某油田输水管泄漏的原因.pdf
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1、111May20232023年5月CORROSION&PROTECTIONNo.5Vol.44第44卷第5期腐蚀与防护D0I:10.11973/fsyfh-202305020某油田输水管泄漏的原因王冬林12,冯娟”,王晓飞4,李安强12,丰振军1,2(1.中国石油集团石油管工程技术研究院,西安7 10 0 7 7;2.北京隆盛泰科石油管科技有限公司,北京10 0 10 1;3.延长油田股份有限公司子长采油厂,延安7 17 30 0;4.长庆油田分公司第十二采油厂,庆阳7 4450 5)摘要:某油田现场输水管发生了泄漏,通过管线宏观形貌分析、化学成分分析、组织分析、腐蚀产物分析和水样分析探讨了输
2、水管泄漏的原因。结果表明:溶解在地层水中的CO,和CI-长期协同作用引起局部腐蚀并最终导致输水管道腐蚀穿孔。地层水中溶解的CO2使管道内壁首先发生腐蚀,且输送介质温度接近CO,第一个腐蚀极大值温度,该温度进一步加快了输水管CO,腐蚀速率;与此同时,CI-穿透疏松的FeCO:腐蚀产物膜,产生自催化酸化作用,从而加速了阳极的溶解反应。关键词:输水管;泄漏;二氧化碳;氯离子;失效分析中图分类号:TG174文献标志码:B文章编号:10 0 5-7 48 X(2 0 2 3)0 5-0 111-0 4Leakage Reason of Water Pipe in an Oil FieldWANG Don
3、glin,FENG Juan,WANG Xiaofei,LI Anqiang,FENG Zhenjun(1.CNPC Tubular Goods Research Institute,Xian 710077,China;2.Beijing Longsheng Taike Petroleum Pipe TechnologyCo.,Ltd.,Beijing 100101,China;3.Zichang Oil Production Plant of Yanchang Oilfield Co.,Ltd.,Yanan 717300,China;4.The 12th Oil Production Pla
4、nt of Changqing Oilfield Branch,Qingyang 744505,China)Abstract:A water delivery pipe in an oil field leaked.The leakage reason of the water pipe was investigated throughthe analysis of macroscopic appearance,chemical composition,microstructure,corrosion products and water sample.The results showed t
5、hat the long-term synergistic effects of CO2 and Cl-dissolved in formation water caused localizedcorrosion and eventually leaded to corrosion perforation of the water pipe.The inner wall of the water pipe corrodedfirst because of the COz dissolved in formation water.And the temperature of transporta
6、tion medium was close to thefirst corrosion maximum temperature of COz,which accelerated the COz corrosion rate.At the same time,CI-penetrated through the loose FeCO;corrosion product film to generate autocatalytic acidification,which acceleratedthe dissolution reaction of anode.Key words:water pipe
7、;leakage;carbon dioxide;chloridion;failure analysis2020年4月某油田现场Q235A碳素钢输水管发生了泄漏。该输水管为立管,通过法兰与流量计相连,其外壁裹有厚实的高分子材料保温层,泄漏部位距地面约50 cm,如图1所示。该输水管于2 0 15年4月投人使用,已服役5a;输送介质为地层水,含有少量的固体物质,水质情况不明,流体压力不足1MPa,温度为40 6 0。为了解输水管泄漏原因,对其宏观形貌、化学成收稿日期:2 0 2 1-0 6-16基金项目:国家重点研发计划(2 0 18 YFF0215003)通信作者:王冬林(198 5一),高级工
8、程师,硕士,主要从事石油管材的质量监督与检验工作,18 149337 6 6 0,wangdong-图1失效输水管现场情况Fig.1Site condition of failed water pipe分、显微组织进行了观察和分析,同时分析了其输送112干冬林俞水管泄漏的原因介质和腐蚀产物的成分,最后根据输水管失效原因提出了改进建议。1理化检验与结果1.1管道宏观形貌失效输水管泄漏处外壁上出现了一个近似圆形的孔洞,孔的直径约2 mm,如图2 所示。将失效输水管沿轴线剖开,发现其内壁上布满了大大小小的腐蚀坑,大多数腐蚀坑近似椭圆形或圆形,如图3所示。泄漏孔附近区域存在几个较大的蚀坑,如图4所示。
9、蚀坑呈台阶状,腐蚀情况严重,近乎穿孔,如图5所示。此外,管体内壁均匀覆盖着一层黑色的腐蚀产物膜,腐蚀坑内也覆盖着黑色的腐蚀产物膜,腐蚀产物膜与内壁结合强度不高,可以较为容易地从管体内壁上剥离下来,如图6 所示。14-113S1135图2 失效输水管外壁宏观形貌Fig.2Macrograph of outer wall of failed water pipe图3失效输水管内壁宏观形貌Fig.3Macrograph of inner wall of failed water pipe穿孔较大的蚀坑图4泄漏孔附近较大蚀坑Fig.4Large pits near perforating hole1.
10、2管道化学成分从失效的输水管上取样,依据GB/T4336一2016标准碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定5mm图5蚀坑内部形貌Fig.5Morphology of inside of pit腐蚀产物膜腐蚀产物膜剥离后的基体图6失效输水管内壁上的腐蚀产物膜Fig.6Corrosion product film on inner wall of failedwaterpipe火花放电原子发射进行化学成分分析。结果表明,输水管材料的化学成分符合GB/T700一2 0 0 6 标准碳素结构钢对于Q235A碳素钢的要求。1.3管道显微组织沿管体纵向切取2 个金相试样,将其中一个试样从蚀坑处沿纵向中线剖开
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