儲氣井土壤腐蝕檢測技術(shù)方法

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儲氣井土壤腐蝕檢測技術(shù)方法

1范圍

本文件規(guī)定了儲氣井土壤腐蝕檢測技術(shù)方法的基本要求、現(xiàn)場采樣、土壤數(shù)據(jù)分析、土壤腐蝕模擬

實驗等內(nèi)容。

本文件適用于對儲氣井土壤腐蝕情況的檢測。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

3.2儲氣井gasstoragewell

儲氣井是一種主要用于儲存壓縮天然氣的新型承壓設(shè)備，主要用于天然氣汽車加氣站儲存壓縮天然

氣。

3.3

3.4土壤腐蝕soilcorrosion

土壤腐蝕是指土壤的不同組分，受不同因素的影響對金屬進行協(xié)同腐蝕。

3.5

3.6均勻腐蝕uniformcorrosion

均勻腐蝕是儲氣井土壤腐蝕失效形式中最普遍，最常見的腐蝕形式，常位于較淺底層地層中固井水

泥環(huán)損傷區(qū)域。

3.7

3.8細菌腐蝕bacterialcorrosion

細菌腐蝕是指金屬在含有硫酸鹽的土壤中受腐蝕時，陰極反應(yīng)的氫將硫酸鹽還原為硫化物，硫酸鹽

還原菌利用反應(yīng)的能量進行繁殖，從而加速金屬腐蝕的現(xiàn)象。

3.9

3.10點蝕corrosivepitting

點蝕是金屬表面部地區(qū)出現(xiàn)縱深發(fā)展的腐蝕小孔，其余地區(qū)不腐蝕或腐蝕輕微的一種腐蝕形態(tài)。

4基本原則

4.1準(zhǔn)確性

在檢驗前應(yīng)進行進行充分的文獻研究，查找相關(guān)的地質(zhì)資料，并與儲氣井現(xiàn)場實際相結(jié)合，注意檢

驗的準(zhǔn)確性。

4.2實用性

檢測方法應(yīng)具備實用性，能夠在實際的儲氣井環(huán)境中進行應(yīng)用，操作簡便、高效。

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4.3安全性

檢測方法應(yīng)具備安全性，操作過程應(yīng)符合相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)，不對人員和環(huán)境造成危害。

5現(xiàn)場采樣

5.1現(xiàn)場檢驗

5.1.1應(yīng)通過現(xiàn)場檢驗，確定儲氣井土壤腐蝕的主要失效形式。

5.1.2儲氣井土壤腐蝕失效形式應(yīng)包括以下內(nèi)容：

a)均勻腐蝕；

b)細菌腐蝕；

c)點蝕。

5.2試樣采集

5.2.1應(yīng)在現(xiàn)場檢驗確定儲氣井土壤腐蝕的主要失效形式后，對不同類型的土壤進行樣本采集。

5.2.2試樣采集應(yīng)在特定土壤采集點進行，主要土壤采集點應(yīng)如表5.2.2所示。

表5.2.2土壤采集點

地點東莞武漢南京南充東營石家莊西安沈陽大連

土壤類型紅壤黃棕壤黃壤赤紅壤赤堿地褐土黑壚土黑鈣土棕壤

6土壤數(shù)據(jù)分析

6.1土壤樣本理化分析

土壤樣本分析應(yīng)包含對土壤的含水量、電阻率、氧化還原電位、理化數(shù)據(jù)等項目，并對樣本進行理

化分析。

6.2土壤含水量分析

土壤中的含水量對金屬材料的腐蝕影響應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a)含水量低時，腐蝕率隨著含水量的增加而增加；

b)達到某一含水量時腐蝕率最大達時再增加含水量，其腐蝕性反而下降。

6.3土壤電阻率分析

土壤腐蝕性受電阻率影響的程度應(yīng)符合以下要求：

a)土壤電阻率低于20Ω·m，土壤腐蝕性強；

b)土壤電阻率在20-50Ω·m之間，土壤腐蝕性為中等水平；

c)土壤電阻率高于50Ω·m，土壤腐蝕性處于較低水平。

6.4土壤氧化還原電位分析

6.4.1土壤養(yǎng)護還原電位應(yīng)用Eh表示，單位為mV，宜采用鉑電極和飽和甘汞電極電位差法進行測定。

6.4.2土壤氧化還原電位的分析應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a)土壤通氣性；

b)土壤水分情況；

c)植物根系的代謝作用；

d)土壤中易分解的有機質(zhì)含量。

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6.5土壤理化數(shù)據(jù)分析

6.5.1土壤理化數(shù)據(jù)分析影響因素應(yīng)包含以下內(nèi)容：

a)含水量；

b)電阻率；

c)氧化還原電位。

6.5.2土壤理化數(shù)據(jù)分析應(yīng)考慮多種影響因素，統(tǒng)籌分析。

7土壤腐蝕模擬實驗

7.1實驗要求

7.1.1應(yīng)選擇具有代表性的土壤樣本，在一定的溫度和濕度條件下，加工制作不同材質(zhì)的儲氣井模擬

管型試樣埋入不同土壤類型的土壤箱中來模擬實際現(xiàn)場環(huán)境。

7.1.2應(yīng)主要監(jiān)測試樣的自腐蝕電位變化，主要檢測儀器應(yīng)為恒電位儀與數(shù)據(jù)記錄儀。

7.1.3檢測結(jié)束后應(yīng)對試樣采用各種電化學(xué)技術(shù)進行測試。

7.1.4應(yīng)用XRD、SEM、激光共聚焦3D顯微鏡等分析手段對試樣進行表面分析。

7.1.5應(yīng)對試樣進行力學(xué)分析，確定各地層腐蝕失效類型。

7.1.6應(yīng)對試樣進行電化學(xué)試驗研究，并分析儲氣井腐蝕失效機理。

7.2實驗箱結(jié)構(gòu)

模擬實驗箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)包含但不限于以下內(nèi)容：

a)溫度、濕度控制系統(tǒng)；

b)土壤腐蝕容器；

c)探頭部分；

d)密封部分。

7.2.1土壤腐蝕容器

7.2.1.1設(shè)備外殼應(yīng)符合以下要求：

a)設(shè)備外殼應(yīng)采用A3鋼或不銹鋼拉絲板數(shù)控機床加工成型；

b)設(shè)備外殼應(yīng)易清潔，耐老化；

c)設(shè)備外殼應(yīng)具有經(jīng)久耐用，抗磨損，耐腐蝕等特點。

7.2.1.2設(shè)備內(nèi)膽應(yīng)符合以下要求：

a)設(shè)備內(nèi)膽應(yīng)為SUS304；

b)設(shè)備內(nèi)膽應(yīng)采用8k鏡面不銹鋼板；

c)設(shè)備內(nèi)膽應(yīng)光亮，美觀，耐腐蝕，并外涂耐高溫腐涂層。

7.2.1.3保溫材質(zhì)應(yīng)符合以下要求:

a)應(yīng)采用高密度硅酸鋁纖維棉;

b)應(yīng)具有耐溫高，傳熱系數(shù)低等特點；

c)保溫厚度應(yīng)為100mm；

d)試驗室內(nèi)溫度不應(yīng)傳導(dǎo)到設(shè)備外部。

7.2.1.4箱門部分應(yīng)符合以下要求：

a)試驗箱門中心的位置應(yīng)安裝一個觀察窗口；

b)觀察窗應(yīng)采用三層中空鋼化玻璃,內(nèi)外雙層膠合片式導(dǎo)電膜；

c)觀察窗應(yīng)具有透明、隔熱、不易產(chǎn)生蒸汽結(jié)霜等優(yōu)點；

d)應(yīng)配有優(yōu)質(zhì)照明燈，可在光線不足時輔助觀看試驗箱內(nèi)試驗情況。

7.2.1.5內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)采用臺灣耐高低溫，高濕長軸電機，配有耐高低溫之鋁質(zhì)多翼式葉輪。

7.2.1.6箱門與箱體間應(yīng)符合以下要求：

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a)試驗箱門與箱體之間應(yīng)采用雙層耐高低溫之高張性硅膠密封條；

b)大門內(nèi)外板材料應(yīng)采用不銹鋼；

c)大門內(nèi)板應(yīng)具有美觀，耐用等特點，并采用無反作用門把手。

7.2.1.7引線測試孔（機器左側(cè)）宜外接測試電源線或信號線使用。

7.2.1.8設(shè)備的制冷系統(tǒng)應(yīng)安裝在底部，在規(guī)定的時間內(nèi)將溫度或濕度降到所要求的數(shù)值。

7.2.1.9機器底部應(yīng)安裝高品質(zhì)可固定式PU活動輪，將機器移到指定位置，最后將腳輪固定。

7.2.1.10設(shè)備的控制部分應(yīng)設(shè)計在設(shè)備的右側(cè)，分布有溫控儀、控制開關(guān)等。

7.2.1.11工作室尺寸宜符合以下要求：

a)工作室內(nèi)尺寸:W40×H50×D40cm;

b)工作室外尺寸:W92×H155×D87cm（約）。

7.3實驗箱性能

7.3.1模擬實驗箱在無試驗負荷、無層架情況下穩(wěn)定2小時后測定的性能應(yīng)符合以下要求：

a)溫度范圍:-40℃～150℃；

b)溫度波動度:±0.5℃；

c)溫度均勻度:≤2.0℃；

d)升溫時間:2.0-3.0℃/min(非線性空載)；

e)降溫時間:0.7-1.2℃/min(非線性空載)；

f)濕度范圍：20-95%RH；

g)濕度波動度：≤±2%RH；

h)濕度偏差：≤±2.5%RH；

i)濕度均勻度:≤3.0%RH。

7.3.2溫濕度范圍應(yīng)符合相關(guān)要求，具體內(nèi)容見圖7.3.2。

圖7.3.2溫濕度范圍參考圖

4

ICSJ74

CCS23.020.30

CASME

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會團體標(biāo)準(zhǔn)

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儲氣井土壤腐蝕檢測技術(shù)方法

TechnicalmethodofsoilcorrosiondetectioningasstorageWells

（意見征求稿）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實施

中國中小商業(yè)企業(yè)協(xié)會??發(fā)布

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1范圍

本文件規(guī)定了儲氣井土壤腐蝕檢測技術(shù)方法的基本要求、現(xiàn)場采樣、土壤數(shù)據(jù)分析、土壤腐蝕模擬

實驗等內(nèi)容。

本文件適用于對儲氣井土壤腐蝕情況的檢測。

2規(guī)范性引用文件

本文件沒有規(guī)范性引用文件。

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

3.2儲氣井gasstoragewell

儲氣井是一種主要用于儲存壓縮天然氣的新型承壓設(shè)備，主要用于天然氣汽車加氣站儲存壓縮天然

氣。

3.3

3.4土壤腐蝕soilcorrosion

土壤腐蝕是指土壤的不同組分，受不同因素的影響對金屬進行協(xié)同腐蝕。

3.5

3.6均勻腐蝕uniformcorrosion

均勻腐蝕是儲氣井土壤腐蝕失效形式中最普遍，最常見的腐蝕形式，常位于較淺底層地層中固井水

泥環(huán)損傷區(qū)域。

3.7

3.8細菌腐蝕bacterialcorrosion

細菌腐蝕是指金屬在含有硫酸鹽的土壤中受腐蝕時，陰極反應(yīng)的氫將硫酸鹽還原為硫化物，硫酸鹽

還原菌利用反應(yīng)的能量進行繁殖，從而加速金屬腐蝕的現(xiàn)象。

3.9

3.10點蝕