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海底管道CO_(2)腐蚀特性及预测模型研究进展

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中国腐蚀与防护学报 2023年第6期43卷 1225-1236页

作者：朱烨森蔡锟胡葆文夏云秋胡涛勇黄一中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室大连116024

介绍了海底管道的CO_(2)腐蚀机理,具体涉及化学反应过程、电化学反应过程、传质过程和成膜过程。其次,总结了海底管道CO_(2)腐蚀影响因素,主要包括元素成分、显微组织决定的材料自身因素,以及介质成分、温度、pH等决定的外部环境因素。... 详细信息

介绍了海底管道的CO_(2)腐蚀机理,具体涉及化学反应过程、电化学反应过程、传质过程和成膜过程。其次,总结了海底管道CO_(2)腐蚀影响因素,主要包括元素成分、显微组织决定的材料自身因素,以及介质成分、温度、pH等决定的外部环境因素。汇总了各影响因素对腐蚀速率的经验/半经验规律。重点归纳了海底管道CO_(2)腐蚀模型,详细介绍了原理模型法和经验模型法在腐蚀评估和预测中的控制步骤和边界条件。

关键词：海底管道 CO_(2)腐蚀腐蚀模型腐蚀预测腐蚀评估

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白鹤滩泄洪洞横向三支臂弧门设计关键技术

中国农村水利水电 2023年第10期 198-205页

作者：胡坚柯金晓华吕飞鸣朱烨森中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

针对白鹤滩水电站巨型、大宽高比泄洪洞弧门结构,提出了国内首个横向三支臂潜孔弧门型式,采用考虑三支臂布置位置、主梁与支臂单位刚度比等关键设计参数的多因素分析,并结合多载荷工况下的有限元数值验证,确定了悬臂长度和单位刚度比,... 详细信息

针对白鹤滩水电站巨型、大宽高比泄洪洞弧门结构,提出了国内首个横向三支臂潜孔弧门型式,采用考虑三支臂布置位置、主梁与支臂单位刚度比等关键设计参数的多因素分析,并结合多载荷工况下的有限元数值验证,确定了悬臂长度和单位刚度比,进而优化了横向三支臂弧门的受力分布,有力保障了巨型泄量下土建结构的承载安全。结果表明:基于多因素参数敏感性分析的横向三支臂悬臂长度和单位刚度比确定准则,白鹤滩最优悬臂长度为2.5 m、最优单位刚度比为10.7。且优化后的弧门结构主要计算应力不超过145 MPa,最大计算合位移小于15 mm,均满足强度和刚度要求。研究建立的横向三支臂弧形闸门关键技术,能够为超宽高比孔口、超大泄量的泄洪洞安全运行提供技术保障。

关键词：白鹤滩横向三支臂潜孔弧门单位刚度比

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基于电阻-多电极联合测量的水线腐蚀行为

腐蚀与防护 2021年第10期42卷 13-18,22页

作者：余晓毅徐云泽朱烨森常炜黄一中海石油(中国)有限公司北京研究中心北京100027 大连理工大学土木工程学院大连116024 大连理工大学船舶工程学院大连116024

开发了一种新型微电阻测量与耦合阵列多电极技术相结合的腐蚀监测传感器系统。并采用该传感器,分别研究了静止和流动环境中的水线腐蚀行为。结果表明:在静止3.5%NaCl溶液中,主要的阳极区域位于传感器底部,这表明此时水线腐蚀由氧浓差控... 详细信息

开发了一种新型微电阻测量与耦合阵列多电极技术相结合的腐蚀监测传感器系统。并采用该传感器,分别研究了静止和流动环境中的水线腐蚀行为。结果表明:在静止3.5%NaCl溶液中,主要的阳极区域位于传感器底部,这表明此时水线腐蚀由氧浓差控制。而在流动3.5%NaCl溶液中,主要的阳极区域上移至接近水线位置,底部区域成为阴极,即介质流动会影响水线腐蚀。且在两种环境中,宏电池腐蚀都是影响水线腐蚀的主要因素。

关键词：多电极电阻法水线腐蚀介质流动宏电池腐蚀

介质条件对X65管线钢及其焊接接头CO2腐蚀的影响

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腐蚀与防护 2019年第10期40卷 717-722,752页

作者：杨壮春蔡伊扬朱烨森黄一王晓娜中海石油深海开发有限公司深圳518000 大连理工大学船舶工程学院大连116024

利用开路电位测量、电化学阻抗谱测量和扫描电镜(SEM)观测研究了在含饱和CO2的3.5%NaCl水溶液中不同介质条件对X65管线钢及其焊接接头不同区域CO2腐蚀的影响。结果表明:在pH较低环境中,X65管线钢表面难以形成致密的FeCO3腐蚀产物膜,而... 详细信息

利用开路电位测量、电化学阻抗谱测量和扫描电镜(SEM)观测研究了在含饱和CO2的3.5%NaCl水溶液中不同介质条件对X65管线钢及其焊接接头不同区域CO2腐蚀的影响。结果表明:在pH较低环境中,X65管线钢表面难以形成致密的FeCO3腐蚀产物膜,而在pH较高环境中,即便温度较低也能生成致密的腐蚀产物膜,且温度越高,腐蚀产物膜越致密,X65管线钢的腐蚀速率下降,点蚀加剧;X65管线钢焊接接头不同区域中,母材最先形成致密的腐蚀产物膜,其次是热影响区,最后是焊缝区,但焊缝区形成的腐蚀产物膜较其他两个区域形成的更加致密。

关键词： X65管线钢焊缝腐蚀 CO2腐蚀

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数据驱动的泄洪闸门智能管理系统构建及应用

云南水力发电 2023年第3期39卷 266-270页

作者：朱烨森夏云秋秦方中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

构建了基于数据驱动的水电水利工程泄洪闸门智能管理系统,提出了智能管理系统的运行逻辑及系统框架。智能管理系统依托闸门的历史信息、状态监测结果、运行与维护方案,优化数据的采集及分析的能力,开展全局化、智慧化管理建议。提出了... 详细信息

构建了基于数据驱动的水电水利工程泄洪闸门智能管理系统,提出了智能管理系统的运行逻辑及系统框架。智能管理系统依托闸门的历史信息、状态监测结果、运行与维护方案,优化数据的采集及分析的能力,开展全局化、智慧化管理建议。提出了基于多维度多参数准则的风险事故预测,赋予参数权重优先级,即“安全直接关联参数”赋值大于“安全间接关联参数”大于“安全潜在关联参数”,结合结构强度分析、历史安全数据溯源和人工神经网络分析,提高安全管理的高效性和完整度。

关键词：泄洪闸门数据驱动智慧管理风险评估预测

海洋管道焊接结构非均匀腐蚀行为及监测技术研究

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海洋管道焊接结构非均匀腐蚀行为及监测技术研究

泄洪闸门在线监测数据挖掘应用的现状分析与讨论

第十一届全国腐蚀与防护大会

作者：朱烨森徐云泽王晓娜黄一大连理工大学船舶工程学院大连理工大学物理学院

CO2气体作为海洋油气开采和输运过程中的共存介质,常与油气水融合,在集输管线内形成复杂的腐蚀环境。焊接是海洋长距离集输管线的重要连接方式。在不同焊接工艺下,海洋管道焊接结构的元素成分和显微组织差异明显。此外,由于焊接残余应... 详细信息

CO2气体作为海洋油气开采和输运过程中的共存介质,常与油气水融合,在集输管线内形成复杂的腐蚀环境。焊接是海洋长距离集输管线的重要连接方式。在不同焊接工艺下,海洋管道焊接结构的元素成分和显微组织差异明显。此外,由于焊接残余应力和焊接缺陷的存在,使得其面临严峻的非均匀腐蚀风险,直接威胁管道的安全运行。海洋管道焊接结构的非均匀腐蚀主要包括两方面,一是焊接结构异质区域（母材区、热影响区、焊缝区）之间的电偶电流造成的腐蚀损伤,二是焊接结构同质区域内部的自腐蚀电流造成的腐蚀损伤（如图1）。而在CO2介质环境中,焊接结构同质区域内的自腐蚀电流又可以按照形成原因不同,分为腐蚀产物膜形成前显微组织间的微电池电流（如图1a）和腐蚀产物形成后由成膜致密性差异导致的宏电池电流（如图1b）。海洋管道焊接结构的CO2腐蚀行为与介质环境密切相关,介质温度、pH等会对其腐蚀速率及腐蚀产物膜形成造成影响。由于焊接结构材质的非均匀性和所处环境的差异性,目前仍然缺乏有效的非均匀腐蚀监测方法,其非均匀腐蚀机理和影响因素也未完全揭示。本研究中,设计了基于微电阻测量技术的耦合阵列多环组传感器,监测了海洋管道焊接结构在不同pH的3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为差异。结合电化学阻抗谱测试和腐蚀形貌表征,分析了电偶效应对海洋管道焊接结构的影响。并通过对焊接结构全周向非均匀腐蚀的差异性分析,研究焊接结构非均匀腐蚀特点。研究结果表明,当溶液pH较低时,焊接结构的腐蚀速率较高;当溶液pH较高时,焊接结构表面容易形成致密的腐蚀产物膜,腐蚀速率减缓。此外,耦合阵列多环组传感器在焊接结构的局部腐蚀监测方面具有明显优势。焊接结构各异质区域的显微组织差异会导致腐蚀产物形成的不均匀性,进而产生电偶电流,加剧了热影响区的腐蚀;而焊接结构同质区域内的介质含氧量差异和成膜致密性差异导致的宏电池电流也密切影响着全周向腐蚀。

关键词：焊接结构非均匀腐蚀电偶腐蚀腐蚀监测

来源： cnki会议评论

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水电站机电技术 2023年第2期46卷 98-100页

作者：秦方夏云秋胡葆文朱烨森中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州310000

泄洪闸门是通过调洪泄洪功能保障大坝等挡水建筑物正常工作的关键水工金属结构。华东勘测设计研究院针对泄洪闸门开展了安全工程数字化建设,已在多个电站中搭建平台系统,实现了对关键信息的在线监测、健康评价和数字化运维。以某抽水蓄... 详细信息

泄洪闸门是通过调洪泄洪功能保障大坝等挡水建筑物正常工作的关键水工金属结构。华东勘测设计研究院针对泄洪闸门开展了安全工程数字化建设,已在多个电站中搭建平台系统,实现了对关键信息的在线监测、健康评价和数字化运维。以某抽水蓄能电站为例,数字平台通过对所采集的数据统计分析,出具安全评价报告,对提高泄洪闸门管理的工作效率,起到了积极作用。但同时在实践中发现,由于系统部署前期工作基础和数据积累的不足,得到的安全评价结论不够精细,数据挖掘的实现较表浅。下阶段将以高预判能力、健康度准确量化为目标,开展深度数据挖掘。

关键词：泄洪闸门在线监测系统数据挖掘安全评价水工金属结构

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基于双环电阻传感器的海底管道内壁局部腐蚀研究

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基于双环电阻传感器的海底管道内壁局部腐蚀研究

第十届全国腐蚀大会

作者：徐云泽朱烨森王明昱黄一王晓娜宋世德大连理工大学船舶工程学院大连理工大学土木工程学院大连理工大学物理学院

＜正＞长距离油气输送管道是深海油气开采系统的重要组成部分,由于开采的油气和地层水中含有二氧化碳、氧气和硫化氢等腐蚀介质,海底管道面临着严峻的腐蚀问题。由于海底管道内的流质环境复杂,管道内流质的流态、温度、含沙量以及腐蚀...

＜正＞长距离油气输送管道是深海油气开采系统的重要组成部分,由于开采的油气和地层水中含有二氧化碳、氧气和硫化氢等腐蚀介质,海底管道面临着严峻的腐蚀问题。由于海底管道内的流质环境复杂,管道内流质的流态、温度、含沙量以及腐蚀成分的变化都会导致不同类型的局部腐蚀问题发生,当管道内外壁存在较大温差时,湿蒸汽在管道顶部的冷凝可能造成

关键词：

来源： cnki会议评论

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基于规范的海底管道阴极保护设计及数值验证

全面腐蚀控制 2022年第12期36卷 1-8,15页

作者：任涛朱烨森胡坚柯蔡锟滕楷黄一中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122 大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室辽宁大连116024

海底管道是海洋油气开采中的重要组成部分,在恶劣的海洋环境中需要对管道外壁进行腐蚀防护。海底管道外壁腐蚀防护方法包括防腐涂层防护和阴极保护。阴极保护包括牺牲阳极法和外加电流法,其中牺牲阳极法主要用于固定式海洋结构物,外加... 详细信息

海底管道是海洋油气开采中的重要组成部分,在恶劣的海洋环境中需要对管道外壁进行腐蚀防护。海底管道外壁腐蚀防护方法包括防腐涂层防护和阴极保护。阴极保护包括牺牲阳极法和外加电流法,其中牺牲阳极法主要用于固定式海洋结构物,外加电流法主要用于船舶和半潜式海洋平台。海底管道作为固定式海洋结构物一般采用牺牲阳极法。目前海底管道阴极保护主要采用规范进行设计,因此研究形成了基于规范的海底管道阴极保护设计方法,并采用C#语言开发了相应的设计程序。该设计程序具有可视化界面,便于参数输入,可以提高海底管道阴极保护设计的效率。本研究中,通过采用海底管道阴极保护设计程序,选取某南海油气田海洋环境条件,进行了多个案例计算,得到了满足要求且经济合理的诸如牺牲阳极数量、阳极间距和阳极质量等阴极保护设计参数。

关键词：海底管道防腐涂层阴极保护规范牺牲阳极