采油厂弯头失效分析

采油厂弯头失效分析某厂使用的弯头出现穿孔失效现象,通过对失效样品现场勘查以及对样品宏观观察、理化性能分析及介质化验，得出样品机械性能、金相组织符合要求，由于介质存在矿化度高，导电性强的特点，在电化学腐蚀趋势下，致使局部蚀坑沿液体流动方向不断向纵、深扩展，最终导致腐蚀穿孔不良现象发生。受采油厂委托，对其腐蚀穿孔的弯头进行失效原因分析。失效样品使用及现场勘查情况失效样品使用及现场勘查情况如下：该站 5 月 21 日投投产，6 月 26 日发现穿孔。截止目前共发生穿孔11 处，现场勘验均发生在弯头本体部位。失效样品宏观分析通过对样品内表面进行观察，可以看出：(1)穿孔区域明显减薄，样品内表面存在明显的沟槽状腐蚀，腐蚀方向沿液体流动方向，贯穿弯头肘部内凹处。（2）腐蚀处无明显腐蚀产物聚集，样品内表面覆盖有黄色和黑色垢层。通过以上几点，可以看出此样品存在典型的沟槽腐蚀的迹象，腐蚀方向沿液体流动方向向纵、深处进展。理化分析从样品靠近失效区域截取样品进行金相分析及材质化验，从未失效样品上截取试样进行机械性能试验，结果如下（1）金相组织：铁素体+珠光体（2）机械性能抗拉强度（410～530）：500,480,500；屈服强度（≥245）：355,330,375断后伸长率（≥20%）：26%，26%，26%（3）化学成分C:0.21%;Si:0.23%,Mn:0.52%,P:0.023%,S:0.010%,Cr:0.02%通过对样品的理化分析，可以看出：(1)该样品金相组织符合正火管材要求。(2)该样品理化性能均符合 20#钢要求。输送介质分析采油厂提供水样测试结果显示：所检混合液 pH 值 6.9,呈弱酸性，SRB 菌 6 个/mL,含量较低，无硫化物，矿化度达到 31006mg/L，氯离子含量为 19169mg/L，属于高矿化度强烈腐蚀性水，介质的矿化度高，导电性强，易发生电化学腐蚀，属于强烈腐蚀性介质，尤其是氯离子含量高，对金属的穿透能力强，容易造成点蚀，在缺乏防腐措施保护的情况下造成管线穿孔。失效原因分析（1）不同介质的影响在集输管线中存在着油相、水相、少量固体粘稠的沉积相，后者主要为地层带出的泥沙、不溶性的腐蚀产物等，其常规分布为上层为油，中间为水，下层靠近管线底部的为沉积物，由于金属在不同的介质中电极电位不同，沉淀区下为阳极区，上部为阴极区，且输送介质具备较强的腐蚀性，尤其是含有较高的氯离子，破坏了垢层的结构，宏观上形成了“大阴极-小阳极”的腐蚀电池，（可以简单的想象为金属电镀工艺过程，阳极区作为电镀工艺中金属的来源区）...