某陆地天然气输送管线泄漏原因分析.pdf

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1、技术管理某陆地天然气输送管线泄漏原因分析金磊杨中娜刘杰杨阳张传旭李瑞川（中海油（天津）管道工程技术有限公司，天津塘沽300452)摘要：文章针对某陆地天然气输送管线泄漏原因进行了系防腐层有明显剥离现象，对钢管3PE防腐层进行测厚，测统分析，通过试验并对照GB/T9711.1-1997要求，排除了钢管得最小厚度约2.65mm。但环氧粉末存在厚度不够情况，见图材料本身存在缺陷的可能。通过SEM、EDS和腐蚀产物XRD3。分析结果得出二氧化碳腐蚀是造成管材穿孔失效的结论。依据标准GB/T23257-2009，对防腐层性能进行试验。其关键词:长输管线

2、;失效分析;腐蚀中冲击强度和抗弯曲性能符合标准要求，-65℃，48h，-1.5V条2011年底，某天然气公司一条长约200公里天然气长输管件下阴极剥离为8.8mm,高于标准不大于6mm的要求，20±5℃、线，在运行四年后在距首站约90公里处发生泄漏。50±5℃剥离强度测试结果分别为37N/cm和30N/cm不符合标该管线管径为508mm、壁厚6.4mm、钢级L320；全线采用螺准不小于100N/cm和不小于70N/cm的要求，环氧粉末与钢管旋缝埋弧焊钢管；防腐形式为3PE防腐；整条管线设计压力粘结力不够。3.9MPa，最大工作压力3.5MPa

3、。投入使用时测定的的输送气体3理化检验组分中不含H2S，不含水，CO2含量1.428%。3.1化学成分分析1宏观分析从钢管腐蚀孔附近取样，使用直读光谱仪检测材料的化学失效管段内壁底部有带状分布泥土沉积，腐蚀圆孔位于钢成分，检测结果符合GB/T9711.1-1997的要求。管的底部泥土沉积区域，直径约4.6mm，腐蚀孔内壁周围是直3.2拉伸性能径约15mm的腐蚀坑。腐蚀穿孔位置距离焊缝约15cm，如图1~根据标准要求，从钢管管体和焊缝处取标距内宽度为2所示。38.1mm的板状拉伸试样进行拉伸试验，拉伸性能均符合GB/T9711.1-1997的要

4、求。3.3冲击性能从钢管管体、焊缝和热影响区分别取夏比V型冲击试样进行冲击试验，试样规格为10×5×55mm，试验温度为0℃。单个试样夏比冲击试吸收能量均大于81J。3.4显微组织图1漏点位置示意图图2漏点内壁形貌在腐蚀孔附近以及腐蚀孔处取样，进行金相检测，腐蚀孔2防腐层情况附近的金相组织均为铁素体和珠光体且与管体组织相同。腐图33PE防腐层环氧层情况1442016年7月技术管理图4腐蚀产物形貌及其能谱分析图5腐蚀产物进行XRD分析蚀孔周边未发现有组织缺陷及裂纹，腐蚀坑附近和远离腐蚀坑此该钢管失效与材料本身性能关系不大。处组织均为铁素体+珠光

5、体，未见异常组织。钢中非金属夹杂（2）腐蚀穿孔部位位于钢管运行时的底部，底部有明显带物评级C类为0.5级，Ds类为2.5级。状分布形态沉积物，判断为钢管底部积液。4微观分析（3）腐蚀坑周围的腐蚀产物能谱分析结果表明，腐蚀产物在失效管段内壁的腐蚀孔附近取样观察腐蚀产物形貌，并中含有C、O、Fe，通过SEM和EDS分析，可推断出腐蚀产物为对腐蚀产物进行能谱分析，结果见图4。腐蚀产物为结晶状立FeCO3,综上所述，给钢管失效为典型的CO2腐蚀造成的。方体形貌，能谱分析结果表明该结晶体成分主要为Fe，C，O组针对该管线提出以下建议：成，其原子百分比大

6、致为1：1：3。根据SEM结果及其EDS结果（1）加强对进入管线的天然气脱水处理。推断这种结晶状产物为FeCO3。（2）可选择加入合适的气相缓蚀剂。5腐蚀产物XRD分析结果（3）钢管的三层结构聚氯乙烯防腐层阴极剥离和剥离强度在穿孔管段内壁的腐蚀坑附近刮取腐蚀产物进行XRD分不符合标准规定，存在安全隐患，建议针对管道防腐层进行管析，结果见图5，由结果可知，内壁的腐蚀产物主要为FeCO3，铁道外检测。的氧化物，CaCO3及其他油类组成。XRD结果也印证了FeCO3参考文献：腐蚀产物是存在的。[1]曹楚楠.腐蚀电化学原理[M].化学工业出版社.19

7、85.[2]倪怀英.二氧化碳对管道腐蚀的影响及其控制.油气储编号名称百分比化学式运[J].1985年02期第82～36页.45氧化铁0.503Fe3O4[3]周虹伶、曹辉祥.天然气管道腐蚀研究.内蒙古石油化工31羟基氧化铁0.300Fe(OOH)[J].2009.29碳酸亚铁0.330FeCO317碳酸钙0.202CaCO3[4]赵国仙、陈长风等.X52钢的CO2腐蚀行为腐蚀科学与27Coumalicacid0.283C6H4O4防护技术[J].2001年第4期.6结论及建议[5]李鹤林、冯耀荣等.石油管材与失效分析案例集（一）综合上述分析，

8、得出如下结论：[M].石油工业出版社.（1）腐蚀穿孔管段上取样做理化试验，结果均符合GB/T[6]李文成.机械装备失效分析[M].冶金工业出版社.9711.1-19