材料力学论文范文

材料力学论文范文材料力学论文范文 耐腐蚀双金属复合管金属09 3班王涛王珂摘要介绍了耐蚀双金属复合管的结构特点与生产工艺 总结了其技术优势和经济优势 分析了双金属复合管的应用现状与存在问题 主题词油气田 高腐蚀性环境 双金属复合管 生产工艺 应用现状伴 随着世界能源消耗量的增加 油气田开采逐渐向深井 高腐蚀环境方 向发展 在开采及运输过程中高腐蚀会对管道造成巨大损坏 严重降低了管道 寿命也为安全生产埋下隐患 国外的研究和应用结果表明 使用耐蚀合金复合管是解决上述腐蚀问 题相安全和经济的途径之一 双金属复合管衬管采用薄壁耐蚀合金材料 可根据不同的腐蚀环境选 用相应材料 不锈钢 镍基合金或其他耐蚀合金 以保证良好的耐腐 蚀性能 基管采用碳钢包括 无缝钢或焊接钢 或其他合金钢 以保证 优异的机械力学性能 油气田开发过程中 常采用的防腐措施主要有添加缓蚀剂 采用涂 层防护以及采用耐蚀合金等 但是 这些常用措施在实际应用中都存在着一定的缺陷和不足 缓蚀剂防护具有严格的选择性 对某些介质或金属具有良好保护作 用的缓蚀剂 对另一种介质或金属不一定有同样的效果 在缓蚀剂的加注过程中 加注量 加注周期对缓蚀效果具有很大的 影响 缓蚀剂性能不够稳定 防腐效果难以保证且存在功能较单一 和二次污染等明显不足 涂层防护与涂层或镀层材料以及技术水平密切相关 一旦出现纰漏 可能会加速腐蚀 并且有机涂层能否在腐蚀环境中长期工作 尚未 得到可靠论证 因此 不普遍使用 采用耐蚀合金在防腐性能方面可靠性较高 然而由于其价格极其昂 贵 在很大程度上限制了它的应用 且耐蚀合金抗氢致开裂 HIC 硫化物应力腐蚀开裂 SSC 效果差 应用过程中需求很高的工艺技术 水平 双金属复合管其耐蚀合金层视环境而定 选择空间大 并且基体具 有较高的机械力学性能 在强度方面不亚于普通碳钢管 因此 其 具有广阔的应用空间 特别是在高腐蚀性油气田中的应用 通过实例说明了双金属复合管的强耐蚀性能 xx年 在牙哈凝析气田采气管道和集输管道的改造中设计采用了外 管道为20 锅炉钢 内管道为316L的双金属复合管道 工程实施后 分别于xx年9月10日及xx年4月26日对复合管道的实际运行情况进行 检查 结果表明 管道内壁和焊缝表面光洁 无腐蚀现象 双金属复合管不仅具有和耐蚀合金同样的强耐蚀性能 在经济方面 也很具优势 以徐深1集气站为背景 CO2分压为0 648MPa CO2平均腐蚀速率为0 9mm a 气井平均开发年限20年 通过对碳钢加腐蚀裕量 碳钢 加缓蚀剂 耐蚀合金以及使用双金属复合管4种防腐技术进行了经济 对比分析 结果表明 当CO2平均腐蚀速率大于0 45mm a时 采用316L双金属复 合管为最经济的防腐措施 以塔中1号凝析气田为背景 CO2分压为0 737MPa H2S分压为0 319M Pa 含凝析水 通过贴现法计算对比分析了X52NS抗硫碳钢 添加 缓蚀剂 2205耐蚀合金管 2205 X52NS复合管4种防腐技术在20年内 各防腐技术的投资情况 结果表明 采用2205双金属复合管是最经 济的防腐措施现有的双金属复合管生产工艺丰富 从加工方法中 我们可以根据具体情况选择具体的加工方法以及金 属类型从而适应现实油气开发的复杂环境 工艺名称工艺特点水压法结合力小 高温下易产生应力松弛而分层失 效机械冷拔法拉拔 旋压或滚压处理 高温下易产生应力松弛而分层 失效热膨胀法内管气体加压 外管感应加热 热膨胀系数小的高价金属内管易于制造耐蚀性高的复合管爆炸焊接 法材质选择范围广 界面结合区易形成波形 管坯长度受到限制包复 焊接法按次序焊接内管外管 整形 表面抛光 很难生产内层为薄壁 管的内复合钢管热挤压法内层为镍基合金 可能产生壁厚波动 并由 于变形抗力不一致而产生裂纹热轧法有缝复合管 生产率高 质量好 成本低 可大量降低金属材料的损耗 一次性投资大 材料选择范围 小离心铸造法管坯表面需要机械加工 由于金属为两层 壁厚不均 铸 造时液态金属相互冲刷和拌合而形成过渡层离心铝热法在离心力场 中引起铝热反应复合板焊接法直缝或螺旋焊缝 适用于直径大于300m m的油气输送管道冷加工扩散法接合边界明显均匀 结合强度较高粉 末冶金法粉末法 热等静压 热挤压 可加工出强度和耐蚀性能良好的 复合管喷射成型法热挤压时需高温高压条件 技术基本成熟电磁成型 法可连接性质迥异的2种金属 但只适用于加工强度低 导电性能好 的金属双金属复合管衬管采用薄壁耐蚀合金材料管材 保证良好的耐 腐蚀性能 基管采用碳钢管或其他合金钢管 保证优异的机械力学性 能 从而达到最佳性能价格组合 双金属复合管的基管及衬管材料丰富 主要有各种碳钢和合金钢作 为基管 衬管以耐腐蚀材料和高性能合金钢为主 在油田中衬管可采用耐蚀合金材料 下表为双金属管的综合性能指标及各部分组成项目基管衬管材质碳 钢无缝钢管 碳钢焊接钢管 合金钢无缝钢管普通不锈钢 双相不 锈钢 钛合金 铝合金 锆合金 铜合金及其它耐蚀合金材料 2 5m m0 5 1 5mm或由供需双方协商确定壁厚复合管总壁厚大于3mm或由供 需双方协商确定复合管壁厚允许偏差 普通级不大于基管与衬管厚度 公称尺寸之和的10 较高级不大于基管与衬管厚度公称尺寸之和的8 外径复合管外径范围 25 1200复合管外径允许偏差不大于基管外径 允许偏差长度复合管最大长度 10m使用温度 40 300其它指标复合层界面剪切分离强度 0 5MPa复合管拉伸强度 略高于基管拉伸强度复合管抗内压能力 略高于基管抗内压能力复 合管抗外压能力 等于基管抗外压能力高腐蚀性油气田环境恶劣 腐 蚀速率高 采用双金属复合管 一方面为环境所迫 另一方面也有其自 身独特的技术优势 双金属复合管结合了基管的高强度和内衬管的耐蚀性两大优点 较之 其他管道材质具有一定的优越性 双金属复合管用内衬层来防腐蚀 用基管来保证强度 将耐蚀合金良 好的抗腐蚀性能与碳钢优良的机械性能有机地结合起来 达到与内衬 层耐蚀合金管材相当的耐蚀性能 提高了管道安全级别 延长了管道 寿命 由于减少了耐蚀合金管材用量 油气开采集输成本显著降低 双金属复合管生产工艺已基本成熟 经济优势和技术优势明显 具备 了在高腐蚀性油气田大规模应用的条件 虽然目前双金属复合管已在国内部分油气田使用 但是应用技术尚不 成熟 应用范围有限 必须解决基管评价 内衬管选材 复合管连