温度对X90管线钢应力腐蚀开裂的作用机理研究

来源 :中国石油大学(华东) | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangyang03
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
应力腐蚀开裂(SCC)作为输油输气管道断裂失效的方式之一。在近中性p H环境中,有关高强钢的SCC影响因素有很多,其中关于温度对于近中性p H应力腐蚀开裂敏感性的作用机理研究较少,且尚未形成一致的结论。因此开展管线钢在近中性p H溶液中的环境温度敏感性作用机理的研究具有重要意义。本文以高强度X90钢为研究对象,采用极化曲线测试、慢应变速率试验(SSRT)并结合分子动力学(MD)模拟的方法,定性分析了X90钢在近中性p H溶液,273 K-323 K温度环境,SCC敏感性差异及其作用机理,并基于氢运动理论构造了氢脆敏感性的定量分析模型,且模型与试验结果吻合较好。主要工作如下:开展了273 K-323 K温度下的SCC电化学行为研究。结果表明,不同温度中的SCC机理均为阳极溶解和氢脆的混合机理,在裂纹发展初期阳极金属溶解形成点蚀诱导裂纹成核,中后期由应力和氢脆的共同作用引发SCC裂纹扩展。SCC温度敏感性差异的原因是由于温度对氢脆过程的影响导致的。开展了不同温度下的SSRT研究,并结合扫描电子显微镜观察试样的截面形貌。结果表明,X90钢在273 K-323 K的近中性NS4溶液中均产生了不同程度SCC敏感性。在空气中为典型的韧性断裂,在273 K-313 K的溶液中,温度升高,脆性解理所占的比例逐渐变大,温度上升至323 K时,韧性比例又有所回升。SCC敏感性大小顺序为:273K<283 K<323 K<293 K<303 K<313 K。采用分子动力学模拟的手段,研究了在拉伸载荷下,不同温度引发的氢原子的扩散与积累对铁纳米模型力学性能变化的规律。模拟结果与慢应变速率试验所得的敏感性趋势相同,均表明温度对管线钢氢脆敏感性不是单一的线性关系,而是具有一个阈值温度Tcritical,当温度在阈值温度以下时,SCC敏感性与温度呈正相关,当高于临界温度时,敏感性和温度负相关。温度本质上是通过影响管线钢中氢的积累与扩散而对SCC断裂敏感性造成影响的。基于前人提出的氢扩散动力学理论,我们以不同温度下氢原子饱和裂纹尖端塑性区所需要的时间作为敏感性量化指标,构造了用于量化温度对氢脆影响程度的物理模型,且该模型计算结果与试验吻合较好,两者均表明氢脆阈值温度在313 K左右。
其他文献
从机场航站楼这一特定建筑类型出发,幕墙系统作为常见的表皮形式,我们不断在研究其表现效果与功能特性协调统一。而作为北京大兴国际机场航站楼的立面围护体系不仅是幕墙系统,还包括与之相关的建筑主体结构以及立面外幕墙体现的功能性构件和装饰性构件等。各元素之间需要整体考虑,进行一体化设计。结构方面,外围的支承结构不仅用于支撑屋面,很大部分是承担外幕墙的荷载,与幕墙系统的设计也是息息相关。得益于外围支承结构,外
期刊
大数据时代的到来,为中职计算机课堂教学改革提供前所未有新机遇。虽然我国计算机课堂教学整体水平显著提升,但是与其他学科的课堂教学相比,计算机课堂教学仍然存在一些问题。广大教师应认知大数据技术优势,充分利用微课视频、翻转课堂、网络教学平台、优化教学评价与课堂教学模式等措施,探究行之有效的计算机课堂教学改革对策。
期刊
我国褐煤储量丰富,直接燃烧会造成资源浪费和环境污染。褐煤配浆用于煤-油共炼可以提高褐煤的利用价值。目前,褐煤油浆面临的主要问题是成浆浓度低和稳定性差。为了提高褐煤油浆的成浆性能,本文以印尼褐煤油煤浆为研究对象,考察粘温特性、流变特性、分散剂种类和用量对成浆性的影响。利用旋转粘度计对印尼煤油煤浆的粘温特性、流变特性进行研究,发现油煤浆粘度随温度升高而减小,随浓度增加而增大,最高成浆浓度达到50 wt
学位
天然气水合物作为一种污染少、分布广的新型能源成为世界各国争抢的重要战略资源,而南海神狐海域的天然气水合物的成功开采,标志着我国进行开采深水可燃冰的开端。在深海立管中,开采得到的天然气水合物受到环境因素和自身性质的影响,进行生成和分解化学反应,使得管内流变成复杂的多相非平衡流,影响开采立管的安全性,容易引发安全事故。以分子热力学为基础,本文建立了天然气水合物在受温度压力变化影响下的生成分解相平衡模型
学位
学习活动观是将学习融入活动的一种理念。现阶段,部分学生在进行初中英语写作学习的过程中存在思维能力不足、课堂参与意识较差等情况,严重影响自身核心素养的发展。为解决这一问题,文章对学习活动观进行简要概述,并从明确教学目标、规划教学内容、完善教学反馈这三个角度出发,总结学习活动观在初中英语写作教学中的应用策略,旨在为学生构建良好的学习环境,帮助学生顺利掌握写作技巧,突破写作难、难写作的问题。
期刊
芳烃(苯、甲苯、二甲苯)是石油化工行业中极为重要的基础原料,其产量和规模仅次于乙烯和丙烯。芳烃的衍生物广泛用于生产合成纤维、合成橡胶、合成树脂以及各种精细化学品。近几十年来,由于工业和石油化学工业的发展,芳烃生产已转向以催化重整汽油和裂解汽油为主要原料的石油化工路线。催化重整是生产芳烃等化工原料的主要工艺过程之一。石脑油馏分经过催化重整后得到的馏分油中富含芳烃和溶剂油馏分,同时也含有微量的烯烃。这
学位
定向井滑动钻进过程中由于摩阻过大、发生屈曲等多种因素的影响,会出现钻压难以有效地传递到钻头上的所谓托压现象。托压会导致施工作业困难、钻进效率低下、钻井成本增加,严重时甚至会导致钻进作业无法进行。目前油田现场在实践中对托压已经形成了一些初步认识,也总结出了一些防托压的技术措施,研制出了多种防托压工具,但基本上是以实践经验的总结和工具开发为主,缺少以理论模型为基础的定量分析方法。因此,我们有必要确立指
学位
居民是房屋空置税的主要纳税人,因此,在房屋空置税的设计和准备实施的过程中,政府和税务机关需要考虑居民的房屋空置税制设计偏好。根据本文的调查结果:关于计税依据和税率形式,我国居民无明显偏好。关于税率,我国居民偏好于较低的房屋空置税率。关于开征条件,我国居民偏好于"1年"和"2年"的空置房屋认定时间。此外,不同家庭年收入水平和家庭房产数量的居民在房屋空置税制设计偏好方面存在一定的差异性。为了给房屋空置
期刊
近年来,人类对化石能源的需求逐渐增加,随之而来的环境问题也极大地制约着社会的可持续发展。因此,发展清洁、高效的替代性能源,建立可持续能源发展体系是现代社会首先要解决的问题。由于具有绿色环保以及质量和体积能量密度较大等优点,锂离子电池被认为是最具有开发潜力的电池之一。其中,负极材料是锂离子电池的关键组成之一,锂离子电池商业化负极材料主要为石墨,但较低的理论容量(372 m Ah g-1)已经不能满足
学位
神经网络是一类非线性动态系统,它可以高度模仿人脑进行信息处理和计算,目前已被广泛应用于信号处理、模式识别、保密通信、自动控制等各个领域。在神经网络的实际应用过程中,由于数据传输需要一定时间,时滞不可避免的存在,因此,对时滞神经网络进行研究具有重要的实际意义。另一方面,为了满足实际应用需求,神经网络的复杂程度越来越高,因此网络环境下的神经网络研究得到广泛关注。网络化系统由于其速率高、成本低、易于扩展
学位