海底管道泄漏油气扩散规律数值仿真与对比分析

为研究海底原油与天然气单相泄漏扩散规律的差异性,合理制定应急响应策略,减小事故损失,针对海底管道失效所致的原油与天然气泄漏问题,基于计算流体动力学CFD方法,建立海底油气管道泄漏事故后果预测与评估模型,对特定事故场景下的海底原油与天然气泄漏扩散过程进行模拟与分析,从泄漏扩散过程、工况因素影响、泄漏后果及应对策略4个方面对比原油与天然气的泄漏扩散特性。结果表明:相同工况下,海底原油与天然气在泄漏速率、扩散时间、扩散形态及水平最大扩散距离方面存在显著差别;与天然气相比,原油泄漏扩散行为对工况因素具有更高的敏感性;原油泄漏会引发严重的环境灾害,天然气泄漏则会影响海上结构物的稳定性及引发火灾爆炸事故,据此需合理制定具有针对性的应对策略。     

天然气输送联动联锁安全控制研究应用

天然气从生产到外输采用管道输送,管道沿途环境地形复杂、部分区域人烟密集,存在很多安全隐患。发生管道破损等情况时,管道阀室的开关执行状态关系到整个事故的有效控制。为此,提高天然气集输系统联动联锁安全控制水平,可有效提高突发事件的应急安全管控能力。文章在井、站、管道运行控制运行现状基础上,分析对管道沿途阀门、管道上下游集输站点以及管道所涉及的生产区域进行联动联锁控制必要性,并结合分散在集输过程各个区域控制器的特性,进行系统集中优化,完善控制原理,达到了联动联锁安全应急控制目标,并在实践中得到有效应用,提高了天然气安全集输水平。     

燃气施工输配管道路径流量分配的可靠性分析

高精度分析燃气施工输配管道路径流量分配可靠性,能够有效降低经济损失出现的机率,保证用户燃气使用安全。提出一种新的燃气施工输配管道路径流量分配的可靠性分析方法,采用燃气施工输配管道路径流量计算方法,获取燃气施工输配管道路径流量分配情况后,通过基于流量熵的燃气施工输配管道路径流量可靠性分析方法,实现燃气施工输配管道路径流量分配的可靠性分析。实验结果表明,所提方法可以有效分析燃气施工输配管道路径流量分配的可靠性,从而选取合理的燃气供气路径,并且该方法分析准确率始终大于0.95,分析结果与实际情况高度相符,可信度较高,可保证燃气施工输配管道正常供气能力。     

混酸废液焙烧再生炉内流场和温度场分布的可控模拟

喷雾焙烧法作为不锈钢混酸废液全酸回收的最先进工艺方法,不仅可以实现废液中游离酸和化合酸的回收,还可以实现金属氧化物的回收。若该工艺中焙烧炉（核心设备）内流场和温度场分布混乱,易加剧金属氧化物粉末挂壁,进而导致废酸不能完全反应而腐蚀炉体,影响生产运行。采用模拟软件Fluent对不同空燃比、燃烧气初始流速等条件下焙烧炉内流场和温度场的分布进行模拟,以获得最优的流场和温度场,最大程度消除金属氧化物粉末的挂壁现象,确保设备的长时间稳定运行。结果表明:在燃气介质为煤气,燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为1.7∶1模拟时可获得最佳的流场和温度场分布,在该最佳条件下焙烧炉内温度梯度的实际测量与模拟结果基本吻合,也进一步验证了模型建立的正确性。在改变燃气介质为天然气的条件下,在燃烧气初始流速为20 m/s,空燃比为13∶1时也可模拟获得最佳的流场和温度场分布。该模型对今后酸再生工艺的开发设计和运行管理具有良好的指导作用。     

海底表层沉积物腐蚀性环境特征与评估——以三亚湾为例

随着海底管线工程建设的日益增多,海底沉积物的腐蚀环境越来越受到关注。本文根据2017年3月在三亚湾内采集的海底沉积物,对其类型、pH、Eh(氧化还原电位)、有机碳含量、全盐量、Fe3+/Fe2+、硫化物和硫酸盐还原菌等腐蚀因子的综合分析,判定了三亚湾沉积物的氧化还原环境,评价了沉积物的腐蚀性。综合评价认为,三亚湾海底沉积物整体上呈现较强氧化环境,局部表现为弱氧化环境,腐蚀强度较弱,比较适合海底管线工程项目的建设。     

三种典型菌种复合环境下2A12铝合金的腐蚀行为研究

目的研究由硫酸盐还原菌、铁细菌、脱氮硫杆菌三种典型菌种复合环境下飞机常用材料2A12铝合金的腐蚀行为。方法实验室内菌种培养再现飞机内部封闭部位复合菌种环境,通过电化学交流阻抗、动电位极化曲线及体视显微镜对2A12铝合金的电化学性能和宏微观形貌进行表征,揭示2A12铝合金在复合菌落下腐蚀程度随时间和复合菌落的影响。结果与空白试验对比发现,复合菌种环境下,2A12铝合金表面出现明显裂缝与腐蚀坑,部分腐蚀孔隙中有腐蚀产物与微生物膜的残留。在复合菌液中,腐蚀电流密度最小为1.12×10~(-6)A/cm~2,最大为2.43×10~(-6)A/cm~2。结论三种典型菌种复合环境下,2A12铝合金的腐蚀速率是对照组的62.79倍,腐蚀深度是对照组的3.41倍,复合菌落对2A12铝合金的腐蚀影响规律与菌落种类、代谢特点及多种菌落间相互作用有关。     

模拟高低空交变环境下30CrMnSiNi2A钢力学性能研究

目的研究30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学性能影响及演化规律。方法借助高低温低气压试验和中性盐雾试验交替进行,模拟高低空交替变化的腐蚀环境。通过比较静力拉伸试验和疲劳试验的结果,进一步揭示预腐蚀对静力拉伸性能和疲劳性能的影响。结果经过预腐蚀处理,30CrMnSiNi2A钢制腔体的力学抗拉强度下降了0.73%,规定塑延伸强度上升了0.04%,断后伸长率下降了0.95%。疲劳寿命数据与对数疲劳寿命数据均符合正态分布,未发生明显变化。结论高低空交变环境下,腔体内部会发生一定程度的腐蚀,但由于腐蚀程度较小,对30CrMnSiNi2A钢力学性能影响不大。     

耦合多电极矩阵传感技术在埋地金属腐蚀监测中的应用

目的采用耦合多电极矩阵传感器(CMAS)测量不同状态下的埋地金属腐蚀速率。方法将腐蚀探头插入到含蒸馏水和3.5%模拟海水的饱和土壤中,通过将探头向上提升,测量金属在饱和土壤、水-空气界面、疏松土壤中的腐蚀速率。对两只腐蚀探头分别进行杂散电流干扰、阴极保护处理,一只探头处于自由电位状态,测量三只探头在土壤中的腐蚀速率。结果在含蒸馏水和3.5%模拟海水的饱和土壤中,测量的金属稳态腐蚀速率约为2~15μm/a,金属在含海水饱和土壤中的腐蚀速率并未高于含蒸馏水饱和土壤。在土壤中形成充满水的空间里,水-空气界面附近金属材料的腐蚀速率比饱和土壤中高2个数量级。杂散电流对埋地金属的腐蚀速率影响巨大,与自由状态下的埋地金属相比,受杂散电流干扰的埋地金属腐蚀速率提高2个数量级。在阴极保护电位为-0.9 V的情况下,腐蚀速率约为0.01μm/a,接近CMAS系统检测最低限。结论耦合多电极矩阵传感器(CMAS)能够有效测试埋地金属不同状态下的腐蚀速率。     

大气腐蚀数据降维最优维度研究

目的确定金属大气腐蚀数据降维的最优维度。方法分别采用PCA、MDS、Isomap和LLE四种方法对大气腐蚀数据进行降维处理,并采用集成学习算法建立预测模型。针对不同的降维方法和近邻点个数计算,使用MAPE(Mean Absolute Percentage Error,相对百分误差绝对值的平均值)对预测结果进行评价,将最佳预测速率所对应的维度作为最优维度。结果不同的降维方法和近邻参数作用下,最优维度从2维到7维不等。流形学习方法对大气腐蚀数据进行降维的MAPE均小于线性降维方法。结论适合每种降维方法的最优维度可能是不同的,通过对MAPE进行对比,得到大气腐蚀数据在各种降维方法的最优维度。     

两种典型大气环境下7A85铝合金的腐蚀行为研究

目的研究湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境对7A85铝合金腐蚀行为的影响。方法在万宁、敦煌两种典型环境中开展7A85铝合金大气暴露试验,利用金相显微镜分析7A85铝合金在我国两种典型大气环境中的腐蚀特征,定期测试该材料的拉伸强度和腐蚀深度。结果暴露3 a,7A85铝合金湿热海洋、干热沙漠两种典型大气环境中的最大腐蚀深度分别为254、90μm,抗拉强度分别下降了18%和5%,断后伸长率分别下降了72%和22%。结论 7A85铝合金暴露于相对湿度较低的干热沙漠环境,表面形成的腐蚀产物膜会阻止腐蚀的进一步发生;暴露于湿热海洋大气环境,随暴露时间的延长,7A85铝合金腐蚀逐渐加深。