn)生新的腐蝕。通過這樣長(zhǎng)時(shí)間周而復(fù)始的不斷沖蝕,最終樣品壁厚減薄出現(xiàn)穿孔失效。(1)該樣品機(jī)械性能、金相組織符合要求。(2)該失效樣品溝槽沿液體流動(dòng)方向分布,其橫斷面為上寬下窄的梯形深谷,為典型的溝槽腐蝕。(3)集輸管線中油相、水相、沉積相可形成宏腐蝕電池,可誘發(fā)溝槽腐蝕和點(diǎn)蝕。隨著液體的磨蝕,腐蝕產(chǎn)物及管壁沉積層被剝離,加劇了“大陰極-小陽(yáng)極”的電化學(xué)腐蝕趨勢(shì),致使局部蝕坑沿液體流動(dòng)方向不斷向縱、深擴(kuò)展,最終導(dǎo)致腐蝕穿

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