储气井土壤腐蚀检测技术方法征求意见稿

1T/CASMEXXXX—XXXX储气井土壤腐蚀检测技术方法本文件规定了储气井土壤腐蚀检测技术方法的基本要求、现场采样、土壤数据分析、土壤腐蚀模拟实验等内容。本文件适用于对储气井土壤腐蚀情况的检测。2规范性引用文件本文件没有规范性引用文件。3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.13.2储气井gasstoragewell储气井是一种主要用于储存压缩天然气的新型承压设备，主要用于天然气汽车加气站储存压缩天然气。3.33.4土壤腐蚀soilcorrosion土壤腐蚀是指土壤的不同组分，受不同因素的影响对金属进行协同腐蚀。3.53.6均匀腐蚀uniformcorrosion均匀腐蚀是储气井土壤腐蚀失效形式中最普遍，最常见的腐蚀形式，常位于较浅底层地层中固井水泥环损伤区域。3.73.8细菌腐蚀bacterialcorrosion细菌腐蚀是指金属在含有硫酸盐的土壤中受腐蚀时，阴极反应的氢将硫酸盐还原为硫化物，硫酸盐还原菌利用反应的能量进行繁殖，从而加速金属腐蚀的现象。3.93.10点蚀corrosivepitting点蚀是金属表面部地区出现纵深发展的腐蚀小孔，其余地区不腐蚀或腐蚀轻微的一种腐蚀形态。4基本原则4.1准确性在检验前应进行进行充分的文献研究，查找相关的地质资料，并与储气井现场实际相结合，注意检验的准确性。4.2实用性检测方法应具备实用性，能够在实际的储气井环境中进行应用，操作简便、高效。2T/CASMEXXXX—XXXX4.3安全性检测方法应具备安全性，操作过程应符合相关的安全标准，不对人员和环境造成危害。5现场采样5.1现场检验5.1.1应通过现场检验，确定储气井土壤腐蚀的主要失效形式。5.1.2储气井土壤腐蚀失效形式应包括以下内容：a)均匀腐蚀；b)细菌腐蚀；5.2试样采集5.2.1应在现场检验确定储气井土壤腐蚀的主要失效形式后，对不同类型的土壤进行样本采集。5.2.2试样采集应在特定土壤采集点进行，主要土壤采集点应如表5.2.2所示。表5.2.2土壤采集点6土壤数据分析6.1土壤样本理化分析土壤样本分析应包含对土壤的含水量、电阻率、氧化还原电位、理化数据等项目，并对样本进行理化分析。6.2土壤含水量分析土壤中的含水量对金属材料的腐蚀影响应包含以下内容：a)含水量低时，腐蚀率随着含水量的增加而增加；b)达到某一含水量时腐蚀率最大达时再增加含水量，其腐蚀性反而下降。6.3土壤电阻率分析土壤腐蚀性受电阻率影响的程度应符合以下要求：a)土壤电阻率低于20Ω·m，土壤腐蚀性强；b)土壤电阻率在20-50Ω·m之间，土壤腐蚀性为中等水平；c)土壤电阻率高于50Ω·m，土壤腐蚀性处于较低水平。6.4土壤氧化还原电位分析6.4.1土壤养护还原电位应用Eh表示，单位为mV，宜采用铂电极和饱和甘汞电极电位差法进行测定。6.4.2土壤氧化还原电位的分析应包含以下内容：a)土壤通气性；b)土壤水分情况；c)植物根系的代谢作用；d)土壤中易分解的有机质含量。3T/CASMEXXXX—XXXX6.5土壤理化数据分析6.5.1土壤理化数据分析影响因素应包含以下内容：a)含水量；b)电阻率；c)氧化还原电位。6.5.2土壤理化数据分析应考虑多种影响因素，统筹分析。7土壤腐蚀模拟实验7.1实验要求7.1.1应选择具有代表性的土壤样本，在一定的温度和湿度条件下，加工制作不同材质的储气井模拟管型试样埋入不同土壤类型的土壤箱中来模拟实际现场环境。7.1.2应主要监测试样的自腐蚀电位变化，主要检测仪器应为恒电位仪与数据记录仪。7.1.3检测结束后应对试样采用各种电化学技术进行测试。7.1.4应用XRD、SEM、激光共聚焦3D显微镜等分析手段对试样进行表面分析。7.1.5应对试样进行力学分析，确定各地层腐蚀失效类型。7.1.6应对试样进行电化学试验研究，并分析储气井腐蚀失效机理。7.2实验箱结构模拟实验箱的结构应包含但不限于以下内容：a)温度、湿度控制系统；b)土壤腐蚀容器；c)探头部分；d)密封部分。7.2.1土壤腐蚀容器7.2.1.1设备外壳应符合以下要求：a)设备外壳应采用A3钢或不锈钢拉丝板数控机床加工成型；b)设备外壳应易清洁，耐老化；c)设备外壳应具有经久耐用，抗磨损，耐腐蚀等特点。7.2.1.2设备内胆应符合以下要求：a)设备内胆应为SUS304；b)设备内胆应采用8k镜面不锈钢板；c)设备内胆应光亮，美观，耐腐蚀，并外涂耐高温腐涂层。7.2.1.3保温材质应符合以下要求:a)应采用高密度硅酸铝纤维棉;b)应具有耐温高，传热系数低等特点；c)保温厚度应为100mm；d)试验室内温度不应传导到设备外部。7.2.1.4箱门部分应符合以下要求：a)试验箱门中心的位置应安装一个观察窗口；b)观察窗应采用三层中空钢化玻璃,内外双层胶合片式导电膜；c)观察窗应具有透明、隔热、不易产生蒸汽结霜等优点；d)应配有优质照明灯，可在光线不足时辅助观看试验箱内试验情况。7.2.1.5内循环系统应采用台湾耐高低温，高湿长轴电机，配有耐高低温之铝质多翼式叶轮。7.2.1.6箱门与箱体间应符合以下要求：4T/CASMEXXXX—XXXXa)试验箱门与箱体之间应采用双层耐高低温之高张性硅胶密封条；b)大门内外板材料应采用不锈钢；c)大门内板应具有美观，耐用等特点，并采用无反作用门把手。7.2.1.7引线测试孔（机器左侧）宜外接测试电源线或信号线使用。7.2.1.8设备的制冷系统应安装在底部，在规定的时间内将温度或湿度降到所要求的数值。7.2.1.9机器底部应安装高品质可固定式PU活动轮，将机器移到指定位置，最后将脚轮固定。7.2.1.10设备的控制部分应设计在设备的右侧，分布有温控仪、控制开关等。7.2.1.11工作室尺寸宜符合以下要求：a)工作室内尺寸:W40×H50×D40cm;b)工作室外尺寸:W92×H155×D87cm（约）。7.3实验箱性能7.3.1模拟实验箱在无试验负荷、无层架情况下稳定2小时后测定的性能应符合以下要求：a)温度范围:-40℃~150℃;b)温度波动度:±0.5℃;c)温度均匀度:≤2.0℃;d)升温时间:2.0-3.0℃/min(非线性空载)；