Научный анализ коррозийной воды в трубопроводах API 5L из углеродистой стали с внутренними выровнями с сварными суставами

Механизмы коррозии в трубопроводах API 5L с коррозионной водой

Углеродные стальные трубопроводы, например, те, кто соответствует стандартам API 5L (например., Оценки X42, X52, X70), широко используются для водного транспорта, но восприимчивы к коррозия При воздействии коррозийной воды, характеризуется высоким содержанием хлорида, низкий ph, Растворенный кислород, или микробная активность. Внутренняя коррозия происходит через электрохимические реакции, где вода действует как электролит, сталь служит анодом, и растворенный кислород или другие окислители управляют катодическими реакциями. Например, в кистной воде (рН < 6), железо окисляется до Fe²⁺, Выпуск электронов, В то время как восстановление кислорода образует гидроксидные ионы, приводя к ржавчине (Fe₂o₃ · nho). Хлориды ускоряют питтинг, Проникновение на стальную поверхность и вызывая локализованную потерю материала. Микробно-индуцированная коррозия (ВПК), часто из сульфат-восстановительных бактерий (СРБ), производит сероводород, Дальнейшее унижение стали. API 5L трубы, с содержанием углерода ≤0,28% и марганца ≤1,4%, предложить умеренную силу (например., X70: 483 Уход MPA) но отсутствие устойчивости к коррозии. Внутренние накладки, такие как эпоксидная смола, Полиэтилен, или цементный-минор, создать барьер, Сокращение контакта между коррозийной водой и сталью. тем не мение, сварные суставы остаются уязвимыми, Поскольку тепло от сварки может повредить облигациям, разоблачение стали коррозии.

Роль и производительность внутренних облицов

Внутренние накладки имеют решающее значение для защиты трубопроводов API 5L углеродистой стали от коррозийной воды. Общие накладки включают эпоксидную смолу, связанную с фьюжн (FBE), жидкая эпоксидная смола, Полиэтилен (PE), и цементный-минор, каждый избран на основе химии воды, температура, и условия потока. FBE, применяется при 200-250 ° C., формы а 250-500 мкм толстый барьер, сопротивление pH 3-10 и температура до 80 ° C, за такие стандарты, как awwa c213. Цементные миноты, за awwa c205, Excel в High-ph, абразивная вода, обеспечивая толстую (6-12 мм) барьер, но может взломать термическое или механическое напряжение. Подкладки PE обеспечивают химическую устойчивость к хлоридам и кислотам, но ограничены более низкими температурами (<60° C). Эти накладки снижают скорость коррозии, часто от 1-5 мм/год в безделенной стали до <0.1 мм/год, продление трубопровод жизнь за пределами 20-30 годы. Сварные суставы, Однако, позировать проблемы: Затронутая теплоза зона (СДЕЛАЙТЕ) от сварки может развить накладки, Создание выходов или трещин. Исследования показывают, что показатели коррозии в суставах могут вспыхивать 2-3 мм/год, если накладки не удалены. Посредственная ремонт подкладки, такие как эпоксидная смола с применением кисти, смягчить это, Но адгезия и однородность остаются критическими для долгосрочной защиты.

Сварные суставы и проблемы с честностью

Сварные суставы в трубопроводах API 5L, обычно образуется с помощью экранированной металлической дуговой сварки (СМАВ) или газовая дуговая сварка (GMAW), являются критическими слабыми точками в коррозионных системах воды. Сварка нагревает сталь до 1400-1500 ° C, Изменение микроструктуры в HAC, Увеличение твердости, и снижение прочности, что может привести к растрескиванию коррозии напряжения (SCC) в богатой хлоридом вода. Восприимчивость к HAC усугубляется повреждением подкладки: тепло деградирует эпоксидную смолу или физкультуру, обнаружение стали на коррозионную воду. Для x70 трубы, предел текучести (483 MPa) может упасть 10-15% в опасности, и остаточные напряжения от охлаждения повышают риск трещины. Стандарты, такие как API 1104 Обеспечить качество сварного шва, Но несовершенство - положительность, неполное слияние, или шлан. Mic процветает на сварке, с ускорением ставок ям 1-2 мм/год. Защитные меры включают тепловую обработку после пособия (ПВТ) Чтобы снять стресс, Внутренние рукавы, и ингибиторы коррозии (например., фосфаты) нейтрализовать химию воды. Регулярный осмотр с помощью ультразвукового тестирования или интеллектуальных свиней имеет важное значение для мониторинга целостности сварного шва и условий подкладок.

Сравнительный анализ и будущие стратегии

Внутренняя лицентра API 5L трубы превосходят безрассудную углеродистую сталь в коррозионной воде, снижение ставок коррозии от 1-5 мм/год до <0.1 мм/год, Но сварные суставы остаются ограничением. Подкладки FBE Excel в умеренных условиях, в то время как цементный мимо подходит абразив, высокая вода; Подкладка PE сопротивляется кислотам, но колеблется при высоких температурах. По сравнению с нержавеющей сталью, Углеродная сталь подкладки является экономически эффективной (20-30% дешевле) но менее долговечен в экстремальной коррозии. X52 и x70 баланс баланса (414-570 МПА растяжение) и стоимость, за пожар 5L, но требуют надежной подкладки и защиты суставов. Будущие стратегии включают расширенные накладки (например., Покрытия на основе графена) Для превосходной адгезии, Ремонт роботизированных сварных сварных средств для равномерного применения подкладки, и ингибиторы коррозии, адаптированные к химии воды (например., бикарбонаты для контроля pH). Умные датчики и машинное обучение обещают мониторинг коррозии в реальном времени, оптимизация технического обслуживания. Доставка (в пределах 30 дни) и оплата (TT, LC, ОА, Документы за наличный расчет) Поддержка развертывания.

Производительность подкладки в коррозионной воде

Оценки API 5L и механические свойства