基于ANSYS的埋地套管力学分析

运用ANSYS软件,建立了埋地套管的三维有限元模型。通过室内实验,分析了埋地套管管中心应力与地面施加载荷之间的关系,以及不同载荷下套管长度方向上的应力分布规律,并与有限元模拟结果进行对比,验证了模型的可靠性。最后结合油田几种套管案例建立了三维有限元模型,分析了套管达到屈服强度后的地面施加载荷的临界值,研究结果可为管道与套管的安全防护提供一定的参考。     

金属管道高压直流干扰腐蚀的研究进展

我国能源与需求的区域不对等性促使高压直流(HVDC)输电系统兴起,伴随而来的是HVDC输电系统对周围埋地金属管道产生极大的干扰腐蚀影响。从HVDC腐蚀干扰机理、干扰腐蚀特征等几个方面对国内外的研究成果进行了阐述,介绍了适用于探究HVDC系统对周围管线干扰的相关现场检测技术和数值模拟方法,总结了埋地金属管道直流干扰腐蚀的检测、排查与评估手段,讨论了应对埋地管道干扰腐蚀的防护措施,并对目前存在的问题和未来的展望进行了探讨。     

埋地管道与高压交流输电线之间的安全距离

建设在同一路由内的管道和高压交流输电线,管道不可避免地受到高压交流输电线的干扰,而管道与高压线之间的安全距离则是保证管道不必采取排流的重要指标。为探究埋地管道与高压交流输电线安全距离的问题,分别取4,6,8,10V作为管道上感应电压的限值,利用相关软件研究了高压线稳态运行电流、管道与高压线的平行长度和土壤电阻率对安全距离的影响规律。结果表明,把4V作为感应电压限值时,安全距离远大于其他三个限值对应的安全距离;随着平行长度、稳态运行电流和土壤电阻率的增大,安全距离也相应增大。     

管线钢的裂纹生长预测新模型

氢脆是影响管线钢寿命最严重的破坏机理之一。传统的裂纹生长预测模型没有考虑pH值和温度等环境因素的影响,且只能考虑应力强度较大的加载循环对裂纹生长的影响,忽视了小周期加载的作用。笔者基于氢促进解离（HEDE）和氢增强局部塑性（HELP）两种主流理论,采用氢扩散的动力学模型,建立了一种新的裂纹生长预测模型,并将该模型应用于裂纹生长的预测及小周期对裂纹生长的影响的量化。研究结果表明,建立的裂纹生长模型综合考虑了氢势能、扩散系数、裂纹尖端附近的静水应力和临界加载频率等因素对管线钢裂纹扩展速率的影响,预测值与实验值吻合。利用模型可以将微观裂纹分为惰性、激活、快速增长3个状态,便于管道维护和安全评测;模型将环境因素引入管线钢寿命预测,增强了预测的普适性和准确性;并量化了油气输送中普遍存在的小周期加载对管道裂纹扩展速率的影响。     

高土壤电阻率地区管道牺牲阳极保护季节性优化研究

利用土壤电阻率表征土壤的非均匀性,建立了非均匀土壤阴极保护电位分布模型,并采用BEASY软件进行模拟计算。结果表明:按照现行牺牲阳极设计标准均匀敷设Mg牺牲阳极组,管道存在欠保护问题;在高土壤电阻率地区,考虑季节因素,继续增加Mg牺牲阳极组并不能有效降低管道电位,改铺Mg牺牲阳极带则可以实现管道的可靠保护。     

带涂层缺陷金属EIS研究中等效电路的设计

对电化学阻抗谱进行等效电路分析是研究涂层金属性能的主要方法之一。对于带有缺陷的涂层,由于对应腐蚀体系的复杂性及等效电路的不完善,很难设计合适的等效电路与实际研究相对应,而国内在此方面的问题更为突出。因此,从带有缺陷的涂层腐蚀体系的闭合回路的扰动电流的流径出发,对国内外等效电路的设计研究方法进行总结,提出科学的等效电路设计思路,可以帮助得到合理的等效电路,从而推动等效电路法的实用性与准确性。     

土壤含水率和氯离子含量对最佳保护电位的影响

利用电化学阻抗谱技术,研究X70钢的最佳阴极保护电位随土壤中Cl-和含水率的变化.结果表明:在Cl-含量<10 mmol/kg时最佳保护电位随着含水率的增加先升高后降低,变化幅度在150 mV左右;Cl-含量≥10 mmol/kg时,最佳保护电位随着含水率增加呈现降低的趋势;Cl-含量为20 mmol/kg时的不同含水率的土壤中最佳保护电位均达到最小值;随着含水率的升高Cl-对最佳保护电位的影响逐渐减小.     

直流杂散电流对X65钢腐蚀行为的影响

采用电化学方法对不同直流干扰下X65钢的自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱进行了测试,研究了直流杂散电流对X65钢腐蚀行为的影响。结果表明:当直流干扰小于0.5A时,X65钢会发生钝化,腐蚀速率降低;当直流干扰大于0.5A时,保护膜被溶解,腐蚀转向活性溶解过程,X65钢腐蚀加剧。