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基于计算流体动力学(CFD)模拟和阵列电极技术的多相流动冲刷腐蚀局部损伤机理研究

批准号:
51101065
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
张国安
依托单位:
学科分类:
金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
扈俊颖、曾勇、吴思思、陈耿、黄玲

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结项摘要

项目成果

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中文摘要
油气输送管道的弯管段在多相流动介质中的冲刷腐蚀(Erosion-corrosion)不仅是油气安全开发的关键问题,同时也是力学-电化学耦合效应下腐蚀科学的基础问题。本研究以油气输送管道(碳钢、不锈钢)的弯管段为研究对象,结合计算流体动力学(CFD)模拟,在弯管段布置阵列电极,在模拟油气输送中多相流动介质的环路系统中进行冲刷腐蚀试验,通过电化学测试和腐蚀产物膜的微观结构表征,研究不同流态下碳钢阵列电极在弯管段不同位置处冲刷腐蚀行为以及腐蚀产物膜结构的本质差异,探明弯管段内局部损伤本征机制;研究不同流态下不锈钢阵列电极在弯管段不同位置处钝化膜的半导体特性以及破坏-再钝化机制;从而从本质上揭示不同位置处流场、剪切应力场、近壁处湍流动能以及固体砂粒的冲击能量分布与碳钢阵列电极的纯腐蚀、纯冲刷及其交互作用,以及与不锈钢阵列电极钝化行为的内在联系。最终为建立弯管段冲刷腐蚀防护措施提供基本理论依据。
英文摘要
油气输送管道的弯管段在多相流动介质中的冲刷腐蚀(Erosion-corrosion)不仅是油气安全开发的关键问题,同时也是力学-电化学耦合效应下腐蚀科学的基础问题。本研究以油气输送管道(碳钢、不锈钢)的弯管段为研究对象,结合计算流体动力学(CFD)模拟,在弯管段布置阵列电极,在模拟油气输送中多相流动介质的环路系统中进行冲刷腐蚀试验,通过电化学测试和腐蚀产物膜的微观结构表征,研究不同流态下碳钢阵列电极在弯管段不同位置处冲刷腐蚀行为以及腐蚀产物膜结构的本质差异,探明弯管段内局部损伤本征机制;研究不同流态下不锈钢阵列电极在弯管段不同位置处钝化膜的半导体特性以及破坏-再钝化机制;从而从本质上揭示不同位置处流场、剪切应力场、近壁处湍流动能以及固体砂粒的冲击能量分布与碳钢阵列电极的纯腐蚀、纯冲刷及其交互作用,以及与不锈钢阵列电极钝化行为的内在联系。最终为建立弯管段冲刷腐蚀防护措施提供基本理论依据。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.corsci.2014.10.011
发表时间: 2015
期刊: Corrosion Science
影响因子: 8.3
作者: [L. Zeng;G. Zhang;X. Guo;C. Chai]
通讯作者: L. Zeng;G. Zhang;X. Guo;C. Chai
DOI: 10.1149/2.030209jes
发表时间: 2012
期刊: Journal of The Electrochemical Society
影响因子: 3.9
作者: [G. Zhang;M. Lu;Y. Qiu;Xingpeng Guo;Zhenyu Chen]
通讯作者: G. Zhang;M. Lu;Y. Qiu;Xingpeng Guo;Zhenyu Chen
DOI: 10.1016/j.corsci.2011.12.025
发表时间: 2012-04-01
期刊: CORROSION SCIENCE
影响因子: 8.3
作者: [Sun, J. B., Zhang, G. A., Lu, M. X.]
通讯作者: Lu, M. X.
Galvanic corrosion behavior of deposit-covered and uncovered carbon steel
沉积物覆盖和未覆盖碳钢的电偶腐蚀行为
DOI: 10.1016/j.corsci.2014.05.011
发表时间: 2014-09
期刊: Corrosion Science
影响因子: 8.3
作者: [G.A. Zhang, N.Yu, L.Y. Yang, X.P. Guo]
通讯作者: X.P. Guo
7
    基于有限元和DFT计算的超临界CO2/O2环境中碳钢—不锈钢电偶腐蚀及缓蚀机理研究
    • 批准号:
      52371064
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    高压CO2/O2环境中应力与缝隙耦合作用下不锈钢腐蚀行为研究
    • 批准号:
      51571097
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      67.0万元
    • 批准年份:
      2015
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    超临界CO2输送管道腐蚀电化学机理与流体动力学特征的相关性研究
    • 批准号:
      51371086
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      80.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      张国安
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金