位错载氢运动对材料氢脆行为的影响

位错载氢运动会导致金属结构材料中氢原子的再分布和氢损伤的加剧,但目前仍缺乏相关实验数据支撑。本文首先对比了高锰钢预充氢后在四种应变速率(1×10^–3 s^–1,1×10^–4 s^–1,1×10^–5 s^–1和1×10^–6 s^–1)下的断口特征,随后结合理论计算探究了不同应变速率下位错载氢对金属材料氢脆行为的影响。结果表明较慢应变速率(1×10^–5 s^–1 and 1×10^–6 s^–1)下拉伸的试样具有比较快应变速率(1×10^–3 s^–1和1×10^–4 s^–1)拉伸时更高的氢脆敏感性和更大的断口脆性区面积。这是因为较慢应变速率下拉伸时,氢可以随位错运动,导致在塑性变形过程中形成更大的氢原子扩散距离和脆性区深度。此外,在更慢的应变速率(1×10     

氢环境下压力容器及管道材料相容性研究进展

氢能作为一种理想的清洁能源受到世界各国重视。压力容器和管道是氢能产业大规模、长距离、安全高效输送的重要途径。但长期使用过程中金属容易发生氢脆并导致失效,对氢能应用带来了极大挑战。本文针对氢环境下压力容器及管道材料相容性进行论述,首先阐述了典型氢脆机理及氢进入材料内部的渗透机理,随后总结分析了压力容器和高钢级管线钢氢脆特征。针对氢致失效难题提出如下措施：（1）改善热处理及加工工艺,避免钢中出现对氢敏感的组织,同时严格控制钢中夹杂物含量及尺寸;（2）改善焊接工艺,减弱热影响区氢致开裂敏感性;（3）钢中引入有效氢陷阱提高其抗氢脆性能。该结论将为未来压力容器及管道使用安全性研究打下基础。     

管线随机有限元的抗震可靠性研究

基于动力分析的摄动有限元法及管线可靠度分析模型 ,建立管线的动态随机有限元方程 ,分析了管线质量随机性和几何特征随机性 ,得出了在Elcentro地震波的激励下 ,管线结构的动力响应及具有非穿透性裂纹的抗震可靠度 ;并与Monte Carlo有限元法进行计算比较 ,表明了方法的正确性和可行性     

基于STAMP模型的掺氢输送放空系统风险分析

随着掺氢运输迅猛发展，原有的放空系统又产生了新的安全隐患和风险因素。为了保障掺氢管道放空作业时设备和人员的安全，本文基于事故分析模型，通过分析掺氢管道的放空流程，确定放空系统失效事故的安全约束条件，建立放空作业控制与反馈模型，识别控制模型中潜在的不安全控制行为，确定不同的不安全控制行为产生的风险及对应的安全约束，对掺氢管道的风险性进行分析研究，提高掺氢管道放空作业的安全性。     

基于层次分析和FAD图的管道环焊缝适用性评价方法

焊缝缺陷是导致管道失效的主要原因之一，因此在役长输管道在进行升压前或复产前，应对管道全线环焊缝进行适用性评价，以排除管道隐患并确定合适的压力范围。由于管道的敷设位置大多位于地下，焊缝处的载荷参数难以准确获取，现有的环焊缝适用性评价多是仅仅基于管道内压进行评价，忽略附加载荷的影响，导致评价结果不准确。针对上述情况，本文以某天然气长输管道环焊缝开挖后的无损检测结果为基础数据，建立待评价焊缝处附加载荷的层次分析风险因素模型，改进了API 579中失效评估图（failure assessment diagram,FAD）传统评价方法，实现管道环焊缝的精准适用性评价，为管道安全提供决策支持。该方法与准则对在役长输管道全线路环焊缝适用性评价工程实践具有借鉴意义。     

长距离管道纯氢与天然气掺氢输送技术专题序

<正>氢能利用涉及到制氢、储氢、输氢、用氢等全产业链。作为我国绿氢主要产地的风光大基地集中于“三北”地区，而氢气消费大户却主要分布在东部特别是沿海地区，绿氢生产和消费空间错配，客观上要求大规模储运调配以有效衔接供需。然而，当前氢能储运成本约占到“制储输用”全产业链总成本的30%～40%，已成为制约其发展的核心问题。氢能储运模式中，长距离管道纯氢与天然气掺氢输送是实现氢能大规模、网络化输送最有潜力的技术，尤其是利用已有天然气管网进行少量改造实现天然气掺氢输送，更能节约大量基础设施建设费用。     

掺氢天然气长距离管道输送安全关键技术与进展

利用天然气管输系统混输氢气，能实现氢气大规模、低成本、长距离输送，但掺氢混输带来更严峻的安全、技术挑战。本文围绕输送工艺及关键设备、管材相容性与寿命预测、泄漏监测检与风险评估、标准体系建设几项关键技术，探讨掺氢天然气长距离管道输送的安全问题。建议统筹规划输送网络，改进关键管输工艺与设备，建立输运协同应急与智慧决策大数据平台，制定掺氢天然气管道输送规范标准，逐步开展掺氢天然气输送技术应用示范。     

基于FLUENT模拟的储罐掺氢装置掺混过程及掺氢比对管道运行参数影响研究

由于天然气与氢气的物性差异，氢气掺入天然气管网后会改变管线内气体物性条件，掺混均匀程度以及掺氢比均会对管道、设备的性能带来不同程度的影响。储罐是输气管线中最常见的组件，本文以储罐为基础提出了单管分级掺氢、多管多汇单次掺氢两种掺氢方案，并采用FLUENT软件建立储罐模型进行动态掺混仿真，结果表明单管分级掺混方案相较于多管多汇单次掺混方案能取得更好的掺混效果。为了探究不同掺氢比气体通过单管单汇方案储罐和以上两种掺氢方案对管道运行的影响，本文采用HYSYS软件分别建立对应工艺流程模型进行工艺模拟，结果表明，三种方案的储罐内压力排序为：多管多汇单次掺氢>单管单汇储罐>单管分级掺氢；此外，随掺氢比增加，管道压力和温度增大，而压降、温降减小。总体而言，本文提出的基于储罐的掺氢方案具有结构简单、加工方便、成本低、掺混效果和掺氢比适应性相对较好等优点，此外不同掺氢比下HYSYS工艺模拟结果对于掺氢管线的运行分析也有参考意义。