Introduction: Avec l’approfondissement continu de la stratégie chinoise d’exploration et de développement du pétrole et du gaz, le champ d'exploitation s'est progressivement étendu aux fonds marins, zones profondes et riches en soufre, et les conditions d’exploitation des oléoducs et gazoducs sont devenues de plus en plus dures. Corrosion des canalisations, comme facteur clé limitant le fonctionnement sûr et stable de l’industrie pétrolière et gazière, a causé chaque année d’énormes pertes économiques et des risques potentiels pour la sécurité de l’industrie. Les mesures anticorrosion traditionnelles telles que les tuyaux en acier au carbone ordinaires avec revêtements ont été difficiles à répondre aux besoins anticorrosion à long terme dans des conditions de travail difficiles.. Tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, gainés ou doublés, qui intègrent la haute résistance de l'acier au carbone/de l'acier faiblement allié et l'excellente résistance à la corrosion des alliages résistants à la corrosion, sont apparus au fur et à mesure que les temps l'exigent et ont été largement utilisés dans divers projets clés de pipelines de pétrole et de gaz.. Basé sur ma formation professionnelle de trois ans en science et ingénierie des matériaux et mon expérience de stage de quatre mois dans une entreprise de fabrication de matériaux pour oléoducs et gazoducs., cet article se concentre sur la recherche de tuyaux en acier composites alliés à revêtement intérieur ou doublés résistant à la corrosion, discute systématiquement de leurs caractéristiques, processus de préparation, Tests de performance, cas d'application et tendances de développement, visant à fournir des références pratiques pour l'application technique et l'amélioration technique de ces tubes en acier composites dans l'industrie pétrolière et gazière.

Les tests de performance des tuyaux en acier composite en alliage résistant à la corrosion, à gainage intérieur ou doublé, constituent un lien important pour vérifier le produit. qualité et veiller à ce qu'il puisse s'adapter aux conditions de travail difficiles de l'industrie pétrolière et gazière. Les performances des tubes en acier composites comprennent principalement les propriétés mécaniques, Résistance à la corrosion, performance de liaison et intégrité structurelle. Ce n'est que grâce à des tests de performances systématiques et complets que nous pouvons déterminer si le tube en acier composite répond aux exigences des applications d'ingénierie.. Pendant mon stage, J'ai eu l'opportunité d'entrer au centre de tests de l'entreprise, participer aux travaux auxiliaires de divers tests de performance, et découvrez les méthodes de tests, normes d'essai et équipement d'essai de tuyaux en acier composites. Combiné avec le dernier GB/T 31940-2025 norme nationale et spécifications de tests internes de l’entreprise, cette section se concentrera sur les principaux éléments de test de performances, méthodes d'essai et normes d'essai des tuyaux en acier composites, et partage ma propre expérience de test.

Les performances mécaniques des tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, à revêtement intérieur ou doublé, constituent une garantie importante pour l'exploitation sûre du pipeline., qui comprend principalement la résistance à la traction, Limite d’élasticité, Élongation, résistance aux chocs et dureté. Ces propriétés mécaniques ne sont pas uniquement liées aux propriétés matérielles de la couche de base et de la couche plaquée/doublée., mais également affecté par le processus de préparation. Les tests de performances mécaniques visent à garantir que le tuyau en acier composite a une résistance suffisante, ténacité et dureté pour supporter la pression moyenne, impact mécanique et autres charges pendant le processus de transport et d'exploitation.

Le premier élément de test de performance mécanique est le test de résistance à la traction et de limite d'élasticité.. The tensile strength is the maximum stress that the composite steel pipe can bear before breaking, and the yield strength is the stress when the composite steel pipe produces a certain plastic deformation. The testing method mainly adopts the tensile test, which is carried out by using a universal tensile testing machine. During the test, the composite steel pipe is cut into standard tensile samples according to the national standard, and the samples are clamped on the tensile testing machine. Then, the testing machine applies a uniform tensile load to the samples at a certain speed until the samples break. The testing machine automatically records the tensile force and deformation data during the test, and calculates the tensile strength and yield strength according to the data. According to the requirements of GB/T 31940-2025 Norme nationale, the tensile strength of the inner clad or lined composite steel pipe shall not be less than the tensile strength of the base layer material, and the yield strength shall not be less than 80% of the yield strength of the base layer material. Par exemple, if the base layer adopts Q355 low alloy steel (tensile strength 470-630MPa, yield strength 355MPa), the tensile strength of the composite steel pipe shall not be less than 470MPa, and the yield strength shall not be less than 284MPa. Pendant mon stage, I assisted the testing personnel to prepare tensile samples, clamp the samples on the testing machine, and record the test data. I found that the tensile strength of the composite steel pipe produced by the enterprise is usually 5%-10% higher than the tensile strength of the base layer material, qui est dû à l'effet synergique de la couche plaquée/doublée et de la couche de base.

Le deuxième élément de test de performance mécanique est le test d'allongement.. L'allongement est le pourcentage de la déformation totale de l'échantillon avant rupture, qui reflète la capacité de déformation plastique du tuyau en acier composite. Plus l'allongement est élevé, meilleure est la ténacité du tuyau en acier composite, et moins il est susceptible de se briser sous l'action d'un impact ou d'autres charges. L'essai d'allongement est effectué en même temps que l'essai de traction. Après l'essai de traction, le personnel de test mesure la longueur de l'échantillon avant et après la rupture, et calculez l'allongement selon la formule: allongement δ=(L1-L0)/L0×100 %, où L0 est la longueur originale de l'échantillon, et L1 est la longueur de l'échantillon après rupture. Selon la norme nationale, l'allongement du tuyau en acier composite ne doit pas être inférieur à 15%. Pour le tube en acier composite avec couche plaquée/revêtue en alliage à base de nickel, l'allongement ne doit pas être inférieur à 20% grâce à la bonne ténacité de l'alliage à base de nickel. During the test, J'ai découvert que l'allongement du tuyau en acier composite préparé par le procédé de soudage de surfaçage est généralement supérieur à celui du procédé de projection thermique., en effet, le processus de soudage de surface forme une liaison métallurgique entre la couche de revêtement et la couche de base, et la ténacité du composite est meilleure.

Le troisième élément des tests de performances mécaniques est le test de résistance aux chocs.. The impact toughness is the ability of the composite steel pipe to absorb energy under the action of sudden impact load, which reflects the anti-impact ability of the composite steel pipe. The oil and gas pipeline will be subjected to mechanical impact during transportation, installation and operation (such as collision during transportation, wind wave impact on offshore pipelines), so it is necessary to have good impact toughness. The impact toughness testing is carried out by using an impact testing machine, and the testing method mainly adopts the Charpy impact test. During the test, the composite steel pipe is cut into standard impact samples (V-notch or U-notch), and the samples are placed in the impact testing machine. The impact hammer of the testing machine hits the sample at a certain speed, et la machine d'essai enregistre l'énergie d'impact absorbée par l'échantillon. La résistance aux chocs est exprimée par l'énergie d'impact par unité de surface transversale de l'échantillon.. Selon la norme nationale, la résistance aux chocs du tuyau en acier composite à température ambiante ne doit pas être inférieure à 34J/cm². Pour le tube en acier composite utilisé dans des conditions de travail à basse température (comme les pipelines offshore dans les zones froides), la résistance aux chocs à basse température (-20℃ ou -40℃) ne doit pas être inférieur à 27J/cm². Pendant mon stage, J'ai participé à l'essai de résistance aux chocs de tubes en acier composites utilisés dans les plateformes offshore. La température du test était de -20 ℃, et l'énergie d'impact de tous les échantillons répondait aux exigences, ce qui indique que le tuyau en acier composite avait une bonne résistance aux chocs à basse température.

The fourth mechanical performance testing item is hardness testing. The hardness is the ability of the composite steel pipe to resist the indentation of external objects, which reflects the wear resistance and deformation resistance of the composite steel pipe. The inner wall of the oil and gas pipeline will be scoured by the transportation medium, so the clad/lined layer needs to have a certain hardness to resist wear. The hardness testing is carried out by using a hardness tester, and the common testing methods include Brinell hardness test, Rockwell hardness test and Vickers hardness test. For the clad/lined layer of composite steel pipes, the Vickers hardness test is usually adopted because of its high testing accuracy and small damage to the sample. During the test, the testing personnel use the Vickers hardness tester to apply a certain load to the surface of the clad/lined layer, and measure the diagonal length of the indentation, then calculate the Vickers hardness value (HT). According to the enterprise’s internal standards, the Vickers hardness of the 316L stainless steel clad/lined layer shall be between 180-220HV, the Vickers hardness of the Inconel 625 nickel-based alloy clad/lined layer shall be between 220-260HV, and the Vickers hardness of the base layer (Q355 low alloy steel) shall be between 140-180HV. During the test, 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, which is because the thermal spraying process forms a dense structure after rapid cooling of the molten powder, resulting in higher hardness.

It should be noted that the mechanical performance testing of composite steel pipes needs to pay attention to the sampling position and sampling method. The samples should be taken from different positions of the composite steel pipe (such as the middle part, the end part) to ensure the representativeness of the samples. En même temps, the sampling method should avoid damaging the clad/lined layer and the interface between the clad/lined layer and the base layer, so as not to affect the test results. Pendant mon stage, the testing personnel told me that the sampling work is very important. If the sampling position is improper or the sampling method is incorrect, cela conduira à des résultats de test inexacts, ce qui affectera le jugement du produit qualité.

La résistance à la corrosion est la performance de base des tubes en acier composites en alliage à revêtement intérieur ou doublé résistant à la corrosion., qui détermine directement la durée de vie du tuyau en acier composite dans les conditions de travail difficiles de l'industrie pétrolière et gazière. Les tests de résistance à la corrosion consistent à simuler les conditions de travail et l'environnement réels., tester le taux de corrosion et la forme de corrosion du tuyau en acier composite, et vérifier s'il peut résister à l'érosion du milieu corrosif. Selon les différents mécanismes de corrosion et conditions de travail, les tests de résistance à la corrosion des tuyaux en acier composites comprennent principalement des tests de corrosion électrochimiques, essai de corrosion par immersion, essais de fissuration par corrosion sous contrainte et essais de fissuration induite par l'hydrogène. Pendant mon stage, J'ai participé aux travaux auxiliaires d'essais de corrosion par immersion et d'essais de corrosion électrochimique, et appris les principes et les méthodes d'essai de fissuration par corrosion sous contrainte et d'essai de fissuration induite par l'hydrogène..

Le premier élément de test de résistance à la corrosion est le test de corrosion électrochimique. La corrosion électrochimique est le type de corrosion le plus courant des oléoducs et des gazoducs., les tests de corrosion électrochimiques sont donc une méthode importante pour évaluer la résistance à la corrosion des tuyaux en acier composites. Les tests de corrosion électrochimique comprennent principalement les tests de courbe de polarisation et la spectroscopie d'impédance électrochimique. (EIS) essai, qui sont réalisés à l'aide d'un poste de travail électrochimique. Le principe de base des tests de courbe de polarisation est d'appliquer un certain potentiel à l'échantillon de tuyau en acier composite. (électrode de travail) dans le milieu de corrosion simulée, mesurer la densité de courant correspondante, et tracez la courbe de polarisation. La courbe de polarisation peut refléter le taux de corrosion et la tendance à la corrosion de l'échantillon. Plus la densité du courant de corrosion est faible, meilleure est la résistance à la corrosion de l'échantillon. Le test de spectroscopie d'impédance électrochimique consiste à appliquer un courant alternatif de faible amplitude à l'électrode de travail., mesurer l'impédance de l'échantillon à différentes fréquences, et analyser le processus de corrosion et la résistance à la corrosion de l'échantillon en utilisant le spectre d'impédance. During the test, l'échantillon de tuyau en acier composite est coupé à une certaine taille, et la surface de l'échantillon est traitée (brillant, nettoyé), puis l'échantillon est immergé dans le milieu de corrosion simulé (comme une solution contenant du sulfure d'hydrogène, dioxyde de carbone, ions chlorure, etc.). L'électrode de référence et l'électrode auxiliaire sont insérées dans le milieu, et les trois électrodes sont connectées au poste de travail électrochimique pour les tests. According to the enterprise’s internal standards, la densité de courant de corrosion de l'échantillon de tuyau en acier composite dans le milieu simulé du champ de gaz à très haute teneur en soufre ne doit pas être supérieure à 1,0×10⁻⁶A/cm². Pendant mon stage, J'ai aidé le personnel d'essais à préparer le milieu de corrosion simulé, polir la surface de l'échantillon, et connectez l'électrode, et observé le processus de test du poste de travail électrochimique. Les résultats des tests ont montré que la densité du courant de corrosion du tuyau en acier composite avec Inconel 625 la couche de revêtement en alliage à base de nickel était bien inférieure aux exigences standard, ce qui indique qu'il présente une excellente résistance à la corrosion électrochimique.

Le deuxième élément du test de résistance à la corrosion est le test de corrosion par immersion.. Les tests de corrosion par immersion sont une méthode de test de résistance à la corrosion simple et intuitive., qui consiste à immerger l'échantillon de tuyau en acier composite dans le milieu de corrosion simulé, placez-le dans un environnement à température constante pendant un certain temps, puis observez la forme de corrosion de l'échantillon et calculez le taux de corrosion. Cette méthode peut simuler le processus de corrosion à long terme du tuyau en acier composite dans les conditions de travail réelles.. During the test, l'échantillon de tuyau en acier composite est découpé en échantillons standards, et la superficie, le poids et d'autres paramètres de l'échantillon sont mesurés avant l'immersion. Then, l'échantillon est immergé dans le milieu de corrosion simulé (la composition et la température du fluide sont conformes aux conditions de travail réelles), et le support est remplacé régulièrement pour assurer la stabilité de la composition du support. Après immersion pendant un certain temps (généralement 720 heures ou 1000 heures), l'échantillon est prélevé, le produit de corrosion en surface est nettoyé, et le poids de l'échantillon après corrosion est mesuré. Le taux de corrosion est calculé selon la formule: taux de corrosion v=(m0-m1)/(S × t), où m0 est le poids de l'échantillon avant corrosion, m1 est le poids de l'échantillon après corrosion, S est la surface de l'échantillon, et t est le temps d'immersion. Selon la norme nationale, le taux de corrosion uniforme du tuyau en acier composite dans le milieu de corrosion simulé ne doit pas être supérieur à 0,01 mm/a. Pour les tuyaux en acier composite utilisés dans les champs de gaz à très haute teneur en soufre, le taux de corrosion uniforme ne doit pas être supérieur à 0,005 mm/a. Pendant mon stage, J'ai participé à l'essai de corrosion par immersion de tubes en acier composite revêtus d'acier inoxydable 316L. Le temps d'immersion était 720 heures, le milieu simulé était une solution contenant des ions dioxyde de carbone et chlorure, et la température du test était de 80 ℃. Après l'essai, la surface de l'échantillon était lisse, sans aucune trace de corrosion, et le taux de corrosion était bien inférieur à l'exigence standard, ce qui indique que le tuyau en acier composite présente une bonne résistance à la corrosion par immersion.

The third corrosion resistance testing item is stress corrosion cracking (SSC) essai. As mentioned earlier, stress corrosion cracking is a very dangerous corrosion form, which is easy to cause sudden failure of the pipeline. Donc, stress corrosion cracking testing is an essential testing item for composite steel pipes used in high-sulfur, high-chloride ion working conditions. The stress corrosion cracking testing is carried out according to the requirements of NACE TM0177 standard (the international authoritative standard for stress corrosion cracking testing), and the testing method mainly adopts the bent beam method or the tensile load method. During the test, the composite steel pipe sample is processed into a standard bent beam sample or tensile sample, and a certain tensile stress is applied to the sample (the stress is usually 80% de la limite d'élasticité de l'échantillon). Then, l'échantillon est immergé dans le milieu de corrosion sous contrainte simulée (comme NACE Une solution, qui est une solution contenant du sulfure d'hydrogène et des ions chlorure) à une certaine température et pression. L'échantillon est conservé dans le milieu pendant un certain temps (généralement 720 heures), puis l'échantillon est retiré pour observer s'il y a des fissures sur la surface et à l'intérieur de l'échantillon. S'il n'y a pas de fissures, cela indique que le tuyau en acier composite a une bonne résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte. Pendant mon stage, J'ai appris que l'entreprise effectuait des tests de fissuration par corrosion sous contrainte sur tous les tuyaux en acier composite utilisés dans les champs de gaz à très haute teneur en soufre.. Les résultats des tests ont montré que le tube en acier composite avec Inconel 625 La couche de revêtement en alliage à base de nickel ne présentait aucune fissure après 720 heures de tests, ce qui indiquait qu'il pouvait résister efficacement à la fissuration par corrosion sous contrainte.

Le quatrième élément du test de résistance à la corrosion est la fissuration induite par l'hydrogène. (CE) essai. La fissuration induite par l’hydrogène est également une forme de corrosion dangereuse et courante des oléoducs et des gazoducs., qui s'accompagne souvent de fissurations par corrosion sous contrainte. Les tests de fissuration induite par l'hydrogène sont réalisés selon les exigences de la norme NACE TM0284., et la méthode de test adopte principalement la méthode d'immersion. During the test, l'échantillon de tuyau en acier composite est découpé en échantillons standards, et l'échantillon est immergé dans le milieu de craquage induit par l'hydrogène simulé (comme une solution contenant du sulfure d'hydrogène et de l'humidité) à une certaine température et pression. L'échantillon est conservé dans le milieu pendant un certain temps (généralement 96 heures), puis l'échantillon est prélevé pour observer s'il y a des renflements, fissures et autres défauts à la surface et à l’intérieur de l’échantillon. En même temps, l'échantillon est découpé et poli pour observer les défauts internes au microscope. Selon la norme, l'échantillon de tuyau en acier composite ne doit présenter aucun défaut évident de fissuration induit par l'hydrogène après l'essai. Pendant mon stage, J'ai observé le test de fissuration induit par l'hydrogène sur des tubes en acier composites. Le milieu de test était une solution contenant du sulfure d'hydrogène à haute concentration, et la température du test était de 25 ℃. Après l'essai, les échantillons ont été découpés et observés, et aucun défaut de fissuration induit par l'hydrogène n'a été trouvé, ce qui indique que le tuyau en acier composite présente une bonne résistance à la fissuration induite par l'hydrogène.

en outre, pour les tubes en acier composites utilisés dans les plates-formes pétrolières et gazières offshore, l'entreprise réalise également des tests de corrosion marine, qui simule l'environnement marin (immersion dans l'eau de mer, corrosion atmosphérique marine) pour tester la résistance à la corrosion du tuyau en acier composite. Les tests de corrosion marine sont effectués en immergeant l'échantillon dans de l'eau de mer naturelle ou de l'eau de mer simulée., et le placer dans un environnement atmosphérique marin pendant une longue période (généralement 6 mois à 1 année), puis observer la forme de la corrosion et calculer le taux de corrosion. Ce test peut refléter plus fidèlement la résistance à la corrosion du tuyau en acier composite dans l'environnement marin. Pendant mon stage, J'ai vu que l'entreprise disposait d'un site spécial d'essais de corrosion marine, et un grand nombre d'échantillons de tuyaux en acier composites étaient testés dans l'environnement marin simulé.

Il convient de souligner que les tests de résistance à la corrosion des tubes en acier composites doivent contrôler strictement les conditions de test. (composition moyenne, température, La pression, temps), ce qui affecte directement les résultats des tests. Les conditions d'essai doivent être cohérentes avec les conditions réelles de fonctionnement du pipeline, afin que les résultats des tests puissent véritablement refléter la résistance à la corrosion du tuyau en acier composite dans le processus d'application réel. Pendant mon stage, le personnel d'essai m'a dit que chaque paramètre du test de résistance à la corrosion doit être strictement contrôlé, et tout écart entraînera des résultats de test inexacts, ce qui affectera la sélection et l'application des tuyaux en acier composites en ingénierie. en outre, les tests de résistance à la corrosion des tuyaux en acier composites doivent également prêter attention à la protection des échantillons de test. Pendant le processus de préparation et de test des échantillons, il est nécessaire d'éviter des dommages artificiels à la couche plaquée/doublée, so as not to affect the test results. Par exemple, pendant le processus de polissage de l'échantillon, il est nécessaire de contrôler la force de polissage pour éviter de rayer la couche plaquée/doublée ou d'exposer la couche de base, ce qui conduira à une évaluation inexacte de la résistance à la corrosion.

La performance de liaison entre la couche de base (acier au carbone/acier faiblement allié) et la couche plaquée/doublée (Alliage résistant à la corrosion) est la garantie principale pour la performance globale des tubes en acier composites à revêtement intérieur ou doublé. Si la performance de liaison est mauvaise, la couche plaquée/doublée se détachera de la couche de base pendant le transport, installation ou exploitation, exposer la couche de base à des milieux corrosifs et entraîner une corrosion rapide et une défaillance du pipeline. Donc, les tests de performances de liaison sont un élément indispensable des tests de performances complets des tuyaux en acier composites. Pendant mon stage, J'ai participé aux travaux auxiliaires de tests de performances de collage, et découvert les principales méthodes de test, normes et points clés d’attention, qui sont combinés avec l'expérience de test réelle de l'entreprise et GB/T 31940-2025 norme nationale à élaborer en détail.

Les tests de performance de liaison des tuyaux en acier composites évaluent principalement la force de liaison entre la couche de base et la couche plaquée/revêtue., ainsi que l'intégrité de l'interface de liaison. Les principales méthodes d'essai comprennent l'essai de cisaillement en traction, test de pelage et observation métallographique, parmi lesquels l'essai de cisaillement en traction et l'essai de pelage sont les méthodes d'essai quantitatives les plus couramment utilisées, et l'observation métallographique est une méthode de test qualitative pour compléter et vérifier l'état de liaison. Différents processus de préparation correspondent à différentes exigences de force de liaison, et l'entreprise formulera des normes de tests ciblées en fonction du type de produit.

La première méthode courante de test des performances de liaison est le test de cisaillement en traction., qui est principalement utilisé pour tester la résistance au cisaillement entre la couche de base et la couche plaquée/revêtue. Cette méthode convient à tous les types de tubes en acier composites à gainage intérieur ou doublé., spécialement pour les tubes en acier composites préparés par des procédés de collage métallurgique (comme le soudage de surface, revêtement anti-explosion, revêtement laminé à chaud). Le principe du test consiste à couper le tube en acier composite en échantillons de cisaillement par traction standard., qui peut refléter pleinement l'interface de liaison entre la couche de base et la couche plaquée/doublée. Then, l'échantillon est serré sur une machine d'essai de traction universelle, et une charge de cisaillement uniforme est appliquée dans la direction parallèle à l'interface de liaison jusqu'à ce que l'interface de liaison soit séparée ou que l'échantillon soit endommagé. La machine d'essai enregistre automatiquement la charge de cisaillement maximale, et la résistance de liaison au cisaillement est calculée en fonction de la section transversale de l'interface de liaison. According to the requirements of GB/T 31940-2025 Norme nationale, la résistance au cisaillement des tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par des processus de liaison métallurgique ne doit pas être inférieure à 200 MPa, et la résistance au cisaillement des tuyaux en acier composites revêtus préparés par des procédés de liaison mécanique (comme l'expansion des tuyaux hydrauliques) ne doit pas être inférieur à 150 MPa. Pendant mon stage, J'ai aidé le personnel d'essai à couper et traiter des échantillons de cisaillement et de traction., et observé le processus de test. J'ai découvert que la résistance au cisaillement des tuyaux en acier composites préparés par le processus de revêtement par explosion était la plus élevée., atteignant généralement plus de 300MPa, tandis que la résistance au cisaillement des tuyaux en acier composites préparés par le processus d'expansion des tuyaux hydrauliques était d'environ 160 à 180 MPa., qui répondaient tous aux exigences de la norme.

La deuxième méthode courante de test des performances de liaison est le test de pelage., qui est principalement utilisé pour tester la résistance au pelage entre la couche de base et la couche plaquée/doublée. Cette méthode est plus adaptée aux tubes en acier composites préparés par collage mécanique ou procédés de collage. (comme l'expansion des tuyaux hydrauliques, méthode de revêtement de liaison), et s'applique également aux tuyaux en acier composites à couche mince plaquée/revêtue. Le principe du test consiste à couper le tube en acier composite en échantillons de pelage standard, et séparez à l'avance une extrémité de la couche plaquée/doublée de la couche de base. Then, serrer la couche de base et la couche plaquée/doublée de l'échantillon sur les deux pinces de la machine d'essai de traction universelle respectivement, et appliquer une charge de traction uniforme dans la direction perpendiculaire à l'interface de liaison pour décoller la couche plaquée/revêtue de la couche de base. La machine d'essai enregistre la charge de pelage pendant tout le processus de pelage, et la charge de pelage moyenne par unité de largeur est la résistance au pelage. According to the enterprise’s internal standards, la résistance au pelage des tuyaux en acier composites revêtus préparés par le processus d'expansion hydraulique des tuyaux ne doit pas être inférieure à 15 N/mm, et la résistance au pelage des tuyaux en acier composites préparés par la méthode de collage du revêtement ne doit pas être inférieure à 10 N/mm. During the test, I found that if the pre-treatment of the base layer and the clad/lined layer is not in place, the peel strength will be significantly reduced, and even the clad/lined layer can be peeled off manually, which fully indicates that pre-treatment is the key to ensuring bonding performance.

The third bonding performance testing method is metallographic observation, which is a qualitative testing method used to observe the bonding interface state of composite steel pipes. This method can directly observe whether there are defects such as gaps, pores, cracks and oxide layers at the bonding interface, and can also observe the thickness uniformity of the clad/lined layer and the metallurgical reaction state at the interface (for metallurgical bonding processes). The testing steps are: couper le tuyau en acier composite en petits échantillons métallographiques, broyer et polir les échantillons pour rendre l'interface de liaison claire, puis gravez les échantillons avec un agent de gravure spécial (différents agents de gravure sont sélectionnés en fonction de la couche de base et des matériaux de la couche plaquée/doublée), et enfin observer l'interface de collage au microscope optique ou au microscope électronique à balayage (OMS). Pendant mon stage, J'ai appris à meuler et polir des échantillons métallographiques sous la direction du maître d'essai, et observé l'interface de liaison de tuyaux en acier composites préparés par différents procédés au microscope. Par exemple, l'interface de liaison des tuyaux en acier composites préparés par le processus de soudage de surfaçage était continue et dense, sans défauts apparents, et une fine couche de réaction métallurgique s'est formée à l'interface; the bonding interface of composite steel pipes prepared by hydraulic pipe expansion process was closely fitted, with no gaps, but no metallurgical reaction layer was formed.

In addition to the above three main testing methods, the enterprise also carries out bonding performance inspection by means of ultrasonic testing. Ultrasonic testing is a non-destructive testing method, which can detect the internal bonding defects of composite steel pipes (such as interface gaps, peeling, etc.) without damaging the samples. This method is suitable for batch inspection of finished composite steel pipes, and can quickly screen out unqualified products with bonding defects. Pendant mon stage, I observed the technical personnel using ultrasonic flaw detection equipment to detect the bonding performance of composite steel pipes. The equipment can display the bonding interface state through images, and the technical personnel can judge whether there are bonding defects according to the image characteristics. This method has the advantages of high detection efficiency, non-destructiveness and wide applicability, and has become an important auxiliary method for bonding performance testing.

It should be noted that the bonding performance testing of composite steel pipes also needs to pay attention to the sampling position and sampling method, which is consistent with the mechanical performance testing. The samples should be taken from different positions of the composite steel pipe to ensure the representativeness of the test results. En même temps, the sampling and sample processing process should avoid damaging the bonding interface, afin de ne pas affecter l'exactitude des résultats des tests. Pendant mon stage, le maître d'essai a souligné que les performances de liaison des tuyaux en acier composites sont affectées par de nombreux facteurs, y compris la qualité des matières premières, effet de prétraitement, contrôle des paramètres du processus et qualité du post-traitement. Donc, ce n'est que grâce à un contrôle strict de chaque maillon du processus de préparation que les performances de liaison des tuyaux en acier composites peuvent être garanties pour répondre aux exigences.

L'intégrité structurelle des tuyaux en acier composites en alliage résistant à la corrosion à revêtement intérieur ou doublé fait référence à l'exhaustivité et à l'uniformité de la structure globale du tuyau en acier composite., y compris la précision dimensionnelle du tuyau, l'uniformité de l'épaisseur de la couche plaquée/revêtue, l'absence de défauts internes et de surface, et la concentricité de la couche de base et de la couche plaquée/doublée. L'intégrité structurelle est une condition préalable importante pour l'exploitation sûre des tubes en acier composites. S'il y a des défauts structurels (comme une épaisseur inégale de la couche plaquée/doublée, fissures internes, Excentricité, etc.), cela entraînera une répartition inégale des contraintes du pipeline pendant l'exploitation, accélérer la corrosion et les dommages, et même provoquer des fuites dans les pipelines. Donc, les tests d'intégrité structurelle constituent une partie importante des tests de performances des tuyaux en acier composites. Combiné avec mon expérience de stage et les spécifications de tests de l'entreprise, cette section détaillera les principaux éléments de test, méthodes et normes de tests d'intégrité structurelle.

Le premier élément de test d’intégrité structurelle est le test de précision dimensionnelle, which mainly includes the testing of pipe diameter, Épaisseur de paroi, Longueur, ovality and concentricity. These dimensional parameters directly affect the installation and matching performance of composite steel pipes in engineering, and also affect the pressure-bearing capacity and service life of the pipeline. The testing methods are mainly carried out by using professional measuring tools, such as calipers, micromètres, tape measures, ovality meters and concentricity meters. For the diameter testing, the outer diameter and inner diameter of the composite steel pipe are measured at different positions (usually at both ends and the middle part of the pipe), and the average value is taken to ensure that the diameter deviation is within the standard range. According to GB/T 31940-2025 Norme nationale, the diameter deviation of composite steel pipes shall not exceed ±1% of the nominal diameter. For the wall thickness testing, the wall thickness of the pipe is measured at multiple points along the circumference and length of the pipe to ensure the uniformity of the wall thickness. The wall thickness deviation shall not exceed ±5% of the nominal wall thickness. Pendant mon stage, I was responsible for assisting the testing personnel to measure the wall thickness of composite steel pipes with a micrometer, and recorded the measurement data. I found that the wall thickness uniformity of composite steel pipes prepared by hot rolling cladding process was the best, and the deviation was basically within ±3%.

The second structural integrity testing item is the thickness uniformity testing of the clad/lined layer. The thickness uniformity of the clad/lined layer directly affects the corrosion resistance of the composite steel pipe. If the thickness of the clad/lined layer is uneven, the thin part will be quickly corroded, exposing the base layer, leading to the overall failure of the pipeline. The testing methods mainly include ultrasonic thickness measurement, radiographic thickness measurement and metallographic observation. Parmi eux, ultrasonic thickness measurement is the most commonly used method, which has the advantages of non-destructiveness, high efficiency and high accuracy. The testing principle is to use ultrasonic waves to transmit through the clad/lined layer, et calculer l'épaisseur de la couche plaquée/revêtue en fonction de la différence de temps entre l'onde ultrasonore réfléchie par la surface de la couche plaquée/revêtue et l'interface de liaison. During the test, le personnel de test mesurera l'épaisseur de la couche plaquée/revêtue en plusieurs points (au moins 20 points par mètre) le long de la circonférence et de la longueur du tuyau en acier composite, et calculer l'écart d'épaisseur. According to the enterprise’s internal standards, l'écart d'épaisseur de la couche plaquée/revêtue ne doit pas dépasser ± 10 % de l'épaisseur nominale, et l'épaisseur minimale de la couche plaquée/revêtue ne doit pas être inférieure à 80% de l'épaisseur nominale. Pendant mon stage, J'ai appris à utiliser un instrument de mesure d'épaisseur à ultrasons pour mesurer l'épaisseur de la couche de revêtement sous la direction du personnel de test., et maîtrisé les compétences opérationnelles de base de l'instrument.

The third structural integrity testing item is surface and internal defect detection, which is mainly used to detect whether there are defects such as cracks, pores, inclusions, peeling and scratches on the inner and outer surfaces of the composite steel pipe and inside the pipe. The detection methods are divided into surface defect detection and internal defect detection. Surface defect detection mainly includes visual inspection, magnetic particle flaw detection and penetrant flaw detection. Visual inspection is the most basic detection method, which is used to check the obvious surface defects (such as scratches, burrs, peeling) of the composite steel pipe. Pendant mon stage, I participated in the visual inspection of composite steel pipes, and checked the inner and outer surfaces of the pipe with the help of a endoscope (for the inner surface). La détection des défauts par particules magnétiques et la détection des défauts par ressuage sont utilisées pour détecter les défauts de surface et proches de la surface. (comme des microfissures) qui ne sont pas faciles à trouver par inspection visuelle. Ces deux méthodes conviennent à la détection de défauts de surface des matériaux ferromagnétiques (tels que la couche de base en acier au carbone et la couche plaquée/doublée en acier inoxydable).

La détection des défauts internes comprend principalement la détection des défauts par ultrasons et la détection des défauts radiographiques, quelles sont les méthodes de détection non destructives les plus importantes pour les tubes en acier composites. La détection de défauts par ultrasons est principalement utilisée pour détecter les défauts internes tels que les fissures internes, pores, inclusions et pelage d’interface de tubes en acier composites. Le principe du test consiste à utiliser des ondes ultrasonores pour transmettre à travers le tuyau en acier composite, and the defects will reflect and refract the ultrasonic waves, so as to judge the position, size and shape of the defects. Radiographic flaw detection is mainly used to detect internal defects of thick-walled composite steel pipes, and can clearly show the internal defect state of the pipe. The testing principle is to use X-rays or γ-rays to penetrate the composite steel pipe, and the defects will affect the penetration ability of the rays, forming different gray-scale images on the film, so as to judge the internal defects. Selon la norme nationale, the internal defects of composite steel pipes shall not exceed the level II requirement of GB/T 31940-2025. Pendant mon stage, I observed the ultrasonic flaw detection and radiographic flaw detection process of composite steel pipes, et appris à identifier des images simples de détection de défauts sous la direction du personnel technique.

Le quatrième élément de test d'intégrité structurelle est le test de concentricité., qui est principalement destiné aux tubes en acier composites revêtus. La concentricité de la couche de base et de la couche revêtue fait référence au degré de coïncidence de la ligne centrale du tuyau en acier de base et du tuyaux doublés. Si la concentricité est mauvaise, la couche revêtue sera inégalement sollicitée pendant le processus d'expansion du tuyau, et la partie mince de la couche doublée sera facilement endommagée pendant le fonctionnement, conduisant à une défaillance par corrosion. La méthode de test consiste à utiliser un compteur de concentricité ou un indicateur à cadran pour mesurer la distance entre la ligne centrale de la couche de base et la couche revêtue à différentes positions du tuyau en acier composite., et calculer l'écart de concentricité. According to the enterprise’s internal standards, l'écart de concentricité des tuyaux en acier composites revêtus ne doit pas dépasser 0,5 mm/m. Pendant mon stage, J'ai aidé le personnel d'essai à mesurer la concentricité des tuyaux en acier composite doublés, et a constaté que l'écart de concentricité des tuyaux en acier composites préparés par un équipement d'insertion automatique était inférieur à celui d'un équipement d'insertion manuel.

Pour résumer, les tests d'intégrité structurelle des tuyaux en acier composites sont un travail de test complet, qui couvre plusieurs aspects tels que la précision dimensionnelle, Uniformité de l'épaisseur de la couche plaquée/revêtue, défauts de surface et internes, et concentricité. Ce n'est que grâce à des tests systématiques d'intégrité structurelle que nous pouvons garantir que le tube en acier composite a une structure complète et uniforme., et jeter les bases de l'exploitation sécuritaire du pipeline. Pendant mon stage, J'ai profondément réalisé que l'intégrité structurelle des tubes en acier composites est étroitement liée au processus de préparation. Par exemple, la précision dimensionnelle des tubes en acier composites préparés par un équipement de production automatique est supérieure à celle d'une opération manuelle, et l'uniformité de l'épaisseur de la couche de revêtement préparée par le processus de pulvérisation thermique est facilement affectée par la vitesse de déplacement du pistolet de pulvérisation et la vitesse d'alimentation en poudre..

Avec l’amélioration continue du niveau d’exploration et de développement du pétrole et du gaz en Chine, les conditions d’exploitation des oléoducs et gazoducs deviennent de plus en plus dures, et la demande de pipelines anticorrosion hautes performances augmente de jour en jour. Tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, gainés ou doublés, avec leurs avantages uniques de haute résistance, excellente résistance à la corrosion et coût raisonnable, ont été largement utilisés dans divers projets clés de pipelines de pétrole et de gaz, y compris les pipelines de transport terrestres haute pression longue distance, pipelines de collecte et de transport de champs de gaz à très haute teneur en soufre, oléoducs et gazoducs offshore et autres champs. Basé sur mon expérience de stage et la collecte de données d'ingénierie pertinentes, cette section développera l'application de tuyaux en acier composites dans différents champs de pétrole et de gaz, analyser les effets de l'application et les problèmes existants, et fournir des références pratiques pour la promotion et l'application ultérieures des tubes en acier composites.

Lors de mon stage dans une entreprise de fabrication de matériaux pour oléoducs et gazoducs, J'ai appris que l'entreprise a fourni un grand nombre de tubes en acier composites alliés à revêtement intérieur ou doublés résistant à la corrosion pour de nombreux projets pétroliers et gaziers clés au pays et à l'étranger., et a accumulé une riche expérience en matière d'applications d'ingénierie. Le personnel technique de l'entreprise formulera des schémas de produits ciblés et des processus de préparation en fonction des différentes conditions de travail et exigences de chaque projet., s'assurer que les performances des tubes en acier composites répondent aux besoins d'ingénierie. Grâce à la compréhension de ces projets, J'ai une compréhension plus approfondie de la valeur d'application et du champ d'application des tuyaux en acier composites.

Les pipelines terrestres de transport de pétrole et de gaz sur de longues distances et à haute pression constituent la partie principale du réseau de transport de pétrole et de gaz de la Chine., qui sont habituellement en service dans des conditions de haute pression, environnement géologique longue distance et complexe. Le moyen de transport contient généralement des composants corrosifs tels que du dioxyde de carbone, ions sulfure d'hydrogène et chlorure, et le pipeline est facilement corrodé. En même temps, le pipeline doit supporter une pression moyenne importante et des charges environnementales (comme la pression du sol, changement de température), il a donc des exigences élevées en matière de résistance et de ténacité du pipeline. Les tuyaux en acier composite en alliage résistant à la corrosion, revêtus ou doublés, peuvent bien répondre à ces exigences., and have become the preferred pipeline material for onshore high-pressure long-distance transmission projects.

The composite steel pipes used in onshore high-pressure long-distance transmission pipelines are mainly inner clad composite steel pipes prepared by surfacing welding or explosion cladding process, and the base layer usually adopts Q355 or X80 low alloy steel (high strength and good toughness), and the clad layer adopts 316L stainless steel or Inconel 625 nickel-based alloy (Excellente résistance à la corrosion). The nominal diameter of the pipeline is usually 800-1400mm, and the wall thickness is 12-25mm, which can meet the requirements of high-pressure transmission (pressure ≥10MPa). Pendant mon stage, I learned about a key onshore natural gas long-distance transmission project in western China, qui a adopté une longueur totale de 1 200 km de tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par un processus de soudage de surfaçage. La couche de base du tuyau en acier composite est en acier faiblement allié X80, et la couche plaquée est en acier inoxydable 316L (épaisseur de couche plaquée 3-5mm). Le moyen de transport contient 5% dioxyde de carbone et traces de sulfure d'hydrogène, et la pression de transmission est de 12MPa. Le projet est en service depuis 5 années, et le fonctionnement du pipeline est stable. Pas de corrosion, des défauts de pelage ou de fuite ont été constatés lors de l’inspection régulière.

Les avantages d'application des tuyaux en acier composites dans les pipelines de transport terrestres à haute pression et longue distance se reflètent principalement dans trois aspects: Première, la couche de base en acier faiblement allié assure la haute résistance et la ténacité du pipeline, qui peut supporter une pression moyenne importante et des charges environnementales, et éviter la rupture du pipeline causée par une fluctuation de pression ou un impact environnemental; Deuxième, la couche plaquée en alliage résistant à la corrosion isole efficacement le milieu corrosif de la couche de base, prévenir la corrosion du pipeline et prolonger la durée de vie du pipeline (la durée de vie peut atteindre plus de 30 années, lequel est 2-3 fois supérieur à celui des tuyaux traditionnels en acier au carbone avec revêtements); Troisième, par rapport à l'ensemble du tuyau en alliage résistant à la corrosion, le tuyau en acier composite a un coût inférieur, ce qui peut réduire l'investissement total du projet de 30%-50%, et présente des avantages économiques évidents. Par exemple, dans le projet de transport de gaz naturel dans l'Ouest mentionné ci-dessus, l'utilisation de tuyaux en acier composites à revêtement intérieur au lieu de tuyaux entiers en acier inoxydable 316L a réduit l'investissement du projet d'environ 40%.

cependant, there are also some problems in the application of composite steel pipes in onshore high-pressure long-distance transmission pipelines: Première, the preparation process of surfacing welding and explosion cladding is complex, l'efficacité de la production est faible, and it is difficult to meet the urgent demand of large-scale projects; Deuxième, the welding of composite steel pipes is difficult. The base layer and clad layer are different materials, and the welding process needs to be strictly controlled to avoid welding defects (such as incomplete fusion, fissures); Troisième, the maintenance cost of composite steel pipes is high. If the clad layer is damaged, it is difficult to repair, and it is necessary to replace the whole section of the pipeline, which increases the maintenance cost. In view of these problems, the enterprise where I interned is constantly optimizing the preparation process and welding technology, improving production efficiency, and developing a set of mature composite steel pipe repair technology, which effectively reduces the maintenance cost.

Ultra-high sulfur gas fields refer to gas fields with hydrogen sulfide content ≥15% (volume fraction), which are typical harsh corrosion environments. The hydrogen sulfide in the natural gas is highly corrosive to the pipeline, and it is easy to cause stress corrosion cracking (SSC) et la fissuration induite par l'hydrogène (CE) of the pipeline, leading to sudden pipeline failure, which brings great safety hazards to the production and transportation of natural gas. Donc, les pipelines utilisés dans les champs de gaz à très haute teneur en soufre ont des exigences extrêmement élevées en matière de résistance à la corrosion, en particulier la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et à la fissuration induite par l'hydrogène. Tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, gainés ou doublés, en particulier ceux avec une couche plaquée/doublée en alliage à base de nickel, ont une excellente résistance à la corrosion et peuvent résister efficacement à la corrosion du sulfure d'hydrogène à haute concentration, ils sont donc largement utilisés dans les pipelines de collecte et de transport de champs de gaz à très haute teneur en soufre.

Les tuyaux en acier composites utilisés dans les pipelines de collecte et de transport de gaz à très haute teneur en soufre sont principalement des tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par soudage de surface ou processus de revêtement par explosion., et la couche plaquée est principalement en Inconel 625 nickel-based alloy (le matériau d'alliage le plus résistant à la corrosion dans l'environnement actuel à très haute teneur en soufre). La couche de base adopte généralement de l'acier faiblement allié Q355, ce qui garantit la résistance et la capacité de charge du pipeline. Le diamètre nominal du pipeline est généralement de 100 à 500 mm, et l'épaisseur de la paroi est de 8 à 15 mm, qui convient à la collecte et au transport de gaz naturel dans les champs gaziers (pression 3-8MPa). Pendant mon stage, J'ai participé aux travaux auxiliaires de production de tubes en acier composites pour un projet de champ de gaz à très haute teneur en soufre au Sichuan, La Chine. Le projet a adopté des tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par un processus de revêtement par explosion, la couche de base était en acier faiblement allié Q355, la couche de revêtement était en Inconel 625 nickel-based alloy (épaisseur de couche plaquée 2-3mm), et la longueur totale du pipeline était de 350 km. La teneur en sulfure d'hydrogène dans le milieu de transport était 18%, et le projet est en service depuis 3 années. Les résultats de l'inspection régulière montrent que le pipeline ne présente aucune corrosion, fissuration par corrosion sous contrainte ou défauts de fissuration induits par l'hydrogène, et l'opération est sûre et stable.

Le principal avantage des tuyaux en acier composites dans l’application de pipelines de collecte et de transport de gaz à très haute teneur en soufre est leur excellente résistance à la corrosion., en particulier la résistance à la fissuration par corrosion sous contrainte et à la fissuration induite par l'hydrogène. L'Inconel 625 la couche de revêtement en alliage à base de nickel présente une bonne résistance à la corrosion par le sulfure d'hydrogène, et peut empêcher efficacement la pénétration des atomes d'hydrogène, éviter la fissuration de la couche de base induite par l'hydrogène. En même temps, l'alliage à base de nickel présente une bonne ténacité et peut résister à la fissuration par corrosion sous contrainte dans des conditions à forte teneur en soufre et sous contraintes élevées. en outre, le tuyau en acier composite a une résistance élevée et une capacité de charge, which can meet the requirements of gas field gathering and transmission pressure. Compared with traditional anti-corrosion measures (such as carbon steel pipes with anti-corrosion coatings), the composite steel pipe has longer service life (Plus que 25 années) and lower failure rate, which can reduce the number of pipeline maintenance and replacement, and ensure the continuous and stable production of the gas field.

The main problems in the application of composite steel pipes in ultra-high sulfur gas fields are high production cost and strict quality control requirements. The price of Inconel 625 nickel-based alloy is very high, which leads to the high production cost of composite steel pipes (the cost is 2-3 times that of composite steel pipes with stainless steel clad layer). En même temps, le processus de préparation des tuyaux en acier composites pour les champs de gaz à très haute teneur en soufre est très strict, et tout défaut de qualité (comme l'écart d'interface, irrégularité de l'épaisseur de la couche de revêtement) entraînera une défaillance due à la corrosion du pipeline. Donc, l'entreprise doit contrôler strictement chaque maillon du processus de préparation, de la sélection des matières premières au post-traitement et à l'inspection, pour assurer la qualité du produit. Pendant mon stage, J'ai découvert que l'entreprise avait mis en place une équipe spéciale de contrôle de qualité pour les tuyaux en acier composites à très haute teneur en soufre des champs de gaz, et adopté un mode d'inspection complet pour les liens clés, qui assure le taux de qualification des produits.

Les oléoducs et gazoducs offshore constituent une part importante de l’exploration et du développement pétroliers et gaziers offshore., qui sont en service dans un environnement marin difficile. Le milieu marin est complexe, y compris la corrosion par l'eau de mer, corrosion atmosphérique marine, corrosion des organismes marins, et le pipeline est également soumis à l'impact des vagues de vent, affouillement par les courants océaniques, pression du sol sur les fonds marins et autres charges environnementales. En même temps, le milieu de transport pétrolier et gazier offshore contient généralement des composants corrosifs tels que du sel, dioxyde de carbone et sulfure d'hydrogène, ce qui rend le pipeline offshore confronté à des problèmes de corrosion plus graves. Donc, les oléoducs et gazoducs offshore ont des exigences élevées en matière de résistance à la corrosion, Résistance aux chocs, résistance à la fatigue et intégrité structurelle. Les tuyaux en acier composite en alliage résistant à la corrosion, à revêtement intérieur ou doublé, peuvent répondre à ces exigences et ont été largement utilisés dans les pipelines de collecte et de transport de pétrole et de gaz offshore., pipelines sous-marins de transport de pétrole et de gaz et autres champs.

Les tuyaux en acier composites utilisés dans les oléoducs et gazoducs offshore sont principalement des tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par un processus de revêtement par explosion ou de laminage à chaud., et les tuyaux en acier composites revêtus préparés par processus d'expansion de tuyaux hydrauliques. La couche de base adopte généralement un acier faiblement allié à haute résistance (comme X65, X80) avec une bonne ténacité aux chocs et une bonne résistance à la fatigue, et la couche plaquée/doublée adopte l'acier inoxydable 316L ou l'Inconel 625 alliage à base de nickel avec une excellente résistance à la corrosion. Le diamètre nominal du pipeline est généralement de 200 à 1 000 mm, et l'épaisseur de la paroi est de 10 à 20 mm, qui peut répondre aux exigences de la transmission offshore à haute pression (pression 8-15MPa). Pendant mon stage, J'ai entendu parler d'un projet de champ pétrolier offshore en mer de Chine méridionale, qui a adopté une longueur totale de 800 km de tuyaux en acier composite, y compris les tuyaux en acier composites à revêtement intérieur préparés par un processus de revêtement par explosion (utilisé pour les pipelines de transmission sous-marins) et tuyaux en acier composites revêtus préparés par processus d'expansion de tuyaux hydrauliques (utilisé pour les pipelines de collecte et de transmission sur plate-forme). La couche de base du tuyau en acier composite est en acier faiblement allié X80, et la couche plaquée/doublée est en acier inoxydable 316L. Le pipeline est en service depuis 4 années, et le fonctionnement est stable. Pas de corrosion, des défauts de pelage ou de fuite ont été constatés lors de l’inspection régulière.

Les avantages d'application des tubes en acier composites dans les oléoducs et gazoducs offshore se reflètent principalement dans quatre aspects: Première, la couche plaquée/doublée en alliage résistant à la corrosion peut résister efficacement à la corrosion par l'eau de mer, corrosion atmosphérique marine et corrosion des organismes marins, et empêcher le pipeline d'être corrodé et endommagé; Deuxième, la couche de base en acier faiblement allié à haute résistance présente une bonne ténacité aux chocs et une bonne résistance à la fatigue, qui peut résister à l'impact des vagues de vent, affouillement des courants océaniques et autres charges environnementales, et éviter la rupture du pipeline causée par des dommages causés par la fatigue; Troisième, le tuyau en acier composite présente une intégrité structurelle élevée et une bonne concentricité, ce qui est pratique pour l'installation et le soudage de pipelines offshore; Quatrième, par rapport à l'ensemble du tuyau en alliage résistant à la corrosion, le tuyau en acier composite a un coût inférieur et un poids plus léger, ce qui peut réduire les coûts de transport et d'installation des pipelines offshore (le coût du transport et de l'installation en mer est très élevé, et réduire le poids du pipeline peut réduire considérablement le coût d'installation). Par exemple, dans le projet de champ pétrolier offshore en mer de Chine méridionale mentionné ci-dessus, l'utilisation de tuyaux en acier composites au lieu de tuyaux entiers en acier inoxydable a réduit les coûts de transport et d'installation d'environ 35%.

cependant, l'application de tubes en acier composites dans les oléoducs et gazoducs offshore est également confrontée à certains défis: Première, le milieu marin est rude, et le pipeline est soumis à une immersion à long terme et à l'impact des vagues de vent, qui a des exigences élevées sur les performances de liaison du tuyau en acier composite. Si la performance de liaison est mauvaise, la couche plaquée/doublée se détachera de la couche de base, conduisant à une rupture de corrosion du pipeline; Deuxième, l'installation et la maintenance du pipeline offshore sont difficiles, et le coût est élevé. Une fois que le tuyau en acier composite est endommagé, it is difficult to repair, et il est nécessaire d'utiliser un équipement professionnel d'exploitation offshore, which increases the maintenance cost; Troisième, la corrosion des organismes marins est difficile à éviter. Bien que la couche plaquée/doublée en alliage résistant à la corrosion ait une bonne résistance à la corrosion, certains organismes marins (comme les balanes) se fixera à la surface du pipeline, conduisant à une corrosion locale. In view of these problems, l'entreprise où j'ai effectué mon stage développe un tube en acier composite doté d'une fonction de fixation anti-organismes marins, et optimisation du processus de liaison pour améliorer la force de liaison du tuyau en acier composite, afin de s'adapter au rude environnement marin.

Grâce à la pratique d'application de tuyaux en acier composites en alliage résistant à la corrosion, à revêtement intérieur ou doublé, dans différents champs de pétrole et de gaz, on peut constater que les tuyaux en acier composite présentent des avantages évidents en termes de résistance à la corrosion, Force, robustesse et économie, et peut bien s'adapter aux conditions de travail difficiles de l'industrie pétrolière et gazière. L'effet d'application est remarquable, se reflète principalement dans les aspects suivants: Première, la durée de vie du pipeline est considérablement prolongée, which can reach more than 25-30 années, lequel est 2-3 fois supérieur à celui des tuyaux traditionnels en acier au carbone avec revêtements; Deuxième, the failure rate of the pipeline is significantly reduced, avoiding economic losses and safety hazards caused by pipeline corrosion, peeling and leakage; Troisième, the comprehensive economic benefit is good. Although the initial investment of composite steel pipes is higher than that of traditional pipelines, the long service life and low maintenance cost make the comprehensive economic benefit of composite steel pipes better than that of traditional pipelines; Quatrième, the application scope is wide, which can be applied to onshore, Offshore, ultra-high sulfur and other different harsh environments, and can meet the requirements of different specifications and pressure levels of pipelines.

Pendant mon stage, I deeply realized that the engineering application of composite steel pipes is closely related to the preparation process, qualité des produits et conception technique. Uniquement en sélectionnant le processus de préparation approprié en fonction des conditions de travail d'ingénierie, contrôler strictement la qualité du produit, et réaliser la conception et l'installation d'ingénierie scientifique, peut-on mettre en jeu les excellentes performances des tubes en acier composites. Par exemple, dans les champs de gaz à très haute teneur en soufre, il est nécessaire de sélectionner le procédé de revêtement anti-explosion à haute force de liaison et Inconel 625 couche de revêtement en alliage à base de nickel; dans les pipelines de transport terrestres longue distance, il est possible de sélectionner le procédé de soudage de surface avec un coût relativement faible et une couche plaquée en acier inoxydable 316L; dans les pipelines offshore, il est nécessaire de sélectionner le tuyau en acier composite avec de bonnes performances de liaison et une bonne résistance aux chocs.

En même temps, il y a encore quelques problèmes dans l'application technique des tubes en acier composites, comme un coût de production élevé (en particulier les tuyaux en acier composite en alliage à base de nickel), processus de préparation complexe, soudage et entretien difficiles, etc.. Ces problèmes limitent la promotion et l'application des tubes en acier composites.. Donc, il est nécessaire d'optimiser davantage le processus de préparation, réduire le coût de production, améliorer la technologie de soudage et de maintenance, et développer de nouvelles performances, matériaux de tuyaux en acier composites à faible coût, afin d'élargir le champ d'application des tuyaux en acier composites dans l'industrie pétrolière et gazière.

Avec l’approfondissement continu de l’exploration et du développement pétrolier et gazier de la Chine vers les fonds marins, zones profondes et riches en soufre, les conditions d'exploitation des pipelines sont de plus en plus difficiles, et les exigences en matière de performances des matériaux des oléoducs et des gazoducs sont également de plus en plus élevées. En même temps, avec le développement rapide de la science des matériaux, technologie de fabrication et technologie de test, Tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, gainés ou doublés, comme un appareil performant, matériau de pipeline économique et respectueux de l'environnement, sont confrontés à de nouvelles opportunités et défis de développement. Basé sur le niveau technique actuel, pratique d'application en ingénierie et mon expérience de stage, cette section discutera des tendances et des perspectives de développement des tuyaux en acier composites en alliage à revêtement intérieur ou doublé résistant à la corrosion, se concentrer sur les tendances de développement de la technologie de préparation, recherche et développement de matériaux, optimisation des performances et développement intelligent, et j'attends avec impatience les perspectives d'application des tuyaux en acier composites dans l'industrie pétrolière et gazière.

La technologie de préparation des tubes en acier composites en alliage résistant à la corrosion, à revêtement intérieur ou doublé, est le facteur essentiel affectant la qualité du produit., efficacité de production et coût de production. Maintenant, les principales technologies de préparation (Projection thermique, soudage de surface, revêtement anti-explosion, revêtement laminé à chaud, expansion du tuyau, etc.) ont leurs propres avantages et inconvénients. À l'avenir, la tendance de développement de la technologie de préparation se concentrera sur une efficacité élevée, faible coût, haute qualité et protection de l'environnement, et continuera à optimiser la technologie existante et à développer de nouvelles technologies de préparation.

La première tendance de développement est l'automatisation et l'intelligence de la technologie de préparation existante.. Maintenant, certains processus de préparation (comme la projection thermique, soudage de surface) compter toujours sur le fonctionnement manuel, qui a une faible efficacité de production, grande intensité de travail et qualité des produits instable. À l'avenir, avec le développement de l’automatisation industrielle et de la technologie intelligente, la technologie de préparation existante réalisera progressivement une automatisation et une intelligence complètes. Par exemple, le processus de pulvérisation thermique adoptera un système de contrôle intelligent du pistolet de pulvérisation, qui peut ajuster automatiquement la température de la flamme, distance de pulvérisation, vitesse d'alimentation en poudre et autres paramètres en fonction de la taille du tuyau en acier de base et des exigences de la couche plaquée, assurer l'uniformité et la stabilité de la couche de revêtement; le processus de soudage de surface adoptera la technologie de soudage automatique par robot, ce qui peut améliorer l'efficacité du soudage et la qualité du soudage, reduce the manual operation error, and realize the continuous production of large-diameter composite steel pipes. Pendant mon stage, I saw that the enterprise is trying to introduce robot automatic surfacing welding equipment, which can improve the production efficiency by more than 50% and reduce the product defect rate by more than 30% compared with manual surfacing welding.

The second development trend is the optimization and integration of existing preparation technologies. The existing preparation technologies have their own limitations. Par exemple, the thermal spraying process has low bonding strength, the explosion cladding process is dangerous and has high cost, and the hot rolling cladding process has narrow applicable scope. À l'avenir, l'entreprise intégrera les avantages de différentes technologies de préparation pour développer de nouvelles technologies de préparation de composites. Par exemple, la combinaison du processus de projection thermique et de soudage de surface: Première, utiliser la pulvérisation thermique pour préparer une fine couche de revêtement en alliage résistant à la corrosion (comme couche inférieure), puis utilisez le soudage de surface pour préparer une couche de revêtement épaisse (comme couche de travail). Cette combinaison peut non seulement améliorer la force de liaison de la couche de revêtement, mais améliore également l'efficacité de la production et réduit le coût de production; la combinaison du revêtement par laminage à chaud et du processus d'expansion des tuyaux hydrauliques: Première, utiliser un revêtement laminé à chaud pour préparer l'ébauche composite, puis utilisez l'expansion des tuyaux hydrauliques pour améliorer l'étanchéité de la liaison entre la couche de base et la couche de revêtement, assurer la qualité du produit. Pendant mon stage, the technical master told me that the enterprise is carrying out research on the combination of thermal spraying and surfacing welding process, and has achieved initial results. The composite steel pipes prepared by this technology have both high bonding strength and high production efficiency.

The third development trend is the development of new environment-friendly preparation technologies. Maintenant, certains processus de préparation (such as explosion cladding, Projection thermique) will produce noise, dust and harmful gases during the production process, which will pollute the environment and affect the health of operators. À l'avenir, with the improvement of environmental protection requirements, the development of new environment-friendly preparation technologies will become an important direction. Par exemple, the development of low-noise, low-dust explosion cladding technology, l'utilisation d'explosifs et d'équipements de dépoussiérage respectueux de l'environnement pour réduire la pollution de l'environnement; le développement de la technologie de projection thermique sous vide, ce qui peut éviter l'oxydation de la couche plaquée pendant le processus de pulvérisation, améliorer la qualité du produit, et réduire les émissions de gaz nocifs. en outre, le développement de technologies de préparation économes en énergie (comme la technologie de revêtement par laminage à chaud à faible consommation d'énergie) deviendra également une tendance importante, ce qui peut réduire la consommation d'énergie et les coûts de production.

Le matériau des tuyaux en acier composite allié résistant à la corrosion, à revêtement intérieur ou doublé, détermine directement les performances du produit.. Maintenant, le matériau de la couche de base est principalement de l'acier au carbone/de l'acier faiblement allié, et le matériau de la couche plaquée/doublée est principalement de l'acier inoxydable et un alliage à base de nickel. À l'avenir, avec les conditions de travail de plus en plus difficiles des oléoducs et gazoducs et le développement continu de la science des matériaux, la recherche et le développement de matériaux de tuyaux en acier composites se concentreront sur la haute performance, faible coût et multifonction, et développera de nouveaux matériaux de couche de base et de revêtement/doublure haute performance.

La première tendance de développement est la recherche et le développement de produits à haute résistance, matériaux de couche de base à haute ténacité. Avec l'augmentation de la pression de transport de pétrole et de gaz et l'expansion de la distance de transmission, les exigences en matière de résistance et de ténacité de la couche de base des tubes en acier composites sont de plus en plus élevées. Maintenant, le matériau de la couche de base est principalement du Q355, Acier faiblement allié X80. À l'avenir, la recherche et le développement d'aciers faiblement alliés à haute résistance (comme X90, X100) avec une résistance et une ténacité plus élevées deviendra le point central. Les aciers faiblement alliés X90 et X100 ont une limite d'élasticité et une résistance à la traction plus élevées, ce qui peut réduire l'épaisseur de paroi du tuyau en acier composite sous la même pression de transmission, réduire le poids du pipeline, et réduire les coûts de transport et d'installation. En même temps, la ténacité élevée de ces matériaux peut améliorer les performances anti-impact et anti-fatigue du pipeline, s'adapter aux charges environnementales complexes. Pendant mon stage, J'ai appris que l'entreprise coopère avec des universités pour mener des recherches sur les tubes en acier composites à couche de base en acier faiblement allié X90., et a préparé des échantillons en petits lots, which have passed the performance test and meet the requirements of high-pressure transmission.

The second development trend is the research and development of low-cost, high-corrosion-resistant clad/lined layer materials. Maintenant, the high-corrosion-resistant clad/lined layer materials (comme l'Inconel 625 nickel-based alloy) have high price, which leads to high production cost of composite steel pipes, restricting their wide application. À l'avenir, the research and development of low-cost, high-corrosion-resistant alloy materials will become an important direction. Par exemple, the research and development of low-nickel stainless steel (comme 2205 Acier inoxydable duplex) and composite corrosion-resistant alloys (such as stainless steel-nickel-based alloy composite materials) can reduce the content of precious metals (such as nickel, Molybdène) on the premise of ensuring corrosion resistance, thus reducing the material cost. 2205 duplex stainless steel has both austenitic and ferritic structures, which has good corrosion resistance (close to 316L stainless steel) et haute résistance, and the cost is 20%-30% lower than that of 316L stainless steel. Maintenant, the enterprise where I interned has begun to use 2205 duplex stainless steel as the clad/lined layer material for some medium-corrosion environment projects, and the application effect is good.

The third development trend is the research and development of multi-functional composite materials. À l'avenir, the composite steel pipes will not only have corrosion resistance and high strength, but also develop in the direction of multi-function, such as anti-marine organism attachment, anti-fatigue, anti-high temperature and other functions. Par exemple, adding anti-fouling agents to the corrosion-resistant alloy clad/lined layer to prevent marine organisms from attaching to the surface of the pipeline, reducing local corrosion; adding rare earth elements to the base layer material to improve the anti-fatigue performance of the pipeline, extending the service life of the pipeline in the environment of alternating load; developing high-temperature corrosion-resistant alloy materials (such as Hastelloy alloy) to adapt to the high-temperature working conditions of deep-layer oil and gas transmission (temperature ≥150℃). Pendant mon stage, I learned that the enterprise is carrying out research on anti-marine organism composite steel pipes, and has added a special anti-fouling component to the 316L stainless steel clad layer, ce qui peut empêcher efficacement la fixation des balanes et d'autres organismes marins.

Avec les exigences croissantes de l'industrie pétrolière et gazière en matière de sécurité et de fiabilité des pipelines, l'optimisation des performances des tubes en acier composites à revêtement intérieur ou doublé résistant à la corrosion et la détection intelligente de la qualité du produit deviendront des tendances de développement importantes. L'optimisation des performances se concentrera sur l'amélioration des performances de collage, résistance à la corrosion et intégrité structurelle des tuyaux en acier composites, tandis que la détection intelligente se concentrera sur l'amélioration de l'efficacité de la détection, précision et non destructivité, réaliser le contrôle qualité complet du processus des tubes en acier composites.

En termes d’optimisation des performances, le premier objectif est d'améliorer les performances de liaison entre la couche de base et la couche plaquée/doublée. La performance de liaison est la clé pour garantir la performance globale des tuyaux en acier composites. À l'avenir, grâce à l'optimisation de la technologie de prétraitement, contrôle des paramètres de processus et technologie de post-traitement, la force de liaison et l'intégrité de la liaison des tuyaux en acier composites seront encore améliorées. Par exemple, optimisation du processus de prétraitement au sablage, ajuster la pression de sablage et la taille des particules de sable pour améliorer la rugosité et la propreté de la surface de la couche de base, améliorer la force de liaison entre la couche de base et la couche plaquée/doublée; optimisation des paramètres de processus de soudage de surface et de revêtement anti-explosion, réglage du courant de soudage, detonation speed and other parameters to form a more dense and continuous bonding interface; developing new post-treatment technologies (such as laser remelting technology), which can remelt the bonding interface, eliminate interface defects (such as gaps, oxide layers), and improve the bonding strength. Pendant mon stage, the technical personnel used laser remelting technology to treat the bonding interface of composite steel pipes prepared by thermal spraying process, and the shear bonding strength was improved by more than 40%.

The second focus of performance optimization is to improve the corrosion resistance and service life of composite steel pipes. On the basis of developing new corrosion-resistant materials, la résistance à la corrosion des tubes en acier composites sera encore améliorée grâce à une technologie de modification de surface et à des mesures de protection contre la corrosion. Par exemple, adopter une technologie de durcissement de surface au laser pour améliorer la dureté et la résistance à la corrosion de la surface de la couche plaquée/revêtue, améliorant la résistance à l'usure et à la corrosion de la paroi intérieure du pipeline; application d'un revêtement anticorrosion spécial sur la surface de la couche plaquée/revêtue (comme le revêtement PTFE), qui peut former un double système de protection anticorrosion avec la couche plaquée/doublée en alliage résistant à la corrosion, améliorant encore la résistance à la corrosion du pipeline; optimiser la structure de la couche plaquée/revêtue, adopter la structure composite dégradée (la résistance à la corrosion de la couche plaquée/revêtue augmente progressivement de la couche de base à la surface), ce qui peut non seulement assurer la performance de liaison avec la couche de base, mais améliore également la résistance à la corrosion de la surface. Par exemple, la couche de revêtement composite dégradé avec “couche intérieure en acier inoxydable à faible teneur en nickel + couche extérieure en acier inoxydable à haute teneur en nickel” peut réduire le coût tout en assurant la résistance à la corrosion de surface.

Le troisième objectif de l'optimisation des performances est d'améliorer l'intégrité structurelle et la précision dimensionnelle des tubes en acier composites.. Grâce à l'optimisation du processus de préparation et à l'amélioration des équipements de production, l'uniformité de l'épaisseur, la concentricité et la précision dimensionnelle des tubes en acier composites seront encore améliorées, éviter les défauts structurels tels qu'une épaisseur inégale, excentricité et fissures internes. Par exemple, adoption d'un équipement de laminage automatique et d'un système de contrôle intelligent pour améliorer l'uniformité de l'épaisseur du tuyau en acier composite de revêtement de laminage à chaud; adoption d'un équipement d'insertion de haute précision et d'un système de détection de concentricité pour améliorer la concentricité du tuyau en acier composite revêtu; développer une technologie de détection de défauts en ligne pour détecter les défauts structurels des tubes en acier composites en temps réel pendant le processus de préparation, et éliminer les défauts à temps.

En termes de détection intelligente, la première tendance de développement est l'intelligence et l'automatisation des équipements de détection. Maintenant, quelques méthodes de détection (comme la détection manuelle des défauts par ultrasons) avoir une faible efficacité de détection et une intensité de travail élevée, et sont facilement affectés par les facteurs humains. À l'avenir, avec le développement de l’intelligence artificielle, technologie Big Data et Internet des objets, l'équipement de détection des tubes en acier composites réalisera progressivement l'intelligence et l'automatisation. Par exemple, développer un équipement intelligent de détection de défauts par ultrasons avec fonction de reconnaissance de l'intelligence artificielle, qui peut scanner automatiquement le tuyau en acier composite, identifier le type, taille et position des défauts, et générer automatiquement des rapports de détection, améliorer l'efficacité et la précision de la détection; adopter une technologie de détection en ligne et en temps réel, installation de capteurs de détection sur la ligne de production, détection de l'épaisseur de la couche plaquée/revêtue, performances de liaison et défauts structurels des tuyaux en acier composites en temps réel pendant le processus de préparation, réaliser le contrôle qualité complet du processus. Pendant mon stage, I saw that the enterprise is trying to introduce intelligent ultrasonic flaw detection equipment, which can improve the detection efficiency by more than 60% and reduce the missed detection rate by more than 25% compared with manual detection.

The second development trend of intelligent detection is the integration and networking of detection technology. À l'avenir, the detection of composite steel pipes will no longer be a single detection method, but will integrate multiple detection methods (such as ultrasonic flaw detection, radiographic flaw detection, metallographic observation) to form a comprehensive detection system, which can comprehensively evaluate the product quality. En même temps, through the networking of detection equipment, the detection data of composite steel pipes can be transmitted to the cloud platform in real time, réaliser le partage et l'analyse des données de détection. Le personnel technique peut surveiller la qualité du produit en temps réel via la plateforme cloud, et ajuster le processus de préparation à temps en fonction des données de détection, assurer la stabilité de la qualité du produit. en outre, les données de détection peuvent être utilisées pour le traçage de la qualité, qui peut trouver rapidement les causes des défauts de qualité et prendre des mesures d'amélioration ciblées.

La troisième tendance de développement de la détection intelligente est la détection non destructive et précise des micro-défauts.. Avec les exigences croissantes de l'industrie pétrolière et gazière en matière de sécurité des pipelines, la détection de micro-défauts (comme des microfissures, minuscules lacunes) les tubes en acier composites deviendront de plus en plus importants. À l'avenir, nouvelles technologies de détection non destructive (comme la détection laser par ultrasons, détection térahertz) sera développé et appliqué, qui ont une précision de détection plus élevée et peuvent détecter des micro-défauts d'une taille inférieure à 0,1 mm. Ces technologies peuvent non seulement détecter les micro-défauts de surface et internes des tubes en acier composites, mais évitez également d'endommager les échantillons, réaliser la détection non destructive et précise de la qualité du produit. Pendant mon stage, le maître des tests m'a dit que la technologie de détection laser par ultrasons avait de larges perspectives d'application, qui peut détecter efficacement les microfissures à l'interface de liaison des tuyaux en acier composites, et a été utilisé dans la détection de produits en petits lots.

Pour résumer, les tuyaux en acier composite en alliage résistant à la corrosion, revêtus ou doublés, se développeront dans le sens d'un rendement élevé, faible coût, Haute performance, multifonction et intelligence du futur. Avec l'optimisation continue de la technologie de préparation, le développement continu de nouveaux matériaux et l'amélioration continue de la technologie de détection intelligente, les performances des tubes en acier composites seront encore améliorées, le coût de production sera encore réduit, et le champ d'application sera encore élargi. On pense qu'à l'avenir, les tuyaux en acier composites deviendront le principal matériau de pipeline dans l'industrie pétrolière et gazière, offrant une forte garantie pour le coffre-fort, développement stable et efficace de l’industrie pétrolière et gazière.