管道是一種安全、有效、不間斷、長(zhǎng)距離輸送能源的工具,隨著能源需求的增加和工業(yè)技術(shù)的提高,管線鋼正向著高壓、大口徑、高強(qiáng)度、高韌性、級(jí)別更高的鋼發(fā)展。目前,X100管線鋼已開(kāi)始逐步投入使用。由于管道多為埋地敷設(shè),在其服役過(guò)程當(dāng)中,受到土壤腐蝕環(huán)境的作用易發(fā)生腐蝕問(wèn)題造成安全事故,其中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂（Stress corrosion cracking,SCC）是其發(fā)生突發(fā)事故的主要原因之一,嚴(yán)重威脅管道安全運(yùn)行。高強(qiáng)度管線鋼的SCC問(wèn)題已成為管道鋼腐蝕的研究熱點(diǎn)。基于此,本文以X100管線鋼為研究對(duì)象,圍繞其在近中性pH值環(huán)境下應(yīng)力腐蝕的行為與規(guī)律,采用多物理場(chǎng)耦合模擬技術(shù)對(duì)應(yīng)力腐蝕微裂紋前緣的Von Mises應(yīng)力及局部電流密度進(jìn)行模擬研究,探討了邊界載荷、裂紋大小、外加電位、管道的材料及雙裂紋之間的距離對(duì)裂紋前緣應(yīng)力腐蝕的影響。本文研究主要由三部分組成:（1）采用多物理場(chǎng)耦合模擬技術(shù),通過(guò)將材料本構(gòu)方程,電化學(xué)動(dòng)力學(xué)方程與Gutman模型相耦合,構(gòu)建了近中性pH環(huán)境下的高強(qiáng)鋼應(yīng)力腐蝕微裂紋的模型。應(yīng)用Comsol Multiphysics實(shí)現(xiàn)本模型的數(shù)值模擬過(guò)程,通過(guò)邊界設(shè)置、網(wǎng)格劃分后... 

【文章來(lái)源】：西北大學(xué)陜西省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

管線鋼發(fā)展歷程

X100 Mn、Nb、Ti、Cu、Ni、Cr 中可以看出，X70 級(jí)別以上的管線鋼與 X70 級(jí)別以下的管線鋼最幅度下降，且上述所有的管線鋼中都含有元素 Mn、Nb 和 Ti。在 鋼中都適當(dāng)?shù)募尤肓?Cu，Ni，Mo 和 Cr 等元素，來(lái)適當(dāng)?shù)奶岣吖茈S著鋼強(qiáng)度水平的提高，管材的微觀組織發(fā)生了變化，這與現(xiàn)代少量合金化元素[27]的加入有關(guān)。蝕開(kāi)裂的研究現(xiàn)狀的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂可以簡(jiǎn)述為，受應(yīng)力的管道，其涂層遭到破壞，一些離子與沒(méi)有涂層的管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生微裂紋或者在裂。不受應(yīng)力的腐蝕一般很輕微。依據(jù)埋地管道與土壤接觸的不 模型主要分成兩種形式[28-32]：一種是高 pH 值的 SCC；另一種是近如圖 1-2 所示，為埋地管道兩種類型的應(yīng)力腐蝕發(fā)生的過(guò)程示意圖

技術(shù)路線圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]外加電位對(duì)X90鋼及其焊縫在近中性土壤模擬溶液中應(yīng)力腐蝕行為的影響[J]. 苑洪鐘,劉智勇,李曉剛,杜翠薇.  金屬學(xué)報(bào). 2017(07)
[2]COMSOL在激光輻照光場(chǎng)數(shù)值模擬中的應(yīng)用[J]. 安良友志.  通訊世界. 2017(02)
[3]油氣管道陰極保護(hù)屏蔽現(xiàn)場(chǎng)機(jī)理分析及整改策略[J]. 代維.  化學(xué)工程與裝備. 2016(11)
[4]基于COMSOL Multiphysics的雜散電流腐蝕仿真分析[J]. 王雷,董麗娜.  新技術(shù)新工藝. 2014(01)
[5]埋地管線的近中性應(yīng)力腐蝕[J]. 劉濤,翟琳,閆茂成,孫成,許進(jìn),于長(zhǎng)坤,吳堂清,于星.  全面腐蝕控制. 2013(07)
[6]管線鋼應(yīng)力腐蝕影響因素的研究進(jìn)展[J]. 張亮,李曉剛,杜翠薇,梁平.  腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2009(01)
[7]有限元網(wǎng)格劃分及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 古成中,吳新躍.  計(jì)算機(jī)科學(xué)與探索. 2008(03)
[8]環(huán)境因素對(duì)X80管線鋼在NS4溶液中腐蝕性的影響[J]. 梁平,郝獻(xiàn)超,陳旭,張亮,李曉剛.  裝備環(huán)境工程. 2007(03)
[9]X80管線鋼在近中性pH溶液中的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂[J]. 王炳英,霍立興,王東坡,鄧彩艷.  天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)
[10]X70管線鋼在近中性及高pH值溶液中的電化學(xué)行為和SCC敏感性[J]. 周建江,劉杏,李光福,郭浩,楊武.  腐蝕與防護(hù). 2007(01)

博士論文
[1]應(yīng)力作用下金屬點(diǎn)蝕與結(jié)構(gòu)可靠性分析方法研究[D]. 謝朝陽(yáng).電子科技大學(xué) 2017
[2]陽(yáng)極溶解型應(yīng)力腐蝕的有限元模擬[D]. 王雯雯.北京科技大學(xué) 2015
[3]鑄造AZ91D鎂合金腐蝕動(dòng)態(tài)力學(xué)性能評(píng)價(jià)及防護(hù)研究[D]. 王強(qiáng).吉林大學(xué) 2010
[4]環(huán)境腐蝕及其應(yīng)力耦合的損傷力學(xué)方法與結(jié)構(gòu)性能預(yù)測(cè)研究[D]. 毋玲.西北工業(yè)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]304L在高溫堿性溶液中應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的研究[D]. 李峰.南京工業(yè)大學(xué) 2006



本文編號(hào)：2980716