检索结果-内蒙古大学图书馆

腐蚀与防护 2022年第3期43卷 23-28页

作者：刘伟强徐云泽蔡伊扬刘梁黄一王晓娜中海石油深海开发有限公司深圳518000 大连理工大学大连116024

在内径150mm的循环管路中开展了变流速工况下流动加速腐蚀试验,通过双环电阻传感器监测了X65管道内流动加速腐蚀的规律。同时,对每个流速状态下目标管段的流场进行了计算流体动力学(CFD)分析,并使用数码相机与扫描电子显微镜对双环电阻... 详细信息

在内径150mm的循环管路中开展了变流速工况下流动加速腐蚀试验,通过双环电阻传感器监测了X65管道内流动加速腐蚀的规律。同时,对每个流速状态下目标管段的流场进行了计算流体动力学(CFD)分析,并使用数码相机与扫描电子显微镜对双环电阻传感器测量环即管道周向的腐蚀形貌进行了观察。结果表明:由于弯管的影响,管道的外侧腐蚀比内侧严重,CFD结果也显示管道的外侧流速与壁面剪切力比内侧大;但是流动加速腐蚀并不完全由流场分布决定,形貌结果表明锈层的积累会对X65管道的腐蚀规律产生明显影响。

关键词：流动加速腐蚀腐蚀监测双环电阻传感器

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海洋管道内壁局部腐蚀的监测关键技术研究

海洋管道内壁局部腐蚀的监测关键技术研究

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作者：徐云泽大连理工大学

学位级别：博士

海洋油气集输管线是海洋油气开采系统的重要组成部分。由于油气输送管道内的流质含有较多的腐蚀性介质,管道内壁腐蚀成为困扰海洋油气开发的重要问题之一。海洋油气集输管线的铺设距离较长,管道内部的流质环境复杂,管道内流质的流态、... 详细信息

海洋油气集输管线是海洋油气开采系统的重要组成部分。由于油气输送管道内的流质含有较多的腐蚀性介质,管道内壁腐蚀成为困扰海洋油气开发的重要问题之一。海洋油气集输管线的铺设距离较长,管道内部的流质环境复杂,管道内流质的流态、温度、含沙量以及腐蚀成分的变化都可能导致不同类型的局部腐蚀问题。当管道内外壁存在较大温差时,湿蒸汽在管道内壁的冷凝可能造成顶部腐蚀的发生;在管道内流速较缓的区域,由于腐蚀产物和固体颗粒在管道底部的堆积可能导致沉积物下腐蚀的发生;当管道内的流速较高时,高速流动的腐蚀介质可能导致磨损腐蚀的发生,针对管道常见的局部腐蚀问题,目前仍缺乏有效的手段进行在线监测。因此,本文依托国家“十二五”重大科技专项“荔湾3-1气田腐蚀监测与防腐系统设计”,研制了基于新型双环电阻传感器的海底管道局部腐蚀监测系统,并在模拟循环管路中针对海底管道一些常见的局部腐蚀问题开展了研究,主要工作归纳如下:(1)提出了一种可用于海底管道内壁局部腐蚀在线监测的双环电阻传感器,通过将管道的环形切片分成六个分区,采用特殊的电路设计,实现了管道内壁全周向的在线腐蚀监测。双环电阻传感器相比传统的电阻传感器具有更高的监测精度和适用范围,在管道内外壁存在较大温差时仍可以准确测量腐蚀深度。(2)结合电化学方法和双环电阻传感器,对管道中低流速流质情况下,沉积物覆盖所导致的电化学腐蚀和有机膦缓蚀剂EDTMPS(Ethylene Diamine Tetra Methylene Phosphonic Acid Sodium)的作用效果进行了实验研究。实验结果表明:由于沉积物覆盖所导致的氧浓差电池是导致沉积物下腐蚀的主要原因。在静止溶液环境中,有机膦缓蚀剂EDTMPS对裸钢和沉积物覆盖碳钢的腐蚀均表现出良好的抑制效果;但在管道内流质流动状态下,有机膦缓蚀剂EDTMPS对沉积物覆盖碳钢腐蚀的抑制作用却表现出明显的失效,甚至EDTMPS对沉积物覆盖所导致的原电池腐蚀有显著的促进作用。(3)针对耦合阵列多电极系统中局部腐蚀速率的计算问题,提出了一种电阻技术与耦合阵列多电极相结合的 ER-MES(Electrical resistance-multi electrode sensor)传感器系统,实现了电偶电流和单个电极累积腐蚀深度的同步测量,为实际管道中局部腐蚀的监测和评估提供了新的技术手段,利用ER-MES系统对沉积物覆盖的管线钢沿着腐蚀介质流动方向的局部腐蚀行为进行了实验研究。实验结果发现:沉积物覆盖区域呈现为阳极,沉积物覆盖区域下腐蚀产物的扩散对整个非均匀腐蚀的发展过程有显著影响。(4)采用丝束电极技术对管道中高流速含沙流质的流动加速腐蚀(FAC,Flow accelerated corrosion)和磨损腐蚀问题进行了研究。实验发现:FAC的发展是由初始点蚀坑内的阳极液向下游转移所导致的局部阳极区的扩展,最终导致“Flow mark”腐蚀形貌的出现;而磨损腐蚀的发生是由于砂砾撞击在初始阳极位置所导致的“火山坑”形貌撞击坑的出现,随着撞击坑内阳极液的累积,撞击坑逐渐发展成为稳定的点蚀坑并导致新的撞击坑在与之毗邻的区域出现。

关键词：海底管道腐蚀监测局部腐蚀双环电阻传感器耦合阵列多电极沉积物下腐蚀磨损腐蚀

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基于ARM的管道内壁腐蚀监测系统研制

基于ARM的管道内壁腐蚀监测系统研制

引用

作者：丁一大连理工大学

学位级别：硕士

在国际陆地油气资源逐渐紧张的形势下,大陆架的油气开发和运输已开始进行,在海洋环境的复杂条件下,油气运输管道的腐蚀防护就显得尤为重要。在腐蚀监测方面,各种新的方法和传感器已投入使用。本文基于带显示屏的ARM11嵌入式开发板,开发... 详细信息

在国际陆地油气资源逐渐紧张的形势下,大陆架的油气开发和运输已开始进行,在海洋环境的复杂条件下,油气运输管道的腐蚀防护就显得尤为重要。在腐蚀监测方面,各种新的方法和传感器已投入使用。本文基于带显示屏的ARM11嵌入式开发板,开发出了基于新型六分区双环电阻传感器的管道内壁腐蚀监测系统。该系统使用了新型的电阻传感器,能够对管道内壁的区域性腐蚀做出监测,同时对温度具有优异的适用性,能够在不同温度下实现精确的测量从而弥补了传统电阻传感器在温度补偿方面的不足,使得测量精度大幅度提升。使用带显示屏的嵌入式开发板作为终端控制设备,在很大程度上减小了整套设备的占用空间。文章主要工作分为以下四个部分:1.研究了双环电阻传感器的测量原理,对传感器可能存在的误差进行了计算和分析,其中重点分析了电流输入和输出端口附近测量电位可能引入的误差,圆弧电阻近似计算时引入的误差,双环内壁和外壁存在温差时可能引入的误差。并对其进行了仿真验证,针对测量过程中可能产生的误差提出了相应的解决方案。2.针对微欧仪接口扩展的问题,设计了多路复用电路。该电路利用单片机控制继电器开关,从而改变连接线路,使得一台微欧仪能够实现多对传感器环组的测量,节约了设备资源,提高了工作效率。3.针对终端控制问题,基于带显示屏的ARM 11开发板编写了终端控制软件。该软件可由鼠标和触屏两种方式进行操作,其主要功能包括:串口通讯、数据采集存储、数据处理和图像显示、用户登录。4.针对前文的理论部分设计了3个实验,其中两个为双环传感器误差验证试验,另一个为腐蚀监测系统原理样机试运行实验。对三个实验方案进行了设计,得到了相应的实验结果,并对实验结果进行了分析。

关键词：双环电阻传感器腐蚀监测系统 ARM

来源：评论

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基于阵列多环组技术的海底管道变径管段冲刷腐蚀解耦监测方法研究

基于阵列多环组技术的海底管道变径管段冲刷腐蚀解耦监测方法研究

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第十二届全国腐蚀与防护大会

作者：刘梁徐云泽黄一宋光铃南方科技大学工学院海洋科学与工程系大连理工大学船舶工程学院

海底管道输送的多相流介质通常含有地层水、海水以及固体沙砾。在腐蚀性流体与固体沙砾的共同作用下,海底管道内壁面临严重的冲刷腐蚀耦合损伤风险。由于电化学腐蚀与机械磨损造成的耦合损伤通常高于两种因素单独作用下的壁面减薄之和,... 详细信息

海底管道输送的多相流介质通常含有地层水、海水以及固体沙砾。在腐蚀性流体与固体沙砾的共同作用下,海底管道内壁面临严重的冲刷腐蚀耦合损伤风险。由于电化学腐蚀与机械磨损造成的耦合损伤通常高于两种因素单独作用下的壁面减薄之和,在冲刷腐蚀作用下管壁会发生快速破坏穿孔,从而造成油气泄露事故。此外,在海底管道的变径管段处,管道内流质流速以及沙砾分布、攻角差异明显,管道内壁呈现显著地局部损伤特征。快速识别海底管道变径管段冲刷腐蚀耦合损伤并准确解耦腐蚀分量与磨损分量是控制冲刷腐蚀发展的关键手段。本文基于微电阻和电化学联合测量技术建立了冲刷腐蚀在线监测与解耦方法,在此基础利用双环电阻探针技术开发了可还原变径管段几何构型的阵列多环组冲刷腐蚀传感器,不仅能够实现变径管段内壁的冲刷腐蚀损伤三维可视化,亦可实现管道轴线方向上电化学腐蚀速率与机械磨损速率双参量在线解耦,为海底管道完整性管理提供智能化解决方案。通过将阵列多环组冲刷腐蚀传感器安装在6英寸口径的循环管路中,在含沙多相流介质中监测了变径管段局部冲刷腐蚀的发生与发展过程,研究了流场分布、沙砾非均匀冲击和界面电化学非均匀性在变径管段处的交互作用机制。结果表明:在固液双相流介质环境中,严重的局部冲刷腐蚀损伤发生在颈缩段两侧,口径最小的颈缩段端部冲刷腐蚀速率最高,沙砾对管壁的冲击强度成为影响变径管段非均匀冲刷腐蚀损伤的最主要因素。主要结论概况如下:（1）在固液双相流介质中,变径管段内壁发生了严重的冲刷腐蚀耦合损伤,腐蚀速率与磨损速率的分布处处相异。由于沙砾冲击下,管壁锈层难以积累,腐蚀速率的分布与流速一致,小口端因液相流速高而具有最高的腐蚀速率。变径管段内部的形状突变会显著改变沙砾的运动轨迹,因而颈缩段两端的磨损速率均达到局部高点,磨损速率最高的部位则位于沙砾速度较高的颈缩段与小口端交界处。在圆周方向,重力导致沙砾聚集在管道底部运动,因而管道底部位置会遭受更严重的磨损破坏。当腐蚀与磨损过程发生耦合时,由于磨损破坏是冲刷腐蚀的主导因素,冲刷腐蚀速率与磨损速率的分布一致,冲刷腐蚀最严重的位置位于颈缩段与小口端交界处的底部区域。（2）通过阵列多环组传感器可以从周向以及轴向监测变径管段的冲刷腐蚀总损伤,配合特制的环形电化学三电极系统,可以监测管道腐蚀速率以及磨损速率的轴向分布,从而能够在还原变径管段几何构型的基础上有效地识别并监测变径管段冲刷腐蚀耦合损伤,解决了变径管段局部冲刷腐蚀监测的难题,对于变径管段的局部冲刷腐蚀穿孔精确预警以及海底管路系统完整性智能化管理具有重要意义。

关键词：海底管道冲刷腐蚀监测双环电阻传感器阵列多环组变径管段

来源：评论

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