城市復(fù)雜條件下燃?xì)夤芫€應(yīng)力腐蝕敏感性研究.pdf

1、中國圖書分類號：TG172.9國際圖書分類號：620.194工學(xué)博士學(xué)位論文（同等學(xué)力人員）城市復(fù)雜條件下燃?xì)夤芫€應(yīng)力腐蝕敏感性研究博士研究生：車立新導(dǎo)師：段常貴教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：供熱、供燃?xì)?、通風(fēng)及空調(diào)工程所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2007年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要本文研究了城市埋地燃?xì)怃撡|(zhì)管線在建設(shè)和生產(chǎn)運行中的復(fù)雜工況條件和環(huán)境條件，并針對管線鋼在城市復(fù)雜環(huán)境下的應(yīng)力腐蝕敏感性及作用機理

2、開展了深入研究。通過現(xiàn)場取樣調(diào)查研究和實驗室的試驗分析研究，采用電化學(xué)的試驗方法和應(yīng)力腐蝕的實驗方法，取得了大量的試驗數(shù)據(jù)，獲得了很多有意義的研究成果。應(yīng)力腐蝕開裂是埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生突發(fā)性破壞事故的主要危險之一，近些年來在很多國家陸續(xù)發(fā)生了許多由于應(yīng)力腐蝕造成的埋地管線斷裂的惡性事故。世界各國對高壓長輸管線的應(yīng)力腐蝕行為進(jìn)行了大量的研究工作，但是對于城市復(fù)雜環(huán)境條件下埋地管線的應(yīng)力腐蝕行為的研究則相對較少。本文從工作實際出發(fā)，針對城市燃

3、氣事業(yè)的需求和發(fā)展，研究分析和力求解決管線腐蝕破壞可能出現(xiàn)的新問題，防患于未然。隨著國際化和現(xiàn)代化城市建設(shè)的發(fā)展，北京市的天然氣能源需求不斷增加，天然氣埋地鋼質(zhì)管道發(fā)展迅速，其設(shè)計運行壓力、管道規(guī)格、管材鋼級和施工規(guī)模等不斷提高和擴大，各種適合城市復(fù)雜環(huán)境地區(qū)的現(xiàn)代化施工技術(shù)被大量采用，城市輸氣管道在建設(shè)和運行階段一定程度上具備了長輸高壓輸氣管道的特征，同時更具有城市復(fù)雜環(huán)境和工礦條件下的特殊性。這樣，廣為關(guān)注的輸氣管線的應(yīng)力腐蝕破壞問

4、題在城市輸氣管道中成為潛在的可能導(dǎo)致嚴(yán)重腐蝕破壞的原因之一，應(yīng)引起業(yè)界高度重視。通過對北京市燃?xì)夤艿赖慕ㄔO(shè)和生產(chǎn)運行各環(huán)節(jié)的分析研究，認(rèn)為對燃?xì)夤艿缿?yīng)力腐蝕敏感性影響較大的城市燃?xì)夤艿赖膹?fù)雜環(huán)境條件主要有三方面：土壤環(huán)境的復(fù)雜性，運行壓力的復(fù)雜性，施工條件的復(fù)雜性。管線鋼在這些條件下的應(yīng)力腐蝕敏感性，將直接關(guān)系到管網(wǎng)安全可靠的運行。因此在課題中對這三個條件下的應(yīng)力腐蝕行為進(jìn)行研究和探討。通過對北京地區(qū)土壤環(huán)境中主要污染成分的調(diào)研取樣，認(rèn)

5、為直接影響土壤質(zhì)量惡化的主要成分是氮肥，試驗溶液的選擇根據(jù)一些研究者測定的管線鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂（StressCrosionCracking，SCC）破壞點附近涂層下的溶液成分，并結(jié)合北京土壤污染的情況，試驗選擇不同濃度的（NH2）2CONH4NO3溶液，用來模擬大城市近郊地區(qū)和農(nóng)村富含硝酸鹽的土壤腐蝕環(huán)境。通過電化學(xué)試驗研究、慢應(yīng)變速率拉伸（SlowStrainRateTest，SSRT）的應(yīng)力腐蝕試驗研究和斷口形貌分析研究等，認(rèn)為管