แนะนำ: ด้วยกลยุทธ์การสำรวจและพัฒนาน้ำมันและก๊าซของจีนที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นอย่างต่อเนื่อง, ขอบเขตการหาประโยชน์ได้ค่อยๆขยายไปสู่ทะเลน้ำลึก, บริเวณชั้นลึกและมีกำมะถันสูง, และสภาพการทำงานของท่อส่งน้ำมันและก๊าซก็มีความรุนแรงมากขึ้น. การกัดกร่อนของท่อ, เป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดการดำเนินงานที่ปลอดภัยและมั่นคงของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, ได้ก่อให้เกิดความสูญเสียทางเศรษฐกิจมหาศาลและเป็นอันตรายต่ออุตสาหกรรมทุกปี. มาตรการป้องกันการกัดกร่อนแบบดั้งเดิม เช่น ท่อเหล็กคาร์บอนธรรมดาพร้อมสารเคลือบ เป็นเรื่องยากที่จะตอบสนองความต้องการในการป้องกันการกัดกร่อนในระยะยาวภายใต้สภาพการทำงานที่รุนแรง. ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงราย, ซึ่งผสมผสานความแข็งแรงสูงของเหล็กกล้าคาร์บอน/เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมของโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน, เกิดขึ้นตามเวลาที่ต้องการและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการท่อส่งน้ำมันและก๊าซที่สำคัญต่างๆ. จากการเรียนรู้วิชาชีพสามปีของฉันในด้านวัสดุศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ และประสบการณ์ฝึกงานสี่เดือนของฉันในองค์กรการผลิตวัสดุท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, บทความนี้มุ่งเน้นไปที่การวิจัยท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือหุ้มชั้นใน, อภิปรายคุณลักษณะของตนอย่างเป็นระบบ, กระบวนการเตรียมการ, การทดสอบประสิทธิภาพ, กรณีการใช้งานและแนวโน้มการพัฒนา, มีวัตถุประสงค์เพื่อให้ข้อมูลอ้างอิงในทางปฏิบัติสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมและการปรับปรุงทางเทคนิคของท่อเหล็กคอมโพสิตดังกล่าวในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ.

การทดสอบประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่หุ้มด้านในหรือเรียงรายเป็นจุดเชื่อมโยงที่สำคัญในการตรวจสอบผลิตภัณฑ์ คุณภาพ และมั่นใจได้ว่าสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่รุนแรงของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซได้. ประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิตมีคุณสมบัติทางกลเป็นหลัก, ความต้านทานการกัดกร่อน, ประสิทธิภาพการยึดเกาะและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง. ผ่านการทดสอบประสิทธิภาพอย่างเป็นระบบและครอบคลุมเท่านั้นจึงจะสามารถระบุได้ว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดการใช้งานทางวิศวกรรมหรือไม่. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันมีโอกาสได้เข้าไปในศูนย์ทดสอบขององค์กร, มีส่วนร่วมในงานเสริมของการทดสอบประสิทธิภาพต่างๆ, และเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการทดสอบ, มาตรฐานการทดสอบและอุปกรณ์ทดสอบท่อเหล็กคอมโพสิต. ผสมผสานกับ GB/T ล่าสุด 31940-2025 มาตรฐานแห่งชาติและข้อกำหนดการทดสอบภายในขององค์กร, ส่วนนี้จะเน้นไปที่รายการทดสอบประสิทธิภาพหลัก, วิธีทดสอบและมาตรฐานการทดสอบท่อเหล็กคอมโพสิต, และแบ่งปันประสบการณ์การทดสอบของตัวเอง.

สมรรถนะทางกลของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือหุ้มด้านในเป็นการรับประกันที่สำคัญสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยของท่อ, ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงความต้านทานแรงดึง, ความแข็งแรงให้ผลผลิต, ยืดตัว, ส่งผลกระทบต่อความเหนียวและความแข็ง. สมบัติทางกลเหล่านี้ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของวัสดุของชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุเท่านั้น, แต่ยังได้รับผลกระทบจากขั้นตอนการเตรียมการด้วย. การทดสอบสมรรถนะทางกลเพื่อให้แน่ใจว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีความแข็งแรงเพียงพอ, ความเหนียวและความแข็งในการรับแรงกดปานกลาง, ผลกระทบทางกลและภาระอื่น ๆ ในระหว่างกระบวนการขนส่งและการดำเนินงาน.

รายการทดสอบสมรรถนะทางกลรายการแรกคือการทดสอบความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิต. ความต้านทานแรงดึงคือความเค้นสูงสุดที่ท่อเหล็กคอมโพสิตสามารถรับได้ก่อนที่จะแตกหัก, และความแข็งแรงของผลผลิตคือความเครียดเมื่อท่อเหล็กคอมโพสิตทำให้เกิดการเสียรูปพลาสติกบางอย่าง. วิธีการทดสอบส่วนใหญ่ใช้การทดสอบแรงดึง, ซึ่งดำเนินการโดยใช้เครื่องทดสอบแรงดึงอเนกประสงค์. ในระหว่างการทดสอบ, ท่อเหล็กคอมโพสิตถูกตัดเป็นตัวอย่างแรงดึงมาตรฐานตามมาตรฐานแห่งชาติ, และตัวอย่างจะถูกจับไว้บนเครื่องทดสอบแรงดึง. แล้ว, เครื่องทดสอบจะใช้แรงดึงที่สม่ำเสมอกับตัวอย่างที่ความเร็วหนึ่งจนกว่าตัวอย่างจะแตกหัก. เครื่องทดสอบจะบันทึกข้อมูลแรงดึงและการเสียรูปโดยอัตโนมัติในระหว่างการทดสอบ, และคำนวณค่าความต้านทานแรงดึงและค่ากำลังรับผลผลิตตามข้อมูล. ตามข้อกำหนดของ GB/T 31940-2025 มาตรฐานแห่งชาติ, ความต้านทานแรงดึงของท่อเหล็กคอมโพสิตที่หุ้มด้านในหรือเรียงรายต้องไม่น้อยกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุชั้นฐาน, และความแข็งแรงของผลผลิตต้องไม่น้อยกว่า 80% ของกำลังครากของวัสดุชั้นฐาน. ตัวอย่างเช่น, ถ้าชั้นฐานใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ Q355 (ความต้านทานแรงดึง 470-630MPa, ความแข็งแรงของผลผลิต 355MPa), ความต้านทานแรงดึงของท่อเหล็กคอมโพสิตต้องไม่น้อยกว่า 470MPa, และความแข็งแรงของผลผลิตจะต้องไม่น้อยกว่า 284MPa. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันช่วยเจ้าหน้าที่ทดสอบเตรียมตัวอย่างแรงดึง, จับตัวอย่างไว้บนเครื่องทดสอบ, และบันทึกข้อมูลการทดสอบ. ฉันพบว่าความต้านทานแรงดึงของท่อเหล็กคอมโพสิตที่ผลิตโดยองค์กรมักจะเป็น 5%-10% สูงกว่าความต้านทานแรงดึงของวัสดุชั้นฐาน, ซึ่งเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของชั้นหุ้ม/ชั้นบุและชั้นฐาน.

รายการทดสอบประสิทธิภาพทางกลที่สองคือการทดสอบการยืดตัว. การยืดตัวคือเปอร์เซ็นต์ของการเสียรูปรวมของตัวอย่างก่อนที่จะแตกหัก, which reflects the plastic deformation ability of the composite steel pipe. The higher the elongation, the better the toughness of the composite steel pipe, and the less likely it is to break under the action of impact and other loads. The elongation testing is carried out together with the tensile test. After the tensile test, the testing personnel measure the length of the sample before and after breaking, and calculate the elongation according to the formula: elongation δ=(L1-L0)/L0×100%, where L0 is the original length of the sample, and L1 is the length of the sample after breaking. According to the national standard, the elongation of the composite steel pipe shall not be less than 15%. สำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีชั้นหุ้ม/ชั้นบุด้วยโลหะผสมนิกเกิล, ความยืดต้องไม่น้อยกว่า 20% เนื่องจากความเหนียวที่ดีของโลหะผสมนิกเกิล. ในระหว่างการทดสอบ, ฉันพบว่าการยืดตัวของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการเชื่อมพื้นผิวมักจะสูงกว่ากระบวนการพ่นด้วยความร้อน, เนื่องจากกระบวนการเชื่อมพื้นผิวก่อให้เกิดพันธะทางโลหะวิทยาระหว่างชั้นหุ้มและชั้นฐาน, และความเหนียวของคอมโพสิตจะดีกว่า.

รายการทดสอบสมรรถนะทางกลที่สามคือการทดสอบความเหนียวของการกระแทก. ความเหนียวทนแรงกระแทกคือความสามารถของท่อเหล็กคอมโพสิตในการดูดซับพลังงานภายใต้การกระทำของแรงกระแทกอย่างกะทันหัน, ซึ่งสะท้อนถึงความสามารถในการป้องกันการกระแทกของท่อเหล็กคอมโพสิต. The oil and gas pipeline will be subjected to mechanical impact during transportation, installation and operation (เช่นการชนกันระหว่างการขนส่ง, คลื่นลมกระทบท่อส่งน้ำมันนอกชายฝั่ง), จึงต้องมีความเหนียวรับแรงกระแทกที่ดี. การทดสอบความเหนียวของการกระแทกทำได้โดยใช้เครื่องทดสอบแรงกระแทก, และวิธีการทดสอบส่วนใหญ่ใช้การทดสอบแรงกระแทกแบบชาร์ปี. ในระหว่างการทดสอบ, ท่อเหล็กคอมโพสิตถูกตัดเป็นตัวอย่างกระแทกมาตรฐาน (V-notch หรือ U-notch), และนำตัวอย่างไปใส่ในเครื่องทดสอบแรงกระแทก. ค้อนกระแทกของเครื่องทดสอบกระทบกับตัวอย่างด้วยความเร็วที่กำหนด, และเครื่องทดสอบจะบันทึกพลังงานกระแทกที่ตัวอย่างดูดซับไว้. ความเหนียวในการกระแทกแสดงโดยพลังงานกระแทกต่อหน่วยพื้นที่หน้าตัดของตัวอย่าง. According to the national standard, ความทนทานต่อแรงกระแทกของท่อเหล็กคอมโพสิตที่อุณหภูมิห้องต้องไม่น้อยกว่า 34J/cm². สำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในสภาวะการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ (เช่นท่อส่งนอกชายฝั่งในพื้นที่เย็น), ความเหนียวกระแทกที่อุณหภูมิต่ำ (-20℃ หรือ -40 ℃) จะต้องไม่ต่ำกว่า 27J/cm². ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเข้าร่วมในการทดสอบความทนทานต่อแรงกระแทกของท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในแพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง. อุณหภูมิทดสอบคือ -20 ℃, และพลังงานกระแทกของตัวอย่างทั้งหมดตรงตามข้อกำหนด, ซึ่งบ่งชี้ว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีความเหนียวทนต่อแรงกระแทกที่อุณหภูมิต่ำได้ดี.

รายการทดสอบสมรรถนะทางกลที่สี่คือการทดสอบความแข็ง. ความแข็งคือความสามารถของท่อเหล็กคอมโพสิตในการต้านทานการเยื้องของวัตถุภายนอก, ซึ่งสะท้อนถึงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการเปลี่ยนรูปของท่อเหล็กคอมโพสิต. ผนังด้านในของท่อส่งน้ำมันและก๊าซจะถูกกำจัดโดยสื่อการขนส่ง, ดังนั้นชั้นหุ้ม/บุนวมจึงต้องมีความแข็งระดับหนึ่งเพื่อต้านทานการสึกหรอ. การทดสอบความแข็งทำได้โดยใช้เครื่องทดสอบความแข็ง, และวิธีการทดสอบทั่วไป ได้แก่ การทดสอบความแข็งแบบบริเนล, การทดสอบความแข็งแบบร็อกเวลล์ และการทดสอบความแข็งแบบวิคเกอร์. สำหรับชั้นหุ้ม/ชั้นบุของท่อเหล็กคอมโพสิต, โดยทั่วไปจะใช้การทดสอบความแข็งแบบ Vickers เนื่องจากมีความแม่นยำในการทดสอบสูงและมีความเสียหายเล็กน้อยต่อตัวอย่าง. ในระหว่างการทดสอบ, เจ้าหน้าที่ทดสอบใช้เครื่องทดสอบความแข็งของ Vickers เพื่อรับภาระบางอย่างกับพื้นผิวของชั้นที่หุ้ม/มีเส้น, และวัดความยาวแนวทแยงของการเยื้อง, จากนั้นคำนวณค่าความแข็งของวิคเกอร์ (เอชวี). ตามมาตรฐานภายในองค์กร, ความแข็งของวิกเกอร์สของชั้นหุ้ม/บุสแตนเลส 316L จะอยู่ระหว่าง 180-220HV, ความแข็งแบบวิกเกอร์สของอินโคเนล 625 ชั้นหุ้ม/ชั้นหุ้มโลหะผสมนิกเกิลจะต้องอยู่ระหว่าง 220-260HV, และความแข็งวิกเกอร์สของชั้นฐาน (เหล็กโลหะผสมต่ำ Q355) จะอยู่ระหว่าง 140-180HV. ในระหว่างการทดสอบ, ฉันพบว่าความแข็งของชั้นหุ้มที่เตรียมโดยกระบวนการพ่นด้วยความร้อนนั้นสูงกว่าความแข็งของกระบวนการเชื่อมพื้นผิวเล็กน้อย, เนื่องจากกระบวนการพ่นด้วยความร้อนจะสร้างโครงสร้างที่หนาแน่นหลังจากการเย็นตัวลงอย่างรวดเร็วของผงหลอมเหลว, ส่งผลให้มีความแข็งสูงขึ้น.

ควรสังเกตว่าการทดสอบสมรรถนะทางกลของท่อเหล็กคอมโพสิตต้องคำนึงถึงตำแหน่งการสุ่มตัวอย่างและวิธีการสุ่มตัวอย่าง. ควรเก็บตัวอย่างจากตำแหน่งต่างๆ ของท่อเหล็กคอมโพสิต (เช่นส่วนตรงกลาง, ส่วนท้าย) เพื่อให้มั่นใจถึงความเป็นตัวแทนของกลุ่มตัวอย่าง. ในเวลาเดียวกัน, วิธีการสุ่มตัวอย่างควรหลีกเลี่ยงไม่ให้ชั้นหุ้ม/ชั้นหุ้มเสียหาย และส่วนต่อประสานระหว่างชั้นหุ้ม/ชั้นบุผิวกับชั้นฐาน, เพื่อไม่ให้กระทบต่อผลการทดสอบ. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, เจ้าหน้าที่ทดสอบบอกฉันว่างานเก็บตัวอย่างมีความสำคัญมาก. หากตำแหน่งการสุ่มตัวอย่างไม่เหมาะสมหรือวิธีการสุ่มตัวอย่างไม่ถูกต้อง, มันจะนำไปสู่ผลการทดสอบที่ไม่ถูกต้อง, ซึ่งจะส่งผลต่อการตัดสินสินค้า คุณภาพ.

ความต้านทานการกัดกร่อนเป็นประสิทธิภาพหลักของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือหุ้มด้านใน, ซึ่งกำหนดอายุการใช้งานของท่อเหล็กคอมโพสิตโดยตรงในสภาพการทำงานที่รุนแรงของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ. การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนเป็นการจำลองสภาพการทำงานจริงและสภาพแวดล้อม, ทดสอบอัตราการกัดกร่อนและรูปแบบการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิต, และตรวจสอบว่าสามารถต้านทานการกัดกร่อนของตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้หรือไม่. ตามกลไกการกัดกร่อนและสภาพการทำงานที่แตกต่างกัน, การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตส่วนใหญ่รวมถึงการทดสอบการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า, การทดสอบการกัดกร่อนแบบจุ่ม, การทดสอบการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้น และการทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเข้าร่วมในงานเสริมของการทดสอบการกัดกร่อนแบบจุ่มและการทดสอบการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า, และเรียนรู้หลักการทดสอบและวิธีการทดสอบการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นและการทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน.

รายการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนรายการแรกคือการทดสอบการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมี. การกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีเป็นการกัดกร่อนประเภทที่พบบ่อยที่สุดของท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, ดังนั้นการทดสอบการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าเคมีจึงเป็นวิธีการสำคัญในการประเมินความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิต. การทดสอบการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าส่วนใหญ่รวมถึงการทดสอบเส้นโค้งโพลาไรเซชันและสเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์เคมีไฟฟ้า (EIS) การทดสอบ, ซึ่งดำเนินการโดยใช้สถานีงานเคมีไฟฟ้า. หลักการสำคัญของการทดสอบเส้นโค้งโพลาไรเซชันคือการใช้ศักยภาพบางอย่างกับตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิต (อิเล็กโทรดทำงาน) ในตัวกลางการกัดกร่อนจำลอง, วัดความหนาแน่นกระแสที่สอดคล้องกัน, และวาดเส้นโค้งโพลาไรเซชัน. กราฟโพลาไรเซชันสามารถสะท้อนถึงอัตราการกัดกร่อนและแนวโน้มการกัดกร่อนของตัวอย่างได้. ยิ่งความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนต่ำลง, ยิ่งความต้านทานการกัดกร่อนของตัวอย่างดีขึ้นเท่านั้น. การทดสอบสเปกโทรสโกปีอิมพีแดนซ์อิมพีแดนซ์เคมีไฟฟ้าคือการใช้กระแสสลับแอมพลิจูดเล็กน้อยกับอิเล็กโทรดทำงาน, วัดความต้านทานของกลุ่มตัวอย่างที่ความถี่ต่างๆ, และวิเคราะห์กระบวนการกัดกร่อนและความต้านทานการกัดกร่อนของตัวอย่างโดยใช้สเปกตรัมอิมพีแดนซ์. ในระหว่างการทดสอบ, ตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตถูกตัดเป็นขนาดที่กำหนด, และพื้นผิวของตัวอย่างได้รับการบำบัด (ขัดเงา, ทำความสะอาด), จากนั้นตัวอย่างจะถูกแช่อยู่ในตัวกลางการกัดกร่อนจำลอง (เช่นสารละลายที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์, คาร์บอนไดออกไซด์, คลอไรด์ไอออน, เป็นต้น). อิเล็กโทรดอ้างอิงและอิเล็กโทรดเสริมจะถูกแทรกเข้าไปในตัวกลาง, และอิเล็กโทรดทั้งสามเชื่อมต่อกับสถานีงานไฟฟ้าเคมีเพื่อทำการทดสอบ. ตามมาตรฐานภายในองค์กร, ความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตในสื่อสนามก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษจำลองจะต้องไม่เกิน 1.0×10⁻⁶A/cm². ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันช่วยเจ้าหน้าที่ทดสอบในการเตรียมสื่อการกัดกร่อนจำลอง, ขัดพื้นผิวตัวอย่าง, และเชื่อมต่ออิเล็กโทรด, และสังเกตกระบวนการทดสอบของสถานีงานไฟฟ้าเคมี. ผลการทดสอบพบว่าความหนาแน่นกระแสการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีอินโคเนล 625 nickel-based alloy clad layer was far less than the standard requirement, which indicated that it had excellent electrochemical corrosion resistance.

The second corrosion resistance testing item is immersion corrosion testing. Immersion corrosion testing is a simple and intuitive corrosion resistance testing method, which is to immerse the composite steel pipe sample in the simulated corrosion medium, place it in a constant temperature environment for a certain time, and then observe the corrosion form of the sample and calculate the corrosion rate. This method can simulate the long-term corrosion process of the composite steel pipe in the actual working condition medium. ในระหว่างการทดสอบ, ตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตถูกตัดเป็นตัวอย่างมาตรฐาน, และพื้นที่ผิว, จะมีการวัดน้ำหนักและพารามิเตอร์อื่นๆ ของตัวอย่างก่อนนำไปแช่. แล้ว, ตัวอย่างถูกแช่อยู่ในตัวกลางการกัดกร่อนจำลอง (องค์ประกอบและอุณหภูมิปานกลางสอดคล้องกับสภาพการทำงานจริง), และตัวกลางจะถูกเปลี่ยนเป็นประจำเพื่อให้มั่นใจถึงความเสถียรขององค์ประกอบของตัวกลาง. หลังจากแช่ไว้ระยะหนึ่งแล้ว (โดยปกติ 720 ชั่วโมงหรือ 1000 ชั่วโมง), ตัวอย่างจะถูกนำออกมา, ทำความสะอาดผลิตภัณฑ์ที่มีการกัดกร่อนบนพื้นผิว, และน้ำหนักของตัวอย่างหลังการกัดกร่อน. อัตราการกัดกร่อนคำนวณตามสูตร: อัตราการกัดกร่อน v=(m0-m1)/(ส×ต), โดยที่ m0 คือน้ำหนักของตัวอย่างก่อนการกัดกร่อน, m1 คือน้ำหนักของตัวอย่างหลังการกัดกร่อน, S คือพื้นที่ผิวของตัวอย่าง, and t is the immersion time. According to the national standard, the uniform corrosion rate of the composite steel pipe in the simulated corrosion medium shall not be greater than 0.01mm/a. For the composite steel pipe used in ultra-high sulfur gas fields, the uniform corrosion rate shall not be greater than 0.005mm/a. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, I participated in the immersion corrosion test of 316L stainless steel lined composite steel pipes. The immersion time was 720 ชั่วโมง, the simulated medium was a solution containing carbon dioxide and chloride ions, and the test temperature was 80℃. After the test, the surface of the sample was smooth without any corrosion traces, and the corrosion rate was far less than the standard requirement, which indicated that the composite steel pipe had good immersion corrosion resistance.

The third corrosion resistance testing item is stress corrosion cracking (SSC) การทดสอบ. As mentioned earlier, stress corrosion cracking is a very dangerous corrosion form, which is easy to cause sudden failure of the pipeline. เพราะฉะนั้น, 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. ในระหว่างการทดสอบ, 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% of the yield strength of the sample). แล้ว, the sample is immersed in the simulated stress corrosion medium (such as NACE A solution, which is a solution containing hydrogen sulfide and chloride ions) at a certain temperature and pressure. The sample is kept in the medium for a certain time (โดยปกติ 720 ชั่วโมง), and then the sample is taken out to observe whether there are cracks on the surface and inside of the sample. If there are no cracks, it indicates that the composite steel pipe has good stress corrosion cracking resistance. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, I learned that the enterprise carries out stress corrosion cracking testing on all composite steel pipes used in ultra-high sulfur gas fields. The test results showed that the composite steel pipe with Inconel 625 nickel-based alloy clad layer had no cracks after 720 hours of testing, ซึ่งบ่งชี้ว่าสามารถต้านทานการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

รายการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนที่สี่คือการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) การทดสอบ. การแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนเป็นรูปแบบการกัดกร่อนที่เป็นอันตรายทั่วไปของท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, ซึ่งมักจะมาพร้อมกับการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเค้น. การทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนดำเนินการตามข้อกำหนดของมาตรฐาน NACE TM0284, และวิธีการทดสอบส่วนใหญ่จะใช้วิธีการแช่. ในระหว่างการทดสอบ, ตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตถูกตัดเป็นตัวอย่างมาตรฐาน, และตัวอย่างจะถูกแช่อยู่ในตัวกลางการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนจำลอง (เช่นสารละลายที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์และความชื้น) at a certain temperature and pressure. The sample is kept in the medium for a certain time (โดยปกติ 96 ชั่วโมง), แล้วจึงนำตัวอย่างออกมาสังเกตดูว่ามีส่วนนูนหรือไม่, รอยแตกและข้อบกพร่องอื่น ๆ บนพื้นผิวและด้านในของตัวอย่าง. ในเวลาเดียวกัน, ตัวอย่างจะถูกตัดและขัดเงาเพื่อสังเกตข้อบกพร่องภายในด้วยกล้องจุลทรรศน์. ตามมาตรฐาน, ตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตจะต้องไม่มีข้อบกพร่องในการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนอย่างเห็นได้ชัดหลังการทดสอบ. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันสังเกตการทดสอบการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนของท่อเหล็กคอมโพสิต. สื่อทดสอบคือสารละลายที่มีไฮโดรเจนซัลไฟด์ความเข้มข้นสูง, และอุณหภูมิทดสอบคือ 25 ℃. After the test, ตัวอย่างถูกตัดและสังเกต, และไม่พบข้อบกพร่องจากการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน, ซึ่งบ่งชี้ว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีความต้านทานการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนได้ดี.

นอกจากนี้, สำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในแท่นขุดเจาะน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง, องค์กรยังดำเนินการทดสอบการกัดกร่อนทางทะเลด้วย, ซึ่งจำลองสภาพแวดล้อมทางทะเล (การแช่น้ำทะเล, การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศทางทะเล) เพื่อทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิต. การทดสอบการกัดกร่อนในทะเลทำได้โดยการจุ่มตัวอย่างลงในน้ำทะเลธรรมชาติหรือน้ำทะเลจำลอง, และวางไว้ในสภาพแวดล้อมบรรยากาศทางทะเลเป็นเวลานาน (โดยปกติ 6 เดือนถึง 1 ปี), จากนั้นสังเกตรูปแบบการกัดกร่อนและคำนวณอัตราการกัดกร่อน. การทดสอบนี้สามารถสะท้อนถึงความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตในสภาพแวดล้อมทางทะเลได้อย่างแท้จริงมากขึ้น. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเห็นว่าองค์กรนี้มีสถานที่ทดสอบการกัดกร่อนทางทะเลเป็นพิเศษ, และมีการทดสอบตัวอย่างท่อเหล็กคอมโพสิตจำนวนมากในสภาพแวดล้อมทางทะเลจำลอง.

ควรเน้นย้ำว่าการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตจำเป็นต้องควบคุมเงื่อนไขการทดสอบอย่างเคร่งครัด (องค์ประกอบปานกลาง, อุณหภูมิ, ความดัน, เวลา), ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อผลการทดสอบ. เงื่อนไขการทดสอบจะต้องสอดคล้องกับสภาพการทำงานจริงของไปป์ไลน์, เพื่อให้ผลการทดสอบสามารถสะท้อนความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตในกระบวนการใช้งานจริงได้อย่างแท้จริง. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, เจ้าหน้าที่ทดสอบบอกฉันว่าทุกพารามิเตอร์ของการทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวด, และการเบี่ยงเบนใด ๆ จะนำไปสู่ผลการทดสอบที่ไม่ถูกต้อง, ซึ่งจะส่งผลต่อการเลือกและการใช้งานท่อเหล็กคอมโพสิตในงานวิศวกรรม. นอกจากนี้, การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตยังต้องคำนึงถึงการป้องกันตัวอย่างทดสอบด้วย. ในระหว่างขั้นตอนการเตรียมและทดสอบตัวอย่าง, จำเป็นต้องหลีกเลี่ยงความเสียหายเทียมต่อชั้นหุ้ม/ชั้นบุ, เพื่อไม่ให้กระทบต่อผลการทดสอบ. ตัวอย่างเช่น, ระหว่างกระบวนการขัดเงาตัวอย่าง, จำเป็นต้องควบคุมแรงขัดเงาเพื่อไม่ให้ชั้นที่หุ้ม/มีเส้นเป็นรอยหรือเผยให้เห็นชั้นฐาน, ซึ่งจะนำไปสู่การประเมินความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ถูกต้อง.

ประสิทธิภาพการยึดเกาะระหว่างชั้นฐาน (เหล็กกล้าคาร์บอน / เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ) และชั้นหุ้ม/เรียงราย (โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน) คือการรับประกันหลักสำหรับประสิทธิภาพโดยรวมของท่อเหล็กคอมโพสิตที่หุ้มด้านในหรือบุด้านใน. หากประสิทธิภาพการยึดเกาะไม่ดี, ชั้นที่หุ้ม/มีเส้นจะลอกออกจากชั้นฐานระหว่างการขนส่ง, การติดตั้งหรือการใช้งาน, การเปิดเผยชั้นฐานสู่สื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนและนำไปสู่การกัดกร่อนอย่างรวดเร็วและความล้มเหลวของท่อ. เพราะฉะนั้น, การทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะเป็นส่วนที่ขาดไม่ได้ของการทดสอบประสิทธิภาพที่ครอบคลุมของท่อเหล็กคอมโพสิต. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเข้าร่วมในงานเสริมการทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะ, และเรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการทดสอบหลักๆ, มาตรฐานและประเด็นสำคัญที่ต้องใส่ใจ, ซึ่งผสมผสานกับประสบการณ์การทดสอบจริงขององค์กรและ GB/T 31940-2025 มาตรฐานแห่งชาติให้ละเอียดยิ่งขึ้น.

การทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิตจะประเมินความแข็งแรงการยึดเกาะระหว่างชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุผิวเป็นหลัก, รวมถึงความสมบูรณ์ของส่วนต่อประสาน. วิธีการทดสอบหลัก ได้แก่ การทดสอบแรงดึงเฉือน, การทดสอบการลอกและการสังเกตทางโลหะวิทยา, ซึ่งการทดสอบแรงดึงเฉือนและการทดสอบการลอกเป็นวิธีการทดสอบเชิงปริมาณที่ใช้กันมากที่สุด, และการสังเกตทางโลหะวิทยาเป็นวิธีการทดสอบเชิงคุณภาพเพื่อเสริมและตรวจสอบสถานะการยึดเกาะ. กระบวนการเตรียมการที่แตกต่างกันสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านความแข็งแรงในการยึดเกาะที่แตกต่างกัน, และองค์กรจะกำหนดมาตรฐานการทดสอบเป้าหมายตามประเภทผลิตภัณฑ์.

วิธีทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะทั่วไปวิธีแรกคือการทดสอบแรงดึงเฉือน, ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อทดสอบกำลังรับแรงเฉือนระหว่างชั้นฐานกับชั้นหุ้ม/ชั้นบุ. วิธีนี้เหมาะสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตชนิดหุ้มด้านในหรือบุด้านในทุกประเภท, โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการเชื่อมโลหะ (เช่นการเชื่อมพื้นผิว, การหุ้มระเบิด, หุ้มรีดร้อน). หลักการทดสอบคือการตัดท่อเหล็กคอมโพสิตเป็นตัวอย่างแรงดึงเฉือนมาตรฐาน, ซึ่งสามารถสะท้อนถึงส่วนต่อประสานระหว่างชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุได้อย่างสมบูรณ์. แล้ว, ตัวอย่างจะถูกหนีบไว้บนเครื่องทดสอบแรงดึงอเนกประสงค์, และใช้แรงเฉือนสม่ำเสมอในทิศทางขนานกับส่วนต่อประสานจนกระทั่งส่วนต่อประสานแยกออกหรือตัวอย่างเสียหาย. เครื่องทดสอบจะบันทึกโหลดแรงเฉือนสูงสุดโดยอัตโนมัติ, และกำลังรับแรงเฉือนจะคำนวณตามพื้นที่หน้าตัดของส่วนต่อประสาน. ตามข้อกำหนดของ GB/T 31940-2025 มาตรฐานแห่งชาติ, ความแข็งแรงในการยึดเกาะเฉือนของท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยกระบวนการเชื่อมโลหะจะต้องไม่น้อยกว่า 200MPa, และกำลังรับแรงเฉือนของท่อเหล็กคอมโพสิตเรียงรายซึ่งเตรียมโดยกระบวนการพันธะทางกล (เช่น การขยายท่อไฮโดรลิค) จะต้องไม่น้อยกว่า 150MPa. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันช่วยเจ้าหน้าที่ทดสอบในการตัดและประมวลผลตัวอย่างแรงดึงเฉือน, และสังเกตกระบวนการทดสอบ. ฉันพบว่ากำลังรับแรงเฉือนของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการหุ้มด้วยการระเบิดมีค่าสูงสุด, มักจะถึงมากกว่า 300MPa, ในขณะที่กำลังรับแรงเฉือนของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการขยายท่อไฮดรอลิกอยู่ที่ประมาณ 160-180MPa, ซึ่งล้วนเป็นไปตามข้อกำหนดมาตรฐาน.

วิธีทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะทั่วไปวิธีที่สองคือการทดสอบการลอก, ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อทดสอบความแข็งแรงของการลอกระหว่างชั้นฐานกับชั้นหุ้ม/ชั้นบุ. วิธีนี้เหมาะสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการพันธะทางกลหรือกระบวนการพันธะมากกว่า (เช่น การขยายท่อไฮโดรลิค, วิธีการติดซับ), และยังใช้ได้กับท่อเหล็กคอมโพสิตชั้นบางหุ้ม/เรียงราย. หลักการทดสอบคือการตัดท่อเหล็กคอมโพสิตเป็นตัวอย่างเปลือกมาตรฐาน, และแยกปลายด้านหนึ่งของชั้นหุ้ม/มีเส้นออกจากชั้นฐานล่วงหน้า. แล้ว, จับยึดชั้นฐานและชั้นหุ้ม/มีเส้นของตัวอย่างไว้บนแคลมป์สองตัวของเครื่องทดสอบแรงดึงอเนกประสงค์ตามลำดับ, และใช้แรงดึงที่สม่ำเสมอตามทิศทางที่ตั้งฉากกับส่วนต่อประสานเพื่อลอกชั้นที่หุ้ม/มีเส้นออกจากชั้นฐาน. เครื่องทดสอบจะบันทึกภาระการลอกในระหว่างกระบวนการปอกเปลือกทั้งหมด, และภาระการลอกโดยเฉลี่ยต่อความกว้างหน่วยคือความแข็งแรงของการลอก. ตามมาตรฐานภายในองค์กร, ความแข็งแรงการลอกของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการขยายท่อไฮดรอลิกจะต้องไม่น้อยกว่า 15N/mm, และความต้านทานการลอกของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยวิธีการบุด้วยพันธะจะต้องไม่น้อยกว่า 10N/mm. ในระหว่างการทดสอบ, 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, รูขุมขน, 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: ตัดท่อเหล็กคอมโพสิตเป็นตัวอย่างทางโลหะวิทยาขนาดเล็ก, บดและขัดตัวอย่างเพื่อให้ส่วนต่อประสานมีความชัดเจน, จากนั้นจึงกัดตัวอย่างด้วยการกัดพิเศษ (การแกะสลักที่แตกต่างกันจะถูกเลือกตามชั้นฐานและวัสดุชั้นหุ้ม/ชั้นบุ), และในที่สุดก็สังเกตส่วนต่อประสานของพันธะภายใต้กล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงหรือกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (WHO). ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเรียนรู้ที่จะบดและขัดตัวอย่างโลหะวิทยาภายใต้คำแนะนำของผู้เชี่ยวชาญด้านการทดสอบ, และสังเกตการเชื่อมประสานของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมด้วยกระบวนการต่างๆ ภายใต้กล้องจุลทรรศน์. ตัวอย่างเช่น, ส่วนต่อประสานของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการเชื่อมพื้นผิวมีความต่อเนื่องและหนาแน่น, โดยไม่มีข้อบกพร่องที่ชัดเจน, และชั้นปฏิกิริยาโลหะวิทยาบาง ๆ ถูกสร้างขึ้นที่ส่วนต่อประสาน; 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, เป็นต้น) 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. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, I observed the technical personnel using ultrasonic flaw detection equipment to detect the bonding performance of composite steel pipes. อุปกรณ์สามารถแสดงสถานะการเชื่อมต่อของพันธะผ่านรูปภาพได้, และบุคลากรด้านเทคนิคสามารถตัดสินได้ว่ามีข้อบกพร่องในการยึดเกาะตามลักษณะของภาพหรือไม่. วิธีนี้มีข้อดีคือมีประสิทธิภาพในการตรวจจับสูง, การไม่ทำลายและการบังคับใช้ที่กว้างขวาง, และกลายเป็นวิธีการเสริมที่สำคัญในการทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะ.

ควรสังเกตว่าการทดสอบประสิทธิภาพการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิตยังต้องคำนึงถึงตำแหน่งการสุ่มตัวอย่างและวิธีการสุ่มตัวอย่างด้วย, ซึ่งสอดคล้องกับการทดสอบสมรรถนะทางกล. ควรเก็บตัวอย่างจากตำแหน่งที่แตกต่างกันของท่อเหล็กคอมโพสิตเพื่อให้แน่ใจว่าผลการทดสอบเป็นตัวแทนของผลการทดสอบ. ในเวลาเดียวกัน, กระบวนการสุ่มตัวอย่างและการประมวลผลตัวอย่างควรหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อส่วนต่อประสาน, เพื่อไม่ให้กระทบต่อความแม่นยำของผลการทดสอบ. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ต้นแบบการทดสอบเน้นย้ำว่าประสิทธิภาพการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิตได้รับผลกระทบจากหลายปัจจัย, รวมถึงคุณภาพของวัตถุดิบ, ผลการรักษาล่วงหน้า, การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการและคุณภาพหลังการบำบัด. เพราะฉะนั้น, ผ่านการควบคุมอย่างเข้มงวดของแต่ละลิงค์ในกระบวนการเตรียมการเท่านั้นจึงจะรับประกันประสิทธิภาพการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิตให้ตรงตามข้อกำหนด.

ความสมบูรณ์ของโครงสร้างของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงรายหมายถึงความสมบูรณ์และความสม่ำเสมอของโครงสร้างโดยรวมของท่อเหล็กคอมโพสิต, รวมถึงความแม่นยำของมิติของท่อ, ความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นบุ, ไม่มีข้อบกพร่องภายในและพื้นผิว, และความร่วมศูนย์ของชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุ. ความสมบูรณ์ของโครงสร้างเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นที่สำคัญสำหรับการทำงานที่ปลอดภัยของท่อเหล็กคอมโพสิต. หากมีข้อบกพร่องทางโครงสร้าง (เช่นชั้นหุ้ม/ชั้นที่มีความหนาไม่เท่ากัน, รอยแตกภายใน, ความเยื้องศูนย์, เป็นต้น), มันจะนำไปสู่การกระจายความเค้นที่ไม่สม่ำเสมอของไปป์ไลน์ระหว่างการดำเนินการ, เร่งการกัดกร่อนและความเสียหาย, และยังทำให้ท่อรั่วอีกด้วย. เพราะฉะนั้น, การทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างเป็นส่วนสำคัญของการทดสอบประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิต. เมื่อรวมกับประสบการณ์ฝึกงานของฉันและข้อกำหนดการทดสอบขององค์กร, ส่วนนี้จะอธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับรายการทดสอบหลัก, วิธีการและมาตรฐานของการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้าง.

รายการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างรายการแรกคือการทดสอบความแม่นยำของมิติ, ซึ่งส่วนใหญ่รวมถึงการทดสอบเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อ, ความหนาของผนัง, ความยาว, การตกไข่และศูนย์กลาง. พารามิเตอร์มิติเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อการติดตั้งและการจับคู่ประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิตในงานวิศวกรรม, และยังส่งผลต่อความสามารถในการรับแรงดันและอายุการใช้งานของท่ออีกด้วย. วิธีการทดสอบส่วนใหญ่ดำเนินการโดยใช้เครื่องมือวัดแบบมืออาชีพ, เช่น คาลิปเปอร์, ไมโครมิเตอร์, มาตรการเทป, เครื่องวัดการตกไข่และเครื่องวัดความเข้มข้น. สำหรับการทดสอบเส้นผ่านศูนย์กลาง, เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกและเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของท่อเหล็กคอมโพสิตวัดที่ตำแหน่งที่แตกต่างกัน (มักจะอยู่ที่ปลายทั้งสองข้างและตรงกลางของท่อ), และนำค่าเฉลี่ยมาเพื่อให้แน่ใจว่าค่าเบี่ยงเบนเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ภายในช่วงมาตรฐาน. ตาม GB/T 31940-2025 มาตรฐานแห่งชาติ, ส่วนเบี่ยงเบนเส้นผ่านศูนย์กลางของท่อเหล็กคอมโพสิตจะต้องไม่เกิน± 1% ของเส้นผ่านศูนย์กลางระบุ. สำหรับการทดสอบความหนาของผนัง, ความหนาของผนังท่อวัดได้หลายจุดตามเส้นรอบวงและความยาวของท่อเพื่อให้แน่ใจว่าความหนาของผนังมีความสม่ำเสมอ. ค่าเบี่ยงเบนความหนาของผนังจะต้องไม่เกิน ± 5% ของความหนาของผนังที่ระบุ. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันมีหน้าที่ช่วยเหลือเจ้าหน้าที่ทดสอบในการวัดความหนาของผนังท่อเหล็กคอมโพสิตด้วยไมโครมิเตอร์, และบันทึกข้อมูลการวัด. ฉันพบว่าความหนาของผนังที่สม่ำเสมอของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการหุ้มรีดร้อนนั้นดีที่สุด, และการเบี่ยงเบนโดยทั่วไปภายใน ± 3%.

รายการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างรายการที่สองคือการทดสอบความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นบุ. ความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นบุผิวส่งผลโดยตรงต่อความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิต. หากความหนาของชั้นหุ้ม/บุไม่เท่ากัน, ส่วนบางจะสึกกร่อนอย่างรวดเร็ว, เผยให้เห็นชั้นฐาน, นำไปสู่ความล้มเหลวโดยรวมของไปป์ไลน์. วิธีการทดสอบส่วนใหญ่ประกอบด้วยการวัดความหนาของอัลตราโซนิก, การวัดความหนาด้วยรังสีและการสังเกตทางโลหะวิทยา. ในหมู่พวกเขา, การวัดความหนาด้วยอัลตราโซนิกเป็นวิธีที่ใช้กันมากที่สุด, ซึ่งมีข้อดีคือไม่ทำลายล้าง, ประสิทธิภาพสูงและมีความแม่นยำสูง. หลักการทดสอบคือการใช้คลื่นอัลตราโซนิกส่งผ่านชั้นหุ้ม/ชั้นบุ, และคำนวณความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นตามความแตกต่างของเวลาระหว่างคลื่นอัลตราโซนิคที่สะท้อนจากพื้นผิวของชั้นหุ้ม/ชั้นและส่วนต่อประสานพันธะ. ในระหว่างการทดสอบ, เจ้าหน้าที่ทดสอบจะวัดความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นที่หลายจุด (อย่างน้อย 20 จุดต่อเมตร) ตามแนวเส้นรอบวงและความยาวของท่อเหล็กคอมโพสิต, และคำนวณส่วนเบี่ยงเบนความหนา. ตามมาตรฐานภายในองค์กร, ค่าเบี่ยงเบนความหนาของชั้นหุ้ม/ชั้นต้องไม่เกิน ±10% ของความหนาระบุ, และความหนาขั้นต่ำของชั้นหุ้ม/บุต้องไม่น้อยกว่า 80% ของความหนาที่กำหนด. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเรียนรู้การใช้เครื่องมือวัดความหนาอัลตราโซนิกเพื่อวัดความหนาของชั้นหุ้มภายใต้คำแนะนำของบุคลากรที่ทำการทดสอบ, และเชี่ยวชาญทักษะการใช้งานพื้นฐานของเครื่องมือ.

รายการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่สามคือการตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวและภายใน, ซึ่งส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับว่ามีข้อบกพร่องเช่นรอยแตกร้าวหรือไม่, รูขุมขน, การรวม, การลอกและรอยขีดข่วนบนพื้นผิวด้านในและด้านนอกของท่อเหล็กคอมโพสิตและภายในท่อ. วิธีการตรวจจับแบ่งออกเป็นการตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวและการตรวจจับข้อบกพร่องภายใน. การตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวประกอบด้วยการตรวจสอบด้วยสายตาเป็นหลัก, การตรวจจับข้อบกพร่องของอนุภาคแม่เหล็กและการตรวจจับข้อบกพร่องที่แทรกซึม. การตรวจสอบด้วยสายตาเป็นวิธีการตรวจจับขั้นพื้นฐานที่สุด, ซึ่งใช้เพื่อตรวจสอบข้อบกพร่องของพื้นผิวที่ชัดเจน (เช่นรอยขีดข่วน, เสี้ยน, peeling) ของท่อเหล็กคอมโพสิต. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเข้าร่วมในการตรวจสอบท่อเหล็กคอมโพสิตด้วยสายตา, และตรวจสอบพื้นผิวด้านในและด้านนอกของท่อด้วยความช่วยเหลือของกล้องเอนโดสโคป (สำหรับพื้นผิวด้านใน). การตรวจจับข้อบกพร่องของอนุภาคแม่เหล็กและการตรวจจับข้อบกพร่องแทรกซึมใช้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวและใกล้พื้นผิว (เช่น รอยแตกขนาดเล็ก) ซึ่งหาไม่ได้ง่ายด้วยการตรวจด้วยสายตา. ทั้งสองวิธีนี้เหมาะสำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวของวัสดุที่เป็นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่นชั้นฐานเหล็กคาร์บอนและชั้นหุ้มสแตนเลส/ชั้นบุสแตนเลส).

การตรวจจับข้อบกพร่องภายในส่วนใหญ่ประกอบด้วยการตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียงและการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยภาพรังสี, ซึ่งเป็นวิธีการตรวจจับแบบไม่ทำลายที่สำคัญที่สุดสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิต. การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายใน เช่น รอยแตกภายใน, รูขุมขน, การรวมและการลอกส่วนต่อประสานของท่อเหล็กคอมโพสิต. หลักการทดสอบคือการใช้คลื่นอัลตราโซนิคส่งผ่านท่อเหล็กคอมโพสิต, และข้อบกพร่องจะสะท้อนและหักเหคลื่นอัลตราโซนิก, เพื่อตัดสินตำแหน่ง, ขนาดและรูปร่างของข้อบกพร่อง. การตรวจจับข้อบกพร่องด้วยการถ่ายภาพรังสีส่วนใหญ่จะใช้เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายในของท่อเหล็กคอมโพสิตผนังหนา, และสามารถแสดงสถานะข้อบกพร่องภายในท่อได้อย่างชัดเจน. หลักการทดสอบคือการใช้รังสีเอกซ์หรือรังสี γ เพื่อเจาะท่อเหล็กคอมโพสิต, และข้อบกพร่องจะส่งผลต่อความสามารถในการทะลุผ่านของรังสี, ทำให้เกิดภาพระดับสีเทาต่างๆ บนแผ่นฟิล์ม, เพื่อตัดสินความบกพร่องภายใน. According to the national standard, ข้อบกพร่องภายในของท่อเหล็กคอมโพสิตจะต้องไม่เกินข้อกำหนดระดับ II ของ GB/T 31940-2025. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันสังเกตการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกและกระบวนการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยการถ่ายภาพรังสีของท่อเหล็กคอมโพสิต, และเรียนรู้ที่จะระบุภาพการตรวจจับข้อบกพร่องอย่างง่ายภายใต้คำแนะนำของบุคลากรด้านเทคนิค.

รายการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่สี่คือการทดสอบความเข้มข้น, ซึ่งมุ่งเป้าไปที่ท่อเหล็กคอมโพสิตเป็นหลัก. ศูนย์กลางของชั้นฐานและชั้นเรียงรายหมายถึงระดับความบังเอิญของเส้นกึ่งกลางของท่อเหล็กฐานและ ท่อเรียงราย. ถ้าสมาธิไม่ดี, ชั้นที่เรียงรายอยู่จะถูกเน้นอย่างไม่สม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการขยายท่อ, และส่วนที่บางของชั้นบุจะเสียหายได้ง่ายระหว่างการใช้งาน, นำไปสู่ความล้มเหลวในการกัดกร่อน. วิธีการทดสอบคือการใช้เครื่องวัดความเข้มข้นหรือไดอัลอินดิเคเตอร์ในการวัดระยะห่างระหว่างเส้นกึ่งกลางของชั้นฐานกับชั้นที่เรียงราย ณ ตำแหน่งต่างๆ ของท่อเหล็กคอมโพสิต, และคำนวณความเบี่ยงเบนของศูนย์กลางศูนย์. ตามมาตรฐานภายในองค์กร, ค่าเบี่ยงเบนศูนย์กลางของท่อเหล็กคอมโพสิตเรียงรายต้องไม่เกิน 0.5 มม./ม. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันช่วยเจ้าหน้าที่ทดสอบในการวัดความร่วมศูนย์ของท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีเส้นเรียงราย, และพบว่าค่าเบี่ยงเบนศูนย์กลางของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยอุปกรณ์แทรกอัตโนมัติมีค่าน้อยกว่าอุปกรณ์แทรกแบบแมนนวล.

สรุป., การทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างของท่อเหล็กคอมโพสิตเป็นงานทดสอบที่ครอบคลุม, ซึ่งครอบคลุมหลายด้าน เช่น ความแม่นยำของมิติ, ความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นหุ้ม / เรียงราย, ข้อบกพร่องพื้นผิวและภายใน, และการมีศูนย์กลางร่วมกัน. ผ่านการทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างอย่างเป็นระบบเท่านั้นจึงจะมั่นใจได้ว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีโครงสร้างที่สมบูรณ์และสม่ำเสมอ, และวางรากฐานการดำเนินงานท่ออย่างปลอดภัย. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันตระหนักดีว่าความสมบูรณ์ของโครงสร้างของท่อเหล็กคอมโพสิตมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับกระบวนการเตรียมการ. ตัวอย่างเช่น, ความแม่นยำมิติของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยอุปกรณ์การผลิตอัตโนมัตินั้นสูงกว่าการใช้งานแบบแมนนวล, และความสม่ำเสมอของความหนาของชั้นหุ้มที่เตรียมโดยกระบวนการพ่นด้วยความร้อนจะได้รับผลกระทบได้ง่ายจากความเร็วในการเคลื่อนที่ของปืนสเปรย์และความเร็วในการป้อนผง.

ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของระดับการสำรวจและพัฒนาน้ำมันและก๊าซของจีน, สภาพการทำงานของท่อส่งน้ำมันและก๊าซมีความรุนแรงมากขึ้น, และความต้องการท่อป้องกันการกัดกร่อนประสิทธิภาพสูงก็เพิ่มขึ้นทุกวัน. ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงราย, ด้วยข้อดีเฉพาะตัวที่มีความแข็งแรงสูง, ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและราคาสมเหตุสมผล, มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการท่อส่งน้ำมันและก๊าซที่สำคัญต่างๆ, รวมถึงท่อส่งแรงดันสูงทางไกลบนบก, การรวบรวมและท่อส่งก๊าซกำมะถันสูงพิเศษ, ท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งและสาขาอื่นๆ. จากประสบการณ์ฝึกงานของฉันและการรวบรวมข้อมูลทางวิศวกรรมที่เกี่ยวข้อง, ในส่วนนี้จะอธิบายอย่างละเอียดเกี่ยวกับการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในแหล่งน้ำมันและก๊าซต่างๆ, วิเคราะห์ผลกระทบของแอปพลิเคชันและปัญหาที่มีอยู่, และให้ข้อมูลอ้างอิงที่เป็นประโยชน์สำหรับการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตเพิ่มเติม.

ระหว่างที่ฉันฝึกงานในองค์กรการผลิตวัสดุท่อส่งน้ำมันและก๊าซ, ฉันได้เรียนรู้ว่าองค์กรได้จัดหาท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงรายจำนวนมากสำหรับโครงการน้ำมันและก๊าซที่สำคัญหลายโครงการทั้งในและต่างประเทศ, และได้สั่งสมประสบการณ์ด้านวิศวกรรมมามากมาย. บุคลากรด้านเทคนิคขององค์กรจะกำหนดแผนผลิตภัณฑ์เป้าหมายและกระบวนการเตรียมการตามสภาพการทำงานและข้อกำหนดที่แตกต่างกันของแต่ละโครงการ, ทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิตตรงตามความต้องการทางวิศวกรรม. ผ่านความเข้าใจในโครงการเหล่านี้, ฉันมีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้นเกี่ยวกับมูลค่าการใช้งานและขอบเขตการใช้งานของท่อเหล็กคอมโพสิต.

ท่อส่งน้ำมันและก๊าซทางไกลแรงดันสูงบนบกเป็นส่วนหลักของเครือข่ายส่งน้ำมันและก๊าซของจีน, ซึ่งปกติจะให้บริการภายใต้สภาวะความกดดันสูง, ระยะทางไกลและสภาพแวดล้อมทางธรณีวิทยาที่ซับซ้อน. ตัวกลางในการขนส่งมักประกอบด้วยส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น คาร์บอนไดออกไซด์, ไฮโดรเจนซัลไฟด์และคลอไรด์ไอออน, และท่อก็สึกกร่อนได้ง่าย. ในเวลาเดียวกัน, ท่อต้องรับแรงกดดันปานกลางและภาระต่อสิ่งแวดล้อม (เช่น แรงดันดิน, การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ), จึงมีข้อกำหนดสูงในด้านความแข็งแรงและความเหนียวของท่อ. ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือบุด้านในสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ได้เป็นอย่างดี, และได้กลายเป็นวัสดุท่อที่ต้องการสำหรับโครงการส่งแรงดันสูงบนบกบนบก.

ท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในท่อส่งผ่านแรงดันสูงบนบกทางไกลส่วนใหญ่เป็นท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยการเชื่อมพื้นผิวหรือกระบวนการหุ้มระเบิด, และชั้นฐานมักจะใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ Q355 หรือ X80 (มีความแข็งแรงสูงและความเหนียวที่ดี), และชั้นหุ้มใช้สแตนเลส 316L หรือ Inconel 625 โลหะผสมนิกเกิล (ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม). เส้นผ่านศูนย์กลางปกติของท่อคือ 800-1400 มม, และความหนาของผนังคือ 12-25 มม, ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการส่งแรงดันสูง (ความดัน ≥10MPa). ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงการส่งก๊าซธรรมชาติทางไกลบนบกที่สำคัญทางตะวันตกของจีน, ซึ่งใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในความยาวรวม 1,200 กม. ซึ่งเตรียมโดยกระบวนการเชื่อมพื้นผิว. ชั้นฐานของท่อเหล็กคอมโพสิตคือเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ X80, และชั้นหุ้มเป็นสแตนเลส 316L (ความหนาของชั้นเคลือบ 3-5 มม). สื่อการขนส่งประกอบด้วย 5% คาร์บอนไดออกไซด์และติดตามไฮโดรเจนซัลไฟด์, และความดันการส่งผ่านคือ 12MPa. โครงการได้เปิดให้บริการมาเพื่อ 5 ปี, และการดำเนินงานไปป์ไลน์มีเสถียรภาพ. ไม่มีการกัดกร่อน, พบข้อบกพร่องการหลุดลอกหรือการรั่วไหลในการตรวจสอบตามปกติ.

ข้อดีของการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในท่อส่งแรงดันสูงทางไกลบนบกส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในสามด้าน: อันดับแรก, ชั้นฐานของเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำช่วยให้มั่นใจได้ถึงความแข็งแรงและความเหนียวสูงของท่อ, which can bear large medium pressure and environmental loads, and avoid pipeline rupture caused by pressure fluctuation or environmental impact; ที่สอง, the corrosion-resistant alloy clad layer effectively isolates the corrosive medium from the base layer, preventing pipeline corrosion and extending the service life of the pipeline (the service life can reach more than 30 ปี, ซึ่งเป็น 2-3 times that of traditional carbon steel pipes with coatings); ที่สาม, compared with the whole corrosion-resistant alloy pipe, the composite steel pipe has lower cost, which can reduce the total investment of the project by 30%-50%, and has obvious economic benefits. ตัวอย่างเช่น, in the above-mentioned western natural gas transmission project, the use of inner clad composite steel pipes instead of whole 316L stainless steel pipes reduced the project investment by about 40%.

ยังไงก็ตา, นอกจากนี้ยังมีปัญหาบางประการในการใช้งานท่อเหล็กคอมโพสิตในท่อส่งแรงดันสูงทางไกลบนบก: อันดับแรก, กระบวนการเตรียมการเชื่อมพื้นผิวและการหุ้มระเบิดมีความซับซ้อน, ประสิทธิภาพการผลิตอยู่ในระดับต่ำ, และเป็นการยากที่จะตอบสนองความต้องการเร่งด่วนของโครงการขนาดใหญ่; ที่สอง, การเชื่อมท่อเหล็กคอมโพสิตทำได้ยาก. ชั้นฐานและชั้นหุ้มเป็นวัสดุที่แตกต่างกัน, และกระบวนการเชื่อมจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อหลีกเลี่ยงข้อบกพร่องในการเชื่อม (เช่น การหลอมละลายที่ไม่สมบูรณ์, รอยแตก); ที่สาม, ค่าบำรุงรักษาท่อเหล็กคอมโพสิตอยู่ในระดับสูง. หากชั้นหุ้มเสียหาย, มันซ่อมยาก, และจำเป็นต้องเปลี่ยนท่อทั้งหมด, ซึ่งทำให้ค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น. โดยคำนึงถึงปัญหาเหล่านี้, องค์กรที่ฉันฝึกงานกำลังปรับปรุงกระบวนการเตรียมและเทคโนโลยีการเชื่อมให้เหมาะสมอยู่เสมอ, ปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต, และพัฒนาชุดเทคโนโลยีการซ่อมแซมท่อเหล็กคอมโพสิตที่เป็นผู้ใหญ่, ซึ่งช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาได้อย่างมีประสิทธิภาพ.

แหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษหมายถึงแหล่งก๊าซที่มีปริมาณไฮโดรเจนซัลไฟด์ ≥15% (เศษส่วนปริมาตร), ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรงโดยทั่วไป. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในก๊าซธรรมชาติมีฤทธิ์กัดกร่อนท่อส่งก๊าซสูง, และทำให้เกิดการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้นได้ง่าย (SSC) และการแตกที่เกิดจากไฮโดรเจน (HIC) ของไปป์ไลน์, นำไปสู่ความล้มเหลวของท่ออย่างกะทันหัน, ซึ่งนำอันตรายด้านความปลอดภัยอย่างมากมาสู่การผลิตและการขนส่งก๊าซธรรมชาติ. เพราะฉะนั้น, ท่อที่ใช้ในแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษมีข้อกำหนดด้านความต้านทานการกัดกร่อนสูงมาก, โดยเฉพาะความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นและการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน. ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงราย, โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้ที่มีชั้นหุ้ม/ชั้นบุโลหะผสมนิกเกิล, มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยมและสามารถต้านทานการกัดกร่อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่มีความเข้มข้นสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ, ดังนั้นจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในการรวบรวมและท่อส่งก๊าซกำมะถันสูงเป็นพิเศษ.

ท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในการรวบรวมและท่อส่งก๊าซกำมะถันสูงพิเศษส่วนใหญ่เป็นท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยการเชื่อมพื้นผิวหรือกระบวนการหุ้มระเบิด, และชั้นหุ้มส่วนใหญ่เป็นอินโคเนล 625 โลหะผสมนิกเกิล (วัสดุโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนมากที่สุดในสภาพแวดล้อมที่มีกำมะถันสูงเป็นพิเศษในปัจจุบัน). ชั้นฐานมักจะใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ Q355, ซึ่งรับประกันความแข็งแรงและความสามารถในการรับแรงดันของท่อ. เส้นผ่านศูนย์กลางปกติของท่อคือ 100-500 มม, และความหนาของผนังคือ 8-15 มม, ซึ่งเหมาะสำหรับการรวบรวมและส่งก๊าซธรรมชาติในแหล่งก๊าซธรรมชาติ (ความดัน 3-8MPa). ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเข้าร่วมในงานเสริมการผลิตท่อเหล็กคอมโพสิตสำหรับโครงการแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษในเสฉวน, จีน. โครงการนี้นำท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยกระบวนการหุ้มระเบิดมาใช้, ชั้นฐานคือเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ Q355, ชั้นที่หุ้มคืออินโคเนล 625 โลหะผสมนิกเกิล (ความหนาของชั้นเคลือบ 2-3 มม), และท่อส่งน้ำมันมีความยาวรวม 350 กม. ปริมาณไฮโดรเจนซัลไฟด์ในตัวกลางการขนส่งคือ 18%, และโครงการได้เปิดให้บริการมาเป็นเวลา 3 ปี. ผลการตรวจสอบตามปกติพบว่าท่อไม่มีการกัดกร่อน, การแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นหรือข้อบกพร่องจากการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน, และการดำเนินการมีความปลอดภัยและมั่นคง.

ข้อได้เปรียบหลักของท่อเหล็กคอมโพสิตในการใช้งานท่อส่งและรวบรวมแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษคือความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม, โดยเฉพาะความต้านทานต่อการแตกร้าวจากการกัดกร่อนจากความเค้นและการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจน. อินโคเนล 625 ชั้นหุ้มโลหะผสมนิกเกิลมีความต้านทานการกัดกร่อนของไฮโดรเจนซัลไฟด์ได้ดี, และสามารถป้องกันการแทรกซึมของอะตอมไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ, หลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากไฮโดรเจนของชั้นฐาน. ในเวลาเดียวกัน, โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักมีความเหนียวที่ดีและสามารถต้านทานการแตกร้าวของการกัดกร่อนจากความเค้นภายใต้สภาวะกำมะถันสูงและสภาวะความเค้นสูง. นอกจากนี้, ท่อเหล็กคอมโพสิตมีความแข็งแรงและความสามารถในการรับแรงกดสูง, ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการรวบรวมแหล่งก๊าซและแรงดันการส่งผ่าน. เมื่อเทียบกับมาตรการป้องกันการกัดกร่อนแบบดั้งเดิม (เช่น ท่อเหล็กคาร์บอนที่มีสารเคลือบป้องกันการกัดกร่อน), ท่อเหล็กคอมโพสิตมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น (มากกว่า 25 ปี) และอัตราความล้มเหลวที่ต่ำกว่า, ซึ่งสามารถลดจำนวนการบำรุงรักษาและเปลี่ยนท่อได้, และรับประกันการผลิตแหล่งก๊าซอย่างต่อเนื่องและมีเสถียรภาพ.

ปัญหาหลักในการใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษคือต้นทุนการผลิตที่สูงและข้อกำหนดการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวด. ราคาของอินโคเนล 625 โลหะผสมนิกเกิลมีค่าสูงมาก, ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตท่อเหล็กคอมโพสิตสูง (ค่าใช้จ่ายคือ 2-3 เท่าของท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีชั้นหุ้มสแตนเลส). ในเวลาเดียวกัน, กระบวนการเตรียมท่อเหล็กคอมโพสิตสำหรับแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษนั้นเข้มงวดมาก, และข้อบกพร่องด้านคุณภาพใดๆ (เช่นช่องว่างของอินเทอร์เฟซ, ความหนาของชั้นหุ้มไม่สม่ำเสมอ) จะนำไปสู่ความล้มเหลวในการกัดกร่อนของท่อ. เพราะฉะนั้น, องค์กรจำเป็นต้องควบคุมแต่ละลิงก์ของกระบวนการเตรียมการอย่างเคร่งครัด, ตั้งแต่การเลือกวัตถุดิบไปจนถึงการบำบัดหลังและการตรวจสอบ, เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันพบว่าองค์กรได้จัดตั้งทีมงานควบคุมคุณภาพพิเศษสำหรับท่อเหล็กคอมโพสิตแหล่งก๊าซซัลเฟอร์สูงพิเศษ, และใช้โหมดการตรวจสอบเต็มรูปแบบสำหรับลิงก์หลัก, ซึ่งรับประกันอัตราคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์.

ท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งเป็นส่วนสำคัญของการสำรวจและพัฒนาน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง, ซึ่งให้บริการในสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง. สภาพแวดล้อมทางทะเลมีความซับซ้อน, รวมถึงการกัดกร่อนของน้ำทะเล, การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศทางทะเล, การกัดกร่อนของสิ่งมีชีวิตในทะเล, และท่อส่งผลกระทบจากคลื่นลมด้วย, การกำจัดสิ่งสกปรกในกระแสน้ำในมหาสมุทร, ความดันดินใต้ท้องทะเลและภาระต่อสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ. ในเวลาเดียวกัน, สื่อการขนส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งมักจะมีส่วนประกอบที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น เกลือ, คาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์, ซึ่งทำให้ท่อส่งน้ำมันนอกชายฝั่งต้องเผชิญกับความท้าทายในการกัดกร่อนที่รุนแรงยิ่งขึ้น. เพราะฉะนั้น, ท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งมีข้อกำหนดสูงในด้านความต้านทานการกัดกร่อน, แรงกระแทก, ความต้านทานต่อความล้าและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง. ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือบุด้านในสามารถตอบสนองความต้องการเหล่านี้ และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการรวบรวมและส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง, ท่อส่งน้ำมันและก๊าซใต้น้ำและสาขาอื่น ๆ.

ท่อเหล็กคอมโพสิตที่ใช้ในท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งส่วนใหญ่เป็นท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยการหุ้มด้วยการระเบิดหรือกระบวนการหุ้มรีดร้อน, และท่อเหล็กคอมโพสิตบุด้วยกระบวนการขยายท่อไฮดรอลิก. ชั้นฐานมักจะใช้เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น X65, X80) มีความเหนียวทนต่อแรงกระแทกและทนต่อความเมื่อยล้าได้ดี, และชั้นหุ้ม/บุใช้สแตนเลส 316L หรือ Inconel 625 โลหะผสมนิกเกิลที่มีความทนทานต่อการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม. เส้นผ่านศูนย์กลางปกติของท่อคือ 200-1,000 มม, และความหนาของผนังคือ 10-20 มม, ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของการส่งแรงดันสูงนอกชายฝั่ง (ความดัน 8-15MPa). ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันได้เรียนรู้เกี่ยวกับโครงการแหล่งน้ำมันนอกชายฝั่งในทะเลจีนใต้, ซึ่งใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตความยาวรวม 800 กม, รวมถึงท่อเหล็กคอมโพสิตหุ้มด้านในที่เตรียมโดยกระบวนการหุ้มระเบิด (ใช้สำหรับท่อส่งใต้น้ำ) และท่อเหล็กคอมโพสิตบุด้วยกระบวนการขยายท่อไฮดรอลิก (ใช้สำหรับการรวบรวมและส่งสัญญาณท่อบนแพลตฟอร์ม). ชั้นฐานของท่อเหล็กคอมโพสิตคือเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ X80, และชั้นหุ้ม/บุเป็นสแตนเลส 316L. ไปป์ไลน์ได้เปิดให้บริการแล้ว 4 ปี, และการดำเนินงานมีเสถียรภาพ. ไม่มีการกัดกร่อน, พบข้อบกพร่องการหลุดลอกหรือการรั่วไหลในการตรวจสอบตามปกติ.

ข้อดีของการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งส่วนใหญ่สะท้อนให้เห็นในสี่ด้าน: อันดับแรก, ชั้นหุ้ม/ชั้นโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนสามารถต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้อย่างมีประสิทธิภาพ, การกัดกร่อนในบรรยากาศทางทะเลและการกัดกร่อนของสิ่งมีชีวิตในทะเล, และป้องกันไม่ให้ท่อสึกกร่อนเสียหาย; ที่สอง, ชั้นฐานของเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูงมีความเหนียวทนต่อแรงกระแทกและทนต่อความล้าได้ดี, which can resist wind wave impact, ocean current scouring and other environmental loads, and avoid pipeline rupture caused by fatigue damage; ที่สาม, the composite steel pipe has high structural integrity and good concentricity, which is convenient for offshore pipeline installation and welding; ที่สี่, compared with the whole corrosion-resistant alloy pipe, the composite steel pipe has lower cost and lighter weight, which can reduce the transportation and installation cost of offshore pipelines (offshore transportation and installation cost is very high, and reducing the weight of the pipeline can significantly reduce the installation cost). ตัวอย่างเช่น, in the above-mentioned South China Sea offshore oil field project, the use of composite steel pipes instead of whole stainless steel pipes reduced the transportation and installation cost by about 35%.

ยังไงก็ตา, การใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในท่อส่งน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งก็เผชิญกับความท้าทายเช่นกัน: อันดับแรก, สภาพแวดล้อมทางทะเลนั้นรุนแรง, และท่อส่งก๊าซอยู่ภายใต้การแช่ตัวและผลกระทบจากคลื่นลมในระยะยาว, ซึ่งมีความต้องการสูงในด้านประสิทธิภาพการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิต. หากประสิทธิภาพการยึดเกาะไม่ดี, ชั้นที่หุ้ม/มีเส้นจะลอกออกจากชั้นฐาน, นำไปสู่ความล้มเหลวในการกัดกร่อนของท่อ; ที่สอง, การติดตั้งและบำรุงรักษาท่อส่งน้ำมันนอกชายฝั่งทำได้ยาก, และต้นทุนก็สูง. เมื่อท่อเหล็กคอมโพสิตเสียหาย, มันซ่อมยาก, และจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์การทำงานนอกชายฝั่งแบบมืออาชีพ, ซึ่งทำให้ค่าบำรุงรักษาเพิ่มขึ้น; ที่สาม, การกัดกร่อนของสิ่งมีชีวิตในทะเลเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยง. แม้ว่าชั้นหุ้ม/ชั้นโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนจะมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี, สิ่งมีชีวิตในทะเลบางชนิด (เช่นเพรียง) จะยึดติดกับผิวท่อ, ทำให้เกิดการกัดกร่อนในท้องถิ่น. โดยคำนึงถึงปัญหาเหล่านี้, องค์กรที่ฉันฝึกงานกำลังพัฒนาท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีฟังก์ชันต่อต้านสิ่งมีชีวิตในทะเล, และเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการยึดเกาะเพื่อเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิต, เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมทางทะเลที่รุนแรง.

ผ่านการปฏิบัติงานของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงรายในแหล่งน้ำมันและก๊าซต่างๆ, พบว่าท่อเหล็กคอมโพสิตมีข้อดีที่ชัดเจนในการต้านทานการกัดกร่อน, ความแข็งแรง, ความเหนียวและความประหยัด, และสามารถปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่รุนแรงของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซได้เป็นอย่างดี. เอฟเฟกต์การใช้งานนั้นน่าทึ่งมาก, สะท้อนให้เห็นเป็นหลักในด้านต่อไปนี้: อันดับแรก, อายุการใช้งานของไปป์ไลน์จะขยายออกไปอย่างมาก, ซึ่งสามารถเข้าถึงได้มากกว่า 25-30 ปี, ซึ่งเป็น 2-3 times that of traditional carbon steel pipes with coatings; ที่สอง, อัตราความล้มเหลวของไปป์ไลน์ลดลงอย่างมาก, หลีกเลี่ยงความสูญเสียทางเศรษฐกิจและอันตรายด้านความปลอดภัยที่เกิดจากการกัดกร่อนของท่อ, ลอกและรั่วซึม; ที่สาม, ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ครอบคลุมเป็นสิ่งที่ดี. แม้ว่าการลงทุนเริ่มแรกของท่อเหล็กคอมโพสิตจะสูงกว่าท่อแบบเดิมก็ตาม, อายุการใช้งานที่ยาวนานและค่าบำรุงรักษาต่ำทำให้ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ครอบคลุมของท่อเหล็กคอมโพสิตดีกว่าท่อแบบเดิม; ที่สี่, ขอบเขตการใช้งานกว้าง, ซึ่งสามารถนำไปใช้กับบนบกได้, นอกฝั่ง, กำมะถันสูงเป็นพิเศษและสภาพแวดล้อมที่รุนแรงอื่น ๆ, และสามารถตอบสนองความต้องการของข้อกำหนดเฉพาะและระดับแรงดันของท่อที่แตกต่างกันได้.

ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันตระหนักดีว่าการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตทางวิศวกรรมมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับกระบวนการเตรียมการ, คุณภาพผลิตภัณฑ์และการออกแบบทางวิศวกรรม. โดยการเลือกขั้นตอนการเตรียมการที่เหมาะสมตามสภาพการทำงานทางวิศวกรรมเท่านั้น, ควบคุมคุณภาพผลิตภัณฑ์อย่างเคร่งครัด, และดำเนินการออกแบบและติดตั้งทางวิศวกรรมวิทยาศาสตร์, สามารถนำประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของท่อเหล็กคอมโพสิตเข้ามามีบทบาทได้หรือไม่. ตัวอย่างเช่น, ในแหล่งก๊าซซัลเฟอร์ที่มีความเข้มข้นสูงเป็นพิเศษ, จำเป็นต้องเลือกกระบวนการหุ้มระเบิดที่มีแรงยึดเกาะสูงและอินโคเนล 625 ชั้นหุ้มโลหะผสมนิกเกิล; ในท่อส่งน้ำทางไกลบนบก, สามารถเลือกกระบวนการเชื่อมพื้นผิวที่มีต้นทุนค่อนข้างต่ำและชั้นหุ้มสแตนเลส 316L ได้; ในท่อส่งน้ำมันนอกชายฝั่ง, จำเป็นต้องเลือกท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีประสิทธิภาพการยึดเกาะที่ดีและมีความเหนียวทนต่อแรงกระแทก.

ในเวลาเดียวกัน, ยังคงมีปัญหาบางประการในการใช้งานทางวิศวกรรมของท่อเหล็กคอมโพสิต, เช่นต้นทุนการผลิตที่สูง (โดยเฉพาะท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมนิกเกิล), กระบวนการเตรียมการที่ซับซ้อน, การเชื่อมและการบำรุงรักษาที่ยากลำบาก, ฯลฯ. ปัญหาเหล่านี้จำกัดการส่งเสริมและการประยุกต์ใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตเพิ่มเติม. เพราะฉะนั้น, มีความจำเป็นต้องปรับกระบวนการเตรียมการให้เหมาะสมยิ่งขึ้น, ลดต้นทุนการผลิต, ปรับปรุงเทคโนโลยีการเชื่อมและบำรุงรักษา, และพัฒนาสมรรถนะสูงใหม่ๆ, วัสดุท่อเหล็กคอมโพสิตต้นทุนต่ำ, เพื่อขยายขอบเขตการใช้งานของท่อเหล็กคอมโพสิตในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ.

ด้วยการสำรวจและพัฒนาน้ำมันและก๊าซของจีนสู่ทะเลลึกอย่างลึกซึ้งอย่างต่อเนื่อง, บริเวณชั้นลึกและมีกำมะถันสูง, สภาพการทำงานของท่อส่งก๊าซที่รุนแรงเพิ่มขึ้น, และข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพของวัสดุท่อส่งน้ำมันและก๊าซก็มีเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน. ในเวลาเดียวกัน, ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของวัสดุศาสตร์, เทคโนโลยีการผลิตและเทคโนโลยีการทดสอบ, ท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงราย, เป็นประสิทธิภาพสูง, วัสดุท่อที่ประหยัดและเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม, กำลังเผชิญกับโอกาสและความท้าทายในการพัฒนาใหม่ๆ. ขึ้นอยู่กับระดับทางเทคนิคในปัจจุบัน, การฝึกปฏิบัติด้านวิศวกรรมประยุกต์และประสบการณ์ฝึกงานของฉัน, ในส่วนนี้จะหารือเกี่ยวกับแนวโน้มการพัฒนาและแนวโน้มของท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหรือหุ้มด้านใน, มุ่งเน้นไปที่แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมการ, การวิจัยและพัฒนาวัสดุ, การเพิ่มประสิทธิภาพและการพัฒนาอัจฉริยะ, และหวังว่าจะมีโอกาสใช้ท่อเหล็กคอมโพสิตในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ.

เทคโนโลยีการเตรียมท่อเหล็กคอมโพสิตโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนหุ้มด้านในหรือเรียงรายเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์, ประสิทธิภาพการผลิตและต้นทุนการผลิต. ในปัจจุบัน, เทคโนโลยีการเตรียมการหลัก (การพ่นด้วยความร้อน, การเชื่อมพื้นผิว, การหุ้มระเบิด, หุ้มรีดร้อน, การขยายท่อ, เป็นต้น) มีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง. ในอนาคต, แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมการจะเน้นที่ประสิทธิภาพสูง, ต้นทุนต่ำ, คุณภาพสูงและการปกป้องสิ่งแวดล้อม, และจะยังคงเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีที่มีอยู่และพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมการใหม่ๆ ต่อไป.

แนวโน้มการพัฒนาประการแรกคือระบบอัตโนมัติและความชาญฉลาดของเทคโนโลยีการเตรียมการที่มีอยู่. ในปัจจุบัน, กระบวนการเตรียมการบางอย่าง (เช่น การพ่นด้วยความร้อน, การเชื่อมพื้นผิว) ยังคงต้องอาศัยการทำงานแบบแมนนวล, ซึ่งมีประสิทธิภาพการผลิตต่ำ, ความเข้มของแรงงานสูงและคุณภาพของผลิตภัณฑ์ไม่เสถียร. ในอนาคต, ด้วยการพัฒนาระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรมและเทคโนโลยีอัจฉริยะ, เทคโนโลยีการเตรียมการที่มีอยู่จะค่อยๆ ตระหนักถึงระบบอัตโนมัติและความชาญฉลาดเต็มรูปแบบ. ตัวอย่างเช่น, กระบวนการพ่นด้วยความร้อนจะใช้ระบบควบคุมปืนฉีดอัจฉริยะ, ซึ่งสามารถปรับอุณหภูมิเปลวไฟได้โดยอัตโนมัติ, ระยะการฉีดพ่น, ความเร็วในการป้อนผงและพารามิเตอร์อื่น ๆ ตามขนาดของท่อเหล็กฐานและความต้องการของชั้นหุ้ม, สร้างความมั่นใจในความสม่ำเสมอและความมั่นคงของชั้นหุ้ม; กระบวนการเชื่อมแบบพื้นผิวจะนำเทคโนโลยีการเชื่อมอัตโนมัติของหุ่นยนต์มาใช้, ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมและคุณภาพการเชื่อมได้, ลดข้อผิดพลาดในการดำเนินการด้วยตนเอง, และตระหนักถึงการผลิตท่อเหล็กคอมโพสิตเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่อย่างต่อเนื่อง. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเห็นว่าองค์กรกำลังพยายามแนะนำอุปกรณ์การเชื่อมแบบอัตโนมัติด้วยหุ่นยนต์, ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตได้มากกว่า 50% และลดอัตราข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์ได้มากกว่า 30% เมื่อเทียบกับการเชื่อมพื้นผิวด้วยมือ.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สองคือการเพิ่มประสิทธิภาพและการบูรณาการเทคโนโลยีการเตรียมการที่มีอยู่. เทคโนโลยีการเตรียมการที่มีอยู่มีข้อจำกัดของตัวเอง. ตัวอย่างเช่น, กระบวนการพ่นด้วยความร้อนมีแรงยึดเกาะต่ำ, กระบวนการหุ้มระเบิดเป็นอันตรายและมีต้นทุนสูง, และกระบวนการหุ้มแผ่นรีดร้อนมีขอบเขตการใช้งานที่แคบ. ในอนาคต, องค์กรจะรวมข้อดีของเทคโนโลยีการเตรียมที่แตกต่างกันเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมคอมโพสิตใหม่. ตัวอย่างเช่น, การผสมผสานระหว่างการพ่นด้วยความร้อนและกระบวนการเชื่อมพื้นผิว: อันดับแรก, ใช้การพ่นด้วยความร้อนเพื่อเตรียมชั้นโลหะผสมบาง ๆ ที่ทนต่อการกัดกร่อน (เป็นชั้นล่างสุด), แล้วใช้การเชื่อมพื้นผิวเพื่อเตรียมชั้นหุ้มหนา (เป็นชั้นทำงาน). การผสมผสานนี้ไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะของชั้นเคลือบเท่านั้น, แต่ยังปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตและลดต้นทุนการผลิตอีกด้วย; การผสมผสานระหว่างการหุ้มรีดร้อนและกระบวนการขยายท่อไฮดรอลิก: อันดับแรก, ใช้การหุ้มแบบรีดร้อนเพื่อเตรียมช่องว่างคอมโพสิต, จากนั้นใช้การขยายท่อไฮดรอลิกเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างชั้นฐานและชั้นหุ้ม, มั่นใจในคุณภาพของผลิตภัณฑ์. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ผู้เชี่ยวชาญด้านเทคนิคบอกฉันว่าองค์กรกำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับการผสมผสานระหว่างการพ่นด้วยความร้อนและกระบวนการเชื่อมพื้นผิว, และบรรลุผลเบื้องต้นแล้ว. ท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยเทคโนโลยีนี้มีทั้งความแข็งแรงในการยึดเกาะสูงและประสิทธิภาพการผลิตสูง.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สามคือการพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมใหม่. ในปัจจุบัน, กระบวนการเตรียมการบางอย่าง (เช่น การหุ้มด้วยการระเบิด, การพ่นด้วยความร้อน) จะทำให้เกิดเสียงรบกวน, ฝุ่นและก๊าซที่เป็นอันตรายในระหว่างกระบวนการผลิต, ซึ่งจะก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมและส่งผลต่อสุขภาพของผู้ปฏิบัติงาน. ในอนาคต, ด้วยการปรับปรุงข้อกำหนดด้านการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม, การพัฒนาเทคโนโลยีการเตรียมการที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมจะกลายเป็นทิศทางสำคัญ. ตัวอย่างเช่น, การพัฒนาเสียงรบกวนต่ำ, เทคโนโลยีการหุ้มระเบิดฝุ่นต่ำ, the use of environmentally friendly explosives and dust removal equipment to reduce environmental pollution; the development of vacuum thermal spraying technology, which can avoid the oxidation of the clad layer during the spraying process, improve the product quality, and reduce the emission of harmful gases. นอกจากนี้, the development of energy-saving preparation technologies (such as low-energy consumption hot rolling cladding technology) will also become an important trend, which can reduce energy consumption and production cost.

The material of inner clad or lined corrosion-resistant alloy composite steel pipes directly determines the performance of the product. ในปัจจุบัน, the base layer material is mainly carbon steel/low alloy steel, และวัสดุชั้นหุ้ม/เรียงรายส่วนใหญ่เป็นสแตนเลสและโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก. ในอนาคต, ด้วยสภาพการทำงานที่รุนแรงมากขึ้นของท่อส่งน้ำมันและก๊าซ และการพัฒนาด้านวัสดุศาสตร์อย่างต่อเนื่อง, การวิจัยและพัฒนาวัสดุท่อเหล็กคอมโพสิตจะมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพสูง, ต้นทุนต่ำและมัลติฟังก์ชั่น, และจะพัฒนาวัสดุชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุผิวประสิทธิภาพสูงใหม่.

แนวโน้มการพัฒนาประการแรกคือการวิจัยและพัฒนาความแข็งแรงสูง, วัสดุชั้นฐานที่มีความเหนียวสูง. ด้วยแรงดันการส่งผ่านน้ำมันและก๊าซที่เพิ่มขึ้นและการขยายระยะการส่งผ่าน, ข้อกำหนดด้านความแข็งแรงและความเหนียวของชั้นฐานของท่อเหล็กคอมโพสิตมีเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ. ในปัจจุบัน, วัสดุชั้นฐานส่วนใหญ่เป็น Q355, เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ X80. ในอนาคต, การวิจัยและพัฒนาเหล็กกล้าโลหะผสมต่ำที่มีความแข็งแรงสูง (เช่น X90, X100) ด้วยความแข็งแกร่งและความเหนียวที่สูงกว่าจะกลายเป็นจุดสนใจ. เหล็กกล้าโลหะผสมต่ำ X90 และ X100 มีความแข็งแรงให้ผลผลิตและความต้านทานแรงดึงสูงกว่า, ซึ่งสามารถลดความหนาของผนังท่อเหล็กคอมโพสิตได้ภายใต้แรงดันการส่งผ่านเดียวกัน, ลดน้ำหนักของท่อ, และลดต้นทุนการขนส่งและติดตั้ง. ในเวลาเดียวกัน, ความเหนียวสูงของวัสดุเหล่านี้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันการกระแทกและป้องกันความล้าของท่อได้, ปรับให้เข้ากับภาระสิ่งแวดล้อมที่ซับซ้อน. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันได้เรียนรู้ว่าองค์กรกำลังร่วมมือกับมหาวิทยาลัยเพื่อทำการวิจัยเกี่ยวกับท่อเหล็กคอมโพสิตชั้นฐานโลหะผสมต่ำ X90, และได้เตรียมตัวอย่างชุดเล็กไว้แล้ว, ซึ่งผ่านการทดสอบประสิทธิภาพและตรงตามข้อกำหนดของระบบส่งกำลังแรงดันสูง.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สองคือการวิจัยและพัฒนาต้นทุนต่ำ, วัสดุหุ้ม/บุชั้นที่ทนต่อการกัดกร่อนสูง. ในปัจจุบัน, วัสดุหุ้ม/บุชั้นที่ทนต่อการกัดกร่อนสูง (เช่น อินโคเนล 625 โลหะผสมนิกเกิล) มีราคาสูง, ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตท่อเหล็กคอมโพสิตสูง, จำกัดการใช้งานที่กว้างขวาง. ในอนาคต, การวิจัยและพัฒนาต้นทุนต่ำ, วัสดุโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนสูงจะกลายเป็นทิศทางสำคัญ. ตัวอย่างเช่น, การวิจัยและพัฒนาเหล็กกล้าไร้สนิมนิกเกิลต่ำ (อย่างเช่น 2205 เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์) และโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบคอมโพสิต (เช่นวัสดุผสมโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นสแตนเลส) สามารถลดปริมาณโลหะมีค่าได้ (เช่น นิกเกิล, โมลิบดีนัม) บนสมมติฐานของความมั่นใจในความต้านทานการกัดกร่อน, จึงช่วยลดต้นทุนวัสดุ. 2205 เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์มีทั้งโครงสร้างออสเทนนิติกและเฟอร์ริติก, ซึ่งมีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี (ใกล้กับสแตนเลส 316L) และความแข็งแรงสูง, และค่าใช้จ่ายก็คือ 20%-30% ต่ำกว่าสแตนเลส 316L. ในปัจจุบัน, วิสาหกิจที่ฉันฝึกงานได้เริ่มใช้งานแล้ว 2205 เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์เป็นวัสดุชั้นหุ้ม/เรียงรายสำหรับโครงการสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนปานกลางบางโครงการ, และเอฟเฟกต์การใช้งานก็ดี.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สามคือการวิจัยและพัฒนาวัสดุคอมโพสิตอเนกประสงค์. ในอนาคต, ท่อเหล็กคอมโพสิตจะไม่เพียงแต่มีความต้านทานการกัดกร่อนและมีความแข็งแรงสูงเท่านั้น, แต่ยังพัฒนาไปในทิศทางของมัลติฟังก์ชั่น, เช่น สิ่งที่แนบมากับสิ่งมีชีวิตต่อต้านทะเล, ต่อต้านความเมื่อยล้า, ป้องกันอุณหภูมิสูงและฟังก์ชั่นอื่น ๆ. ตัวอย่างเช่น, เพิ่มสารป้องกันการเปรอะเปื้อนบนชั้นโลหะผสมที่หุ้ม/บุด้วยโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งมีชีวิตในทะเลเกาะติดกับพื้นผิวของท่อ, ลดการกัดกร่อนในท้องถิ่น; การเพิ่มธาตุหายากให้กับวัสดุชั้นฐานเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการป้องกันความล้าของท่อ, ยืดอายุการใช้งานของไปป์ไลน์ในสภาพแวดล้อมของการสลับโหลด; การพัฒนาวัสดุโลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง (เช่น โลหะผสม Hastelloy) เพื่อปรับให้เข้ากับสภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงของการส่งน้ำมันและก๊าซชั้นลึก (อุณหภูมิ ≥150℃). ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันได้เรียนรู้ว่าองค์กรกำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับท่อเหล็กคอมโพสิตต่อต้านสิ่งมีชีวิตในทะเล, และได้เพิ่มส่วนประกอบป้องกันการเปรอะเปื้อนแบบพิเศษให้กับชั้นหุ้มสแตนเลส 316L, which can effectively prevent the attachment of barnacles and other marine organisms.

With the increasing requirements of the oil and gas industry for the safety and reliability of pipelines, the performance optimization of inner clad or lined corrosion-resistant alloy composite steel pipes and the intelligent detection of product quality will become important development trends. The performance optimization will focus on improving the bonding performance, corrosion resistance and structural integrity of composite steel pipes, while the intelligent detection will focus on improving the detection efficiency, accuracy and non-destructiveness, realizing the full-process quality control of composite steel pipes.

In terms of performance optimization, จุดมุ่งเน้นแรกคือการปรับปรุงประสิทธิภาพการยึดเกาะระหว่างชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุ. ประสิทธิภาพการยึดเกาะเป็นกุญแจสำคัญในการรับประกันประสิทธิภาพโดยรวมของท่อเหล็กคอมโพสิต. ในอนาคต, ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการบำบัดล่วงหน้า, การควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการและเทคโนโลยีหลังการบำบัด, ความแข็งแรงในการยึดเกาะและความสมบูรณ์ของการยึดเกาะของท่อเหล็กคอมโพสิตจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม. ตัวอย่างเช่น, เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการบำบัดก่อนการพ่นทราย, ปรับความดันในการพ่นทรายและขนาดอนุภาคทรายเพื่อปรับปรุงความหยาบและความสะอาดของพื้นผิวชั้นฐาน, เพิ่มแรงยึดเกาะระหว่างชั้นฐานและชั้นหุ้ม/ชั้นบุ; ปรับพารามิเตอร์กระบวนการของการเชื่อมพื้นผิวและการหุ้มระเบิดให้เหมาะสม, การปรับกระแสการเชื่อม, ความเร็วการระเบิดและพารามิเตอร์อื่น ๆ เพื่อสร้างส่วนต่อประสานที่มีความหนาแน่นและต่อเนื่องมากขึ้น; การพัฒนาเทคโนโลยีหลังการรักษาใหม่ (เช่นเทคโนโลยีการหลอมด้วยเลเซอร์), ซึ่งสามารถหลอมละลายส่วนต่อประสานได้, กำจัดข้อบกพร่องของอินเทอร์เฟซ (เช่นช่องว่าง, ชั้นออกไซด์), และปรับปรุงความแข็งแรงการยึดเกาะ. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, บุคลากรด้านเทคนิคใช้เทคโนโลยีการถลุงด้วยเลเซอร์เพื่อรักษาส่วนต่อประสานของท่อเหล็กคอมโพสิตที่เตรียมโดยกระบวนการพ่นด้วยความร้อน, และกำลังรับแรงเฉือนเพิ่มขึ้นมากกว่า 40%.

จุดมุ่งเน้นที่สองของการเพิ่มประสิทธิภาพคือการปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานของท่อเหล็กคอมโพสิต. บนพื้นฐานของการพัฒนาวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนแบบใหม่, ความต้านทานการกัดกร่อนของท่อเหล็กคอมโพสิตจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมด้วยเทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิวและมาตรการป้องกันการกัดกร่อน. ตัวอย่างเช่น, การนำเทคโนโลยีการชุบแข็งพื้นผิวด้วยเลเซอร์มาใช้เพื่อปรับปรุงความแข็งและความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวชั้นที่หุ้ม/เรียงราย, เพิ่มความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนของผนังด้านในของท่อ; ใช้การเคลือบป้องกันการกัดกร่อนแบบพิเศษบนพื้นผิวของชั้นหุ้ม/ชั้นบุ (เช่นการเคลือบ PTFE), ซึ่งสามารถสร้างระบบป้องกันการกัดกร่อนสองชั้นด้วยชั้นโลหะผสมที่หุ้ม/เรียงรายที่ทนต่อการกัดกร่อน, ปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของท่อให้ดียิ่งขึ้น; ปรับโครงสร้างของชั้นหุ้ม/ชั้นบุให้เหมาะสม, การใช้โครงสร้างคอมโพสิตแบบไล่ระดับ (ความต้านทานการกัดกร่อนของชั้นหุ้ม/บุผิวจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากชั้นฐานถึงพื้นผิว), ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถรับประกันประสิทธิภาพการยึดเกาะกับชั้นฐานเท่านั้น, แต่ยังปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิวอีกด้วย. ตัวอย่างเช่น, ชั้นหุ้มคอมโพสิตไล่ระดับสีด้วย “ชั้นในเป็นสแตนเลสนิกเกิลต่ำ + ชั้นนอกเป็นสแตนเลสนิกเกิลสูง” สามารถลดต้นทุนในขณะเดียวกันก็มั่นใจได้ถึงความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิว.

จุดมุ่งเน้นที่สามของการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานคือการปรับปรุงความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความแม่นยำของมิติของท่อเหล็กคอมโพสิต. ผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพของกระบวนการเตรียมการและการปรับปรุงอุปกรณ์การผลิต, ความสม่ำเสมอของความหนา, ความเข้มข้นและความแม่นยำของมิติของท่อเหล็กคอมโพสิตจะได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติม, หลีกเลี่ยงข้อบกพร่องทางโครงสร้าง เช่น ความหนาไม่สม่ำเสมอ, ความเยื้องศูนย์และรอยแตกภายใน. ตัวอย่างเช่น, การใช้อุปกรณ์รีดอัตโนมัติและระบบควบคุมอัจฉริยะเพื่อปรับปรุงความสม่ำเสมอของความหนาของท่อเหล็กคอมโพสิตรีดร้อน; การใช้อุปกรณ์แทรกที่มีความแม่นยำสูงและระบบตรวจจับความเข้มข้นเพื่อปรับปรุงความเข้มข้นของท่อเหล็กคอมโพสิตที่มีเส้นเรียงราย; พัฒนาเทคโนโลยีการตรวจจับข้อบกพร่องแบบออนไลน์เพื่อตรวจจับข้อบกพร่องเชิงโครงสร้างของท่อเหล็กคอมโพสิตแบบเรียลไทม์ระหว่างกระบวนการเตรียมการ, และกำจัดข้อบกพร่องได้ทันเวลา.

ในแง่ของการตรวจจับอัจฉริยะ, แนวโน้มการพัฒนาประการแรกคือความฉลาดและระบบอัตโนมัติของอุปกรณ์ตรวจจับ. ในปัจจุบัน, วิธีการตรวจจับบางอย่าง (เช่นการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยอัลตราโซนิกแบบแมนนวล) มีประสิทธิภาพในการตรวจจับต่ำและมีความเข้มของแรงงานสูง, และได้รับผลกระทบจากปัจจัยมนุษย์ได้ง่าย. ในอนาคต, ด้วยการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์, big data and Internet of Things technology, the detection equipment of composite steel pipes will gradually realize intelligence and automation. ตัวอย่างเช่น, developing intelligent ultrasonic flaw detection equipment with artificial intelligence recognition function, which can automatically scan the composite steel pipe, identify the type, size and position of defects, and generate detection reports automatically, improving the detection efficiency and accuracy; adopting online real-time detection technology, installing detection sensors on the production line, detecting the thickness of the clad/lined layer, bonding performance and structural defects of composite steel pipes in real time during the preparation process, realizing the full-process quality control. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, ฉันเห็นว่าองค์กรกำลังพยายามแนะนำอุปกรณ์ตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียงอัจฉริยะ, ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการตรวจจับได้มากกว่า 60% และลดอัตราการตรวจจับที่พลาดลงได้มากกว่า 25% เมื่อเทียบกับการตรวจจับด้วยตนเอง.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สองของการตรวจจับอัจฉริยะคือการบูรณาการและเครือข่ายของเทคโนโลยีการตรวจจับ. ในอนาคต, การตรวจจับท่อเหล็กคอมโพสิตจะไม่ใช่วิธีการตรวจจับแบบเดียวอีกต่อไป, แต่จะบูรณาการวิธีการตรวจจับหลายวิธี (เช่นการตรวจจับข้อบกพร่องล้ำเสียง, การตรวจจับข้อบกพร่องทางรังสี, การสังเกตทางโลหะวิทยา) เพื่อสร้างระบบการตรวจจับที่ครอบคลุม, ซึ่งสามารถประเมินคุณภาพสินค้าได้อย่างครอบคลุม. ในเวลาเดียวกัน, ผ่านเครือข่ายอุปกรณ์ตรวจจับ, ข้อมูลการตรวจจับของท่อเหล็กคอมโพสิตสามารถส่งไปยังแพลตฟอร์มคลาวด์แบบเรียลไทม์, ตระหนักถึงการแบ่งปันและการวิเคราะห์ข้อมูลการตรวจจับ. บุคลากรด้านเทคนิคสามารถตรวจสอบคุณภาพผลิตภัณฑ์แบบเรียลไทม์ผ่านแพลตฟอร์มคลาวด์, และปรับกระบวนการเตรียมการให้ทันเวลาตามข้อมูลการตรวจจับ, สร้างความมั่นใจในเสถียรภาพของคุณภาพผลิตภัณฑ์. นอกจากนี้, ข้อมูลการตรวจจับสามารถนำมาใช้สำหรับการติดตามคุณภาพได้, ซึ่งสามารถค้นหาสาเหตุของข้อบกพร่องด้านคุณภาพได้อย่างรวดเร็วและดำเนินมาตรการปรับปรุงตามเป้าหมาย.

แนวโน้มการพัฒนาประการที่สามของการตรวจจับอัจฉริยะคือการตรวจจับข้อบกพร่องระดับจุลภาคแบบไม่ทำลายและแม่นยำ. ด้วยความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซเพื่อความปลอดภัยทางท่อ, การตรวจจับข้อบกพร่องขนาดเล็ก (เช่น รอยแตกขนาดเล็ก, ช่องว่างเล็ก ๆ) ของท่อเหล็กคอมโพสิตจะมีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ. ในอนาคต, เทคโนโลยีการตรวจจับแบบไม่ทำลายใหม่ (เช่น การตรวจจับด้วยเลเซอร์อัลตราโซนิก, การตรวจจับเทราเฮิร์ตซ์) will be developed and applied, which have higher detection accuracy and can detect micro-defects with a size of less than 0.1mm. These technologies can not only detect the surface and internal micro-defects of composite steel pipes, but also avoid damage to the samples, realizing the non-destructive and accurate detection of product quality. ระหว่างที่ฉันฝึกงาน, the testing master told me that laser ultrasonic detection technology has broad application prospects, which can effectively detect the microcracks at the bonding interface of composite steel pipes, and has been used in small-batch product detection.

สรุป., the inner clad or lined corrosion-resistant alloy composite steel pipes will develop in the direction of high efficiency, ต้นทุนต่ำ, ประสิทธิภาพสูง, multi-function and intelligence in the future. With the continuous optimization of preparation technology, การพัฒนาวัสดุใหม่อย่างต่อเนื่องและการปรับปรุงเทคโนโลยีการตรวจจับอัจฉริยะอย่างต่อเนื่อง, ประสิทธิภาพของท่อเหล็กคอมโพสิตจะได้รับการปรับปรุงให้ดียิ่งขึ้น, ต้นทุนการผลิตจะลดลงอีก, และขอบเขตการสมัครจะถูกขยายออกไปอีก. เชื่อกันว่าในอนาคต, ท่อเหล็กคอมโพสิตจะกลายเป็นวัสดุท่อหลักในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ, ให้การรับประกันที่แข็งแกร่งสำหรับความปลอดภัย, การพัฒนาอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซอย่างมั่นคงและมีประสิทธิภาพ.