超临界CO<sub>2</sub>海底管道材料设计研究

李晔; 朱加祥; 付现桥; 陈紫苑; 李子茂; 刘振雷

doi:10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.14

焊接材料 | 浏览量 : 0 下载量: 11 CSCD: 0

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专辑

超临界CO₂海底管道材料设计研究
Study and Design for Supercritical CO₂ Submarine Pipeline Materials
2024年54卷第4期页码：98-103
收稿：2023-08-14，

修回：2023-10-16，

纸质出版：2024-04-25
DOI： 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.14
稿件说明：

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李晔，朱加祥，付现桥，等.超临界CO₂海底管道材料设计研究［J］.电焊机，2024，54（4）：98-103. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.14. DOI：

LI Ye, ZHU Jiaxiang, FU Xianqiao, et al.Study and Design for Supercritical CO₂ Submarine Pipeline Materials[J].Electric Welding Machine, 2024, 54(4): 98-103. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.04.14. DOI：

摘要

随着CO

海底封存技术的势在必行，海底超临界CO

输送管道应用应运而生。为指导海底超临界CO

管道的设计，通过分析超临界CO

腐蚀性确定海底管道的腐蚀裕量，通过分析海底管道的特殊安装方式及服役特点结合超临界CO

的泄压特性，得出钢管的强度、硬度、塑性变形、韧性等力学性能设计指标。同时建立了超临界CO

海底管道断裂控制计算方法，并指出现有方法存在的问题及后续的研究重点。

Abstract

With the imperative of CO

seabed storage technology

the application of submarine supercritical CO

transmission pipelines has emerged. To guide the design of submarine supercritical CO

pipelines

This article determines the corrosion allowance of submarine pipelines by analyzing corrosive of supercritical CO

. By analyzing the special installation method and service characteristics of submarine pipelines

combined with the pressure relief characteristics of supercritical CO

a series of mechanical performance design indicators of steel pipes have been obtained

such as strength

hardness

plastic de

formation

toughness

etc. At the same time

a calculation method for fracture control of supercritical CO

submarine pipelines has been established

and the existing problems of the current method and the next research focus are given.

关键词

Keywords

references

陆诗建，黄凤敏，李清方，等 . 燃烧后CO 2 捕集技术与工程进展［J］. 现代化工， 2015 ， 35 （ 6 ）： 48 - 52 ．

LU S J ， HUANG F M ， LI F Q ， et al . Post-combustion CO 2 capture technology and engineering progress ［J］. Gas Purification ， 2015 ， 35 （ 6 ）： 48 - 52

王小林 . 二氧化碳海底封存与国际海洋环境保护法［J］. 学术论坛， 2010 （ 11 ）： 152 - 156 .

WANG X L . CO 2 seabed storage and international marine environmental protection law ［J］. Academic Forum ， 2010 （ 11 ）： 152 - 156 .

王全德 . 超临界CO 2 管道输送研究现状［J］. 云南化工， 2018 ， 45 （ 2 ）： 120 - 121 .

WANG Q D . Research Status of Supercritical CO 2 Pipeline Transportation ［J］. Yunnan Chemical Technology ， 2018 ， 45 （ 2 ）： 120 - 121 .

陈兵，任科 . 超临界CO 2 输送管道的裂纹扩展机理和控制研究［C］// 2017IPPTC国际石油石化技术会议论文集，北京： 2018 .

陈霖 . 中石化二氧化碳管道输送技术及实践［J］. 石油工程建设， 2016 ， 42 （ 4 ）： 7 - 10 .

CHEN L . Transmission Technology of CO 2 Pipeline and Practice in Sinopec ［J］. Petroleum Engineering Construction ， 2016 ， 42 （ 4 ）： 7 - 10 .

左甜，刘小辉，蒋秀，等 . 超临界CO 2 输送管道的腐蚀研究进展［J］. 石油化工腐蚀与防护， 2011 ， 28 （ 6 ）： 1 - 3 .

ZUO T ， LIU X H ， JIANG X ， et al . Development of Research in Corrosion on Supercritical CO 2 Transportation Pipelines ［J］. Corrosion & Protection In Petrochemical Industry ， 2011 ， 28 （ 6 ）： 1 - 3 .

Gulbrandsen E ， Kvarekval J ， Miland H . Effect of oxygen contamination on inhibition studies in carbon dioxide corrosion ［J］. Corrosion ， 2005 ， 61 （ 11 ）： 1086 - 1097 .

唐云 . 超临界CO 2 输送管道X65钢的腐蚀行为研究［C］// 2016年全国腐蚀电化学及测试方法学术交流会摘要集， 2016 ： 59 - 60 .

张玉成，鞠新华，庞晓露 . O 2 浓度对钢在超临界CO 2 中腐蚀速率的影响［J］. 中国腐蚀与防护学报， 2015 ， 35 （ 3 ）： 220 - 225 .

ZHANG Y C ， JU X H ， PENT X L . Effect of O 2 Concentration on Corrosion Rate of Steels in Supercritical CO 2 ［J］. Journal of Chinese Society For Corrosion and Protection ， 2015 ， 35 （ 3 ）： 220 - 225 .

陈兵，肖红亮，曹双歌 . 适合陕北CCUS的含杂质的CO 2 气源品质指标研究［J］. 天然气化工， 2017 ， 42 （ 3 ）： 63 - 66 .

CHEN B ， XIAO H L ， CAO S G . Study on the quality of CO 2 containing impurities in northern Shaanxi CCUS ［J］. Natural Gas Chemical Industry ， 2017 ， 42 （ 3 ）： 63 - 66 .

李杜娟 . 基于ASYS的海底管道“S”型铺设过程中的应变分析［J］. 化工技术与开发， 2019 ， 48 （ 6 ）： 52 - 54 .

LI D J . Strain Analysis of Submarine Pipeline “S” Laying Process Based on ANSYS ［J］. Technology & Development of Chemical Industry ， 2019 ， 48 （ 6 ）： 52 - 54 .

马坤明，孙国民，雷震名，等 . 海底管道的管材选用探讨［J］. 材料开发与应用， 2012 ， 27 （ 4 ）： 106 - 109 .

MA K M ， SUN G M ， LEI Z M ， et al . Principle of Material Selection for Subsea Pipeline ［J］. Development and Application of Materials ， 2012 ， 27 （ 4 ）： 106 - 109 ..

DNV GL-ST-F101-2017.海底管道系统［S］.

蒋秀，屈定荣，刘小辉 . 超临界CO 2 管道输送及安全［J］. 油气储运， 2013 ， 32 （ 8 ）： 809 - 813 .

JIANG X ， QU D R ， LIU X H . Supercritical CO 2 pipeline transportation and safety ［J］. Oil & Gas Storage and Transportation ， 2013 ， 32 （ 8 ）： 809 - 813 .

高惠临 . 管线钢管韧性的设计和预测［J］. 焊管， 2010 ， 33 （ 12 ）： 5 - 12 .

GAO H L . The Design and Prediction of Line Pipe Toughness ［J］. Welded Pipe and Tube ， 2010 ， 33 （ 12 ）： 5 - 12 .

陈磊，闫兴清，胡延伟，等 . 二氧化碳管道意外泄漏减压过程的断裂控制研究进展［J］. 化工进展， 2022 ， 41 （ 3 ）： 1241 - 1255 .

CHEN L ， YAN X Q ， HU Y W ， et al . Research progress on fracture control of accidental leakage and decompression in CO 2 pipeline transportation ［J］. Chemical Industry and Engineering Progress ， 2022 ， 41 （ 3 ）： 1241 - 1255 .

李昕 . 二氧化碳输送管道关键技术研究现状［J］. 油气储运， 2013 ， 32 （ 4 ）： 343 - 348 .

LI X . Status of key technology research on carbon dioxide pipeline ［J］. Oil & Gas Storage and Transportation ， 2013 ， 32 （ 4 ）： 343 - 348 .

任科 . 超临界二氧化碳管道断裂理论和控制方法研究［D］. 陕西：西安石油大学， 2018 .

REN K . Study on fracture theory and control method of supercritical carbon dioxide pipeline ［D］. Shanxi ： Xi'an Shiyou University ， 2018 .

SY/T 10037-2018 ，海底管道系统［S］.

ASME B31.4-2022 ，液态烃和其他液体管线输送系统［S］.

DNV-RP-J202-2010，二氧化碳管道的设计和运行［S］.

ISO 27913-2016 ，二氧化碳捕集，运输和地质埋存-管道输送系统［S］.

NVGL-RP-F104-2017，二氧化碳管道的设计和运行［S］.