崔铭伟
,
魏登峰
,
高嘉喜
,
封子艳
,
易冬蕊
,
张书勤
,
张月明
,
曹学文
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.009
目的 建立低保守性双腐蚀缺陷管道剩余强度的计算方法.方法 利用非线性有限元分析的数值仿真方法,对含有双腐蚀缺陷管道剩余强度进行分析,并验证了分析方法的可靠性.计算了轴向间距对带有相同腐蚀缺陷深度、长度,不同腐蚀缺陷深度、长度,以及具有不同环向间距或不同轴向间距的交叉位置双腐蚀缺陷管道失效压力的影响,首次提出了双腐蚀缺陷相互作用系数的概念,并将其应用到双腐蚀缺陷管道失效压力的计算中.结果 当轴向间距超过一定数值时,双腐蚀缺陷因相互作用而消失,只有在轴向间距非常小或两轴向腐蚀接触时,双腐蚀缺陷才有可能达到或接近完全相互作用.在相互作用范围内,双腐蚀缺陷的相互作用随轴向间距呈对数关系变化.当双腐蚀轴向投影完全重合时,腐蚀环向间距对双腐蚀缺陷相互作用的影响不大;当双腐蚀轴向投影未完全重合时,环向间距对双腐蚀缺陷相互作用的影响不可忽略.当双腐蚀缺陷之间存在一定环向间距时,双腐蚀缺陷的相互作用随轴向间距先增大后减小.结论 提出的相互作用系数概念能够解决交互影响双腐蚀缺陷管道失效压力的计算问题.
关键词:
双腐蚀缺陷
,
剩余强度
,
非线性有限元法
,
完全相互作用
,
相互作用系数
,
计算方法
崔铭伟
,
王媛媛
,
贺杰
,
由洋
,
封子艳
,
张月明
,
张书勤
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.010
目的 分析现有腐蚀评价规范对相互影响腐蚀管道剩余强度计算的适应性,筛选合适的相互影响腐蚀管道剩余强度评价规范.方法 介绍了ASME B31G-91、修正的B31G、ASME B31 G-2009/2012、RSTRENG方法、DNV-RP-F 101方法以及PCORRC方法等七种相邻腐蚀相互作用认定准则以及相互作用腐蚀评价方法,应用实验数据分析了各评价方法的适应性.结果 ASME B31G-91、修正的B31G、ASME B31G-2009/2012、RSTRENG方法大多以临界轴向间距为依据,超过临界轴向间距时,相邻腐蚀不发生相互影响,但未给出相邻腐蚀相互影响的评价思路或影响方式.DNV RP-F101标准明确提出了相邻腐蚀相互影响准则,并给出了相互影响腐蚀评价思路.PCORRC方法未明确给出相互影响腐蚀评价思路.结论 上述七种腐蚀评价规范均以单腐蚀管道为研究基础,更适合评价单腐蚀缺陷管道,评价相互作用腐蚀缺陷过于保守,并且相邻腐蚀缺陷相互作用准则过于简单,未完全反映相邻腐蚀缺陷相互作用机理.相比而言,DNV-RP-F101方法较其他评价方法的计算结果更准确,保守性更低.
关键词:
相邻腐蚀
,
轴向间距
,
相互影响
,
剩余强度
,
评价规范
,
适应性
张兆贵
,
崔铭伟
腐蚀与防护
doi:10.11973/fsyfh-201508014
现有的双腐蚀缺陷管道剩余强度评价规范大多以轴向均匀腐蚀为研究对象,评价双点蚀缺陷管道时结果偏保守,导致管材浪费严重.利用非线性有限元分析方法,对含有交互影响双点蚀缺陷管道的剩余强度进行分析,验证了分析方法的可靠性.在此基础上,研究了轴向间距对带有相同尺寸和不同尺寸双点蚀缺陷管道失效压力的影响,并建立了双点蚀缺陷管道失效压力计算方法.结果表明,双点蚀缺陷相互作用随轴向间距呈对数关系变化,但相同尺寸双点蚀缺陷相互作用随点蚀直径或点蚀深度的变化极小,可以忽略,而不同尺寸双点蚀缺陷相互作用区间随双点蚀直径或深度差距的增加而减小;拟合得到的双点蚀缺陷相互作用系数能够合理预测双点蚀缺陷的相互作用,并解决交互影响双点蚀缺陷管道失效压力的计算.
关键词:
双点蚀缺陷
,
交互影响
,
相互作用系数
,
剩余强度
,
非线性有限元法
崔铭伟
,
封子艳
,
韩建红
,
曹学文
钢铁研究学报
doi:10.13228/j.boyuan.issn1001-0963.20140355
用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢CO2腐蚀环境,通过电子显微镜、腐蚀挂片以及电化学在线监测等,对挂片表面形貌、腐蚀速率以及挂片在线腐蚀情况进行分析,采用实验与数值仿真研究了多相流动状态下Cl-对X70钢CO2腐蚀速率的影响,结果表明:在较低的Cl-浓度下,Cl-浓度对碳钢均匀腐蚀速率的影响存在一个临界浓度,超过临界浓度,碳钢均匀腐蚀速率大幅升高,继续增加Cl-浓度,对均匀腐蚀速率影响不大;在较高的Cl浓度下,Cl-浓度对碳钢点蚀的影响也存在一个临界值,低于临界值,碳钢点蚀处在点蚀孔形成与钝化的动态平衡过程,高于临界值,这种平衡被打破.
关键词:
多相流
,
CO2腐蚀
,
Cl-
,
数值仿真
封子艳
,
强超
,
杨志刚
,
朱世东
,
魏彦林
,
崔铭伟
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.008
目的：提高多相流动状态下温度对X70钢CO2腐蚀机理的认识。方法采用自制实验装置和挂片实验,模拟起伏管路段塞流动条件下X70钢的CO2腐蚀状态,通过电子显微镜和电化学在线监测等手段对试样表面形貌、腐蚀速率以及在线腐蚀情况进行观察和分析,侧重研究多相流动状态下温度对X70钢CO2腐蚀速率的影响。结果当温度达到90~98℃时,由于腐蚀产物膜的影响,CO2分压对腐蚀速度影响甚微,腐蚀速度降至较低水平。当温度在60~80℃之间时,腐蚀挂片表面的腐蚀状态不稳定,出现局部腐蚀或均匀腐蚀,当CO2分压较低时(如0.15 MPa),易形成均匀腐蚀；当CO2分压较高时(如0.6 MPa),易形成局部腐蚀。当温度在40~80℃之间时,随着CO2分压的增加,腐蚀速率达到最高值的温度越来越高,腐蚀速率达到最高值的温度范围一般保持在40~80℃之间。结论温度对X70钢CO2腐蚀的影响与CO2分压密切相关,相同温度下,随着CO2分压的增加,腐蚀速率增大,相应的腐蚀速率达到最高值的温度也越来越高；孤立地说某一温度值下,CO2腐蚀速率达到最高值这一说法不准确。
关键词:
X70钢
,
多相流
,
CO2均匀腐蚀
,
CO2局部腐蚀
,
温度
,
CO2分压
李杰
,
高嘉喜
,
崔铭伟
,
刘栋
,
高延玲
,
高文玲
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.008
目的 研究腐蚀对超临界和密相状态下长输CO2管道压力损失的影响.方法 假设新无缝钢管的表面粗糙度为0.1mm,轻度腐蚀无缝钢管的表面粗糙度为0.25 mm,严重腐蚀无缝钢管的表面粗糙度为0.9 mm,结合输量、管长、环境温度等基础数据,采用HYSYS软件模拟计算腐蚀对不同粗糙度的超临界和密相状态下长输CO2管道的压力分布,根据压力分布结果总结受粗糙度影响的压力分布规律.结果 随着粗糙度的增大,超临界和密相状态下的CO2在流动过程中的压力损失不断增大,超临界状态下的输送受粗糙度的影响大于密相状态下的输送.受高差影响后,结果发生了变化,密相状态下的压力损失大于超临界状态下的压力损失.结论 表面粗糙度对不同相态下的CO2的输送压力损失影响很大,粗糙度每增大1mm,压降增大约9％11.2％.在无高差的条件下,超临界状态的压力损失大于密相状态下的压力损失;受高差影响后,密相状态下的压力损失大于超临界状态下的压力损失.在实际输送管道中,密相状态下的压力损失大于超临界状态下的压力损失.
关键词:
密相
,
超临界
,
粗糙度
,
压力损失
,
管输CO2
封子艳
,
杨志刚
,
南蓓蓓
,
魏彦林
,
李辉
,
崔铭伟
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.013
目的 研究在多相流动状态,尤其是段塞流动条件下,各种浓度的不同缓蚀剂对X70钢腐蚀的影响.方法 采用自制实验装置模拟起伏管路段塞流动条件,通过电子显微镜、挂片失重等方法,对挂片表面形貌、腐蚀速率进行分析,数值仿真了多相流动状态下缓蚀剂乙二醇对X70钢CO2腐蚀速率的影响.结果 自制实验装置的挂片表面形貌、挂片失重速度与真实环道实验相似.实验用缓蚀剂的质量浓度超过35 mg/L后,均匀腐蚀缓蚀效率提升明显,继续提高缓蚀剂的浓度,均匀腐蚀缓蚀效率变化不大.多相流动条件下,缓蚀剂对局部腐蚀的缓蚀效果不明显.仿真用缓蚀剂乙二醇的质量浓度达到250 mg/L后,缓蚀效率变化与实验结果类似.结论 自制实验装置可以模拟起伏管路内气液两相流动状态,实验结果可靠.缓蚀剂的最佳缓蚀效率存在临界浓度,小于临界值时,对挂片的缓蚀作用甚微,超过临界浓度时对挂片表面的腐蚀速率影响不大.段塞流动状态下,缓蚀剂的缓蚀作用仅针对挂片均匀腐蚀,对局部腐蚀影响不大,甚至会促进局部腐蚀的发展.
关键词:
X70钢
,
多相流
,
CO2腐蚀
,
缓蚀剂
,
临界值
,
实验
,
数值仿真
