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新疆油田并行管道阴保系统相互干扰因素及规律

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西安石油大学学报（自然科学版） 2024年第2期39卷 103-111,119页

作者：时彦杰邓丽媛栾翔廖臻罗泰星陈帅王晨刘艳明吕祥鸿中国石油新疆油田油气储运分公司新疆克拉玛依834000 西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

针对新疆油田多条管道并行敷设产生的阴保系统相互干扰问题,采用数值模拟技术,研究土壤电阻率等8个因素对并行管道干扰程度的影响规律。结果表明:随着土壤电阻率或干扰管道涂层破损率增加,被干扰管道近阳极端电位负移,远阳极端电位正移... 详细信息

针对新疆油田多条管道并行敷设产生的阴保系统相互干扰问题,采用数值模拟技术,研究土壤电阻率等8个因素对并行管道干扰程度的影响规律。结果表明:随着土壤电阻率或干扰管道涂层破损率增加,被干扰管道近阳极端电位负移,远阳极端电位正移,干扰显著增强;随着管道间距增加,干扰程度略有增加后逐渐降低,且最强干扰管道间距随土壤电阻率和涂层破损率增加而增大;随着干扰管道直径增大,或当干扰管道为高温管道时,并行管道受干扰略微增强;随着干扰管道辅助阳极距离增加,干扰减弱,但当辅助阳极距离小于200 m时干扰影响仍较为显著;当辅助阳极位置分别在两条并行管道一侧或两侧分布时,并行管道受干扰程度均较小;随着干扰管道数量增多,干扰电流存在明显叠加效应,干扰程度显著增强。综上,土壤电阻率、涂层破损率及干扰管道数量是阴保系统相互干扰的主控因素,管道间距、辅助阳极距离影响次之,辅助阳极相对位置、管道类型、管道直径影响较小。

关键词：并行管道阴极保护系统直流干扰干扰因素干扰规律

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侏罗系油藏油井用固体缓蚀剂适用性研究

焊管 2024年第3期47卷 35-40页

作者：吕祥鸿谢登峰徐建国张鑫鑫王晨辉王晨西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 中国石油长庆油田第二采油厂甘肃庆阳745100

依据相关标准及模拟工况的腐蚀速率和电化学性能测试,对固体缓蚀剂的理化性能、缓蚀效果和缓蚀作用机理进行评价分析,探讨固体缓蚀剂在长庆油田侏罗系油藏开发过程中的适用性。研究结果表明,固体缓蚀剂具有良好的理化性能,在现场水介质... 详细信息

依据相关标准及模拟工况的腐蚀速率和电化学性能测试,对固体缓蚀剂的理化性能、缓蚀效果和缓蚀作用机理进行评价分析,探讨固体缓蚀剂在长庆油田侏罗系油藏开发过程中的适用性。研究结果表明,固体缓蚀剂具有良好的理化性能,在现场水介质中溶解性良好,并且无乳化倾向,但大量油相的存在会降低固体缓蚀剂的长期有效性;添加固体缓蚀剂后,在较短释放周期内,J55钢的均匀腐蚀速率明显下降,缓蚀效率高达85.64%;固体缓蚀剂长时间释放后,缓蚀作用明显减弱,其释放60 d后的缓蚀效率仅为7.37%;综合固体缓蚀剂均匀和局部腐蚀缓蚀性能以及释放率的测试结果,其投加周期不应超过60 d;固体缓蚀剂的电化学作用机理主要表现为阴极阻滞型缓蚀,但当固体缓蚀剂长时间释放后,J55钢的阳极过程明显活化,缓蚀剂吸附膜阻急剧减小,固体缓蚀剂的缓蚀效果显著降低。

关键词：固体缓蚀剂侏罗系油藏理化性能缓蚀作用机理

某双管同沟敷设管线阴极保护系统干扰防护数值模拟研究

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材料保护 2024年第6期57卷 175-185,198页

作者：陈帅李洪福罗小武肖会会时彦杰罗泰星刘艳明王晨吕祥鸿崔光磊西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 中国石油新疆油田油气储运分公司新疆克拉玛依834000 东北大学资源与土木工程学院辽宁沈阳110819 东北大学辽宁省深部工程与智能技术重点实验室辽宁沈阳110819

为明确同沟敷设管道阴极保护系统相互干扰规律及干扰防护措施,以新疆油田某双管同沟敷设管道(D219和D457)为模型,设置D219管道的涂层破损率为0.1%,D457管道的涂层破损率为0.1%、0.5%、1.0%,采用数值模拟方法对不同阴极保护设计及阴极保... 详细信息

为明确同沟敷设管道阴极保护系统相互干扰规律及干扰防护措施,以新疆油田某双管同沟敷设管道(D219和D457)为模型,设置D219管道的涂层破损率为0.1%,D457管道的涂层破损率为0.1%、0.5%、1.0%,采用数值模拟方法对不同阴极保护设计及阴极保护干扰防护措施的有效性及适用性进行评估。结果表明:采用浅埋阳极单独阴极保护的同沟敷设管道存在阴极保护系统相互干扰,随着干扰管道D457防腐层破损率的增加,其对并行管道D219的干扰程度增强,施加均压线措施可有效降低干扰;采用浅埋阳极联合阴极保护+均压线措施可消除同沟敷设管道阴极保护系统的相互干扰,当双管同沟管道防腐层破损率相差较大(D2190.1%,D4571.0%)时,改善效果较为显著;对于采用深井阳极联合阴极保护的同沟敷设管道,当D457防腐层破损率较大(1.0%)、土壤电阻率较高(50Ω·m)时,其阴极保护效果较差,采用均压线+牺牲阳极措施对阴极保护效果的改善作用不明显,而增大深井阳极输出电流联合均压线措施可显著改善同沟敷设管道的阴极保护效果。

关键词：双管线平行敷设直流干扰阴极保护排流保护数值模拟

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新型HFW焊管的耐腐蚀性能

表面技术 2023年第4期52卷 251-260页

作者：李霄李磊磊牛辉黄晓辉韦奉吕祥鸿西安石油大学材料科学与工程学院西安市高性能油气田材料重点实验室西安710065 宝鸡石油钢管有限责任公司钢管研究院陕西宝鸡721008 国家石油天然气管材工程技术研究中心陕西宝鸡721008

目的研究采用高频直缝焊接(HFW)制成新型含Cu焊管母材和焊接接头在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为,为含Cu焊管提供基础数据。方法通过失重法获得含Cu钢母材、接头及对比材料L360在SRB中的腐蚀速率,采用光学电子显微镜(OM)和透射... 详细信息

目的研究采用高频直缝焊接(HFW)制成新型含Cu焊管母材和焊接接头在硫酸盐还原菌(SRB)环境中的腐蚀行为,为含Cu焊管提供基础数据。方法通过失重法获得含Cu钢母材、接头及对比材料L360在SRB中的腐蚀速率,采用光学电子显微镜(OM)和透射电子显微镜(TEM)研究了含Cu钢的微观组织结构和析出相成分。通过扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀后的表面腐蚀形貌、细菌形貌和点蚀深度进行分析,利用EDS区域扫描和面扫描对腐蚀产物成分及元素分布状态进行分析。结果新型含Cu钢金相组织为粒状贝氏体、多边形铁素体和少量的珠光体,透射电镜观察发现表面析出了大量弥散分布的ε-Cu相。在SRB环境中,含Cu钢母材、焊接接头和L360的腐蚀速率分别为0.007 1、0.0239、0.010 0 mm/a。通过腐蚀产物、细菌分布及形态的扫描电镜观察发现,在含Cu钢母材表面未发现结构完整的生物膜,腐蚀介质中的材料表面水解产生的Cu离子有效破坏腐蚀初期快速附着在金属表面的生物膜,从而形成“包状物”残留在金属表面,附近发现萎缩和组织液溢出的细菌,含Cu钢焊接接头焊缝区域生物膜结构完整,有大量细菌吸附且生物活性良好,微生物膜下产生腐蚀坑造成局部膜层破裂,点蚀严重。结论在SRB环境中新型HFW焊管材料的平均腐蚀速率、点蚀密度和点蚀深度均低于L360,即Cu合金化处理金属表面析出ε-Cu相具有优良杀菌性能,从而减缓含Cu钢的腐蚀,经过HFW焊接后,接头焊缝区域点蚀敏感性增强,耐蚀性能下降。

关键词： HFW焊管 ε-Cu相抗菌钢微生物腐蚀硫酸盐还原菌(SRB)

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J55套管钢CO和微生物腐蚀行为的研究

热加工工艺 2023年 139-144页

作者：周杰刘彬彭明兰马可聪李磊磊王晨李霄吕祥鸿长庆油田分公司第二采油厂地质研究所长庆油田分公司第二采油厂西峰一区西安石油大学材料科学与工程学院西安德信成科技有限责任公司

通过模拟井下环境的均匀和局部腐蚀试验,结合电化学测试分析,研究了J55套管钢的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明:随着温度的升高,J55套管钢的CO2均匀腐蚀速率逐渐增大,当温度达到60℃时,其腐蚀速率达到最大值,即1.017 5 mm/a,并且局部腐... 详细信息

通过模拟井下环境的均匀和局部腐蚀试验,结合电化学测试分析,研究了J55套管钢的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明:随着温度的升高,J55套管钢的CO2均匀腐蚀速率逐渐增大,当温度达到60℃时,其腐蚀速率达到最大值,即1.017 5 mm/a,并且局部腐蚀最为严重。SRB、TGB导致J55套管钢的均匀腐蚀速率明显增大,局部腐蚀程度显著增强。在单独CO2腐蚀环境中,J55套管钢的阴极和阳极均表现为活化反应,自腐蚀电位下的腐蚀电流密度为阴极反应过程所控制。随着温度的升高,其电化学腐蚀热力学趋势增强,当温度达到60℃时,J55套管钢动力学阻力达到极小值点,自腐蚀电流密度最大。SRB、TGB使J55钢在CO2腐蚀环境中的自腐蚀电位明显降低,并显著促进了CO2腐蚀的阴极氢去极化过程,导致J55钢的阳极溶解加速。

关键词： J55套管钢 CO 腐蚀微生物腐蚀氢去极化过程

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合金元素的扩散对制备Ti基复合材料的影响

稀有金属材料与工程 2008年第8期37卷 1329-1335页

作者：吕祥鸿杨延清赵国仙西安石油大学陕西西安710065 西北工业大学陕西西安710072

根据柯勒(Kolher)对称热力学模型,同时借助于米德玛(Midema)生成热模型,从热力学上推导出三元体系的计算公式,得出Ti6Al4V、Ti600、Superα2和Ti2AlNb4种基体合金系中各组元的活度系数以及活度相互作用系数,利用扩散系数的热力学因子和... 详细信息

根据柯勒(Kolher)对称热力学模型,同时借助于米德玛(Midema)生成热模型,从热力学上推导出三元体系的计算公式,得出Ti6Al4V、Ti600、Superα2和Ti2AlNb4种基体合金系中各组元的活度系数以及活度相互作用系数,利用扩散系数的热力学因子和组元的示踪扩散系数及自扩散系数,进一步得到基体合金系中相关组元的互扩散系数。4种基体合金系中Ti元素的活度系数顺序为:γTiinTi6Al4V>γTiinTi600>γTiinsuperα2>γTiinTi2AlNb,主要的合金元素Al在4种基体中的互扩散系数的顺序为:DAlinTi600>DAlinTi6Al4V>DAlinSuperα2>DAlinTi2AlNb。

关键词： Kolher热力学模型 Miedema生成热模型活度系数扩散系数

基于DFT方法的Al_(3)X(X=Nb,V,Y)原子尺度研究

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特种铸造及有色合金 2023年第3期43卷 336-342页

作者：郑文龙李健邓菁玉张鑫鑫李宁吕祥鸿王晨西安石油大学材料科学与工程学院西安石油大学新能源学院

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了DO_(22)-Al_(3)Nb、L1_(2)-Al_(3)Y和DO_(22)-Al_(3)V等3种金属间化合物的热力学稳定性、电子结构和力学性能。计算结果表明,Al_(3)X(X=Nb,V,Y)金属间化合物的生成焓均为负值,表... 详细信息

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理研究方法,考察了DO_(22)-Al_(3)Nb、L1_(2)-Al_(3)Y和DO_(22)-Al_(3)V等3种金属间化合物的热力学稳定性、电子结构和力学性能。计算结果表明,Al_(3)X(X=Nb,V,Y)金属间化合物的生成焓均为负值,表明三者均为热力学稳定态,且DO_(22)-Al_(3)Nb的生成焓最负,其热力学稳定性最高,L1_(2)-Al_(3)Y和DO_(22)-Al_(3)V次之。杨氏模量E和剪切模量G由大到小排序为DO_(22)-Al_(3)Nb>DO_(22)-Al_(3)V>L1_(2)-Al_(3)Y,可见三者中DO_(22)-Al_(3)Nb强度较高。体模量(B)和剪切模量(G)的比值B/G可用以预测延展性,B/G值排序为DO_(22)-Al_(3)V>DO_(22)-Al_(3)Nb>L1_(2)-Al_(3)Y,可知三者中DO_(22)-Al_(3)V延展性较好。各向异性指数A^(U)的排序为DO_(22)-Al_(3)V>L1_(2)-Al_(3)Y>DO_(22)-Al_(3)Nb。根据电荷密度差分(EDD)和分波态密度(PDOS),考察了三者的原子间成键情况。Al原子倾向于失去电子,而V、Y、Nb原子倾向于得到电子。Al-3s3p轨道和V-3d、Y-4d、Nb-4d轨道的价电子具有强烈的杂化作用,所形成的Al-V、Al-Y和Al-Nb键具有显著的共价特征。

关键词：密度泛函理论金属间化合物热力学稳定性力学性能电子结构

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Ti基复合材料界面反应扩散的微观分析

材料工程 2008年第6期36卷 21-24,28页

作者：吕祥鸿杨延清西安石油大学材料与工程学院西安710065 西北工业大学材料学院西安710072

通过SiC连续纤维增强Ti基复合材料的制备及在不同条件下的热处理试验,利用TEM,SEM,EDS及XRD分析技术研究复合材料的界面反应以及产物相的形成。研究结果表明:SiC/Ti复合材料界面发生了反应扩散,反应元素C,Ti,Si在界面反应层中出现浓度波... 详细信息

通过SiC连续纤维增强Ti基复合材料的制备及在不同条件下的热处理试验,利用TEM,SEM,EDS及XRD分析技术研究复合材料的界面反应以及产物相的形成。研究结果表明:SiC/Ti复合材料界面发生了反应扩散,反应元素C,Ti,Si在界面反应层中出现浓度波动;界面反应产物被确认为是Ti3SiC2,TiC和Ti5Si3,在靠近SiC侧出现Ti3SiC2和Ti5Si3单相区,靠近Ti基体侧为Ti5Si3单相区,中间为TiC+Ti5Si3双相区;SiC/Ti复合材料界面相序列为SiC┃Ti3SiC2┃Ti5Si3┃TiC+Ti5Si3┃Ti5Si3┃Ti。

关键词： SiC/Ti复合材料微观分析反应扩散界面相

SiC连续纤维增强Ti基复合材料界面反应扩散研究进展

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稀有金属材料与工程 2006年第1期35卷 164-168页

作者：吕祥鸿杨延清马志军陈彦西北工业大学陕西西安710072

介绍了目前研究Ti基复合材料界面反应扩散模型、界面反应的动力学和热力学、界面反应扩散控制机理,以及障碍涂层对界面反应扩散的影响。指出SiC纤维增强Ti基复合材料界面反应扩散的研究重点和发展方向。

关键词： SiC纤维 Ti基复合材料界面反应扩散