【摘 要】
：
管线一直被作为石油天然气能源的主要输送手段,管线钢的腐蚀是其服役失效的重要原因,很多学者已对管线外多种土壤环境下的腐蚀行为进行了系统研究。但随着陆地资源的消耗,油气资源开发逐渐开始转向海洋,管线外环境发生改变。海洋环境复杂多变,海底管线失效大多是由外腐蚀引起,其检修困难且费用昂贵。因此,针对海底管线外海洋服役环境的腐蚀机理及影响因素研究是管线在海洋工程中安全服役的基础,势在必行。本论文针对海洋环境
论文部分内容阅读
管线一直被作为石油天然气能源的主要输送手段,管线钢的腐蚀是其服役失效的重要原因,很多学者已对管线外多种土壤环境下的腐蚀行为进行了系统研究。但随着陆地资源的消耗,油气资源开发逐渐开始转向海洋,管线外环境发生改变。海洋环境复杂多变,海底管线失效大多是由外腐蚀引起,其检修困难且费用昂贵。因此,针对海底管线外海洋服役环境的腐蚀机理及影响因素研究是管线在海洋工程中安全服役的基础,势在必行。本论文针对海洋环境的主要变化特征,即温度、溶氧量环境因素和静、动力载荷作用变化,研究了海洋环境和力学因素对X80管线钢在p H=7.7±0.2,3.5wt.%NaCl模拟海水溶液中的腐蚀电化学行为和阴极保护下氢脆的影响,探讨各海洋环境因素的影响规律及作用机理,为X80管线钢在海洋工程中的应用及防护措施制定提供基础数据和理论指导。主要结果及研究进展如下:（1）在3.5wt.%NaCl溶液中,探明了温度、溶氧量、预应变稳态环境变化因素对X80钢在模拟海水溶液中的腐蚀电化学行为的影响规律及机理。温度升高,局部阳极反应速率增大,但局部阴极反应速率几乎不变,温度对腐蚀的促进作用是通过加速阳极溶解来实现。阴极过程与溶解氧浓度息息相关,获得溶解氧影响腐蚀Evans图,随溶解氧浓度的下降,腐蚀速率显著降低,控制步骤也由传质过程控制的吸氧反应转变为活化控制的析氢反应,阴极反应的溶解氧浓度转变点为0.5mg·L-1。预应变对X80钢腐蚀行为的影响相对较小,阳极溶解形成的γ-Fe OOH腐蚀产物对后续腐蚀起阻碍作用,表现为腐蚀速率随着预应力的增大呈下降趋势。（2）在3.5wt.%NaCl溶液中,海洋服役环境中的溶解氧能够改变阴极保护下X80钢的氢脆敏感性变化规律。有氧环境下,开路（OCP）下的X80钢具有一定的应力腐蚀敏感性,随阴极保护电位负移,应力腐蚀敏感性先减小后增大,当保护电位负移达到析氢电位,氢致塑性损失作用增大,在-1200m V下表现出明显的氢脆敏感性;无氧环境下,随阴极保护电位负移,氢致塑性损失作用增大,出现氢脆的临界阴极保护电位升高,在-1100m V下即表现出氢脆敏感性。阴极电位改变了基体次表面氢浓度,表观氢浓度capp与材料的氢脆敏感性呈正相关线性关系。（3）探明了在3.5wt.%NaCl溶液中,循环应力对X80钢基体/溶液界面机械-电化学效应的影响规律,并提出了循环应力下腐蚀演变过程的物理模型。循环应力的施加不改变X80钢在3.5wt.%NaCl溶液中的腐蚀电化学机理。腐蚀初期1h,循环应力下的腐蚀速率促进因子（CRPF）为正值,表明循环应力对腐蚀过程有促进作用,且随应力比R的减小促进作用增大,CRPF与应力比R之间满足关系式CRPF=3.084×10-4×（1-R）;随加载频率f增大腐蚀促进作用增大,当f>1.0Hz时,反应速率受传质过程的控制,循环应力对腐蚀的促进作用趋于稳定。腐蚀10h后,腐蚀加速作用使表面形成了更加均匀致密的腐蚀产物膜,其阻碍作用导致CRPF逆转,循环应力下的腐蚀速率较小,且随应力比R减小,腐蚀产物膜阻碍作用越明显;不同加载频率f下的腐蚀阻碍影响较小。另外,发现循环应力的施加会促进点蚀萌生。（4）设计可与疲劳试验机联用的电化学氢渗透装置,并用此装置研究了恒应力、应力比R和加载频率f对阴极保护下X80钢氢渗透过程的影响。研究表明,应力载荷的作用可以改变氢的渗入和氢的扩散过程。恒应力下,氢渗入阻碍因子HPRF（absorb）及氢扩散阻碍因子HPRF（diffuse）均为负值,外加拉应力不仅促进了氢原子渗入材料次表面,同时促进了氢在试样中的扩散速率,氢渗透过程得到加速,且随拉应力的增大促进作用增大。低应力比R下的HPRF（absorb）为正值,循环应力抑制了氢的渗入,在高应力比R下为负值,循环应力促进氢的渗入。HPRF（diffuse）为负值且随应力比R的增大而增大,应力比R越大,促进氢的扩散作用越小。存在一个临界频率ft,当加载频率f<ft时,随加载频率f的增大,HPRF（absorb）增大,HPRF（diffuse）减小;当加载频率f>ft时,HPRF（absorb）值急剧减小为负值,氢渗入过程加剧,HPRF（diffuse）值急剧增大为正值,阻碍了氢的扩散,更多的氢原子被困在X80钢基体中。在最大应力值σmax=200MPa及应力比R=0.4不变下,临界频率ft=1.0Hz。
其他文献
具有优良塑韧性、焊接性、冷加工成形性和碰撞吸收能量等的先进高强多相钢是国家急需的高性能钢铁材料。但随着强度不断提高,钢材的综合力学性能不断降低,其在冲压成形过程极易出现开裂、回弹、零件尺寸达不到要求等诸多问题。在实现钢铁产业低碳、绿色化转型升级的背景下,本文基于汽车轻量化和合金减量化原则,设计出成分为0.2C-1.74Mn-0.68Si-0.06Nb（wt.%）的低碳热轧多相钢,并利用热模拟和JM
贝氏体钢铁材料开发和应用已有多年的历史,但将贝氏体钢用于轨道行业还处于摸索阶段。随着我国客运列车速度越来越高,货运车辆轴重越来越大,传统的珠光体钢轨强度和韧性已经达到极限。贝氏体钢轨具高强度、高韧性的特点,符合我国铁路高速度、大轴重发展需求,但贝氏体钢轨微观组织结构比传统珠光体钢轨更加复杂,在组织和性能控制方面存在大量技术难题。因此,深入开展新型超细高强韧贝氏体钢轨组织和性能控制研究具有重要的科学
随着洁净钢需求量的日趋增加,精炼比例不断上升,钢包工作衬耐火材料面临的服役环境日益苛刻。作为大中型钢包的内衬材料,刚玉-尖晶石质浇注料逐渐暴露出热震稳定性较差、容易剥落、钢包热损失大等一系列问题。近年来,人们虽然从不同角度对刚玉-尖晶石质浇注料的性能进行了优化,但仍然缺乏对各个组成部分系统性的优化研究。为此,本文从骨料的组成及显微结构特征分析、基质组织设计、外加剂的引入等多角度出发,借助于X射线衍
铁水KR搅拌脱硫工艺是目前国内外钢铁企业铁水深脱硫的首选工艺。搅拌器是该工艺的唯一动力来源,由耐火材料外衬包裹金属芯和组成,由于其长期处于热震与铁水冲刷的工作环境中,对外衬耐火材料的整体性、热震稳定性和抗冲刷性提出高要求,使钢纤维增强莫来石浇注料成为目前搅拌器主流外衬耐火材料。随着铁钢界面技术的不断进步,铁水脱硫温度不断升高,搅拌器耐火材料外衬热震温差不断增大,导致莫来石浇注料中钢纤维高温膨胀、熔
背景缺血性脑卒中（ischemic stroke,IS）,因发病率、死亡率及复发率较高,已成为严重威胁人类健康的重大疾病。目前临床用于治疗急性缺血性卒中的主要方法是溶栓药物（如rt-PA）治疗及机械取栓等。然而,由于溶栓治疗严格时间窗（一般起病后3-4.5h）及缺血性脑卒中本身复杂的病理机制,导致该疾病的治疗尚未取得突破性进展。大量研究发现,脑缺血再灌注（ischemic/reperfusion,
精索静脉曲张为泌尿男科常见疾病,主要表现为单侧或双侧阴囊坠痛,常严重影响患者生活质量。崔学教教授认为,精索静脉曲张的形成主要缘于先天不足及后天耗损,其主要病机为气虚血瘀,与肝、脾、肾及心、肺相关。精索静脉曲张的治疗原则以益气活血、化瘀止痛为主,以补中益气汤合槐榆煎化裁而成的"芪槐强精汤"为基础方（主要由黄芪、升麻、柴胡、槐花、丹参、菟丝子、桑椹、巴戟天、熟地黄、陈皮等组成）辨证加减治疗,治疗过程中
随着临床医学技术的发展,在诊断病情时,常常用到磁共振成像（MRI）影像技术,而这种技术的广泛应用离不开MRI造影剂,它能有效提高成像对比度。相对于磁性纳米颗粒,一维铁基磁性纳米材料具有几何各向异性和较大的比表面积等特点,但是关于构建一维结构的T1-T2双模造影剂的研究报道则几乎没有。因此对于一维铁基磁性纳米材料弛豫性能的研究,就显得非常有价值和意义。本文利用多孔阳极氧化铝（AAO）为模板,通过直流
随着“一带一路、粤港澳大湾区、沿江经济带”等建设规划的提出,我国将建设越来越多的跨江、跨海大桥。大型桥梁的建设势必向着超大跨度、轻量化的方向发展,因此,要求桥梁缆索用钢具有优异的综合力学性能。桥梁缆索钢的强度级别每提高100 MPa,将减轻主缆大约10%的重量,超高强度、轻量化是桥梁缆索用钢的研发目标。例如,抗拉强度为2000 MPa级别的桥索钢已经成功应用在沪通长江大桥上。超高强度、轻量化、组织
高温相变蓄热材料在太阳能光热发电、工业余热回收、工业窑炉蓄热等领域都有着广泛的应用。与其他高温相变蓄热材料相比,Al-Si合金具有相变潜热大、相变温度高、导热系数大、化学性质相对稳定等优点,是高温相变蓄热领域的理想材料。然而Al-Si合金在发生相变时会有液相产生,因此,对其进行封装是发挥其蓄热功能的前提。本文围绕Al-12wt%Si合金微胶囊的制备,利用Ansys商业软件对微胶囊的球形度、壳层厚度
背景心脏电交替现象指在恒定心率下的心电图波形、振幅等呈周期性地交替变化,它是心脏机械功能障碍和电活动不稳定性的重要表现。心脏电交替与临床上某些心脏疾病关系密切,能增加恶性室性心律失常和心脏猝死（sudden cardiac death,SCD）的发生风险,尤其在广泛的病理条件下,包括缺血性心脏病、心力衰竭和心肌梗死等,更容易诱发致命性的心律失常。SCD的发生主要源于恶性室性心律失常,而心脏电交替是