双金属复合管内衬塌陷问题与建议

双金属复合管在油气生产集输现场应用过程中较易出现内衬层塌陷问题,使得管道通球作业和管道预防性内检测无法进行,难以掌握管道运行状况;同时,内衬塌陷使得管道运输能力降低,严重影响管道正常运行。介绍了塔里木油田应用的双金属复合管所采用的三种复合制造工艺,通过对比分析不同工艺制造的复合管运行情况,得出内衬层塌陷主要原因为水下复合制造工艺的缺陷,制造过程中内衬层与基管之间存在未排尽的水蒸汽与空气,在管道受热时水蒸汽与空气膨胀引起内衬塌陷;而采取液压法与旋压法制造的复合管暂未发现内衬塌陷。提出了后续站场建设采用液压法与旋压法制造的复合管,并采用机械性能更好的双相不锈钢2205材质作为内衬的建议。     

高压注水复合管线连接方式优选及仿真分析

高压注水复合管线中嵌入高强度、低密度、高耐磨性、长寿命及耐蚀性的内衬管,可大幅度提高管线的使用寿命。以支干线小口径复合管线为研究对象,设计三种连接方式连接处的内衬结构。基于流固耦合理论,建立了不同连接方式复合管线的流固耦合有限元仿真分析模型,研究高压注水条件下支干线小口径复合管线最佳连接方式,以及注水流量对复合管线内衬应力的影响规律。针对选取的连接方式,设计了管线内衬厚度,分析流量对复合管线内衬应力的影响,为支干线小口径高压复合管线的设计及工程应用提供参考。     

集输系统机械复合管紧密度性能探讨

机械复合管具备良好的抗腐蚀性能和经济性能,具有广阔的应用前景。目前,在集输系统中,机械复合管选用条件主要考虑为运行温度、压力和介质特性对内衬抗高温氯离子开裂风险的影响。为保证机械复合管应用效果可靠,现行制造规范进行了基管-内衬紧密度规定。实际投产后,管道运行状态复杂,但现行设计规范尚未量化保证机械复合管紧密度的具体指标。为进一步保证高温、高压集输系统合理使用机械复合管,有必要深入探讨在运机械复合管适用工况。基于机械复合管制造阶段紧密度测试方法和指标,结合钢制管道强度理论和自然锚固规律,推导了制造和运行情况下内衬不锈钢的应力计算式,探索性地提出了机械复合管紧密度校核方法,并结合算例进行了探讨与分析。结果表明,机械复合管在制造阶段的坍塌试验产生的内衬轴向压应力较高,超过屈服极限,导致试验后机械复合管紧密度大幅降低;为保证机械复合管紧密度,运行状态下内衬轴向压应力不应超过坍塌试验工况;操作-安装温度差和弹性敷设是影响机械复合管紧密度的主要因素。研究成果为油气集输系统机械复合管的精细化设计提供了一定的参考。     

非金属管道在油田中的应用评价

萨北开发区从1996年开始应用非金属管道，先后在注水、污水、输气和聚合物母液等输送上应用了玻璃钢、玻璃钢的内衬不锈钢复合管和钢骨架塑料复合管3种类型的非金属管道58．94km，其中玻璃钢管道3．9km，玻璃钢内衬不锈钢复合管42．95km，钢骨架塑料复合管12．09km。本文主要介绍了以上3种类型非金属管道在油田上的实际应用情况以及优缺点，并对3种非金属管道在应用过程中不同特点进行了评价，为今后非金属管道应用提供技术依据。     

非金属防腐管道的中试应用及性能评价

非金属管道因具有优良的耐腐蚀性,在油田得到广泛应用,但其物理机械性能较金属管道差,又限制了在油田的推广,因此有必要对非金属管道的性能进行综合评价,以达到合理选用非金属管道、充分发挥其防腐性能的目的。文章对玻璃钢管、钢骨架复合管、PE内衬管、玻璃釉内衬管和尼龙复合管进行了一年的中试应用及解剖试验评价,认为钢骨架复合管、尼龙复合管的防腐性能及整体性能较好,作为油田集输系统比较适宜的内防腐技术有较好的应用前景;玻璃钢管不适宜在较大压力下应用;PE内衬管防腐性能较好,但内衬与管道的结合力差,玻璃釉内衬管的防腐性能差,二者均不适宜在油田推广应用。     

热等压法钢塑复合管生产技术研究

针对目前钢塑复合管道的生产现状,分析了导致钢塑复合管质量问题的原因.在此基础上开发了热等压法钢塑复合新技术.该技术生产成本低,且无污染.所生产的钢塑复合管道其内衬层与钢管基体贴合好、使用寿命长.采用不同材质的衬管、控制复合温度和压力,可以生产出满足不同工况、不同介质要求的产品.文中介绍了该生产技术的原理、特点以及产品检验内容和方法.     

机械式复合管弯曲性能分析

采用有限元软件对Ф219mm×（14．3＋3）mm机械式复合管进行了弯曲屈曲分析．结果表明机械式复合管在弯曲过程中主要的屈曲失效模式是内衬起皱;通过在有限元中添加过盈来模拟复合管的结合界面并对不同过盈量下的复合管进行了弯曲分析,结果表明采用过盈配合能够很好地模拟复合管的结合界面,并且过盈量越大复合管的结合强度和抗弯能力越高;分析了衬管壁厚对复合管抗弯性能的影响,结果表明增加衬管壁厚能够显著提高复合管的抗弯能力;通过在复合管有限元模型中添加焊接点进行弯曲失效分析,结果表明添加焊接点并不能消除复合管内衬起皱的现象,并且当焊接间距在一定范围内反而会降低复合管的抗弯能力。     

机械式复合管内衬材料的耐晶间腐蚀性能研究

本文通过介绍机械式复合管的结构特点、晶间腐蚀机理和晶间腐蚀试验方法。通过草酸电解试验和双环电化学动电位再活化法,对四种内衬材料304、316L、2205和825进行了耐晶间腐蚀性能对比试验。四种内衬材料的晶间腐蚀敏感性由小到大排序:8252205316L304,试验结论为机械式复合管的内衬选材提供了依据。     

机械复合管基管壁厚计算方法探讨

机械复合管具备良好的抗腐蚀性能和经济性能,应用前景广阔。机械复合管现行设计规范规定其基管壁厚按照设计压力计算,不考虑耐蚀合金内衬的承压作用。为避免基管和内衬分层,机械复合管制造规范要求基管和内衬具有一定的紧密度,这将导致两种管层间产生残余接触压力。残余接触压力和内衬承压的综合影响可能导致基管承压不同于设计压力,需进一步量化上述作用压力,以评估现行计算方法的适应性。基于机械复合管紧密度要求,推算了内衬和基管的残余接触压力,分析了基管在内压下的实际受力情况,提出了另一种基管壁厚计算方法,并探讨了设计规范基管壁厚计算公式的适用性。研究表明,成管紧密度越高,则残余接触压力越大;本文提出的计算方法考虑了内衬承受内压和残余接触压力对基管壁厚计算的影响;中高压下,现行规范基管壁厚计算选取结果高于本文计算方法,说明现行规范计算结果可靠,但本文的计算结果更具经济性。本文的研究成果为集输系统用机械复合管的精细化设计提供了一定的参考与借鉴。     

复杂载荷作用下双金属复合管的屈曲失效模拟分析

双金属复合管在海洋工程中应用广泛,使用过程中极易发生屈曲失效和内衬管褶皱现象。本文使用ABAQUS有限元软件,分析了双金属复合管液压成形过程及其在复杂载荷下的屈曲失效,研究了残余应力、管道径厚比和材料属性对双金属复合管屈曲失效的影响。结果表明,降低管道径厚比或增大外管材料的屈服强度,能够有效延缓管道屈曲,减小内衬管褶皱幅值。本文研究结果有助于更好地理解双金属复合管屈曲失效现象,进一步完善其加工工艺。     

复合管及其应用

复合管是一种外观豪华，强度高，价格适中的装饰材料，按不同的加工工艺生产的复合管其特性及生产成本等各不相同。庆安钢铁有限总公司１９８９年从韩国引进的不锈钢复合管生产技术，经过几年的研究开发，生产工艺先进，配套设备完善。其深加工及就用有了新的突破，是填补国内空白的高附加值产品，是建筑装饰等行业的理想选择。     

不锈钢复合管钨极自动氩弧焊工艺

介绍了钨极自动氩弧焊在不锈钢复合管生产线上的应用，简述了焊机、焊枪、钨极、辅助装置及生产复合管的工艺流程。对与焊接至关重要的钨极高磨尖角度，端头直径，焊接规范参数从理论到应用予以介绍，以实际生产表明了钨极自动氩弧焊连续焊接不锈钢复合管的成功应用。     

国内聚烯烃管材料市场分析及应对措施

对国内外聚烯烃管材生产技术及市场需求现状进行了深入研究和分析,重点剖析国外进口管材料对我国聚烯烃管材市场的影响,找出我国在聚烯烃管材生产方面存在的问题,提出我国在聚烯烃管材新产品开发及生产工艺方面的发展建议。     

冷热水管材用PP-R混配料的开发

参照GB/T18742-2017新国标要求制定了中石化PP-R管材混配料的性能指标,利用核磁共振碳谱、凝胶渗透色谱对混配料基础树脂的分子结构进行了表征,通过小试试验确定了混配料的配方体系及生产工艺条件,在此基础上实现了工业化开发。工业化产品的物理性能优、卫生性能好、静液压强度高,由其制备的管材通过了静液压状态下的长期热稳定性试验,综合性能达到国外同类产品的先进水平。     

浅谈我国焊管行业的现状与发展

我国焊管工业的现状是品种单一，小口径相组多，大中口径相组少，高档次焊管少，特殊用途的焊管发展缓慢。根据这一现状，提出了发展焊管新品种，开发耐高压，大壁厚高强度，高韧性的油气输送管，高压锅炉管，油井用管及高强度机械管等高质量焊管。文章还分析了焊管工业技术装备现状及发展趋势，指出了产业结构的调整措施。     

高强度管线钢的发展和挑战

随着石油、天然气消费量的增长,石油、天然气输送管线的重要性显得越来越突出.为了实现安全、经济的输送,管线钢钢管起到重要的作用.针对长距离高压输送管线的发展带来的对高强度钢管的巨大需求,论述了X70级钢管在全球的主要管线工程中的应用以及X80及其以上级别钢管技术的发展状况,指出:要实现X80及以上级别钢管的应用,还有很多工作要做,例如高强度管线钢的综合性能、断裂韧性、止裂性能的研究及焊接设计等,此外,还要完善和建立钢管性能标准、设计标准、施工标准等.     

承压燃气聚乙烯管道热氧老化规律研究

由于聚乙烯(PE)管道具有优异的耐腐蚀性能,已成为城镇中、低压燃气管道的首选,然而,作为一种高分子有机材料,其热氧老化问题既不可避免,也是影响燃气管道寿命和使用安全性的重要因素之一。到目前为止,国内外对承压燃气PE管道老化规律的研究都较少。为此,首次搭建了接近工况的承压燃气PE管道热氧老化试验平台,进行了不同温度下的热氧老化试验,利用拉伸试验法进行热氧老化PE试件的拉伸力学性能测试。最后根据拉伸试验的分析结果,结合高分子有机材料寿命预测方法中常用的动力学曲线直线化法,分别得出了承压和无压燃气PE管道的热氧老化预测模型,并分别计算出常温下承压和无压燃气PE管道的寿命。研究结果表明:(1)燃气PE管道的拉伸力学性能随着热氧老化温度、管道内压、老化时间的增加而发生明显变化,断裂点载荷明显减小;(2)当拉伸性能降低20%时,常温下承压和无压燃气PE管道的寿命均大于50年,且承压燃气PE管道寿命低于无压燃气PE管道寿命;(3)当试验压力为0.1 MPa时,承压燃气PE管道比无压燃气PE管道寿命减少9.6%。     

汽车排气系统用超纯铁素体不锈钢的焊接

分析了超纯铁素体不锈钢的焊接性,概括了汽车排气系统不锈钢管常用的焊接方法和焊接工艺。分析认为,超纯铁素体不锈钢焊接时的主要问题是焊接接头易产生晶间腐蚀和脆化,用超纯铁素体不锈钢制造汽车排气管,需要选择能量集中、热输入小、保护效果好的焊接方法和焊接参数。主要焊接方法有钨极氩弧焊、激光焊、高频焊和等离子弧焊。此外,组合焊接技术尤其是激光与其他热源复合加热的铁素体不锈钢管焊接研究等,是汽车排气管先进焊接方法的发展方向。     

ERW热减径盘卷状钢管“PIC”生产技术的开发

以汽车为中心的工程机械用中空长尺钢管和溜冰场冷冻设备用传热配管为主体的长尺配管应用领域,前者从降低车体重量,连续化自动化生产降低成本观点积极使用电焊长尺钢管;后者为提高施工效率削减焊接接头数量而降低成本,试图使用超长尺钢管。新日本制铁公司光制铁所根据用户这种要求,把电焊钢管经过连续热减径轧制,采用线材生产工艺卷取技术开发出ＥＲＷ热减径盘卷状钢管“ＰＩＣ”（ＰｉｐｅｉｎＣｏｉｌ）。独创产品ＰＩＣ钢管已经有商品出售,并建立起电焊钢管焊接区性能健全技术,热减径卷取技术和长尺管材质量保证技术,同时还建立起连续伸管和矫直技术,内面涂覆技术等二次加工技术。采取上述措施已经成功生产和销售具有冷加工性能、耐腐蚀性能、施工性和经济效益良好的ＰＩＣ制品     

螺旋缝埋弧焊弯管残余应力及使用安全性研究

为探明感应加热控轧钢螺旋缝埋弧焊管弯制后残余应力对使用安全性的影响 ,采用机械切割应力释放法 ,选取外径为 711mm、壁厚为 9 5mm的X60钢级的直管、弯管和热处理后弯管 ,进行内外表面残余应力的测试和力学性能试验。结果表明 ,感应加热控轧钢推制弯管的残余应力较直管明显增加 ,经回火热处理后 ,虽然残余应力状态得到明显改善 ,但强度指标进一步降低。还采用失效评定图技术和PREFIS软件分析了弯管热处理前后的使用安全性 ,指出残余应力对弯管的脆断倾向有较大的影响。据此建议对弯管的推制工艺和热处理去应力工艺展开研究 ,以尽量减小弯制和热处理中引入的残余应力并保持较高强度