油田集输管材耐蚀性评价及腐蚀因素分析_周占军.pdf
《油田集输管材耐蚀性评价及腐蚀因素分析_周占军.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《油田集输管材耐蚀性评价及腐蚀因素分析_周占军.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT油田集输管材耐蚀性评价及腐蚀因素分析油田集输管材耐蚀性评价及腐蚀因素分析周占军高勇徐虎长庆油田分公司安全环保监督部定边监督站陕西榆林 718600摘要:为揭示各因素对腐蚀发展的影响程度,测定了不同采出水质下不同制管标准的管材腐蚀速率,借助 SPSS 软件计算了各因素之间的 Pearson 相关系数,探究了油田集输管道的耐蚀性及物理、化学和生物因素对腐蚀的影响。结果表明,不同制管标准下的 20#钢耐蚀性差异很小,304L 不锈钢因 Cr 和 Ni 含量较高,表现出良好的耐蚀性;矿化度、悬浮物含量和流速与腐蚀速率呈显著正
2、相关,油含量与腐蚀速率呈显著负相关;S2-小于 60 mg/L 时,S2-与腐蚀速率呈显著正相关,S2-对腐蚀的影响存在临界值;影响该油田腐蚀原因的主要为水中 Cl-和细菌,在冲蚀腐蚀的影响下,电化学腐蚀与细菌腐蚀交互作用,共同影响腐蚀发展趋势。今后应重点从添加杀菌剂、水质软化等方面进行腐蚀防控。关键词:集输管道;耐蚀性;腐蚀因素;相关系数;统计分析;油田作者简介:周占军,男,本科,安全环保工程师,研究方向:安全环保监督工作。目前,我国陆上油气田开发已进入中后期,井筒采出液的含水率不断提高,如大庆、华北、辽河、江汉等油田的综合含水率已超过 90%,进入特高含水期,由此引发的集输管道电化学腐蚀和
3、细菌腐蚀严重,极大缩短了管材的使用寿命,不仅影响正常生产,还会污染环境1-3。为了降低腐蚀造成的影响,油田通常采用更换管材、添加缓蚀剂、腐蚀泄漏监测、内涂层等腐蚀控制与防护技术,但往往由于防腐措施缺乏针对性,导致初期效果好,而后期适应性较差4-6。此外,油田大多采用滚动开发方式,区块的完整建设工程期较长,导致不同管材或不同制管标准的同一管材在油田大量使用,这就使腐蚀环境在各种因素的影响下更加复杂。基于此,在区块水质分析和管材理 化 分 析 的 基 础 上,利 用 SPSS 统 计 分 析 软件7,将水质组分、管道材质与实验得到的腐蚀速率进行相关性分析,明确腐蚀因素对腐蚀速率的影响程度,以期为其
4、他石油化工企业的管道腐蚀因素探索提供理论参考。1实验方法1.1水质分析采集不同区块不同采出水站的水样,参照 碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法(SY/T 53292012)和 油田水分析方法(SY/T 55232016)的相关方法测定采出水的油含量、悬浮物含量、粒径中值、离子浓度、硫酸盐还原菌(SRB)含量等。1.2管材理化分析通过现场管道选材记录,参照 钢制品化学分析标准试验方法、实验操作和术语(ASTMA7512014)、金属显微组织检验方法(GB/T132982015)、金属平均晶粒度测定法(GB/T63942017)、钢中非金属夹杂物含量的测定(GB/T 105612005)等 标 准
5、对 20#、L245N 和304L 不锈钢进行理化检验。20#钢分别参照 输送流体用无缝钢管(GB/T 81632018)、石油裂化用无缝钢管(GB 99482013)和 高压化肥设备用无缝钢管(GB 64792013)的交付标准制管,依次记为 20#1、20#2、20#3,L245N 参照 石油天然气工业管线输送系统用钢管(GB/T 97112017)的交付标准制管,304L 不锈钢参照 流体输送用不锈钢无缝钢管(GB/T 149762012)的交付标准制管(属于该标准牌号 0Cr18Ni9)。1.3管材腐蚀性分析参照 油气田缓蚀剂的应用与评价(GB/T 355092017)的方法,采用高温
6、高压反应釜,进行不同工况条件下的动态腐蚀实验。为保证实验结果准确性,每次实验开始时,才将水样从密封取样桶中取出,装入反应釜,以减少水样与空气的接触时间。反应条件中的温度、压力数据取进站汇管处,流速取站内流量计数显。实验完成12 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT后计算均匀腐蚀速率,见式(1),并对反应前后的管材 表 面 进 行 电 镜 扫 描(SEM)和 能 谱 分 析(EDS)。r=8.76 104(m-m1)St(1)式(1)中:r 为均匀腐蚀速率,mm/a;m 为腐蚀前试片质量,g;m1为腐蚀前试片质量,g;S为试片表面积,cm2;t 为实验时长
7、,h;为试片密度,g/cm3。1.4腐蚀影响因素分析SPSS 软件可以实现数据拟合、数据管理、统计分析、参数检验和多元回归等功能,是进行数据 统 计 分 析 的 强 有 力 工 具,与 SAS、Statistica、Matlab 等软件相比,具有操作简单、界面友好、运算效率高等优点8-9。在此,采用 SPSS 软件中的相关性分析考察腐蚀因素对腐蚀速率的影响程度,并探究不同制管标准下的管材耐蚀性。常用的相关性分析有皮尔逊(Pearson)相关系数、斯皮尔曼(Spearman)相关系数和肯德尔(Kendall)相关系数 3 种,鉴于腐蚀因素与腐蚀速率变量间的正态性、连续性和独立性,选择 Perso
8、n 相关系数进行评价,见式(2)。XY=Cov(X,Y)XY(2)式(2)中:XY为样本 X 和样本 Y 的相关系数;Cov(X,Y)为两样本的协方差;X、Y分别为样本 X、Y 的标准差。同时为验证 Person 相关系数的有效性,还需对结果进行 t 假设检验。在一定的置信水平下,当检验统计量得到的概率 P 值小于 0.05 时,说明样本间有线性相关性,两组差异有显著意义。2测试结果与讨论2.1不同采出水水质特性及管材腐蚀速率通过 1.1 和 1.3 节的方法测试 32 座不同采出水处理站的水样,并进行腐蚀速率测定,部分结果见表 1。可见,水样中含有 Ca2+、Mg2+等离子,说明管道可能出现
9、结垢。Cl-浓度较高,约占矿化度的 50%,说明可能发生垢下贫氧环境的酸性水解。20#1、20#2、20#3和 L245N 等 4 种碳钢的腐蚀速率相近且较大,而 304L 不锈钢的腐蚀速率较小,且部分数据未检出。表 1水质分析和腐蚀速率测定结果序号离子浓度/(mgL-1)Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-S2-HCO3-CO32-pH值SRB/(个mL-1)矿化度/(mgL-1)油/(mgL-1)悬浮物/(mgL-1)温度/压力/MPa流速/(ms-1)腐蚀速率/(mma-1)20#120#220#3L245N 304L13 5121232309 0734758.9 9.410.37
10、.4668917 9667521611.841.83 0.196 2 0.195 8 0.197 3 0.164 50.005 723 907320499 7 8817337.5 10.323.9 7.2937515 6056210511.860.60.183 5 0.183 4 0.185 5 0.154 10.001 637 553343173 6 9773855.8 21.611.1 7.2357013 8159122531.911.49 0.129 9 0.127 5 0.126 8 0.130 90.004 145 595125524 707 1151.89.318.3 6.8925
11、9 32029849501.911.27 0.010 3 0.010 6 0.013 4 0.012 90.008 054 429471385 8 1286611.82.110.9 6.2311816 0952024631.91.69 0.014 5 0.013 6 0.013 9 0.011 010.001 565 502570535 8 939629020.6236.2392117 70074250500.541.52 0.012 4 0.013 8 0.010 1 0.012 90.002 975 330483535 5 4884380.4 10.96.76.4788810 867219
12、12630.71.99 0.008 4 0.008 5 0.008 9 0.007 40.001 987 312409213 3 959667.2 12.612.5 7.316757 83938732461.220.71 0.018 5 0.018 4 0.018 9 0.017 50.001 394 291501530 5 99562183.8 16.819.5 7.3183811 87159926591.950.50.017 6 0.017 6 0.017 4 0.016 30.001 6323 80073179 3 601 14548.2 25.96.67.396297 130651.3
13、30.51 0.013 1 0.012 5 0.013 2 0.011 10.007 62.2管材耐蚀性评价管材的化学成分与可焊性、延性裂纹发展性和应力腐蚀开裂敏感性等相关10-11,分析结果见表 2。通过与制管标准对照,其化学成分均符合交付要求。但 304L 不锈钢的 Cr 和 Ni 含量明显高于其余碳钢,表现出良好的耐蚀性。22 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENT表 2不同管材化学成分分析(质量分数,%)管材CSiMnPSCrMoNi20#10.150.230.560.005 10.002 80.0280.0110.02020#20.180.260
14、.550.005 80.00090.0250.00020.03420#30.160.250.550.014 00.001 70.0170.00010.020L245N0.120.381.210.00050.00010.0450.0150.025304L0.0150.311.060.002 70.003 318.50.0710.2对不同管材进行金相分析,见表 3。管材金相组织分布均匀,未见超尺寸的非金属夹杂物。晶粒度等级数字越大,表明材料的晶粒越细小,细晶粒的管材可加速电化学溶液的初始自腐蚀速率,在表面迅速形成氧化膜,增加管道耐蚀性。表 3不同管材金相分析管材非金属夹杂物级别ABCDDS金相组织
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 油田 管材 耐蚀性 评价 腐蚀 因素 分析 周占军
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。