基于有限元法的油气田集输管网阴极保护布局优化

在利用有限元法建立外加电流阴极保护模型的基础上,借助Sobol灵敏度分析,确定了显著影响某油气田集输管网阴极保护效果的关键参数,并通过粒子群优化(PSO)算法对其系统布局进行优化。结果表明:由于外加电流阴极保护模型的模拟电位与测试桩的测定电位误差较小,故该模型能够较好地反映出油气田集输管网的电位分布现状;改变防护涂层电阻率等一阶敏感性系数较高的因素会对阴极保护效果产生较大影响,土壤电阻率、防护涂层电阻率以及管道埋深与其他参数之间可能存在明显交互作用;当利用PSO算法对油气田集输管网的阴极保护效果进行全局寻优时,该模型经过47700次粒子进化迭代后的最佳阴极保护系统有效覆盖率高达99.14%,优化效果显著。

暗棕壤中Cl-/SO42-质量比对镀锌钢和不锈钢腐蚀行为的影响

[目的]探究吉林地区暗棕壤中氯离子(Cl^(-))和硫酸根离子(SO_(4)^(2-))对典型接地材料腐蚀的影响。[方法]通过室内加速腐蚀试验考察不同Cl^(-)/SO_(4)^(2-)质量比下镀锌钢和不锈钢腐蚀速率的变化,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分析金属腐蚀产物的变化,探讨镀锌钢和304不锈钢的腐蚀机理。[结果]低浓度SO_(4)^(2-)的存在会促进Cl^(-)对镀锌钢的点蚀,SO_(4)^(2-)浓度高则能减缓Cl^(-)对镀锌钢的腐蚀。但镀锌层厚度有限,在强酸性环境下会因为快速溶解而逐渐失去防腐作用。与镀锌钢相比,304不锈钢在暗棕壤中的耐蚀性更优,但其成本更高,并且304不锈钢的点蚀随着Cl^(-)/SO_(4)^(2-)质量比的增大而加剧。[结论]镀锌钢较适用于温和的中性土壤环境。304不锈钢比镀锌钢更耐腐蚀,但不适用于腐蚀性阴离子含量高的土壤环境。

恒电量法研究温度对石油储罐底板材料在土壤模拟液中腐蚀的影响

[目的]大型石油储罐运营过程复杂多样的环境条件,以及石油、沉积水、土壤等腐蚀介质造成石油储罐的腐蚀行为极其复杂,而储罐腐蚀行为的研究和腐蚀过程的监测对于储运中心运行和安全管理极其重要。恒电量法具有快速、无损、灵敏度高、重现性好等优点,基于恒电量法可以实现复杂体系中腐蚀过程的实时监测,但目前在储罐腐蚀研究中鲜有报道。[方法]采用恒电量法研究温度对储罐底板材料(16MnR钢)在土壤模拟液中腐蚀的影响,并结合传统的挂片法、动电位极化法、线性极化法、电化学阻抗法及扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征,对恒电量法应用于石油储罐底板腐蚀研究的有效性进行评价。[结果]温度对16MnR钢在土壤模拟液中的腐蚀有极大的影响,腐蚀随温度升高而加快,恒电量法与传统电化学方法的测试结果具有较好的一致性。[结论]恒电量技术是一种可靠性较高的腐蚀检测方法,在石油储罐底板腐蚀的实时监测中有着很好的应用前景。

Q235钢在某地区土壤环境中的长期腐蚀行为

目的为了获得Q235钢长期土壤腐蚀数据,在某地区开展土壤埋藏试验,用于积累Q235钢长周期腐蚀数据,为实际埋地相关工程提供数据服务,为相关标准制定提供数据支持。方法采用腐蚀失重测量、宏观形貌观察、SEM、EDS、XRD、电化学测试等分析手段对某地区埋藏30年的Q235钢的腐蚀行为进行分析。结果Q235钢板表面腐蚀形式为均匀腐蚀、缝隙腐蚀和点蚀;平均腐蚀失重速率为1.7658 g/(dm^(2)·a),平均腐蚀深度速率为0.0226 mm/a,最大点蚀深度为1.59 mm;腐蚀产物EDS分析结果为Fe、O、C 3种元素,XRD分析结果表明,主要物相为FeO、Fe_(2)O_(3)、α-FeOOH、FeCO_(3)、γ-FeOOH及底层量未转化的δ-FeOOH,腐蚀产物层结构不完整,内部有较多的缺陷和裂纹;电化学测试的带锈样腐蚀速率明显低于除锈后试样的腐蚀速率,说明腐蚀产物对金属基体有一定的保护作用。结论在埋地Q235钢板的腐蚀过程中,缝隙腐蚀和点蚀占有较大比例,对腐蚀失重速率贡献明显;开展某地区土壤环境中地下工程完整性评估和环境适应性评估时,可参照本文腐蚀数据进行。

酸液中的缓蚀剂和杂质离子对带钢酸洗效果的影响

通过对比热轧带钢在不同成分酸液中的铁损速率,以及不同钢种在不同质量分数缓蚀剂的酸液中的铁损速率,明确了酸液中的缓蚀剂和杂质离子Cu^(2+)对热轧带钢酸洗效果的影响。指出影响热轧带钢在酸液中铁损速率的因素包括钢种成分、缓蚀剂质量分数及酸液成分等。热轧带钢经不同酸液酸洗后的表面色泽和微观形貌存在差异。酸液中的杂质离子Cu^(2+)会显著影响酸洗效果,缓蚀剂与Cu^(2+)对抑制带钢铁损速率有叠加作用。在对废酸的处理过程中,必须管控杂质离子Cu^(2+)的质量浓度,以获得良好的酸洗效果。

埋地燃气管道腐蚀失效原因分析

针对埋地燃气管道在巡线过程中出现的泄漏情况,开挖后发现管道表面有局部腐蚀坑。通过外防腐层检查、宏观检查、壁厚测量、化学成分分析、力学性能检验、金相组织分析、腐蚀产物分析、腐蚀环境调查等,系统研究了该埋地燃气管道失效的原因及机制。结果表明:由于外防腐层破损,管道长期与腐蚀性较弱的土壤接触而发生局部穿孔;在较高含水量、较高氧化还原电位、较低含盐量、含氯离子的碱性土壤中发生了吸氧腐蚀和硫酸盐还原菌腐蚀;且在Cl-等阴离子侵蚀下,腐蚀产物膜被破坏,形成蚀孔内金属为小阳极-蚀孔外金属为大阴极的微电偶腐蚀电池,加速了向管体内壁的腐蚀进程。

D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理研究

为了明确D-氨基酸增强杀菌剂的生物膜驱散效果及杀菌机理,采用不同D-氨基酸与传统杀菌剂三丁基正十四烷基氯化膦(TTPC)、四羟甲基硫酸磷(THPS)以及抗菌肽组成复配杀菌剂,通过失重实验、电化学测试、表面分析等手段研究了复配杀菌剂对碳钢表面上的硫酸盐还原菌(SRB)、铁氧化菌(IOB)、SRB+IOB混合菌的杀菌缓蚀效果,明确了D-氨基酸驱散生物膜的行为与作用机理。结果表明:SRB和IOB发生协同作用,在碳钢试样表面形成致密的生物膜,其不仅提供了适合SRB生长的厌氧环境,还对SRB起到一定的保护作用,导致SRB+IOB混合菌造成的腐蚀最为严重,而D-氨基酸释放出的生物膜分散信号因子可改变细菌细胞壁肽聚糖成分以及调节细胞基因表达方式,通过其与细菌蛋白质结合来抑制生物膜形成,并使已有生物膜主动从碳钢表面分散脱落,破坏SRB与IOB所构成的氧浓差环境,在很大程度上抑制了因细菌所产生的胞外聚合物(EPS)导致的金属腐蚀加剧,进而使得杀菌剂能更好地杀灭生物膜下的细菌,对混合菌生物膜中SRB和IOB的杀菌率分别高达100%、82.60%,表明D-氨基酸通过驱散生物膜行为对杀菌剂起到了很好的杀菌增强效果。

基于MOSMA-SVR的油气管道腐蚀深度预测模型研究

为提高埋地油气管道腐蚀深度预测精度,使用支持向量回归(SVR)对各腐蚀影响因素与最大腐蚀深度进行仿真建模。采用一种新型元启发式算法——多目标黏菌优化算法(MOSMA)对SVR的损失函数进行优化,构建了一种高效智能混合模型MOSMA-SVR来预测埋地油气管道最大点腐蚀深度。将模型预测结果与WOA-SVR、GWO-SVR、AOA-SVR 3种混合模型预测结果进行对比。结果表明:构建的基于MOSMA-SVR的腐蚀深度预测模型在测试集得到均方误差仅为0.002,平均绝对百分比误差为3.659%,模型的决定系数R2达到0.999,各评估指标均优于其他混合模型,具有较高的精度和较好的泛化性,可为管道腐蚀控制提供决策参考。

淋溶酸性溶液对SnPb焊料中重金属浸出及电化学特性的影响

为研究重金属元素在土壤中的浸出迁移特性,评价其环境污染风险程度,以电子产品SnPb焊料为对象,研究填埋时不同酸性溶液对焊料重金属元素的腐蚀浸出行为以及腐蚀电化学特性的影响,对淋溶液中重金属浸出速率、表面腐蚀产物及形貌和动电位极化曲线等进行分析。结果表明:SnPb焊料在淋溶H_(2)SO_(4)⁃HNO_(3)溶液中腐蚀电流密度最高,表面腐蚀产物为PbSO_(4),Sn的浸出速率最大,在淋溶HNO3⁃HCl溶液中的腐蚀电流密度较低,Pb的浸出速率最大。因此,SnPb焊料在淋溶H_(2)SO_(4)⁃HNO_(3)溶液条件下,Sn对地下水的污染风险高,Pb对土壤的污染风险高;在淋溶HNO_(3)⁃HCl溶液条件下,Pb对地下水的污染风险很高。

土壤加速金属腐蚀实验与数据处理研究

为解决土壤中金属加速腐蚀的问题,对土壤加速金属腐蚀实验及数据处理进行研究,分析不同因素对金属腐蚀行为的影响,提出了减缓土壤中金属元素腐蚀和污染的有效措施,并进行实验分析。以期为选择合适的金属材料和应用方式提供科学依据,同时为解决土壤中金属腐蚀带来的环境问题提供重要参考。

模拟湿寒条件下HRB500钢筋的腐蚀行为研究

通过盐雾箱模拟高原湿寒环境分析V/Nb微合金化HRB500钢的腐蚀行为,采用扫描电子显微镜、X射线衍射、显微拉曼光谱和电化学工作站,对试样的微观组织、夹杂物、腐蚀产物成分及形貌进行研究,结果表明:钢筋的微观组织由珠光体和铁素体组成,抗拉强度达到597 MPa,夹杂物主要为氧化铝和氮化钛。在12 h时夹杂物诱导点蚀发生形成点蚀坑,120 h时点蚀逐步扩展为局部腐蚀,腐蚀产物主要由α-FeOOH、Fe_(3)O_(4)、γ-FeOOH和γ-Fe_(2)O_(3)组成,其中α-FeOOH和Fe_(3)O_(4)的含量相对较高,导致锈层更加致密,使得钢筋的防腐性能提高。

pH值对X70管线钢在北部湾钦州砖红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

为探究X70管线钢在不同pH值下的腐蚀规律及机理,采用动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱测试技术、质量法、X射线衍射技术研究了在恒温条件下不同pH值X70管线钢在北部湾钦州砖红壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为。结果表明:随着pH值的降低,X70管线钢的容抗弧阻值不断减小,随之极化电阻减小,且自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增加,X70管线钢溶解速率变大,腐蚀性增强。极化过程中,阳极X70管线钢活化溶解,阴极反应存在吸氧腐蚀和析氢腐蚀。溶液酸性越强,H^(+)会促进腐蚀产物FeO(OH)和Fe_(2)O_(3)向FeO(OH)的转变,并且H^(+)在反应过程中会生成氢气,造成腐蚀产物的疏松,对管线钢基体保护性变弱,腐蚀加剧。

土壤腐蚀的实验研究与数据处理

随着新材料的不断出现以及工程建设需要 ,开展材料土壤腐蚀加速实验方法的研究已经成为土壤腐蚀实验研究领域的重点之一 .本文评述了土壤腐蚀室外现场埋设和室内模拟实验的研究方法 。

佛山地区变电站接地网腐蚀状况分析

为了解佛山地区变电站接地网腐蚀情况以便指导接地网的运行维护,开挖取样了分布在佛山不同地区的21个变电站的钢材接地网,测量了变电站主地网、电缆沟内接地体及接地引下线的全面腐蚀和局部腐蚀数据,分析了不同运行年限接地网深度腐蚀率、最大腐蚀速度和孔蚀因素的分布范围及与运行年限的关系,分级了变电站接地网腐蚀状况。结果表明,变电站主接地网局部腐蚀比较严重,大部分为II级腐蚀;电缆沟接地体腐蚀主要为全面腐蚀,大部分处于III级。应加强对接地网的日常检查和防腐蚀,接地网设计和改造时应结合接地体全面腐蚀和局部腐蚀数据,选择和计算校核接地体截面和材料。

碳钢在我国四种土壤中腐蚀机理的研究

利用Q2 35钢在我国四种典型土壤 (即大庆中心站苏打盐土、大港中心站滨海盐渍土、新疆中心站沙漠戈壁土、华南站酸性土 )中进行室内模拟加速腐蚀试验和电化学实验 ,并对腐蚀试验后的腐蚀产物进行了微观分析和微生物分析 .研究结果表明 ,碳钢在上述四种土壤中的腐蚀过程为 :阳极过程为铁的溶解 ,非晶态羟基氧化铁的生成 ,经老化最终成为褐铁矿 ;阴极过程为氧去极化为主的扩散控制过程 .华南土 pH值较低 ,同时伴随着氢去极化腐蚀的阴极过程 .大港土中检测出少量的FeS ,这是由于SRB参与氢去极化过程的结果 .腐蚀过程受阴极极化控制 。

土壤腐蚀研究方法概述

归纳了用于土壤腐蚀研究的 4类主要研究方法 ,并分析了它们各自的特点 ,指出了建立、完善和发展土壤腐蚀研究方法的必要性 .

埋地管线剥离覆盖层下阴极保护的有效性

由微小缝隙模拟管线剥离覆盖层(涂层)下的局部电化学环境,用微电极技术测量了缝隙内局部电位及pH的分布,研究了缝口阴极保护电位、剥离区几何形状、溶液电导率等因素对剥离区内部局部环境及阴极保护水平的影响。结果表明,剥离区内电位降(电位梯度)主要集中在破损口附近,而剥离区深处接近自然腐蚀状态;剥离区内有效保护距离随缝口保护电位负移而增加,但缝口过保护并不能有效提高剥离区保护效果。阴极保护可使剥离区局部电化学环境pH升高、电导率增大。

SO4^2-对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和交流阻抗技术研究在库尔勒土壤模拟溶液中SO42-质量分数对X80管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同SO42-质量分数下的腐蚀形貌。结果表明:X80管线钢在SO42-不同质量分数的库尔勒土壤模拟溶液中,其极化曲线呈现典型的活化溶解特征;随着SO42-质量分数的增加,X80钢的腐蚀速率呈现先增大、后减小的趋势;当SO42-质量分数为5%时,极化电阻Rp出现临界值,此时X80管线钢的腐蚀最严重;当SO42质量分数为10%时,金属腐蚀反应严重受阻,其表面腐蚀现象不明显,只有几个小的腐蚀坑存在;溶液中的Cl吸附在X80钢表面会导致金属发生腐蚀自催化过程;而SO42-优先于Cl吸附在金属表面上,能够抑制Cl-对X80管线钢的腐蚀行为。

土壤腐蚀性评价方法综述

评述了土壤腐蚀性的评价方法,分析了各种单项指标评价法和常见的多项指标综合评价方法。作者认为多项指标综合评价是土壤腐蚀性评价方法的发展趋势,并指出模糊数学方法有可能在土壤腐蚀性的评价中获得成功。

X70钢在库尔勒土壤中短期腐蚀行为研究

利用在 16℃、32℃、4 5℃下埋设试样的方法 ,通过腐蚀形貌宏观观察 ,SEM、EDS、XRD等手段以及失重法和电化学方法对X70钢在库尔勒水饱和土壤中腐蚀行为进行了研究 结果发现 ,腐蚀速率在埋设 32d内一直没有达到稳定 ,并随温度的升高而增加 ,在 4 5℃下埋设 6 4d后发生极严重的均匀腐蚀和点蚀 在 16℃和 32℃下阴极反应为氧的去极化 ,而在 4 5℃还发生了硫酸盐还原反应 研究还发现在普通温度盐渍土中 。