管道环焊接头残余应力及氢扩散模拟研究

为减小氢气对管道的安全服役产生威胁,研究考虑焊接残余应力对氢在焊接接头中扩散的影响,建立管道3层环向对接焊的三维模型.通过顺序间接耦合方法,对管道焊接的温度场、应力场以及氢扩散进行耦合计算,研究结果表明:第2层焊缝与第3层焊缝交界处为整个接头的应力集中部位,也是焊接接头中的富氢区域,适当地提高填充焊线能量或者降低盖面焊...     

氢安全研究现状及面临的挑战

氢能具有储运便捷、来源多样、洁净环保等突出优点,许多国家把发展氢能作为重要的能源战略。氢安全是氢能大规模商业化应用的重要保障。在分析国内外氢安全领域近年来最新研究进展的基础上,依次从氢泄漏与扩散、氢燃烧与爆炸、氢与金属材料相容性及氢风险评价等方面,系统总结了国内外氢安全研究面临的挑战,并对我国氢安全的发展提出了建议。     

氢安全研究现状

氢能具有来源多样、洁净环保、可储运、可再生等优点,是新能源结构中的重要组成部分。氢能的安全使用是氢能推广利用并走向商业化道路的关键,世界各国都非常重视氢安全方面的研究。主要介绍了国内外氢安全的研究现状,总结了氢泄漏与扩散、氢燃烧与爆炸、氢与金属材料相容性等方面的研究进展,并指出了现有研究的不足之处。     

管道结构对氢/空预混气体爆炸特性影响研究*

为研究管道结构对氢-空预混气体爆炸特性影响,采用实验与数值模拟相结合的方法,分析不同管道结构内氢-空预混气体燃爆时火焰传播进程、爆炸压力、湍流动能变化及流场分布。结果表明:90°弯管对氢-空预混气体爆炸强度增强作用明显高于T型分岔管和直管。火焰阵面在结构突变处褶皱变形较明显,并出现大尺度强湍流和涡团,气团脉动速度与湍流燃烧速率不断增大,氢-空预混气体质量扩散速率与热量扩散速率增大,湍流动能呈迅速上升趋势。     

氮、氢对焊缝质量有何影响?

一些读者来信询问氮、氢时焊接质量的影响和防止措施。现就笔者所知答复如下。 锅炉和压力容器运行安全的关键条件是焊接质量。影响焊接质量的因素很多,其中以氮、氢较为突出。 氮和氢对焊缝质量有以下几点影响: 1.焊接时,由于溶池的冷却速度很快,熔化的焊条和金属迅速凝固,氮和氢在金属中的溶解度就会下降。超出溶解度的氮和氢来不及逸出,就会在焊缝中形成气泡。 2.高温下的氮在铁素体内的溶解度高于室温下的溶解度,如果焊缝金属中溶入较多的氮,焊后冷却速度又很快,一部分氮便以针状氮化物析出,分布在金属内,使焊缝强度、硬度增高,塑性、韧…     

200MW机组锅炉汽包裂纹原因分析及预防措施

某公司制造的一台200MW机组锅炉汽包,在安装现场验收检测时发现汽包裂纹,经分析,裂纹产生的原因是在施焊过程中,焊接预热温度、焊后消氢处理不当导致焊接接头扩散氢未能及时溢出,产生焊接延迟裂纹(属冷裂纹)。针对裂纹产生的机理,本文提出了防止产生焊接延迟裂纹相应措施。     

高压临氢环境中材料氢脆测试方法讨论

材料的高压氢脆问题是氢气储运中所常见的,针对材料氢脆性能的评价试验方法在国际上已经有许多标准发行,我国尚无相关标准,本文即针对材料氢脆的测试方法进行了介绍及讨论。根据载荷作用机制的不同,材料高压氢脆的测试方法可以分为三大类,分别为圆片试验方法、基于断裂力学的试验方法与基于慢应变速率拉伸的试验方法。这三类试验方法根据试样形式的不同会有所变动,在材料性能测试中所检测的指标也会有所不同,需根据工程实际进行合理选择。此外,为了推进材料氢脆性能评价研究,需加快对高压氢气试验装备的研发。     

粗氢管道腐蚀与腐蚀控制

管道既是连接过程设备的受压管件,又是输送流体的承压通道,同样是炼化装置设备管理中不容忽视的系统。通过对粗氢管道内积液造成腐蚀与对腐蚀控制的分析,从管道设计选材、使用中工艺防腐以及过程设备的气水分离等环节进行了讨论。建议管道设计给出设计使用年限;过程设备增设气水分离器;使用中尤其是超过使用年限的管道,在注重日常巡检、维护与年度检验的同时,合理安排定期全面检验,并以定点测厚、腐蚀监测及合于使用评价等方法,使管道处于完好状态。     

含堆焊层临氢设备HTHA敏感性评价修正方法

加氢反应器等高温临氢设备由于长期在高温高压含氢或氢与硫化氢环境下服役,可能会出现高温氢腐蚀(HTHA)、氢脆等损伤现象,直接关系到装置的长期稳定可靠运行。为了防止出现氢损伤现象,多采用奥氏体不锈钢单层或多层堆焊技术。针对RBI技术中HTHA模块对于含堆焊层结构的临氢设备在评估时并未考虑堆焊层的影响,从氢扩散理论出发,考虑堆焊层的影响,提出采用有效氢分压的方法开展HTHA敏感性Pv因子的计算,并改进了E347+E309L双层堆焊层结构的临界Pv修正因子。     

氢燃料动力船岸基式加注作业泄漏扩散模拟及影响因素分析

为保障氢燃料动力船加注作业安全,基于FLACS软件构建模拟模型,将模拟与实验结果进行对比,分析泄漏方向、大气稳定度、风速等因素对氢燃料动力船岸基式加注作业泄漏扩散的影响,并基于模拟结果划定加注作业限制区域及警戒区域。研究结果表明:FLACS模拟结果与实验结果吻合较好;大气越稳定,泄漏后的氢气云越难扩散;水平方向上,氢气云扩散距离随风速的增大先小幅增加后降低;垂直方向上,较高风速对氢气云扩散存在促进作用;建议水上加氢站的控制室在原先设计的基础上向内移动5 m以上;建议取沿船长方向125 m、沿船宽方向21 m、沿垂直方向24 m为包络线,设置加注限制区域,该区域内禁止无关人员进入,并严禁任何形式的点火源。     

步冷及充氢对2.25Cr1Mo钢韧脆转温度的影响

通过步冷处理对2.25Cr1Mo钢进行了回火脆化,通过电化学方法对回火脆化试样进行了充氢。测定了三种状态下,即原始状态、回火脆化状态及回火/充氢状态材料的韧脆转变温度。结果表明,回火/充氢状态的2.25Cr1Mo母材和焊缝韧脆转变温度最高,回火状态次之,原始状态最低。     

便携式氢火焰离子检测仪校准方法的探讨

针对便携式氢火焰离子检测仪的校准问题,提出了一种以氢火焰离子检测仪的示值误差、重复性、响应时间、漂移等数据为基础进行校准的方法。通过对比国内外3种型号检测仪的实验结果,提出了便携式氢火焰离子检测仪的计量特性,并对测量结果做了不确定度评定,验证了该方法的有效性。该方法可以作为便携式氢火焰离子检测仪的校准方法。建议便携式氢火焰离子检测仪的校准计量特性分别为:零点漂移不大于±3μmol/mol,示值最大允许误差不大于±10%,重复性不大于2%,响应时间不大于10 s。     

新型油氢合建站事故风险评价及应用

油氢合建站作为新型能源基础设施,在实现传统油品加注和氢燃料运营的过程中出现诸多安全新问题。为规避此类问题带来的事故风险,以上海首座油氢合建站为研究对象,通过定性和定量相结合的方法对其建造、运营及维护过程中的事故危险源及有害因素进行风险分析。基于FTA确定引起油氢合建站内危险物质泄漏、火灾及爆炸事故的事件重要度和高风险因素,通过F&EI评价法对油氢合建站危险因素进行定量计算,确定其发生事故的最高危险等级为非常大,暴露危险区域面积为6015.65 m²。基于此,从安全管理、泄漏防控措施、防火防爆技术及事故应急处置等方面提出事故风险管控对策,采用一系列安全管控补偿措施后,油氢合建站事故危险等级降至较轻以下,暴露危险区域被控制在780 m²内。     

步冷及充氢对2．25CrlMo钢韧脆转温度的影响

通过步冷处理对2．25CrlMo钢进行了回火脆化，通过电化学方法对回火脆化试样进行了充氢。测定了三种状态下，即原始状态、回火脆化状态及回火／充氢状态材料的韧脆转变温度。结果表明，回火／充氢状态的2．25CrlM0母材和焊缝韧脆转变温度最高，回火状态次之，原始状态最低。     

油氢合建站储氢瓶组氢气泄漏扩散行为研究

为探究油氢合建站储氢瓶组阀体面板失效后引发的氢气泄漏事故及氢气扩散行为的影响因素,根据真实场景构建等比例数值模型,针对不同泄漏源和环境风力条件下的氢气泄漏扩散过程进行了模拟研究,从事故后果角度提出了不同事故场景下的应急处置方式。结果表明,当储氢瓶组发生小孔泄漏时,氢气运动沿中心线形成欠膨胀射流,在泄漏源周围形成氢气云团高浓度分布。随着泄漏口孔径增大,短时间内氢气扩散在距离泄漏源较远区域形成具备爆炸性的混合气云团。氢气泄漏方向的改变直接影响其扩散行为的变化,促使氢气/空气混合气云团分布区域呈现显著差异。对于水平泄漏模式下的氢气扩散行为要着重考虑站内装置和设备的阻挡作用,而竖直向下的泄漏模式会造成范围更广的高浓度氢气聚集。随着环境风力的增强和站内布局复杂化,泄漏氢气在局部区域浓度升高,沿下风向水平范围的扩散半径增大,而在竖向空间的扩散高度下降,爆炸性混合气云呈现朝下风向区域移动的趋势。     

焊接烟尘扩散数学模型研究

为了更好地掌握焊接烟尘的扩散规律,减少造成的职业危害,将肖诗祥的数学模型和简化后的高斯模型应用于焊接烟尘的扩散研究。通过实验研究,优化焊接烟尘扩散系数等关键参数,并给出经验公式;采用数学模型计算的方法,获得不同数学模型下的焊接烟尘浓度空间分布特征,并用实验数据与之进行对比和误差分析,确定较优的焊接烟尘扩散数学模型,为进一步研究焊接烟尘空间浓度特征和烟尘危害控制奠定基础。     

玉米秸秆热复合预处理光合产氢研究

为解决因生物质秸秆降解能力差而导致秸秆转化为高品位能源的能量转化率低的问题,提出了生物质秸秆热复合预处理。采用单因素方法研究了常温静置、水浴加热、碱处理和热复合预处理4种方式的光合产氢效果及影响热复合预处理效果的因素。结果表明,热复合预处理的产氢效果最好,其产氢量和还原糖得率最大,其次是碱处理的体系,水浴加热随之,而常温静置预处理的产氢效果最差。对于玉米秸秆热复合预处理光合产氢,碱质量分数、水浴加热时间、秸秆颗粒度对产氢能力有不同程度的影响,其中碱质量分数0.75%~1%、水浴加热4 h、颗粒度80~96μm和超微粉碎的热复合预处理产氢效果较佳。     

2．25Cr-1Mo钢制加氢反应器裂纹的现场修复

叙述了对2．25Cr-1Mo钢制热壁加氢反应器的法兰及法兰盖梯形密封槽处大量裂纹的现场修复方法：先消氢,以专用机具切削清除裂纹,再进行焊接修复和热处理,最后以专用机具切削出梯形槽。     

碱处理对厨余垃圾厌氧发酵产氢的强化研究

采用碱处理对厨余物进行产氢强化研究,考察了碱处理对厨余垃圾水解的促进作用、处理后厨余垃圾产氢情况、产氢过程中代谢产物的变化及代谢产物的主要来源等.结果表明,碱处理后厨余垃圾的水解效果得到提高,其中pH=13处理后的有机质总质量浓度和溶解性化学需氧量(SCOD)为1 896.49 mg/L和5 040.2 mg/L,分别比空白提高了2.67倍和1.08倍;经pH=12和13处理后的厨余垃圾产氢量有较大幅度提高,达到79.17 mL/gVSS和105.37 mL/gVSS,分别比空白提高了1.75倍和2.66倍,而且产氢量随碱处理pH值的升高而增加;厨余垃圾发酵后的代谢产物浓度反映出本试验为丁酸型发酵;对产氢过程中有机质代谢情况的研究表明,可溶性碳水化合物是产氢过程中微生物优先利用的底物.     

焊接工艺评定标准NB/T 47014与ISO 15614-1的对比分析

为了使焊接工程技术人员能对焊接工艺评定标准ISO 15614-1:2004和NB/T 47014—2011(即原JB 4708)有很好的区分和运用。文章通过对国内现阶段承压设备制造行业所采用的焊接工艺评定标准NB/T 47014—2011与国际焊接工艺评定标准ISO 15614-1:2004进行对比分析,重点介绍两个标准的应用条件、对焊工资格要求、对焊件尺寸要求及试验内容等,得出不同的焊接工艺评定标准所要求事项是有所差异的。此对比能为承压设备制造企业的焊接技术人员在标准选择及运用上提供参考与借鉴。