Einführung: Mit der kontinuierlichen Vertiefung der chinesischen Öl- und Gasexplorations- und Entwicklungsstrategie, Der Ausbeutungsumfang hat sich nach und nach auf die Tiefsee ausgeweitet, Tiefschicht- und schwefelreiche Gebiete, und die Betriebsbedingungen von Öl- und Gaspipelines sind immer rauer geworden. Korrosion der Rohrleitung, als Schlüsselfaktor, der den sicheren und stabilen Betrieb der Öl- und Gasindustrie einschränkt, hat der Branche jedes Jahr enorme wirtschaftliche Verluste und potenzielle Sicherheitsrisiken verursacht. Herkömmliche Korrosionsschutzmaßnahmen wie gewöhnliche Kohlenstoffstahlrohre mit Beschichtungen konnten den langfristigen Korrosionsschutzanforderungen unter rauen Arbeitsbedingungen nur schwer gerecht werden. Innenbeschichtete oder ausgekleidete korrosionsbeständige Verbundstahlrohre aus Legierung, die die hohe Festigkeit von Kohlenstoffstahl/niedriglegiertem Stahl und die hervorragende Korrosionsbeständigkeit korrosionsbeständiger Legierungen vereinen, haben sich entsprechend den Anforderungen der Zeit entwickelt und wurden in verschiedenen wichtigen Öl- und Gaspipelineprojekten häufig eingesetzt. Basierend auf meiner dreijährigen Berufsausbildung in Materialwissenschaft und -technik und meiner viermonatigen Praktikumserfahrung in einem Unternehmen, das Materialien für Öl- und Gaspipelines herstellt, Dieser Artikel konzentriert sich auf die Forschung an innenverkleideten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren aus Legierungen, diskutiert systematisch ihre Eigenschaften, Vorbereitungsprozesse, Leistungstests, Anwendungsfälle und Entwicklungstrends, Ziel ist es, praktische Referenzen für die technische Anwendung und technische Verbesserung solcher Verbundstahlrohre in der Öl- und Gasindustrie bereitzustellen.

Die Leistungsprüfung von innenummantelten oder ausgekleideten Rohren aus korrosionsbeständigem legiertem Verbundstahl ist ein wichtiges Glied zur Verifizierung des Produkts Qualität und stellen Sie sicher, dass es sich an die harten Arbeitsbedingungen der Öl- und Gasindustrie anpassen kann. Die Leistung von Verbundstahlrohren umfasst hauptsächlich mechanische Eigenschaften, Korrosionsbeständigkeit, Klebeleistung und strukturelle Integrität. Nur durch systematische und umfassende Leistungstests können wir feststellen, ob das Verbundstahlrohr den technischen Anwendungsanforderungen entspricht. Während meines Praktikums, Ich hatte die Gelegenheit, das Testzentrum des Unternehmens zu betreten, Nehmen Sie an der Hilfsarbeit verschiedener Leistungstests teil, und lernen Sie die Testmethoden kennen, Prüfnormen und Prüfgeräte für Verbundstahlrohre. Kombiniert mit dem neuesten GB/T 31940-2025 nationale Norm und die unternehmensinternen Prüfspezifikationen, Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die wichtigsten Leistungstestelemente, Prüfmethoden und Prüfnormen für Verbundstahlrohre, und teile meine eigenen Testerfahrungen.

Die mechanische Leistung von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren ist eine wichtige Garantie für den sicheren Betrieb der Pipeline, Dazu gehört vor allem die Zugfestigkeit, Streckgrenze, DEHNUNG, Schlagzähigkeit und Härte. Diese mechanischen Eigenschaften hängen nicht nur mit den Materialeigenschaften der Basisschicht und der plattierten/ausgekleideten Schicht zusammen, sondern auch durch den Vorbereitungsprozess beeinflusst. Durch die mechanische Leistungsprüfung soll sichergestellt werden, dass das Verbundstahlrohr über eine ausreichende Festigkeit verfügt, Zähigkeit und Härte, um dem mittleren Druck standzuhalten, mechanische Stöße und andere Belastungen während des Transport- und Betriebsprozesses.

Der erste Gegenstand der mechanischen Leistungsprüfung ist die Prüfung der Zugfestigkeit und Streckgrenze. Die Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die das Verbundstahlrohr aushalten kann, bevor es bricht, und die Streckgrenze ist die Spannung, bei der das Verbundstahlrohr eine bestimmte plastische Verformung erzeugt. Die Prüfmethode übernimmt hauptsächlich den Zugversuch, Dies wird mit Hilfe einer Universal-Zugprüfmaschine durchgeführt. Während des Tests, Das Verbundstahlrohr wird gemäß der nationalen Norm in Standardzugproben geschnitten, und die Proben werden auf der Zugprüfmaschine eingespannt. Dann, Die Prüfmaschine übt mit einer bestimmten Geschwindigkeit eine gleichmäßige Zugbelastung auf die Proben aus, bis die Proben brechen. Die Prüfmaschine erfasst während der Prüfung automatisch die Zugkraft- und Verformungsdaten, und berechnet anhand der Daten die Zugfestigkeit und Streckgrenze. Gemäß den Anforderungen von GB/T 31940-2025 Nationaler Standard, Die Zugfestigkeit des innenummantelten oder ausgekleideten Verbundstahlrohrs darf nicht geringer sein als die Zugfestigkeit des Grundschichtmaterials, und die Streckgrenze darf nicht geringer sein als 80% der Streckgrenze des Grundschichtmaterials. Zum Beispiel, wenn die Grundschicht aus niedriglegiertem Q355-Stahl besteht (Zugfestigkeit 470–630 MPa, Streckgrenze 355 MPa), Die Zugfestigkeit des Verbundstahlrohrs darf nicht weniger als 470 MPa betragen, und die Streckgrenze darf nicht weniger als 284 MPa betragen. Während meines Praktikums, Ich unterstützte das Prüfpersonal bei der Vorbereitung von Zugproben, Spannen Sie die Proben auf die Prüfmaschine, und notieren Sie die Testdaten. Ich habe festgestellt, dass die Zugfestigkeit der vom Unternehmen hergestellten Verbundstahlrohre normalerweise beträgt 5%-10% höher als die Zugfestigkeit des Grundschichtmaterials, Dies ist auf den synergistischen Effekt der Mantel-/Kaschierungsschicht und der Basisschicht zurückzuführen.

Der zweite Prüfpunkt für die mechanische Leistung ist die Dehnungsprüfung. Die Dehnung ist der Prozentsatz der Gesamtverformung der Probe vor dem Bruch, Dies spiegelt die plastische Verformungsfähigkeit des Verbundstahlrohrs wider. Je höher die Dehnung, desto besser ist die Zähigkeit des Verbundstahlrohrs, und desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit, dass es unter der Einwirkung von Stößen und anderen Belastungen bricht. Die Dehnungsprüfung wird zusammen mit der Zugprüfung durchgeführt. Nach dem Zugversuch, Das Prüfpersonal misst die Länge der Probe vor und nach dem Bruch, und berechnen Sie die Dehnung gemäß der Formel: Dehnung δ=(L1-L0)/L0×100 %, wobei L0 die ursprüngliche Länge der Probe ist, und L1 ist die Länge der Probe nach dem Bruch. Nach nationalem Standard, Die Dehnung des Verbundstahlrohrs darf nicht geringer sein als 15%. Für das Verbundstahlrohr mit einer plattierten/ausgekleideten Schicht aus einer Nickelbasislegierung, Die Dehnung darf nicht geringer sein als 20% aufgrund der guten Zähigkeit der Nickelbasislegierung. Während des Tests, Ich habe festgestellt, dass die Dehnung des durch das Auftragschweißverfahren hergestellten Verbundstahlrohrs normalerweise höher ist als die des thermischen Spritzverfahrens, Dies liegt daran, dass beim Auftragschweißen eine metallurgische Verbindung zwischen der Plattierschicht und der Grundschicht entsteht, und die Zähigkeit des Verbundwerkstoffs ist besser.

Der dritte Punkt der mechanischen Leistungsprüfung ist die Prüfung der Schlagzähigkeit. Die Schlagzähigkeit ist die Fähigkeit des Verbundstahlrohrs, unter Einwirkung einer plötzlichen Stoßbelastung Energie zu absorbieren, Dies spiegelt die Schlagfestigkeit des Verbundstahlrohrs wider. Während des Transports ist die Öl- und Gaspipeline mechanischen Stößen ausgesetzt, Installation und Betrieb (wie z. B. Kollisionen während des Transports, Auswirkungen von Windwellen auf Offshore-Pipelines), Daher ist eine gute Schlagzähigkeit erforderlich. Die Schlagzähigkeitsprüfung wird mit einer Schlagprüfmaschine durchgeführt, und die Testmethode übernimmt hauptsächlich den Charpy-Schlagtest. Während des Tests, Das Verbundstahlrohr wird in Standard-Schlagproben geschnitten (V-Kerbe oder U-Kerbe), und die Proben werden in die Schlagprüfmaschine gegeben. Der Schlaghammer der Prüfmaschine trifft mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf die Probe, und die Prüfmaschine erfasst die von der Probe absorbierte Aufprallenergie. Die Schlagzähigkeit wird durch die Schlagenergie pro Querschnittsflächeneinheit der Probe ausgedrückt. Nach nationalem Standard, Die Schlagzähigkeit des Verbundstahlrohrs bei Raumtemperatur darf nicht weniger als 34 J/cm² betragen. Für Verbundstahlrohre, die unter Arbeitsbedingungen bei niedrigen Temperaturen verwendet werden (wie Offshore-Pipelines in kalten Gebieten), die Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur (-20℃ oder -40℃) darf nicht weniger als 27J/cm² betragen. Während meines Praktikums, Ich nahm an der Prüfung der Schlagzähigkeit von Verbundstahlrohren teil, die in Offshore-Plattformen verwendet werden. Die Testtemperatur betrug -20℃, und die Aufprallenergie aller Proben entsprach den Anforderungen, Dies zeigte, dass das Verbundstahlrohr eine gute Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen aufwies.

Der vierte Punkt der mechanischen Leistungsprüfung ist die Härteprüfung. Die Härte ist die Fähigkeit des Verbundstahlrohrs, der Einkerbung durch äußere Gegenstände zu widerstehen, Dies spiegelt die Verschleißfestigkeit und Verformungsbeständigkeit des Verbundstahlrohrs wider. Die Innenwand der Öl- und Gaspipeline wird durch das Transportmedium abgestreift, Daher muss die plattierte/ausgekleidete Schicht eine gewisse Härte aufweisen, um Verschleiß standzuhalten. Die Härteprüfung erfolgt mit einem Härteprüfer, Zu den gängigen Prüfmethoden gehört der Brinell-Härtetest, Rockwell-Härtetest und Vickers-Härtetest. Für die plattierte/ausgekleidete Schicht von Verbundstahlrohren, Aufgrund der hohen Prüfgenauigkeit und der geringen Beschädigung der Probe wird üblicherweise der Vickers-Härtetest angewendet. Während des Tests, Das Prüfpersonal nutzt den Vickers-Härteprüfer, um eine bestimmte Belastung auf die Oberfläche der plattierten/ausgekleideten Schicht auszuüben, und messen Sie die diagonale Länge der Vertiefung, Berechnen Sie dann den Vickers-Härtewert (HV). Gemäß den unternehmensinternen Standards, Die Vickers-Härte der mit 316L-Edelstahl beschichteten/ausgekleideten Schicht muss zwischen 180 und 220 HV liegen, die Vickers-Härte des Inconel 625 Die plattierte/ausgekleidete Schicht aus einer Nickelbasislegierung muss zwischen 220 und 260 HV liegen, und die Vickers-Härte der Basisschicht (Q355 niedriglegierter Stahl) soll zwischen 140-180HV liegen. Während des Tests, I found that the hardness of the clad layer prepared by the thermal spraying process is slightly higher than that of the surfacing welding process, Dies liegt daran, dass beim thermischen Spritzverfahren nach dem schnellen Abkühlen des geschmolzenen Pulvers eine dichte Struktur entsteht, was zu einer höheren Härte führt.

Es ist zu beachten, dass bei der mechanischen Leistungsprüfung von Verbundstahlrohren auf die Probenahmeposition und die Probenahmemethode geachtet werden muss. Die Proben sollten an verschiedenen Stellen des Stahlverbundrohres entnommen werden (wie zum Beispiel der Mittelteil, der Endteil) um die Repräsentativität der Proben sicherzustellen. Gleichzeitig, Die Probenahmemethode sollte eine Beschädigung der plattierten/ausgekleideten Schicht und der Grenzfläche zwischen der plattierten/ausgekleideten Schicht und der Basisschicht vermeiden, um die Testergebnisse nicht zu beeinträchtigen. Während meines Praktikums, Das Testpersonal sagte mir, dass die Probenahme sehr wichtig sei. Wenn die Probenahmeposition falsch ist oder die Probenahmemethode falsch ist, Dies führt zu ungenauen Testergebnissen, Dies wirkt sich auf die Beurteilung des Produkts aus Qualität.

Korrosionsbeständigkeit ist die Kernleistung von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren aus Legierungen, Dies bestimmt direkt die Lebensdauer des Verbundstahlrohrs unter den rauen Arbeitsbedingungen der Öl- und Gasindustrie. Die Prüfung der Korrosionsbeständigkeit dient dazu, die tatsächlichen Arbeitsbedingungen, das Medium und die Umgebung zu simulieren, Testen Sie die Korrosionsrate und die Korrosionsform des Verbundstahlrohrs, und prüfen Sie, ob es der Erosion durch korrosive Medien standhalten kann. Entsprechend den unterschiedlichen Korrosionsmechanismen und Arbeitsbedingungen, Die Korrosionsbeständigkeitsprüfung von Verbundstahlrohren umfasst hauptsächlich elektrochemische Korrosionsprüfungen, Tauchkorrosionsprüfung, Spannungsrisskorrosionsprüfung und wasserstoffinduzierte Rissprüfung. Während meines Praktikums, Ich beteiligte mich an den Hilfsarbeiten der Tauchkorrosionsprüfung und der elektrochemischen Korrosionsprüfung, und lernten die Prüfprinzipien und -methoden der Spannungsrisskorrosionsprüfung und der wasserstoffinduzierten Rissprüfung kennen.

Der erste Gegenstand der Korrosionsbeständigkeitsprüfung ist die elektrochemische Korrosionsprüfung. Elektrochemische Korrosion ist die häufigste Art der Korrosion von Öl- und Gaspipelines, Daher ist die elektrochemische Korrosionsprüfung eine wichtige Methode zur Bewertung der Korrosionsbeständigkeit von Verbundstahlrohren. Die elektrochemische Korrosionsprüfung umfasst hauptsächlich die Prüfung der Polarisationskurve und die elektrochemische Impedanzspektroskopie (Eis) testen, die mithilfe einer elektrochemischen Arbeitsstation durchgeführt werden. Das Kernprinzip der Polarisationskurvenprüfung besteht darin, ein bestimmtes Potenzial auf die Verbundstahlrohrprobe anzuwenden (Arbeitselektrode) im simulierten Korrosionsmedium, Messen Sie die entsprechende Stromdichte, und zeichne die Polarisationskurve. Die Polarisationskurve kann die Korrosionsrate und Korrosionstendenz der Probe widerspiegeln. Je geringer die Korrosionsstromdichte ist, desto besser ist die Korrosionsbeständigkeit der Probe. Bei der elektrochemischen Impedanzspektroskopieprüfung wird ein Wechselstrom mit kleiner Amplitude an die Arbeitselektrode angelegt, Messen Sie die Impedanz der Probe bei verschiedenen Frequenzen, und analysieren Sie den Korrosionsprozess und die Korrosionsbeständigkeit der Probe mithilfe des Impedanzspektrums. Während des Tests, Die Verbundstahlrohrprobe wird auf eine bestimmte Größe geschnitten, und die Oberfläche der Probe wird behandelt (poliert, gereinigt), Anschließend wird die Probe in das simulierte Korrosionsmedium eingetaucht (beispielsweise eine Lösung, die Schwefelwasserstoff enthält, Kohlendioxid, Chloridionen, etc.). Die Referenzelektrode und die Hilfselektrode werden in das Medium eingeführt, und die drei Elektroden werden zum Testen an die elektrochemische Workstation angeschlossen. Gemäß den unternehmensinternen Standards, the corrosion current density of the composite steel pipe sample in the simulated ultra-high sulfur gas field medium shall not be greater than 1.0×10⁻⁶A/cm². Während meines Praktikums, Ich unterstützte das Prüfpersonal bei der Vorbereitung des simulierten Korrosionsmediums, Polieren Sie die Probenoberfläche, und schließen Sie die Elektrode an, und beobachtete den Testprozess des elektrochemischen Arbeitsplatzes. Die Testergebnisse zeigten, dass die Korrosionsstromdichte des Verbundstahlrohrs mit Inconel 625 Die Beschichtungsschicht aus einer Nickelbasislegierung lag weit unter den Standardanforderungen, Dies zeigte, dass es eine ausgezeichnete elektrochemische Korrosionsbeständigkeit aufwies.

Der zweite Gegenstand der Korrosionsbeständigkeitsprüfung ist die Tauchkorrosionsprüfung. Die Tauchkorrosionsprüfung ist eine einfache und intuitive Methode zur Prüfung der Korrosionsbeständigkeit, Dabei wird die Verbundstahlrohrprobe in das simulierte Korrosionsmedium eingetaucht, Stellen Sie es für eine bestimmte Zeit in eine Umgebung mit konstanter Temperatur, Beobachten Sie dann die Korrosionsform der Probe und berechnen Sie die Korrosionsrate. Mit dieser Methode kann der Langzeitkorrosionsprozess des Verbundstahlrohrs im tatsächlichen Betriebsmedium simuliert werden. Während des Tests, Die Verbundstahlrohrprobe wird in Standardproben geschnitten, und die Oberfläche, Gewicht und andere Parameter der Probe werden vor dem Eintauchen gemessen. Dann, Die Probe wird in das simulierte Korrosionsmedium eingetaucht (Die Zusammensetzung und Temperatur des Mediums stimmen mit den tatsächlichen Arbeitsbedingungen überein), und das Medium wird regelmäßig ausgetauscht, um die Stabilität der Mediumzusammensetzung sicherzustellen. Nach einer gewissen Eintauchzeit (normalerweise 720 Stunden bzw 1000 Std.), Die Probe wird entnommen, das Korrosionsprodukt auf der Oberfläche wird gereinigt, und das Gewicht der Probe nach der Korrosion wird gemessen. Die Korrosionsrate wird nach der Formel berechnet: Korrosionsrate v=(m0-m1)/(S×t), Dabei ist m0 das Gewicht der Probe vor der Korrosion, m1 ist das Gewicht der Probe nach der Korrosion, S ist die Oberfläche der Probe, und t ist die Eintauchzeit. Nach nationalem Standard, Die gleichmäßige Korrosionsrate des Verbundstahlrohrs im simulierten Korrosionsmedium darf nicht größer als 0,01 mm/a sein. Für Verbundstahlrohre, die in Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt verwendet werden, Die gleichmäßige Korrosionsrate darf nicht größer als 0,005 mm/a sein. Während meines Praktikums, Ich habe am Tauchkorrosionstest von mit Edelstahl 316L ausgekleideten Verbundstahlrohren teilgenommen. Die Eintauchzeit betrug 720 Std., Das simulierte Medium war eine Lösung, die Kohlendioxid und Chloridionen enthielt, und die Testtemperatur betrug 80℃. Nach dem Test, Die Oberfläche der Probe war glatt und weist keine Korrosionsspuren auf, und die Korrosionsrate lag weit unter der Standardanforderung, Dies zeigte, dass das Verbundstahlrohr eine gute Tauchkorrosionsbeständigkeit aufwies.

Der dritte Prüfpunkt für die Korrosionsbeständigkeit ist die Spannungsrisskorrosion (SSC) testen. Wie bereits erwähnt, Spannungsrisskorrosion ist eine sehr gefährliche Korrosionsform, Dies kann leicht zu einem plötzlichen Ausfall der Pipeline führen. Daher, Die Spannungsrisskorrosionsprüfung ist ein wesentlicher Prüfgegenstand für Verbundstahlrohre, die in Bereichen mit hohem Schwefelgehalt eingesetzt werden, Arbeitsbedingungen mit hohem Chloridionengehalt. Die Spannungsrisskorrosionsprüfung wird gemäß den Anforderungen der Norm NACE TM0177 durchgeführt (der international maßgebliche Standard für Spannungsrisskorrosionsprüfungen), und die Prüfmethode verwendet hauptsächlich die Biegebalkenmethode oder die Zuglastmethode. Während des Tests, Die Verbundstahlrohrprobe wird zu einer Standard-Biegebalkenprobe oder Zugprobe verarbeitet, und auf die Probe wird eine bestimmte Zugspannung ausgeübt (Der Stress ist normalerweise 80% der Streckgrenze der Probe). Dann, Die Probe wird in das simulierte Spannungskorrosionsmedium eingetaucht (wie beispielsweise die NACE-A-Lösung, Dabei handelt es sich um eine Lösung, die Schwefelwasserstoff und Chloridionen enthält) bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck. Die Probe wird für eine bestimmte Zeit im Medium gehalten (normalerweise 720 Std.), Anschließend wird die Probe herausgenommen, um festzustellen, ob Risse auf der Oberfläche und im Inneren der Probe vorhanden sind. Wenn keine Risse vorhanden sind, Dies zeigt an, dass das Verbundstahlrohr eine gute Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion aufweist. Während meines Praktikums, Ich habe erfahren, dass das Unternehmen Spannungsrisskorrosionstests an allen Verbundstahlrohren durchführt, die in Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt verwendet werden. Die Testergebnisse zeigten, dass das Verbundstahlrohr mit Inconel 625 Die Beschichtungsschicht aus einer Nickelbasislegierung wies danach keine Risse mehr auf 720 Stundenlanges Testen, was darauf hindeutet, dass es Spannungsrisskorrosion wirksam widerstehen kann.

Der vierte Gegenstand der Korrosionsbeständigkeitsprüfung ist die wasserstoffinduzierte Rissbildung (THIS) testen. Wasserstoffinduzierte Rissbildung ist auch eine häufige gefährliche Korrosionsform von Öl- und Gaspipelines, die häufig mit Spannungsrisskorrosion einhergeht. Die wasserstoffinduzierte Rissprüfung wird gemäß den Anforderungen der Norm NACE TM0284 durchgeführt, und die Testmethode verwendet hauptsächlich die Immersionsmethode. Während des Tests, Die Verbundstahlrohrprobe wird in Standardproben geschnitten, und die Probe wird in das simulierte wasserstoffinduzierte Crackmedium eingetaucht (beispielsweise eine Lösung, die Schwefelwasserstoff und Feuchtigkeit enthält) bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Druck. Die Probe wird für eine bestimmte Zeit im Medium gehalten (normalerweise 96 Std.), Anschließend wird die Probe entnommen, um zu beobachten, ob Ausbuchtungen vorhanden sind, Risse und andere Defekte an der Oberfläche und im Inneren der Probe. Gleichzeitig, Die Probe wird geschnitten und poliert, um die inneren Defekte unter einem Mikroskop zu beobachten. Laut Norm, Die Verbundstahlrohrprobe darf nach der Prüfung keine offensichtlichen durch Wasserstoff verursachten Rissbildungsfehler aufweisen. Während meines Praktikums, Ich habe den wasserstoffinduzierten Risstest an Verbundstahlrohren beobachtet. Das Testmedium war eine Lösung, die hochkonzentrierten Schwefelwasserstoff enthielt, und die Testtemperatur betrug 25℃. Nach dem Test, Die Proben wurden geschnitten und beobachtet, und es wurden keine wasserstoffinduzierten Rissdefekte gefunden, Dies zeigte, dass das Verbundstahlrohr eine gute wasserstoffinduzierte Rissbeständigkeit aufwies.

Außerdem, für die Verbundstahlrohre, die in Offshore-Öl- und Gasplattformen verwendet werden, Das Unternehmen führt auch Korrosionstests im Schiffsbau durch, welches die Meeresumwelt simuliert (Eintauchen in Meerwasser, atmosphärische Meereskorrosion) um die Korrosionsbeständigkeit des Verbundstahlrohrs zu testen. Die Korrosionsprüfung im Meer erfolgt durch Eintauchen der Probe in natürliches Meerwasser oder simuliertes Meerwasser, und es für längere Zeit in einer Meeresatmosphäre unterzubringen (normalerweise 6 Monate bis 1 JAHR), Anschließend wird die Korrosionsform beobachtet und die Korrosionsrate berechnet. Dieser Test kann die Korrosionsbeständigkeit des Verbundstahlrohrs in der Meeresumwelt besser widerspiegeln. Während meines Praktikums, Ich habe gesehen, dass das Unternehmen über eine spezielle Teststelle für Meereskorrosion verfügt, und eine große Anzahl von Verbundstahlrohrproben wurde in der simulierten Meeresumgebung getestet.

Es sollte betont werden, dass bei der Korrosionsbeständigkeitsprüfung von Verbundstahlrohren die Testbedingungen streng kontrolliert werden müssen (mittlere Zusammensetzung, Temperatur, Druck, Zeit), was sich direkt auf die Testergebnisse auswirkt. Die Testbedingungen müssen mit den tatsächlichen Betriebsbedingungen der Pipeline übereinstimmen, damit die Testergebnisse die Korrosionsbeständigkeit des Verbundstahlrohrs im tatsächlichen Anwendungsprozess wirklich widerspiegeln können. Während meines Praktikums, Das Prüfpersonal sagte mir, dass jeder Parameter des Korrosionsbeständigkeitstests streng kontrolliert werden müsse, und jede Abweichung führt zu ungenauen Testergebnissen, Dies wird sich auf die Auswahl und Anwendung von Verbundstahlrohren im Maschinenbau auswirken. Außerdem, Bei der Korrosionsbeständigkeitsprüfung von Verbundstahlrohren muss auch auf den Schutz der Prüflinge geachtet werden. Während des Probenvorbereitungs- und Testprozesses, Es ist notwendig, eine künstliche Beschädigung der verkleideten/ausgekleideten Schicht zu vermeiden, um die Testergebnisse nicht zu beeinträchtigen. Zum Beispiel, während des Poliervorgangs der Probe, Es ist notwendig, die Polierkraft zu kontrollieren, um ein Zerkratzen der plattierten/ausgekleideten Schicht oder ein Freilegen der Grundschicht zu vermeiden, Dies führt zu einer ungenauen Bewertung der Korrosionsbeständigkeit.

Die Bindungsleistung zwischen der Basisschicht (Kohlenstoffstahl/niedriglegierter Stahl) und die plattierte/ausgekleidete Schicht (Korrosionsbeständige Legierung) ist die zentrale Garantie für die Gesamtleistung von innenummantelten oder ausgekleideten Stahlverbundrohren. Wenn die Klebeleistung schlecht ist, Die plattierte/ausgekleidete Schicht löst sich während des Transports von der Basisschicht, Installation oder Betrieb, Dadurch wird die Tragschicht korrosiven Medien ausgesetzt und es kommt zu schneller Korrosion und zum Ausfall der Rohrleitung. Daher, Die Prüfung der Klebeleistung ist ein unverzichtbarer Bestandteil der umfassenden Leistungsprüfung von Verbundstahlrohren. Während meines Praktikums, Ich war an der Hilfsarbeit zur Prüfung der Klebeleistung beteiligt, und lernte die wichtigsten Testmethoden kennen, Standards und Schwerpunkte, die mit der tatsächlichen Testerfahrung des Unternehmens und GB/T kombiniert werden 31940-2025 Nationaler Standard zur detaillierten Ausarbeitung.

Bei der Prüfung der Bindungsleistung von Verbundstahlrohren wird hauptsächlich die Bindungsstärke zwischen der Basisschicht und der plattierten/ausgekleideten Schicht bewertet, sowie die Integrität der Bondschnittstelle. Zu den wichtigsten Prüfmethoden gehört der Zugscherversuch, Schältest und metallografische Beobachtung, Unter diesen sind der Zugschertest und der Schältest die am häufigsten verwendeten quantitativen Testmethoden, und die metallografische Beobachtung ist eine qualitative Prüfmethode zur Ergänzung und Überprüfung des Bindungszustands. Unterschiedliche Vorbereitungsprozesse entsprechen unterschiedlichen Anforderungen an die Haftfestigkeit, und das Unternehmen wird je nach Produkttyp gezielte Teststandards formulieren.

Die erste gängige Methode zur Prüfung der Klebeleistung ist der Zugschertest, Dies wird hauptsächlich zur Prüfung der Scherhaftfestigkeit zwischen der Basisschicht und der verkleideten/ausgekleideten Schicht verwendet. Dieses Verfahren ist für alle Arten von innenummantelten oder ausgekleideten Stahlverbundrohren geeignet, insbesondere für Verbundstahlrohre, die durch metallurgische Bindungsverfahren hergestellt werden (wie zum Beispiel Auftragsschweißen, Explosionsschutzverkleidung, Warmwalzplattierung). Das Prüfprinzip besteht darin, das Verbundstahlrohr in Standard-Zugscherproben zu schneiden, die die Bindungsschnittstelle zwischen der Basisschicht und der plattierten/ausgekleideten Schicht vollständig widerspiegeln kann. Dann, Die Probe wird auf einer Universal-Zugprüfmaschine eingespannt, and a uniform shear load is applied along the direction parallel to the bonding interface until the bonding interface is separated or the sample is damaged. Die Prüfmaschine erfasst automatisch die maximale Scherbelastung, und die Scherbindungsfestigkeit wird entsprechend der Querschnittsfläche der Bindungsschnittstelle berechnet. Gemäß den Anforderungen von GB/T 31940-2025 Nationaler Standard, Die Scherhaftfestigkeit von innenummantelten Stahlverbundrohren, die durch metallurgische Bindungsverfahren hergestellt wurden, darf nicht weniger als 200 MPa betragen, und die Scherhaftfestigkeit von ausgekleideten Verbundstahlrohren, die durch mechanische Bindungsverfahren hergestellt wurden (wie zum Beispiel die hydraulische Rohraufweitung) darf nicht weniger als 150 MPa betragen. Während meines Praktikums, Ich unterstützte das Prüfpersonal beim Schneiden und Bearbeiten von Zugscherproben, und beobachtete den Testprozess. Ich habe festgestellt, dass die Scherhaftfestigkeit von Verbundstahlrohren, die im Explosionsplattierungsverfahren hergestellt wurden, am höchsten war, normalerweise mehr als 300 MPa erreichen, während die Scherhaftfestigkeit von Verbundstahlrohren, die durch ein hydraulisches Rohraufweitungsverfahren hergestellt wurden, etwa 160–180 MPa betrug, die alle den Standardanforderungen entsprachen.

Die zweite gängige Methode zur Prüfung der Klebeleistung ist der Schältest, Dies wird hauptsächlich zum Testen der Schälfestigkeit zwischen der Basisschicht und der plattierten/ausgekleideten Schicht verwendet. Diese Methode eignet sich besser für Verbundstahlrohre, die durch mechanisches Kleben oder Klebeverfahren hergestellt werden (wie zum Beispiel die hydraulische Rohraufweitung, Klebeauskleidungsmethode), und ist auch auf dünn plattierte/ausgekleidete Stahlverbundrohre anwendbar. Das Prüfprinzip besteht darin, das Verbundstahlrohr in Standardschälproben zu schneiden, und trennen Sie vorher ein Ende der verkleideten/ausgekleideten Schicht von der Basisschicht. Dann, Klemmen Sie die Basisschicht und die plattierte/ausgekleidete Schicht der Probe jeweils auf die beiden Klemmen der Universal-Zugprüfmaschine, und wenden Sie eine gleichmäßige Zuglast entlang der Richtung senkrecht zur Klebeschnittstelle an, um die plattierte/ausgekleidete Schicht von der Basisschicht abzuziehen. Die Prüfmaschine erfasst die Schälbelastung während des gesamten Schälvorgangs, und die durchschnittliche Schälkraft pro Breiteneinheit ist die Schälfestigkeit. Gemäß den unternehmensinternen Standards, Die Schälfestigkeit von ausgekleideten Verbundstahlrohren, die durch ein hydraulisches Rohraufweitungsverfahren hergestellt wurden, darf nicht weniger als 15 N/mm betragen, und die Schälfestigkeit von Verbundstahlrohren, die durch das Bonding-Liner-Verfahren hergestellt wurden, darf nicht weniger als 10 N/mm betragen. Während des Tests, Ich habe festgestellt, dass die Vorbehandlung der Basisschicht und der kaschierten/ausgekleideten Schicht nicht vorhanden ist, die Schälfestigkeit wird deutlich reduziert, und sogar die kaschierte/ausgekleidete Schicht kann manuell abgezogen werden, Dies zeigt voll und ganz, dass die Vorbehandlung der Schlüssel zur Gewährleistung der Klebeleistung ist.

Die dritte Methode zur Prüfung der Bindungsleistung ist die metallografische Beobachtung, Hierbei handelt es sich um eine qualitative Prüfmethode zur Beobachtung des Verbindungsgrenzflächenzustands von Verbundstahlrohren. Mit dieser Methode kann direkt beobachtet werden, ob Fehler wie Lücken vorliegen, Poren, Risse und Oxidschichten an der Klebeschnittstelle, Außerdem kann die Dickengleichmäßigkeit der plattierten/ausgekleideten Schicht und der metallurgische Reaktionszustand an der Grenzfläche beobachtet werden (für metallurgische Verbindungsprozesse). Die Testschritte sind: Schneiden Sie das Verbundstahlrohr in kleine metallografische Proben, Schleifen und polieren Sie die Proben, um die Klebeschnittstelle klar zu machen, Anschließend ätzen Sie die Proben mit einem speziellen Ätzmittel (Je nach den Materialien der Basisschicht und der Mantel-/Auskleidungsschicht werden unterschiedliche Ätzmittel ausgewählt), und schließlich die Bindungsschnittstelle unter einem optischen Mikroskop oder Rasterelektronenmikroskop beobachten (WHO). Während meines Praktikums, Unter Anleitung des Prüfmeisters lernte ich das Schleifen und Polieren metallografischer Proben, und beobachteten die Verbindungsschnittstelle von Verbundstahlrohren, die durch verschiedene Verfahren hergestellt wurden, unter dem Mikroskop. Zum Beispiel, Die Verbindungsschnittstelle der durch Auftragschweißen hergestellten Verbundstahlrohre war kontinuierlich und dicht, ohne offensichtliche Mängel, und an der Grenzfläche bildete sich eine dünne metallurgische Reaktionsschicht; Die Verbindungsschnittstelle von Verbundstahlrohren, die durch ein hydraulisches Rohraufweitungsverfahren hergestellt wurden, war eng anliegend, ohne Lücken, es bildete sich jedoch keine metallurgische Reaktionsschicht.

Zusätzlich zu den oben genannten drei Haupttestmethoden, Darüber hinaus führt das Unternehmen die Prüfung der Klebewirkung mittels Ultraschallprüfung durch. Die Ultraschallprüfung ist eine zerstörungsfreie Prüfmethode, das die inneren Verbindungsfehler von Verbundstahlrohren erkennen kann (wie etwa Schnittstellenlücken, Peeling, etc.) ohne die Proben zu beschädigen. Diese Methode eignet sich für die Chargenprüfung fertiger Verbundstahlrohre, und kann unqualifizierte Produkte mit Klebefehlern schnell aussortieren. Während meines Praktikums, Ich beobachtete das technische Personal, das Ultraschall-Fehlererkennungsgeräte einsetzte, um die Verbindungsleistung von Verbundstahlrohren zu ermitteln. Das Gerät kann den Zustand der Verbindungsschnittstelle anhand von Bildern anzeigen, und das technische Personal kann anhand der Bildeigenschaften beurteilen, ob Verbindungsfehler vorliegen. Diese Methode bietet den Vorteil einer hohen Nachweiseffizienz, Zerstörungsfreiheit und breite Anwendbarkeit, und hat sich zu einer wichtigen Hilfsmethode für die Prüfung der Klebeleistung entwickelt.

Es ist zu beachten, dass bei der Prüfung der Verbindungsleistung von Verbundstahlrohren auch die Probenahmeposition und die Probenahmemethode berücksichtigt werden müssen, was mit den mechanischen Leistungstests übereinstimmt. Um die Repräsentativität der Testergebnisse sicherzustellen, sollten die Proben an verschiedenen Stellen des Stahlverbundrohrs entnommen werden. Gleichzeitig, Der Probenahme- und Probenverarbeitungsprozess sollte eine Beschädigung der Klebeschnittstelle vermeiden, um die Genauigkeit der Testergebnisse nicht zu beeinträchtigen. Während meines Praktikums, Der Prüfmeister betonte, dass die Verbindungsleistung von Verbundstahlrohren von vielen Faktoren beeinflusst wird, inklusive Rohstoffqualität, Vorbehandlungseffekt, Prozessparameterkontrolle und Nachbehandlungsqualität. Daher, Nur durch eine strenge Kontrolle jedes Glieds im Vorbereitungsprozess kann gewährleistet werden, dass die Verbindungsleistung von Verbundstahlrohren den Anforderungen entspricht.

Die strukturelle Integrität von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren bezieht sich auf die Vollständigkeit und Gleichmäßigkeit der Gesamtstruktur des Verbundstahlrohrs, einschließlich der Maßhaltigkeit des Rohres, die Gleichmäßigkeit der Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht, das Fehlen von inneren und oberflächlichen Mängeln, und die Konzentrizität der Basisschicht und der plattierten/ausgekleideten Schicht. Die strukturelle Integrität ist eine wichtige Voraussetzung für den sicheren Betrieb von Stahlverbundrohren. Bei baulichen Mängeln (wie z. B. ungleichmäßige Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht, innere Risse, Exzentrizität, etc.), Dies führt während des Betriebs zu einer ungleichmäßigen Spannungsverteilung der Rohrleitung, beschleunigen Korrosion und Schäden, und sogar zu Undichtigkeiten in der Rohrleitung führen. Daher, Die Prüfung der strukturellen Integrität ist ein wichtiger Teil der Leistungsprüfung von Verbundstahlrohren. Kombiniert mit meiner Praktikumserfahrung und den Prüfvorgaben des Unternehmens, In diesem Abschnitt werden die wichtigsten Testelemente näher erläutert, Methoden und Standards der strukturellen Integritätsprüfung.

Der erste Punkt der Prüfung der strukturellen Integrität ist die Prüfung der Maßhaltigkeit, Hierzu gehört vor allem die Prüfung des Rohrdurchmessers, Wandstärke, Länge, Ovalität und Konzentrizität. Diese Dimensionsparameter wirken sich direkt auf die Installation und die Anpassungsleistung von Verbundstahlrohren im Maschinenbau aus, und wirken sich auch auf die Druckbelastbarkeit und Lebensdauer der Rohrleitung aus. Die Prüfmethoden werden überwiegend mit professionellen Messwerkzeugen durchgeführt, wie Bremssättel, Mikrometer, Maßbänder, Ovalitätsmessgeräte und Konzentrizitätsmessgeräte. Für die Durchmesserprüfung, Der Außendurchmesser und der Innendurchmesser des Verbundstahlrohrs werden an verschiedenen Positionen gemessen (normalerweise an beiden Enden und im mittleren Teil des Rohrs), und der Durchschnittswert wird genommen, um sicherzustellen, dass die Durchmesserabweichung innerhalb des Standardbereichs liegt. Laut GB/T 31940-2025 Nationaler Standard, Die Durchmesserabweichung von Verbundstahlrohren darf ± 1 % des Nenndurchmessers nicht überschreiten. Zur Wanddickenprüfung, Die Wandstärke des Rohrs wird an mehreren Punkten entlang des Umfangs und der Länge des Rohrs gemessen, um die Gleichmäßigkeit der Wandstärke sicherzustellen. Die Wanddickenabweichung darf ±5 % der Nennwanddicke nicht überschreiten. Während meines Praktikums, Ich war dafür verantwortlich, das Prüfpersonal bei der Messung der Wandstärke von Verbundstahlrohren mit einem Mikrometer zu unterstützen, und die Messdaten aufgezeichnet. Ich habe festgestellt, dass die Gleichmäßigkeit der Wandstärke bei Verbundstahlrohren, die im Warmwalzplattierungsverfahren hergestellt wurden, am besten war, und die Abweichung lag im Wesentlichen innerhalb von ±3 %.

Der zweite Prüfpunkt für die strukturelle Integrität ist die Prüfung der Dickengleichmäßigkeit der plattierten/ausgekleideten Schicht. Die Gleichmäßigkeit der Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht wirkt sich direkt auf die Korrosionsbeständigkeit des Verbundstahlrohrs aus. Wenn die Dicke der kaschierten/ausgekleideten Schicht ungleichmäßig ist, Der dünne Teil wird schnell korrodieren, Freilegen der Basisschicht, Dies führte zum Gesamtausfall der Pipeline. Zu den Prüfmethoden gehört vor allem die Ultraschalldickenmessung, radiografische Dickenmessung und metallografische Beobachtung. Darunter, Die Ultraschalldickenmessung ist die am häufigsten verwendete Methode, was die Vorteile der Zerstörungsfreiheit hat, hohe Effizienz und hohe Genauigkeit. Das Prüfprinzip besteht darin, Ultraschallwellen zur Übertragung durch die plattierte/ausgekleidete Schicht zu verwenden, und berechnen Sie die Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht anhand der Zeitdifferenz zwischen der von der Oberfläche der plattierten/ausgekleideten Schicht reflektierten Ultraschallwelle und der Verbindungsschnittstelle. Während des Tests, Das Prüfpersonal misst die Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht an mehreren Punkten (mindestens 20 Punkte pro Meter) entlang des Umfangs und der Länge des Verbundstahlrohrs, und berechnen Sie die Dickenabweichung. Gemäß den unternehmensinternen Standards, Die Dickenabweichung der plattierten/ausgekleideten Schicht darf ±10 % der Nenndicke nicht überschreiten, und die Mindestdicke der plattierten/ausgekleideten Schicht darf nicht geringer sein als 80% der nominalen Dicke. Während meines Praktikums, Unter Anleitung des Prüfpersonals lernte ich, mit einem Ultraschall-Dickenmessgerät die Dicke der Mantelschicht zu messen, und beherrschte die grundlegenden Bedienungsfähigkeiten des Instruments.

Der dritte Prüfpunkt für die strukturelle Integrität ist die Erkennung von Oberflächen- und Innenfehlern, Dies wird hauptsächlich zur Erkennung von Mängeln wie Rissen verwendet, Poren, Einschlüsse, Abblättern und Kratzer an der Innen- und Außenfläche des Verbundstahlrohrs und im Rohrinneren. Die Erkennungsmethoden sind in die Erkennung von Oberflächenfehlern und die Erkennung interner Fehler unterteilt. Die Erkennung von Oberflächenfehlern umfasst hauptsächlich die visuelle Inspektion, Magnetpulverfehlererkennung und Eindringfehlererkennung. Die Sichtprüfung ist die grundlegendste Erkennungsmethode, mit dem die offensichtlichen Oberflächenfehler überprüft werden (wie Kratzer, Grate, Peeling) des Verbundstahlrohres. Während meines Praktikums, Ich habe an der Sichtprüfung von Verbundstahlrohren teilgenommen, und überprüfte die Innen- und Außenflächen des Rohrs mit Hilfe eines Endoskops (für die Innenfläche). Zur Erkennung von oberflächlichen und oberflächennahen Fehlern werden Magnetpulverfehlererkennung und Eindringfehlererkennung eingesetzt (wie Mikrorisse) die durch visuelle Inspektion nicht leicht zu finden sind. Diese beiden Methoden eignen sich zur Erkennung von Oberflächenfehlern ferromagnetischer Materialien (wie eine Basisschicht aus Kohlenstoffstahl und eine mit Edelstahl plattierte/ausgekleidete Schicht).

Die Erkennung interner Fehler umfasst hauptsächlich die Ultraschallfehlererkennung und die radiologische Fehlererkennung, Dies sind die wichtigsten zerstörungsfreien Erkennungsmethoden für Verbundstahlrohre. Die Ultraschall-Fehlererkennung wird hauptsächlich zur Erkennung interner Fehler wie interner Risse eingesetzt, Poren, Einschlüsse und Grenzflächenablösung von Verbundstahlrohren. Das Prüfprinzip besteht darin, Ultraschallwellen zur Übertragung durch das Verbundstahlrohr zu verwenden, und die Defekte werden die Ultraschallwellen reflektieren und brechen, um die Lage beurteilen zu können, Größe und Form der Mängel. Die radiologische Fehlererkennung wird hauptsächlich zur Erkennung interner Fehler dickwandiger Stahlverbundrohre eingesetzt, und kann den internen Defektzustand des Rohrs deutlich anzeigen. Das Prüfprinzip besteht darin, dass Röntgen- oder γ-Strahlen das Stahlverbundrohr durchdringen, und die Defekte beeinträchtigen die Durchdringungsfähigkeit der Strahlen, Es werden unterschiedliche Graustufenbilder auf dem Film erzeugt, um die inneren Mängel zu beurteilen. Nach nationalem Standard, Die inneren Mängel von Verbundstahlrohren dürfen die Anforderungen der Stufe II von GB/T nicht überschreiten 31940-2025. Während meines Praktikums, Ich habe den Ultraschall-Fehlererkennungsprozess und den radiografischen Fehlererkennungsprozess von Verbundstahlrohren beobachtet, und lernten, unter Anleitung von technischem Personal einfache Fehlererkennungsbilder zu identifizieren.

Der vierte Prüfpunkt für die strukturelle Integrität ist die Konzentrizitätsprüfung, die hauptsächlich auf ausgekleidete Stahlverbundrohre abzielt. Die Konzentrizität der Basisschicht und der ausgekleideten Schicht bezieht sich auf den Grad der Übereinstimmung zwischen der Mittellinie des Basisstahlrohrs und der ROHR AUSGEKLEIDET. Wenn die Konzentrizität schlecht ist, Die ausgekleidete Schicht wird während des Rohraufweitungsprozesses ungleichmäßig beansprucht, und der dünne Teil der ausgekleideten Schicht kann während des Betriebs leicht beschädigt werden, was zu Korrosionsschäden führt. The testing method is to use a concentricity meter or a dial indicator to measure the distance between the center line of the base layer and the lined layer at different positions of the composite steel pipe, und berechnen Sie die Rundlaufabweichung. Gemäß den unternehmensinternen Standards, Die Konzentrizitätsabweichung ausgekleideter Verbundstahlrohre darf 0,5 mm/m nicht überschreiten. Während meines Praktikums, Ich unterstützte das Prüfpersonal bei der Messung der Konzentrizität ausgekleideter Verbundstahlrohre, und fanden heraus, dass die Konzentrizitätsabweichung von Verbundstahlrohren, die mit automatischen Einführgeräten hergestellt wurden, kleiner war als die von manuellen Einführgeräten.

Um zusammenzufassen, Die Prüfung der strukturellen Integrität von Verbundstahlrohren ist eine umfassende Prüfarbeit, Dies deckt mehrere Aspekte ab, beispielsweise die Maßhaltigkeit, Gleichmäßigkeit der Schichtdicke der Verkleidung/Auskleidung, Oberflächen- und Innenfehler, und Konzentrizität. Nur durch systematische strukturelle Integritätsprüfungen können wir sicherstellen, dass das Verbundstahlrohr eine vollständige und einheitliche Struktur aufweist, und den Grundstein für den sicheren Betrieb der Pipeline legen. Während meines Praktikums, Mir wurde zutiefst klar, dass die strukturelle Integrität von Verbundstahlrohren eng mit dem Vorbereitungsprozess zusammenhängt. Zum Beispiel, Die Maßgenauigkeit von Verbundstahlrohren, die mit automatischen Produktionsanlagen hergestellt werden, ist höher als die im manuellen Betrieb, and the thickness uniformity of the clad layer prepared by thermal spraying process is easily affected by the spray gun moving speed and powder feeding speed.

Mit der kontinuierlichen Verbesserung des Niveaus der Öl- und Gasexploration und -entwicklung in China, Die Betriebsbedingungen von Öl- und Gaspipelines werden immer rauer, und die Nachfrage nach leistungsstarken Korrosionsschutzrohrleitungen wächst von Tag zu Tag. Innenbeschichtete oder ausgekleidete korrosionsbeständige Verbundstahlrohre aus Legierung, mit ihren einzigartigen Vorteilen der hohen Festigkeit, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und angemessene Kosten, wurden in verschiedenen wichtigen Öl- und Gaspipelineprojekten häufig eingesetzt, einschließlich Onshore-Hochdruck-Fernübertragungspipelines, Sammel- und Transportpipelines für Gasfelder mit extrem hohem Schwefelgehalt, Offshore-Öl- und Gaspipelines und andere Felder. Basierend auf meiner Praktikumserfahrung und der Erhebung relevanter Ingenieurdaten, In diesem Abschnitt wird die Anwendung von Verbundstahlrohren in verschiedenen Öl- und Gasfeldern näher erläutert, Analyse der Anwendungseffekte und bestehender Probleme, und liefern praktische Hinweise für die weitere Förderung und Anwendung von Verbundstahlrohren.

Während meines Praktikums in einem Unternehmen zur Herstellung von Material für Öl- und Gaspipelines, Ich erfuhr, dass das Unternehmen eine große Anzahl innenverkleideter oder ausgekleideter korrosionsbeständiger Verbundstahlrohre für viele wichtige Öl- und Gasprojekte im In- und Ausland geliefert hat, und verfügt über umfassende technische Anwendungserfahrung. Das technische Personal des Unternehmens wird gezielte Produktpläne und Vorbereitungsprozesse entsprechend den unterschiedlichen Arbeitsbedingungen und Anforderungen jedes Projekts formulieren, Sicherstellen, dass die Leistung von Verbundstahlrohren den technischen Anforderungen entspricht. Durch das Verständnis dieser Projekte, Ich habe ein tieferes Verständnis für den Anwendungswert und den Anwendungsbereich von Verbundstahlrohren.

Onshore-Hochdruck-Ferntransportpipelines für Öl und Gas sind der Hauptbestandteil des chinesischen Öl- und Gastransportnetzes, die normalerweise unter Hochdruckbedingungen im Einsatz sind, große Entfernung und komplexe geologische Umgebung. Das Transportmedium enthält in der Regel korrosive Bestandteile wie Kohlendioxid, Schwefelwasserstoff- und Chloridionen, und die Rohrleitung korrodiert leicht. Gleichzeitig, Die Pipeline muss großen mittleren Druck- und Umweltbelastungen standhalten (wie zum Beispiel Bodendruck, Temperaturänderung), Daher werden hohe Anforderungen an die Festigkeit und Zähigkeit der Rohrleitung gestellt. Innenummantelte oder ausgekleidete korrosionsbeständige Verbundstahlrohre aus legiertem Stahl können diese Anforderungen gut erfüllen, und sind zum bevorzugten Pipeline-Material für Onshore-Hochdruck-Fernübertragungsprojekte geworden.

Bei den Verbundstahlrohren, die in Onshore-Hochdruck-Fernübertragungsleitungen verwendet werden, handelt es sich hauptsächlich um innenummantelte Verbundstahlrohre, die durch Auftragschweißen oder Explosionsplattierungsverfahren hergestellt werden, und die Basisschicht besteht normalerweise aus niedriglegiertem Q355- oder X80-Stahl (hohe Festigkeit und gute Zähigkeit), und die plattierte Schicht besteht aus Edelstahl 316L oder Inconel 625 Legierung auf Nickelbasis (Ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit). Der Nenndurchmesser der Rohrleitung beträgt üblicherweise 800–1400 mm, und die Wandstärke beträgt 12–25 mm, die den Anforderungen der Hochdruckübertragung gerecht werden können (Druck ≥10 MPa). Während meines Praktikums, Ich erfuhr von einem wichtigen Onshore-Erdgasfernübertragungsprojekt in Westchina, Dabei wurde eine Gesamtlänge von 1200 km innenverkleideten Verbundstahlrohren verwendet, die im Auftragschweißverfahren hergestellt wurden. Die Grundschicht des Verbundstahlrohrs besteht aus niedriglegiertem X80-Stahl, und die plattierte Schicht besteht aus Edelstahl 316L (Schichtdicke 3-5 mm). Das Transportmedium enthält 5% Kohlendioxid und Spuren von Schwefelwasserstoff, und der Übertragungsdruck beträgt 12 MPa. Das Projekt ist seit in Betrieb 5 Jahre, und der Pipeline-Betrieb ist stabil. Keine Korrosion, Bei der regelmäßigen Inspektion wurden Abblätterungs- oder Undichtigkeitsfehler festgestellt.

Die Anwendungsvorteile von Verbundstahlrohren in Onshore-Hochdruck-Fernübertragungsleitungen spiegeln sich hauptsächlich in drei Aspekten wider: Zuerst, Die Grundschicht aus niedriglegiertem Stahl gewährleistet die hohe Festigkeit und Zähigkeit der Rohrleitung, die großen mittleren Druck- und Umweltbelastungen standhalten können, und vermeiden Sie Rohrleitungsbrüche, die durch Druckschwankungen oder Umwelteinflüsse verursacht werden; Zweite, Die korrosionsbeständige Legierungsmantelschicht isoliert das korrosive Medium effektiv von der Basisschicht, Verhindert Rohrleitungskorrosion und verlängert die Lebensdauer der Rohrleitung (Die Lebensdauer kann mehr als erreichen 30 Jahre, welches ist 2-3 Mal so hoch wie bei herkömmlichen Kohlenstoffstahlrohren mit Beschichtung); Dritte, im Vergleich zum gesamten korrosionsbeständigen Legierungsrohr, Das Verbundstahlrohr ist kostengünstiger, Dies kann die Gesamtinvestition des Projekts um reduzieren 30%-50%, und hat offensichtliche wirtschaftliche Vorteile. Zum Beispiel, im oben erwähnten westlichen Erdgastransportprojekt, Durch die Verwendung von innenummantelten Verbundstahlrohren anstelle ganzer 316L-Edelstahlrohre konnten die Projektinvestitionen um etwa 10 % gesenkt werden 40%.

allerdings, Es gibt auch einige Probleme bei der Anwendung von Verbundstahlrohren in Hochdruckfernleitungsleitungen an Land: Zuerst, Der Vorbereitungsprozess für Auftragsschweißen und Sprengplattieren ist komplex, die Produktionseffizienz niedrig ist, und es ist schwierig, den dringenden Bedarf von Großprojekten zu decken; Zweite, Das Schweißen von Verbundstahlrohren ist schwierig. Die Basisschicht und die Mantelschicht bestehen aus unterschiedlichen Materialien, und der Schweißprozess muss streng kontrolliert werden, um Schweißfehler zu vermeiden (wie unvollständige Fusion, Risse); Dritte, Die Wartungskosten von Verbundstahlrohren sind hoch. Wenn die Mantelschicht beschädigt ist, es ist schwer zu reparieren, und es ist notwendig, den gesamten Abschnitt der Rohrleitung auszutauschen, was die Wartungskosten erhöht. Angesichts dieser Probleme, Das Unternehmen, in dem ich mein Praktikum absolviert habe, optimiert ständig den Vorbereitungsprozess und die Schweißtechnik, Verbesserung der Produktionseffizienz, und Entwicklung einer Reihe ausgereifter Reparaturtechnologien für Verbundstahlrohre, was die Wartungskosten effektiv reduziert.

Gasfelder mit extrem hohem Schwefelgehalt beziehen sich auf Gasfelder mit einem Schwefelwasserstoffgehalt von ≥ 15 %. (Volumenanteil), Dies sind typische raue Korrosionsumgebungen. Der Schwefelwasserstoff im Erdgas wirkt stark korrosiv auf die Pipeline, und es kann leicht zu Spannungsrisskorrosion kommen (SSC) und Wasserstoff-induziertes Riss (THIS) der Pipeline, Dies führt zu einem plötzlichen Ausfall der Pipeline, Dies birgt große Sicherheitsrisiken für die Produktion und den Transport von Erdgas. Daher, Die in Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt eingesetzten Rohrleitungen stellen extrem hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit, insbesondere die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und wasserstoffinduzierte Rissbildung. Innenbeschichtete oder ausgekleidete korrosionsbeständige Verbundstahlrohre aus Legierung, insbesondere solche mit einer plattierten/ausgekleideten Schicht aus einer Nickelbasislegierung, haben eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und können der Korrosion von hochkonzentriertem Schwefelwasserstoff wirksam widerstehen, Daher werden sie häufig in Gassammel- und Transportpipelines mit extrem hohem Schwefelgehalt eingesetzt.

Bei den Verbundstahlrohren, die in Sammel- und Transportleitungen für Gasfelder mit extrem hohem Schwefelgehalt verwendet werden, handelt es sich hauptsächlich um innenummantelte Verbundstahlrohre, die durch Auftragschweißen oder Explosionsplattierungsverfahren hergestellt werden, und die Mantelschicht besteht hauptsächlich aus Inconel 625 Legierung auf Nickelbasis (das korrosionsbeständigste Legierungsmaterial in der aktuellen Umgebung mit extrem hohem Schwefelgehalt). Die Grundschicht besteht normalerweise aus niedriglegiertem Q355-Stahl, Dies gewährleistet die Festigkeit und Druckbelastbarkeit der Rohrleitung. Der Nenndurchmesser der Rohrleitung beträgt üblicherweise 100–500 mm, und die Wandstärke beträgt 8-15 mm, das für die Sammlung und den Transport von Erdgas in Gasfeldern geeignet ist (Druck 3-8 MPa). Während meines Praktikums, Ich war an der Produktionshilfsarbeit von Verbundstahlrohren für ein Gasfeldprojekt mit ultrahohem Schwefelgehalt in Sichuan beteiligt, China. Das Projekt verwendete innenummantelte Verbundstahlrohre, die im Explosionsplattierungsverfahren hergestellt wurden, Die Grundschicht bestand aus niedriglegiertem Q355-Stahl, Die Mantelschicht bestand aus Inconel 625 Legierung auf Nickelbasis (Schichtdicke 2-3 mm), und die Gesamtlänge der Pipeline betrug 350 km. Der Schwefelwasserstoffgehalt im Transportmedium betrug 18%, und das Projekt ist seit 3 Jahre. Die regelmäßigen Inspektionsergebnisse zeigen, dass die Rohrleitung keine Korrosion aufweist, Spannungsrisskorrosion oder wasserstoffinduzierte Rissdefekte, und der Betrieb ist sicher und stabil.

Der Hauptvorteil von Verbundstahlrohren bei der Anwendung von Gassammel- und Transportpipelines mit ultrahohem Schwefelgehalt ist ihre hervorragende Korrosionsbeständigkeit, insbesondere die Beständigkeit gegen Spannungsrisskorrosion und wasserstoffinduzierte Rissbildung. Der Inconel 625 Die Beschichtungsschicht aus einer Nickelbasislegierung weist eine gute Beständigkeit gegen Schwefelwasserstoffkorrosion auf, und kann das Eindringen von Wasserstoffatomen wirksam verhindern, Vermeidung wasserstoffinduzierter Rissbildung in der Grundschicht. Gleichzeitig, Die Legierung auf Nickelbasis weist eine gute Zähigkeit auf und widersteht Spannungsrisskorrosion unter Bedingungen mit hohem Schwefelgehalt und hoher Belastung. Außerdem, Das Verbundstahlrohr weist eine hohe Festigkeit und Druckbelastbarkeit auf, die die Anforderungen der Gasfelderfassung und des Übertragungsdrucks erfüllen können. Im Vergleich zu herkömmlichen Korrosionsschutzmaßnahmen (wie Kohlenstoffstahlrohre mit Korrosionsschutzbeschichtungen), Das Verbundstahlrohr hat eine längere Lebensdauer (Mehr als 25 Jahre) und geringere Ausfallrate, Dadurch kann die Anzahl der Wartungs- und Austauscharbeiten an der Pipeline reduziert werden, und die kontinuierliche und stabile Produktion des Gasfeldes sicherzustellen.

Die Hauptprobleme bei der Anwendung von Verbundstahlrohren in Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt sind hohe Produktionskosten und strenge Qualitätskontrollanforderungen. Der Preis von Inconel 625 Der Anteil der Nickelbasislegierung ist sehr hoch, was zu hohen Produktionskosten von Verbundstahlrohren führt (Die Kosten betragen 2-3 mal so hoch wie bei Verbundstahlrohren mit Edelstahlmantel). Gleichzeitig, Der Vorbereitungsprozess für Verbundstahlrohre für Gasfelder mit extrem hohem Schwefelgehalt ist sehr streng, und etwaige Qualitätsmängel (wie Schnittstellenlücke, Unebenheiten der Mantelschichtdicke) führt zu Korrosionsschäden an der Rohrleitung. Daher, Das Unternehmen muss jeden Teil des Vorbereitungsprozesses streng kontrollieren, Von der Rohstoffauswahl bis zur Nachbehandlung und Inspektion, um die Produktqualität sicherzustellen. Während meines Praktikums, Ich habe herausgefunden, dass das Unternehmen ein spezielles Qualitätskontrollteam für Verbundstahlrohre aus Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt eingerichtet hat, und einen vollständigen Inspektionsmodus für wichtige Links eingeführt, Dies stellt die Qualifizierungsrate der Produkte sicher.

Offshore-Öl- und Gaspipelines sind ein wichtiger Bestandteil der Offshore-Öl- und Gasexploration und -entwicklung, die in der rauen Meeresumwelt im Einsatz sind. Die Meeresumwelt ist komplex, einschließlich Meerwasserkorrosion, atmosphärische Meereskorrosion, Korrosion von Meeresorganismen, Außerdem ist die Pipeline Windwellen ausgesetzt, Meeresströmungen, Meeresbodendruck und andere Umweltbelastungen. Gleichzeitig, Das Offshore-Transportmedium für Öl und Gas enthält in der Regel korrosive Bestandteile wie Salz, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff, Dadurch ist die Offshore-Pipeline größeren Korrosionsproblemen ausgesetzt. Daher, Offshore-Öl- und Gaspipelines stellen hohe Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit, Schlagzähigkeit, Ermüdungsfestigkeit und strukturelle Integrität. Innenummantelte oder ausgekleidete Rohre aus korrosionsbeständigem legiertem Verbundstahl können diese Anforderungen erfüllen und werden häufig in Offshore-Öl- und Gassammel- und -übertragungspipelines eingesetzt, U-Boot-Öl- und Gastransportpipelines und andere Bereiche.

Bei den in Offshore-Öl- und Gaspipelines verwendeten Verbundstahlrohren handelt es sich hauptsächlich um innenummantelte Verbundstahlrohre, die durch Explosionsplattierung oder Warmwalzplattierungsverfahren hergestellt werden, und die ausgekleideten Verbundstahlrohre, die durch ein hydraulisches Rohraufweitungsverfahren hergestellt werden. Die Grundschicht besteht normalerweise aus hochfestem niedriglegiertem Stahl (wie X65, X80) mit guter Schlagzähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit, und die plattierte/ausgekleidete Schicht besteht aus Edelstahl 316L oder Inconel 625 Nickelbasislegierung mit ausgezeichneter Korrosionsbeständigkeit. Der Nenndurchmesser der Rohrleitung beträgt üblicherweise 200–1000 mm, und die Wandstärke beträgt 10-20 mm, die den Anforderungen der Offshore-Hochdruckübertragung gerecht werden können (Druck 8-15 MPa). Während meines Praktikums, Ich habe von einem Offshore-Ölfeldprojekt im Südchinesischen Meer erfahren, die eine Gesamtlänge von 800 km Verbundstahlrohren übernahm, einschließlich innenummantelter Verbundstahlrohre, die im Explosionsplattierungsverfahren hergestellt wurden (Wird für U-Boot-Transportleitungen verwendet) und ausgekleidete Verbundstahlrohre, die durch ein hydraulisches Rohraufweitungsverfahren hergestellt werden (Wird für Sammel- und Übertragungsleitungen auf der Plattform verwendet). Die Grundschicht des Verbundstahlrohrs besteht aus niedriglegiertem X80-Stahl, und die plattierte/ausgekleidete Schicht besteht aus Edelstahl 316L. Die Pipeline ist seit 4 Jahre, und der Betrieb ist stabil. Keine Korrosion, Bei der regelmäßigen Inspektion wurden Abblätterungs- oder Undichtigkeitsfehler festgestellt.

Die Anwendungsvorteile von Verbundstahlrohren in Offshore-Öl- und Gaspipelines spiegeln sich hauptsächlich in vier Aspekten wider: Zuerst, Die korrosionsbeständige, mit einer Legierung plattierte/ausgekleidete Schicht kann Meerwasserkorrosion wirksam widerstehen, Korrosion der Meeresatmosphäre und Korrosion von Meeresorganismen, und verhindern, dass die Rohrleitung korrodiert und beschädigt wird; Zweite, Die Grundschicht aus hochfestem niedriglegiertem Stahl weist eine gute Schlagzähigkeit und Ermüdungsbeständigkeit auf, die dem Einfluss von Windwellen standhalten kann, Meeresströmungen und andere Umweltbelastungen, und vermeiden Sie Rohrleitungsbrüche aufgrund von Ermüdungsschäden; Dritte, Das Verbundstahlrohr weist eine hohe strukturelle Integrität und eine gute Konzentrizität auf, Dies ist praktisch für die Installation und das Schweißen von Offshore-Pipelines; Vierte, im Vergleich zum gesamten korrosionsbeständigen Legierungsrohr, Das Verbundstahlrohr ist kostengünstiger und leichter, Dadurch können die Transport- und Installationskosten von Offshore-Pipelines gesenkt werden (Die Offshore-Transport- und Installationskosten sind sehr hoch, Durch die Reduzierung des Gewichts der Rohrleitung können die Installationskosten erheblich gesenkt werden). Zum Beispiel, im oben genannten Offshore-Ölfeldprojekt im Südchinesischen Meer, Durch die Verwendung von Verbundstahlrohren anstelle ganzer Edelstahlrohre konnten die Transport- und Installationskosten um etwa 10 % gesenkt werden 35%.

allerdings, Auch der Einsatz von Verbundstahlrohren in Offshore-Öl- und Gaspipelines steht vor einigen Herausforderungen: Zuerst, Die Meeresumwelt ist rau, und die Pipeline steht unter langfristigem Eintauchen und Windwelleneinwirkung, Dies stellt hohe Anforderungen an die Klebeleistung des Verbundstahlrohrs. Wenn die Klebeleistung schlecht ist, Die plattierte/ausgekleidete Schicht löst sich von der Basisschicht, Dies führt zu einem Korrosionsversagen der Rohrleitung; Zweite, Die Installation und Wartung der Offshore-Pipeline ist schwierig, und die Kosten sind hoch. Sobald das Verbundstahlrohr beschädigt ist, es ist schwer zu reparieren, und es ist notwendig, professionelle Offshore-Betriebsausrüstung zu verwenden, was die Wartungskosten erhöht; Dritte, Korrosion durch Meeresorganismen lässt sich nur schwer vermeiden. Obwohl die korrosionsbeständige, mit einer Legierung plattierte/ausgekleidete Schicht eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist, einige Meeresorganismen (wie Seepocken) haftet an der Oberfläche der Rohrleitung, was zu lokaler Korrosion führt. Angesichts dieser Probleme, Das Unternehmen, bei dem ich mein Praktikum absolviert habe, entwickelt ein Verbundstahlrohr mit einer Funktion zur Anhaftung gegen Meeresorganismen, und Optimieren des Verbindungsprozesses, um die Verbindungsfestigkeit des Verbundstahlrohrs zu verbessern, um sich an die raue Meeresumwelt anzupassen.

Durch die Anwendungspraxis von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren in verschiedenen Öl- und Gasfeldern, Es lässt sich feststellen, dass Verbundstahlrohre offensichtliche Vorteile in der Korrosionsbeständigkeit haben, Stärke, Robustheit und Wirtschaftlichkeit, und kann sich gut an die harten Arbeitsbedingungen der Öl- und Gasindustrie anpassen. Der Anwendungseffekt ist bemerkenswert, Dies spiegelt sich hauptsächlich in den folgenden Aspekten wider: Zuerst, die Lebensdauer der Rohrleitung wird deutlich verlängert, die mehr erreichen können als 25-30 Jahre, welches ist 2-3 Mal so hoch wie bei herkömmlichen Kohlenstoffstahlrohren mit Beschichtung; Zweite, die Ausfallrate der Pipeline wird deutlich reduziert, Vermeidung wirtschaftlicher Verluste und Sicherheitsrisiken durch Rohrleitungskorrosion, Abblättern und Auslaufen; Dritte, Der umfassende wirtschaftliche Nutzen ist gut. Obwohl die Anfangsinvestition für Verbundstahlrohre höher ist als die für herkömmliche Rohrleitungen, Die lange Lebensdauer und die geringen Wartungskosten machen den umfassenden wirtschaftlichen Nutzen von Verbundstahlrohren besser als den herkömmlicher Rohrleitungen; Vierte, Der Anwendungsbereich ist breit, die auch an Land angewendet werden kann, Off-Shore, extrem hoher Schwefelgehalt und andere raue Umgebungen, und kann die Anforderungen unterschiedlicher Spezifikationen und Druckniveaus von Rohrleitungen erfüllen.

Während meines Praktikums, Mir wurde zutiefst klar, dass die technische Anwendung von Verbundstahlrohren eng mit dem Vorbereitungsprozess zusammenhängt, Produktqualität und technisches Design. Nur durch Auswahl des geeigneten Aufbereitungsverfahrens entsprechend den technischen Arbeitsbedingungen, strenge Kontrolle der Produktqualität, und Durchführung wissenschaftlicher technischer Planung und Installation, Kann die hervorragende Leistung von Verbundstahlrohren genutzt werden?. Zum Beispiel, in Gasfeldern mit extrem hohem Schwefelgehalt, Es ist notwendig, das Explosionsplattierungsverfahren mit hoher Haftfestigkeit und Inconel auszuwählen 625 Überzugsschicht aus einer Nickelbasislegierung; in landseitigen Fernübertragungsleitungen, Es ist möglich, das Auftragschweißverfahren mit relativ geringen Kosten und einer plattierten Schicht aus 316L-Edelstahl auszuwählen; in Offshore-Pipelines, Es ist notwendig, ein Verbundstahlrohr mit guter Klebeleistung und Schlagzähigkeit auszuwählen.

Gleichzeitig, Es gibt immer noch einige Probleme bei der technischen Anwendung von Verbundstahlrohren, wie zum Beispiel hohe Produktionskosten (insbesondere Verbundstahlrohre aus Nickelbasislegierungen), komplexer Vorbereitungsprozess, schwieriges Schweißen und Wartung, etc.. Diese Probleme schränken die weitere Förderung und Anwendung von Verbundstahlrohren ein. Daher, Es ist notwendig, den Vorbereitungsprozess weiter zu optimieren, die Produktionskosten reduzieren, Verbesserung der Schweiß- und Wartungstechnik, und neue Hochleistungsprodukte entwickeln, kostengünstige Verbundstahlrohrmaterialien, um den Anwendungsbereich von Verbundstahlrohren in der Öl- und Gasindustrie zu erweitern.

Mit der kontinuierlichen Vertiefung der Öl- und Gasexploration und -entwicklung Chinas in die Tiefsee, Tiefschicht- und schwefelreiche Gebiete, Die rauen Betriebsbedingungen der Pipeline nehmen zu, Und auch die Anforderungen an die Leistungsfähigkeit der Materialien für Öl- und Gaspipelines werden immer höher. Gleichzeitig, mit der rasanten Entwicklung der Materialwissenschaft, Fertigungstechnik und Prüftechnik, Innenbeschichtete oder ausgekleidete korrosionsbeständige Verbundstahlrohre aus Legierung, als Hochleistungsgerät, wirtschaftliches und umweltfreundliches Rohrleitungsmaterial, stehen vor neuen Entwicklungsmöglichkeiten und Herausforderungen. Basierend auf dem aktuellen technischen Stand, ingenieurwissenschaftliche Anwendungspraxis und meine Praktikumserfahrung, In diesem Abschnitt werden die Entwicklungstrends und -aussichten von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren aus Legierungen erörtert, Fokussierung auf die Entwicklungstrends der Aufbereitungstechnik, Materialforschung und -entwicklung, Leistungsoptimierung und intelligente Entwicklung, und freuen uns auf die Einsatzaussichten von Verbundstahlrohren in der Öl- und Gasindustrie.

The preparation technology of inner clad or lined corrosion-resistant alloy composite steel pipes is the core factor affecting the product quality, Produktionseffizienz und Produktionskosten. Derzeit, die wichtigsten Aufbereitungstechnologien (Thermisches Spritzen, Auftragsschweißen, Explosionsschutzverkleidung, Warmwalzplattierung, Rohrerweiterung, etc.) haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. In der Zukunft, Der Entwicklungstrend der Aufbereitungstechnik wird auf hohe Effizienz ausgerichtet sein, niedrige Kosten, hohe qualität und umweltschutz, und wird die bestehende Technologie weiter optimieren und neue Aufbereitungstechnologien entwickeln.

Der erste Entwicklungstrend ist die Automatisierung und Intelligenz der bestehenden Aufbereitungstechnik. Derzeit, einige Vorbereitungsprozesse (wie zum Beispiel thermisches Spritzen, Auftragsschweißen) immer noch auf manuelle Bedienung angewiesen, was eine geringe Produktionseffizienz aufweist, große Arbeitsintensität und instabile Produktqualität. In der Zukunft, mit der Entwicklung der industriellen Automatisierung und intelligenten Technologie, Die vorhandene Vorbereitungstechnologie wird nach und nach vollständige Automatisierung und Intelligenz realisieren. Zum Beispiel, Der thermische Spritzprozess wird ein intelligentes Spritzpistolen-Steuerungssystem übernehmen, die die Flammentemperatur automatisch anpassen kann, Sprühabstand, Pulverzufuhrgeschwindigkeit und andere Parameter entsprechend der Größe des Basisstahlrohrs und den Anforderungen der Mantelschicht, Gewährleistung der Gleichmäßigkeit und Stabilität der Mantelschicht; Beim Auftragschweißen wird die Technologie des automatischen Roboterschweißens übernommen, Dies kann die Schweißeffizienz und Schweißqualität verbessern, Reduzieren Sie den manuellen Bedienungsfehler, und realisieren die kontinuierliche Produktion von Verbundstahlrohren mit großem Durchmesser. Während meines Praktikums, Ich habe gesehen, dass das Unternehmen versucht, automatisierte Auftragsschweißgeräte mit Robotern einzuführen, was die Produktionseffizienz um mehr als verbessern kann 50% und die Produktfehlerrate um mehr als reduzieren 30% im Vergleich zum manuellen Auftragsschweißen.

Der zweite Entwicklungstrend ist die Optimierung und Integration bestehender Aufbereitungstechnologien. Die bestehenden Aufbereitungstechnologien haben ihre eigenen Grenzen. Zum Beispiel, Das thermische Spritzverfahren weist eine geringe Bindungsfestigkeit auf, Das Explosionsplattierungsverfahren ist gefährlich und mit hohen Kosten verbunden, und der Warmwalzplattierprozess hat einen engen Anwendungsbereich. In der Zukunft, Das Unternehmen wird die Vorteile verschiedener Aufbereitungstechnologien integrieren, um neue Kompositaufbereitungstechnologien zu entwickeln. Zum Beispiel, die Kombination aus thermischem Spritzen und Auftragsschweißverfahren: Zuerst, Verwenden Sie thermisches Spritzen, um eine dünne, korrosionsbeständige Legierungsplattierungsschicht herzustellen (als unterste Schicht), und anschließend durch Auftragschweißen eine dicke Plattierungsschicht vorbereiten (als Arbeitsschicht). Diese Kombination kann nicht nur die Haftfestigkeit der Mantelschicht verbessern, sondern verbessern auch die Produktionseffizienz und senken die Produktionskosten; die Kombination aus Warmwalzplattierung und hydraulischem Rohraufweitungsverfahren: Zuerst, Verwenden Sie Warmwalzplattieren, um den Verbundrohling vorzubereiten, und dann die hydraulische Rohrerweiterung nutzen, um die Verbindungsdichtheit zwischen der Grundschicht und der Mantelschicht zu verbessern, Sicherstellung der Produktqualität. Während meines Praktikums, Der technische Meister teilte mir mit, dass das Unternehmen an der Kombination von thermischem Spritzen und Auftragsschweißverfahren forscht, und hat erste Ergebnisse erzielt. Die mit dieser Technologie hergestellten Verbundstahlrohre weisen sowohl eine hohe Verbindungsfestigkeit als auch eine hohe Produktionseffizienz auf.

Der dritte Entwicklungstrend ist die Entwicklung neuer umweltfreundlicher Aufbereitungstechnologien. Derzeit, einige Vorbereitungsprozesse (wie Explosionsschutzverkleidungen, Thermisches Spritzen) wird Lärm erzeugen, Staub und schädliche Gase während des Produktionsprozesses, Dies verschmutzt die Umwelt und beeinträchtigt die Gesundheit der Bediener. In der Zukunft, mit der Verbesserung der Umweltschutzanforderungen, Die Entwicklung neuer umweltfreundlicher Aufbereitungstechnologien wird eine wichtige Richtung werden. Zum Beispiel, die entwicklung von low-noise, Staubarme Explosionsplattierungstechnik, der Einsatz umweltfreundlicher Sprengstoffe und Staubentfernungsgeräte zur Reduzierung der Umweltverschmutzung; die Entwicklung der Vakuum-Thermalspritztechnik, Dadurch kann die Oxidation der Mantelschicht während des Spritzvorgangs vermieden werden, die Produktqualität verbessern, und reduzieren den Ausstoß schädlicher Gase. Außerdem, die Entwicklung energiesparender Zubereitungstechnologien (wie zum Beispiel die Warmwalzplattierungstechnologie mit geringem Energieverbrauch) wird auch ein wichtiger Trend werden, Dadurch können der Energieverbrauch und die Produktionskosten gesenkt werden.

Das Material der innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohre bestimmt direkt die Leistung des Produkts. Derzeit, Das Grundschichtmaterial besteht hauptsächlich aus Kohlenstoffstahl/niedriglegiertem Stahl, und das Material der plattierten/ausgekleideten Schicht besteht hauptsächlich aus rostfreiem Stahl und einer Legierung auf Nickelbasis. In der Zukunft, mit den immer härteren Arbeitsbedingungen in Öl- und Gaspipelines und der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Materialwissenschaften, Die Forschung und Entwicklung von Verbundstahlrohrmaterialien wird sich auf hohe Leistung konzentrieren, niedrige Kosten und Multifunktion, und wird neue Hochleistungsmaterialien für Basisschichten und beschichtete/gefütterte Schichten entwickeln.

Der erste Entwicklungstrend ist die Forschung und Entwicklung hochfester, hochfeste Basisschichtmaterialien. Mit der Erhöhung des Öl- und Gasübertragungsdrucks und der Vergrößerung der Übertragungsentfernung, Die Anforderungen an die Festigkeit und Zähigkeit der Tragschicht von Stahlverbundrohren werden immer höher. Derzeit, Das Grundschichtmaterial besteht hauptsächlich aus Q355, Niedriglegierter X80-Stahl. In der Zukunft, die Forschung und Entwicklung von hochfestem niedriglegiertem Stahl (wie X90, X100) mit höherer Festigkeit und Zähigkeit werden im Mittelpunkt stehen. Niedriglegierter X90- und X100-Stahl weist eine höhere Streckgrenze und Zugfestigkeit auf, Dadurch kann die Wandstärke des Verbundstahlrohrs bei gleichem Übertragungsdruck verringert werden, Reduzieren Sie das Gewicht der Rohrleitung, und reduzieren Sie die Transport- und Installationskosten. Gleichzeitig, Die hohe Zähigkeit dieser Materialien kann die Schlag- und Ermüdungsfestigkeit der Rohrleitung verbessern, Anpassung an die komplexen Umweltbelastungen. Während meines Praktikums, Ich habe erfahren, dass das Unternehmen mit Universitäten zusammenarbeitet, um Forschung an X90-Basisschicht-Verbundstahlrohren aus niedriglegiertem Stahl durchzuführen, und hat Kleinserienmuster vorbereitet, die den Leistungstest bestanden haben und den Anforderungen der Hochdruckübertragung entsprechen.

Der zweite Entwicklungstrend ist die Forschung und Entwicklung von kostengünstigen Produkten, hochkorrosionsbeständige plattierte/ausgekleidete Schichtmaterialien. Derzeit, die hochkorrosionsbeständigen plattierten/ausgekleideten Schichtmaterialien (wie Inconel 625 Legierung auf Nickelbasis) haben einen hohen Preis, was zu hohen Produktionskosten für Verbundstahlrohre führt, Einschränkung ihrer breiten Anwendung. In der Zukunft, die Forschung und Entwicklung von Low-Cost, Hochkorrosionsbeständige Legierungsmaterialien werden eine wichtige Richtung werden. Zum Beispiel, die Forschung und Entwicklung von rostfreiem Stahl mit niedrigem Nickelgehalt (wie 2205 Duplex-Edelstahl) und korrosionsbeständige Verbundlegierungen (wie Verbundwerkstoffe aus Edelstahl und einer Legierung auf Nickelbasis) kann den Gehalt an Edelmetallen reduzieren (wie Nickel, Molybdän) unter der Prämisse der Gewährleistung der Korrosionsbeständigkeit, wodurch die Materialkosten gesenkt werden. 2205 Duplex-Edelstahl weist sowohl austenitische als auch ferritische Strukturen auf, das eine gute Korrosionsbeständigkeit aufweist (in der Nähe von Edelstahl 316L) und hohe Stärke, und die Kosten sind 20%-30% niedriger als der von Edelstahl 316L. Derzeit, Das Unternehmen, in dem ich mein Praktikum absolviert habe, hat begonnen, es zu nutzen 2205 Duplex-Edelstahl als plattiertes/ausgekleidetes Schichtmaterial für einige Projekte in Umgebungen mit mittlerer Korrosion, und der Anwendungseffekt ist gut.

Der dritte Entwicklungstrend ist die Forschung und Entwicklung multifunktionaler Verbundwerkstoffe. In der Zukunft, Die Verbundstahlrohre weisen nicht nur Korrosionsbeständigkeit und hohe Festigkeit auf, sondern entwickeln sich auch in Richtung Multifunktion, wie zum Beispiel die Anhaftung von Meeresorganismen, Anti-Müdigkeit, anti-hohe temperatur und andere funktionen. Zum Beispiel, Hinzufügen von Antifouling-Mitteln zur korrosionsbeständigen Legierungsschicht, um zu verhindern, dass sich Meeresorganismen an der Oberfläche der Pipeline festsetzen, Reduzierung lokaler Korrosion; Hinzufügen von Seltenerdelementen zum Grundschichtmaterial, um die Anti-Ermüdungsleistung der Pipeline zu verbessern, Verlängerung der Lebensdauer der Rohrleitung im Umfeld wechselnder Belastung; Entwicklung hochtemperaturkorrosionsbeständiger Legierungsmaterialien (wie Hastelloy-Legierung) zur Anpassung an die Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen der Tiefschicht-Öl- und Gasübertragung (Temperatur ≥150℃). Während meines Praktikums, Ich habe erfahren, dass das Unternehmen an Verbundstahlrohren zur Bekämpfung von Meeresorganismen forscht, und hat der mit 316L-Edelstahl beschichteten Schicht eine spezielle Antifouling-Komponente hinzugefügt, wodurch die Anhaftung von Seepocken und anderen Meeresorganismen wirksam verhindert werden kann.

Mit den steigenden Anforderungen der Öl- und Gasindustrie an die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Pipelines, Die Leistungsoptimierung von innenummantelten oder ausgekleideten korrosionsbeständigen Verbundstahlrohren und die intelligente Erkennung der Produktqualität werden zu wichtigen Entwicklungstrends. Die Leistungsoptimierung konzentriert sich auf die Verbesserung der Klebeleistung, Korrosionsbeständigkeit und strukturelle Integrität von Verbundstahlrohren, während die intelligente Erkennung sich auf die Verbesserung der Erkennungseffizienz konzentrieren wird, Genauigkeit und Zerstörungsfreiheit, Realisierung der vollständigen Prozessqualitätskontrolle von Verbundstahlrohren.

Im Hinblick auf die Leistungsoptimierung, Der erste Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung der Verbindungsleistung zwischen der Basisschicht und der kaschierten/ausgekleideten Schicht. Die Klebeleistung ist der Schlüssel zur Gewährleistung der Gesamtleistung von Verbundstahlrohren. In der Zukunft, durch die Optimierung der Vorbehandlungstechnologie, Prozessparametersteuerung und Nachbehandlungstechnologie, Die Verbindungsfestigkeit und Verbindungsintegrität von Verbundstahlrohren wird weiter verbessert. Zum Beispiel, Optimierung des Sandstrahl-Vorbehandlungsprozesses, Anpassen des Sandstrahldrucks und der Sandpartikelgröße, um die Rauheit und Sauberkeit der Grundschichtoberfläche zu verbessern, Verbesserung der Bindungskraft zwischen der Basisschicht und der Mantel-/Auskleidungsschicht; Optimierung der Prozessparameter beim Auftragsschweißen und Explosionsauftragschweißen, Einstellen des Schweißstroms, Detonationsgeschwindigkeit und andere Parameter, um eine dichtere und kontinuierlichere Bindungsschnittstelle zu bilden; Entwicklung neuer Nachbehandlungstechnologien (wie zum Beispiel die Laser-Umschmelztechnologie), wodurch die Klebeschnittstelle wieder aufgeschmolzen werden kann, Beseitigen Sie Schnittstellenfehler (wie zum Beispiel Lücken, Oxidschichten), und die Haftfestigkeit verbessern. Während meines Praktikums, Das technische Personal nutzte die Laser-Umschmelztechnologie, um die Verbindungsschnittstelle von Verbundstahlrohren zu behandeln, die im thermischen Spritzverfahren hergestellt wurden, und die Scherhaftfestigkeit wurde um mehr als verbessert 40%.

Der zweite Schwerpunkt der Leistungsoptimierung liegt in der Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer von Stahlverbundrohren. Auf der Grundlage der Entwicklung neuer korrosionsbeständiger Materialien, Die Korrosionsbeständigkeit von Verbundstahlrohren wird durch Oberflächenmodifizierungstechnologie und Korrosionsschutzmaßnahmen weiter verbessert. Zum Beispiel, Einsatz der Laser-Oberflächenhärtungstechnologie zur Verbesserung der Härte und Korrosionsbeständigkeit der plattierten/ausgekleideten Schichtoberfläche, Verbesserung der Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit der Rohrleitungsinnenwand; Aufbringen einer speziellen Korrosionsschutzbeschichtung auf die Oberfläche der plattierten/ausgekleideten Schicht (wie PTFE-Beschichtung), die mit der korrosionsbeständigen, mit einer Legierung beschichteten/ausgekleideten Schicht ein doppeltes Korrosionsschutzsystem bilden kann, die Korrosionsbeständigkeit der Rohrleitung weiter verbessert; Optimierung der Struktur der plattierten/ausgekleideten Schicht, Übernahme der Gradienten-Verbundstruktur (Die Korrosionsbeständigkeit der plattierten/ausgekleideten Schicht nimmt von der Basisschicht bis zur Oberfläche allmählich zu), Dies kann nicht nur die Klebeleistung mit der Basisschicht gewährleisten, sondern verbessern auch die Korrosionsbeständigkeit der Oberfläche. Zum Beispiel, die Gradienten-Verbundschicht mit “Innenschicht aus rostfreiem Edelstahl mit niedrigem Nickelgehalt + Außenschicht aus Edelstahl mit hohem Nickelgehalt” kann die Kosten senken und gleichzeitig die Oberflächenkorrosionsbeständigkeit gewährleisten.

Der dritte Schwerpunkt der Leistungsoptimierung liegt in der Verbesserung der strukturellen Integrität und Maßgenauigkeit von Verbundstahlrohren. Durch die Optimierung des Vorbereitungsprozesses und die Verbesserung der Produktionsausrüstung, die Gleichmäßigkeit der Dicke, Konzentrizität und Maßgenauigkeit von Verbundstahlrohren werden weiter verbessert, Vermeidung struktureller Mängel wie ungleichmäßiger Dicke, Exzentrizität und innere Risse. Zum Beispiel, Einführung einer automatischen Walzausrüstung und eines intelligenten Steuerungssystems, um die Dickengleichmäßigkeit des Warmwalz-Verbundstahlrohrs zu verbessern; Einsatz einer hochpräzisen Einführausrüstung und eines Konzentrizitätserkennungssystems zur Verbesserung der Konzentrizität des ausgekleideten Verbundstahlrohrs; Entwicklung einer Online-Fehlererkennungstechnologie zur Erkennung struktureller Mängel von Verbundstahlrohren in Echtzeit während des Vorbereitungsprozesses, und die Mängel rechtzeitig beseitigen.

Im Hinblick auf intelligente Erkennung, Der erste Entwicklungstrend ist die Intelligenz und Automatisierung von Detektionsgeräten. Derzeit, einige Erkennungsmethoden (wie zum Beispiel die manuelle Ultraschall-Fehlererkennung) weisen eine geringe Erkennungseffizienz und eine hohe Arbeitsintensität auf, und werden leicht durch menschliche Faktoren beeinflusst. In der Zukunft, mit der Entwicklung der künstlichen Intelligenz, Big Data und Internet-of-Things-Technologie, Die Erkennungsausrüstung für Verbundstahlrohre wird nach und nach Intelligenz und Automatisierung realisieren. Zum Beispiel, Entwicklung intelligenter Ultraschall-Fehlererkennungsgeräte mit Erkennungsfunktion für künstliche Intelligenz, die das Verbundstahlrohr automatisch scannen kann, Identifizieren Sie den Typ, Größe und Lage der Mängel, und automatisch Erkennungsberichte erstellen, Verbesserung der Erkennungseffizienz und -genauigkeit; Einführung der Online-Echtzeit-Erkennungstechnologie, Installation von Erkennungssensoren in der Produktionslinie, Ermitteln der Dicke der plattierten/ausgekleideten Schicht, Verbindungsleistung und Strukturfehler von Verbundstahlrohren in Echtzeit während des Vorbereitungsprozesses, Realisierung der gesamten Prozessqualitätskontrolle. Während meines Praktikums, Ich habe gesehen, dass das Unternehmen versucht, intelligente Ultraschall-Fehlererkennungsgeräte einzuführen, was die Erkennungseffizienz um mehr als verbessern kann 60% und die Fehlerkennungsrate um mehr als reduzieren 25% im Vergleich zur manuellen Erkennung.

Der zweite Entwicklungstrend der intelligenten Detektion ist die Integration und Vernetzung der Detektionstechnik. In der Zukunft, Die Erkennung von Verbundstahlrohren wird keine einzige Erkennungsmethode mehr sein, Es werden jedoch mehrere Erkennungsmethoden integriert (wie etwa die Ultraschall-Fehlererkennung, Röntgenfehlererkennung, metallographische Beobachtung) um ein umfassendes Erkennungssystem zu bilden, die die Produktqualität umfassend bewerten kann. Gleichzeitig, durch die Vernetzung von Detektionsgeräten, Die Erkennungsdaten von Verbundstahlrohren können in Echtzeit an die Cloud-Plattform übertragen werden, Realisierung des Austauschs und der Analyse von Erkennungsdaten. Das technische Personal kann die Produktqualität über die Cloud-Plattform in Echtzeit überwachen, und passen Sie den Vorbereitungsprozess rechtzeitig entsprechend den Erkennungsdaten an, Gewährleistung der Stabilität der Produktqualität. Außerdem, Die Erkennungsdaten können zur Qualitätsverfolgung genutzt werden, die in der Lage sind, die Ursachen von Qualitätsmängeln schnell zu finden und gezielte Verbesserungsmaßnahmen einzuleiten.

Der dritte Entwicklungstrend der intelligenten Erkennung ist die zerstörungsfreie und genaue Erkennung von Mikrofehlern. Mit den steigenden Anforderungen der Öl- und Gasindustrie an die Pipeline-Sicherheit, die Erkennung von Mikrofehlern (wie Mikrorisse, winzige Lücken) von Verbundstahlrohren wird immer wichtiger. In der Zukunft, neue zerstörungsfreie Erkennungstechnologien (wie Laser-Ultraschallerkennung, Terahertz-Detektion) werden entwickelt und angewendet, die eine höhere Erkennungsgenauigkeit aufweisen und Mikrofehler mit einer Größe von weniger als 0,1 mm erkennen können. Diese Technologien können nicht nur die Oberflächen- und inneren Mikrofehler von Verbundstahlrohren erkennen, sondern auch Schäden an den Proben vermeiden, Realisierung der zerstörungsfreien und genauen Erkennung der Produktqualität. Während meines Praktikums, Der Prüfmeister sagte mir, dass die Laser-Ultraschall-Detektionstechnologie breite Anwendungsaussichten habe, Dadurch können Mikrorisse an der Verbindungsschnittstelle von Stahlverbundrohren effektiv erkannt werden, und wurde bei der Erkennung von Kleinserienprodukten eingesetzt.

Um zusammenzufassen, Die innenbeschichteten oder ausgekleideten Rohre aus korrosionsbeständigem legiertem Verbundstahl werden sich in Richtung hoher Effizienz entwickeln, niedrige Kosten, Hochleistung, Multifunktion und Intelligenz in der Zukunft. Mit der kontinuierlichen Optimierung der Aufbereitungstechnik, die kontinuierliche Entwicklung neuer Materialien und die kontinuierliche Verbesserung der intelligenten Detektionstechnologie, Die Leistung von Verbundstahlrohren wird weiter verbessert, Die Produktionskosten werden weiter gesenkt, und der Anwendungsbereich wird weiter erweitert. Es wird angenommen, dass dies in der Zukunft der Fall sein wird, Verbundstahlrohre werden zum wichtigsten Pipelinematerial in der Öl- und Gasindustrie, Bereitstellung einer starken Garantie für den Safe, stabile und effiziente Entwicklung der Öl- und Gasindustrie.