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《水下井口的抗應(yīng)力腐蝕性能及可靠性研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、學(xué)號(hào)：12105419常州大學(xué)碩士學(xué)位論文水下井口的抗應(yīng)力腐蝕性能及可靠性研究研究生郭澤亮指導(dǎo)教師裴峻峰學(xué)科、專業(yè)名稱化工過(guò)程機(jī)械研究方向石油石化裝備可靠性研究2015年4月StudyonAnti-stressCorrosionPerformanceandReliabilityofSubseaWellheadADissertationSubmittedtoChangzhouUniversityByGuoZe-LiangChemicalProcessMachineryDissertationSupervisor:Prof.PeiJun-Feng(指導(dǎo)教師)Apr
2、il，2015常州大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在論文中以明確方式標(biāo)明。本人已完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：簽字日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)的說(shuō)明本學(xué)位論文作者完全了解常州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)單位屬常州大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借
3、閱。學(xué)校可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編本學(xué)位論文。保密論文注釋：本學(xué)位論文屬于保密范圍，在年解密后適用本授權(quán)書(shū)。非保密論文注釋：本學(xué)位論文不屬于保密范圍，適用本授權(quán)書(shū)。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日中文摘要近年來(lái)，我國(guó)海上相繼發(fā)現(xiàn)了高含硫化氫的油氣田，由于原油中硫化氫含量的升高使得在油氣開(kāi)采以及過(guò)運(yùn)輸程中，硫化物對(duì)油田設(shè)備的腐蝕也越發(fā)嚴(yán)重。硫化氫不僅會(huì)造成嚴(yán)重的全面腐蝕，還會(huì)引發(fā)氫致開(kāi)裂(HIC)和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)等局部腐蝕形式，隨著高含硫原油開(kāi)采以及加工量的增加，硫化氫腐蝕，
4、特別是濕H2S應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂對(duì)石化設(shè)備的影響越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)其所引起的事故往往是突發(fā)的、災(zāi)難性的。同時(shí)隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，人們對(duì)產(chǎn)品的可靠性要求越來(lái)越高。及時(shí)開(kāi)展對(duì)水下井口裝置或材料的可靠性研究，對(duì)于解決我國(guó)石油天然氣鉆采過(guò)程中的安全性問(wèn)題，從根本上提高石油機(jī)械產(chǎn)品的質(zhì)量具有重要意義。因此，研究硫化氫對(duì)油氣井口材料應(yīng)力腐蝕規(guī)律并研究其應(yīng)力腐蝕可靠性下的設(shè)計(jì)安全系數(shù)并對(duì)腐蝕后的水下井口做出應(yīng)力安全性評(píng)定，對(duì)油田設(shè)備的選材及維護(hù)以及油田生產(chǎn)的安全性有重要作用。本文主要研究對(duì)象為水下井口，其制造材料為1Cr13馬氏體不銹鋼，通過(guò)慢應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)、掃描電鏡（S
5、EM）分析、X射線應(yīng)力測(cè)定儀（XRD）分析以及金相顯微分析等研究激光熱處理對(duì)水下井口應(yīng)力腐蝕的影響機(jī)理，為井口材料抗硫化物應(yīng)力腐蝕性能的改善提供了試驗(yàn)和理論依據(jù)。研究結(jié)果表明原始狀態(tài)1Cr13在NACE飽和H2S溶液中為脆性斷裂，激光熱處理后斷口由脆性向韌性轉(zhuǎn)變；激光熱處理后應(yīng)力腐蝕敏感性指數(shù)由75%下降至69.4%，激光熱處理后井口材料的屈服極限和強(qiáng)度極限有較大的提升。激光熱處理后表層殘留奧氏體含量增加，殘余應(yīng)力由處理前的拉應(yīng)力變?yōu)樘幚砗蟮膲簯?yīng)力是抗應(yīng)力腐蝕性能提高的主要機(jī)制。通過(guò)應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論建立了井口材料應(yīng)力腐蝕可靠度計(jì)算模型，根據(jù)可靠度意義下安全系
6、數(shù)的定義推出了1Cr13井口材料最佳設(shè)計(jì)安全系數(shù)。計(jì)算表明若要使材料的可靠度保持在99%時(shí)，在其設(shè)計(jì)過(guò)程中所選用的安全系數(shù)不能小于1.02。通過(guò)有限元分析軟件ANSYS，結(jié)合井口設(shè)計(jì)工況對(duì)水下井口進(jìn)行了應(yīng)力安全性評(píng)定以及均勻腐蝕情況下的服役壽命計(jì)算，分析表明當(dāng)該井口采用1Cr13為其制造材料時(shí)，在設(shè)計(jì)工況下能夠滿足強(qiáng)度要求，具有很好的安全性；在考慮均勻腐蝕的情況下，ANSYS計(jì)算結(jié)果表明該井口I能夠滿足設(shè)計(jì)服役年限具有較好的安全性和可靠性。關(guān)鍵詞：水下井口；硫化物應(yīng)力腐蝕；激光熱處理；可靠性；安全性IIABSTRACTInrecentyears,oilandg
7、asfieldswithhighsulfurcontenthasbeendiscoveredinChina'scoastalareas.Duetotheincreaseofhydrogensulfidecontentincrudeoilandgas,Sulfidestresscorrosionofoilfieldequipmenthasbecomeincreasinglyseriousintheprocessesofproductionandtransportationofcrudeoilandgas.Thepresenceofhydrogensulfidew
8、illnotonlycauseseri
