西部某天然气田三通管件腐蚀失效分析

韩难难¹，刘斌¹，张涛^1,2，王忠义³，孟国哲^1,2，邵亚薇^1,2

1. 哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院腐蚀与防护实验室2. 中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护实验室3. 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院

摘 要：西部某天然气田集输管道一处直插式三通管件发生爆管事故,三通主管材质为16Mn钢,支管材质为316L+L416双金属复合管。通过观察失效三通形貌,测量失效三通壁厚,利用电化学方法研究16Mn钢和316L不锈钢在气田模拟环境中的电偶腐蚀行为,利用FLUENT软件分别对直插式、45°和30°三通内部流体的流动特性进行数值模拟计算,结合现场腐蚀情况调查,分析三通失效原因。结果表明,三通选材设计中存在电偶腐蚀的缺陷,且其直插式结构导致三通内部流体的流态发生剧烈变化。天然气在爆管位置形成涡流,气田产出水因低速涡流而逐渐粘附于管道内壁面,并与CO2形成酸性腐蚀环境,导致管道发生电偶腐蚀。爆管处管壁所受壁面剪切力较大,流体对管道内壁形成冲刷作用。三通管件在电偶腐蚀和机械冲刷的协同作用下失效。

关键词：直插式三通;涡流;电偶腐蚀;机械冲刷;