直流杂散电流干扰下的管线钢腐蚀与氢脆研究

来源 :北京科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shajia0902
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
管道输送作为安全、经济、高效的运输方式,是我国油气输送的主要方式,也是未来氢能运输的主要方式之一。随着我国“西电东送”、高铁、城市轨道交通等基础设施建设的发展,“西气东输”等长距离油气管道受到越来越多不同设施的电场影响,遭受严重的杂散电流干扰,引起管线钢严重的腐蚀和氢脆隐患。长输油气管道钢级不断提升,氢脆敏感性增强,在强干扰下的氢脆风险更为突出。本文围绕长输管道复杂干扰环境对管线钢腐蚀和氢脆影响,从干扰模式、管线钢损伤类型、不同损伤耦合等方面,开展现场、实验和理论研究,理清相关规律和机制,为长输管道安全服役奠定基础。结论如下:(1)基于长输管道在干扰源附近的长期现场跟踪监测,开展不同干扰模式下的大量现场数据统计分析,获得了稳态直流持续干扰、动态直流间歇干扰和高压直流冲击干扰等不同类型杂散电流干扰的参数区间。结合干扰特征,围绕烧蚀、腐蚀、氢脆等损伤,设计建立了不同干扰模式的室内模拟实验方法。(2)研究了高压直流冲击干扰导致的管线钢表面烧蚀特征及烧蚀损伤对管道后续腐蚀发展的影响,澄清了不同干扰参数对烧蚀损伤形态的影响规律,提出了导致管线钢表面烧蚀的干扰电压和干扰时长的边界条件,发现烧蚀优先发生于管线钢表面含夹杂位置。利用腐蚀电化学方法,研究了烧蚀损伤形成后对管线钢在烧蚀附近局部中性和高pH 土壤环境下的腐蚀行为,阐明了烧蚀损伤在管线钢后续腐蚀过程中促进表面局部腐蚀发展的机制。(3)研究了稳态直流持续干扰、动态直流间歇干扰和高压直流冲击干扰等不同干扰特征对X52、X60、X80等多种管线钢氢脆敏感性的影响,通过对模拟干扰下的原位慢应变速率拉伸等方法,分析了干扰时长、干扰电流密度的影响,阐明了不同干扰特征的影响机制,建立了干扰电流密度与氢脆敏感性系数之间的定量关系,并提出了不同干扰下管线钢的氢脆临界电流密度。(4)研究了直流干扰对X90等高钢级管线钢氢脆敏感性的影响,结合氢渗透、氢含量测试等方法,重点研究了 X90钢中氢的扩散、聚集和逸出特性,获得了负向电位对X90钢氢脆敏感性的影响,揭示了不同组织特征X90钢氢脆敏感性差异的原因。(5)研究了直流干扰耦合管道表面机械划伤后对氢脆敏感性的影响,利用应力分析、组织观察和氢脆敏感性实验测试,分析了正常阴极保护条件和动态直流干扰条件下不同划伤深度诱发的氢脆敏感性,提出了机械划伤与直流干扰耦合影响下的管道氢脆敏感性机制,建立了机械划伤深度和动态直流干扰电流密度共同作用下诱发管道氢脆的边界条件。通过上述研究,获得不同干扰对管线钢腐蚀和氢脆的影响规律和机理,为我国长输油气管道安全保障提供了理论和技术支撑。
其他文献
下控制臂是轮式装甲车辆悬架的关键零部件,悬架承载能力不仅需要满足车辆装备枪、炮塔、披挂装甲以及车辆自救设备的要求,还要抵御恶劣路况环境带来的高频次大冲击载荷。Ti-6Al-4V钛合金是α+β型两相钛合金,其具有质量轻,比强度高的优点,是轮式装甲车辆下控制臂的首选材料之一。针对目前国内采用自由锻工艺成形Ti-6Al-4V钛合金下控制臂预制件存在的诸多问题,如尺寸精度低、材料消耗多、工艺稳定性差、生产
学位
锥形箔片轴承作为一种特殊的柔性气体动压轴承,可以同时提供径向力和轴向力,相比传统的径向-止推箔片轴承,能有效简化支承结构并提高整机效率。同时,锥形轴承与弹性箔片的结合使其具有优良的制造工艺性和结构空间性。诸多文献指出,锥形箔片轴承特别适用于整机尺寸受限、轴向力要求不大的中低功率场合,在轻型或微型高速涡轮机械中具有广阔的应用前景。然而,关于锥形箔片轴承的大多研究仅停留在专利设想阶段,目前仍缺乏科学的
学位
氮化镓(gallium nitride,GaN)具有宽带隙(~3.4 eV)、高击穿场强、高饱和电子漂移速率等优良特性,在光电子、高频大功率器件和高频微波器件领域等方面已有广阔应用。这些成熟应用主要使用金属有机化学气相沉积、分子束外延和氢化物气相外延,生长温度皆在700℃以上。目前,GaN的发展已到了新的阶段,既要推广其应用,也要挖掘新的应用和解决新的问题。近年来,使用低温(≤350℃)等离子体增
学位
在“碳达峰”和“碳中和”的时代背景下,汽车轻量化的发展迫切需要开发超高强度汽车用钢并提高其服役性能。热成形工艺有效解决了高强度汽车用钢不易冷冲压成形的问题,所制备的热成形钢零部件已经成为汽车中强度级别最高的安全部件之一。然而,随着强度的提高,热成形钢在服役过程中不可避免的面临塑性差和氢致延迟开裂等问题,且强度级别越高,氢致延迟开裂问题越严重。高强度汽车用钢的氢脆现象常在不可预知的情况下突然发生,会
学位
玉米(Zea mays L.)是我国重要的粮食作物,解析重要农艺性状遗传基础、协调改良高产、优质、抗病、抗逆等性状是培育突破性玉米品种的重要途径。玉米雄穗性状是玉米株型结构的重要组成部分,优化雄穗性状不仅增加玉米冠层光合利用效率且利于能量再分配,从而利于增产。此外,玉米是杂种优势利用最成功的作物之一,其中雄性不育系是玉米杂交制种的关键。因此,挖掘雄性不育基因资源有助于玉米高效杂交制种。在此背景下,
学位
期刊
期刊
化工厂废气以及汽车尾气排放的CO气体严重影响了环境质量和人类健康,目前采用催化技术是净化CO的主要手段。以二氧化铈为载体的非贵金属催化剂因其低成本和良好的催化性能,在CO氧化反应表现出了广泛的应用前景。从原子尺度上深入理解催化剂结构与性能的关系,可以为设计新型高效的二氧化铈基催化剂提供重要的理论指导。本论文以CeO2负载Cu催化剂催化氧化CO反应为研究对象,对二氧化铈纳米颗粒表面的氧空位分布、金属
学位
油气管道是能源输送的血管,在国家能源战略中起到至关重要的作用。随着以X80为代表的大壁厚、大管径、高强度管道建设里程逐年增加,管道安全事故逐渐增多。为了保障油气管道安全运行,采用全自动在役焊接技术,能够在不影响下游生产和生活条件下对油气管道进行修复,具有良好的经济效益。与非在役焊接相比,在役焊接时由于管道内壁介质带走大量的焊接热量,加快了热影响区的冷却速度,导致热影响区残余应力形成和组织性能恶化风
学位
期刊