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随着长输天然气管道服役时间增加,管道内腐蚀问题日益凸显。管道内腐蚀达到一定程度,将会引起管道产生裂缝或穿孔,造成天然气的泄露,严重的甚至发生爆炸,对人身和财产安全带来严重隐患。西气东输二线(以下称西二线)输送的天然气主要来自土库曼斯坦和哈萨克斯坦两个气源。上述两气源均是经脱硫后满足西二线输送标准的天然气,虽然只含有微量的H2S(小于20mg/m3),但存在的硫组分仍会使管道内腐蚀影响因素更加复杂,内腐蚀程度更加严重,且内腐蚀穿孔后的后果也更加严重,故需要对西二线的内腐蚀状况进行评估,进而研究西二线的剩余强度,以保证西二线的安全高效运营。本文针对西二线的内腐蚀状况及剩余强度评估进行了以下几个方面的研究:(1)采用室内实验的方法,对收集的西二线12组清管产物进行了总硫含量和Cl-和S042-测试,对39组沿线气体样品进行了H2S含量测试。结合调研的西二线沿线高程,气质组分、管材等整体概况,确定了发生内腐蚀的关键管段为霍尔果斯至精河压气站管段以及精河至乌苏压气站管段。(2)对西二线管材X80管线钢进行了电化学腐蚀实验,根据电化学原理,通过对电化学过程中的极化曲线和电化学阻抗进行拟合分析,得到相应的腐蚀电流密度和极化电阻。研究了X80钢在西二线清管产物模拟溶液(Cl-和SO42-)中的电化学腐蚀行为。(3)利用高压釜,对X80管线钢在模拟西二线天然气及管液组成、运行压力、温度范围条件下进行了实验,测定了西二线X80钢的腐蚀速率。采用SEM和EDS对X80管线钢腐蚀产物进行了分析,研究了西二线X80钢的腐蚀机理。(4)基于霍尔果斯至精河压气站、精河至乌苏压气站两条管段的内检测报告数据,对管道的内腐蚀缺陷的数量、类型、深度、相邻缺陷轴向间距进行了统计和分析,确定了三种代表性的内腐蚀缺陷形式。分别针对三种缺陷类型,统计了腐蚀缺陷的尺寸、面积,得到相应的分布规律,初步完成了对西二线关键管段内腐蚀缺陷的整体评估,对进一步进行西二线管道剩余强度的研究提供依据。(5)基于西二线内腐蚀缺陷统计分析,将三种缺陷类型:轴向凹槽、轴向凹沟、坑状金属损失合理简化为三种物理模型:平底方形、同底方形、球形坑蚀,采用ANSYS有限元、B31G准则、DNV-PR-F101准则三种方法进行剩余强度的评估,并进行结果对比分析,提出针对不同管材、内腐蚀缺陷类型的管道安全评估时两种准则的选择依据。(6)依据计算所得的西二线管道剩余强度、临界失效腐蚀深度和腐蚀速率,分析预测西二线管道的使用年限,并结合西二线工况运行条件等情况,提出延长管道使用年限的措施。本论文对高钢级天然气长输管道的内腐蚀状况及剩余强度评估方面有一定的意义。