采油廠彎頭失效分析

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