受氯盐侵蚀的LNG储罐混凝土外罐耐久性研究

对于大型LNG储罐,处于沿海地区,其预应力钢筋混凝土外罐容易遭受氯离子侵蚀,导致内部钢筋锈蚀,引发锈胀开裂,严重影响储罐耐久性能。以某大型LNG储罐混凝土外罐为研究对象,采用COMSOL有限元软件建立LNG储罐模型并进行数值计算。通过数值算例,分析了外部环境和荷载引起的储罐外罐混凝土内的氯离子分布特征,确定了储罐外罐耐久性设计和维护的关键部位,并探讨了水灰比、保护层厚度、养护龄期对诱导期长短的影响规律。结果表明:LNG储罐的第一浇筑带处,钢筋更容易发生锈蚀;如不做特殊处理,最先开始去钝化的位置高程约为0.27 m,去钝化时间为19.7年;建议第一浇筑带采用增加保护层厚度的方式提高储罐整体耐久性,保护层厚度最佳为55 mm。     

斜面角度对聚丙烯表面火蔓延的影响

在30°、45°、60°和90°的倾角条件下对热塑性材料聚丙烯进行燃烧实验,研究角度对可熔融材料表面火蔓延行为的影响,主要分析了火蔓延速率、火焰长度、质量损失速率、下表面温度等参数。研究表明:火蔓延速率、质量损失速率、下表面温升速率随角度增加而增大,角度对火焰长度影响较小。角度较小时燃烧受池火影响较大,这使火焰长度呈波动性增长,下表面最高温度反而高于大角度时。     

LNG储罐外墙温度应力分析及预应力筋设计

大型LNG储罐的外墙一般由预应力混凝土建造,其应力分布及变形比较复杂。在介绍预应力混凝土外墙温度应力计算方法的基础上,采用理论分析的方法,推导出了圆筒形外墙温度应力的计算公式、外墙在温差荷载及其他普通荷载作用下预应力筋的计算公式以及最大环向应力所在位置计算公式,进而给出了预应力筋结构调整的方案。研究结果表明,内罐的超低温液体会使预应力混凝土外墙产生很大的温度应力,环向温度应力最大可达混凝土抗拉强度的一半,使外墙在受内压时更加危险,因此在环向预应力筋设计时须考虑温差荷载影响。而后采用ADINA有限元软件建立多个钢筋混凝土分离式模型进行数值模拟,不仅验证了所推导公式的正确性,而且证明了该结构优化方案使外墙的变形及应力分布更加合理。     

海水泥沙含量对945钢冲刷腐蚀的影响

本文采用旋转冲刷实验装置研究945钢在含泥沙海水中的冲刷腐蚀性能,测试介质为青岛附近海域天然海水并加入不同含量的石英砂模拟海水泥沙,分别采用电化学方法检测材料的抗冲刷腐蚀性能、失重法测量腐蚀速率、扫描电子显微镜(SEM)表征金属表面腐蚀产物形貌,并采用X射线衍射仪(XRD)、电子能谱仪(EDS)分析腐蚀产物成分。结果表明,含砂量0.3wt%条件下945钢的阻抗最大,冲刷腐蚀作用最低,随含砂量由0.15wt%增加到1.0wt%,腐蚀产物中的SiO_2含量逐渐增加。当海水流速由1 m/s增大到5 m/s时,945钢的阻抗逐渐减小,腐蚀情况愈加严重,腐蚀产物成分主要为FeO(OH)。     

水润滑低摩擦系数陶瓷涂层摩擦副的研究

主要针对水润滑条件下低摩擦系数摩擦副--包括主动副和从动配副的材料和性能进行设计研究.研究了3种复合陶瓷涂层制备的主动副与3种摩擦性能良好的整体材料组配进行摩擦性能试验.通过销-盘磨损试验,测定各组摩擦副的摩擦系数和磨损量;利用SEM等测试技术,观察和分析了磨痕的形貌,重点讨论了陶瓷涂层材料的组分设计及其显微结构,涂层与配副材料在水润滑条件下的摩擦学性能.结果显示:在水润滑下所设计的3种陶瓷涂层所组成的摩擦副具有较低的摩擦系数,能够耐海水侵蚀以及抗微生物附着,是一种海水中使用的理想摩擦组件.     

黑镍太阳能选择性吸收涂层的研制

采用电镀方法在预镀银H85铜合金表面电化学沉积黑镍涂层,制备出了太阳能选择性吸收涂层。研究了电镀时间、电流密度以及光亮银底层等参数对涂层整体的太阳能吸收率α、发射率ε的影响,采用SEM、EDS、XRD以及光谱选择性(α/ε)等方法对涂层进行了表征,得到了制备黑镍太阳能选择性吸收涂层的优化工艺。实验结果表明,黑镍涂层主要相结构为N-Diamond C、NiO、NiC、NiZn3;添加光亮银红外反射层能较为明显地改善涂层的选择性吸收性能;获得了α=0.90,ε=0.06,α/ε=15的太阳能选择性吸收涂层。     

150kt/a苯抽提蒸馏装置扩能改造

针对大连石化公司150 kt/a苯抽提装置存在的生产瓶颈问题，提出了有效扩能整改方案。整改后标定结果表明，装置处理量达到了20.54 t/h，比原设计提高约15%，苯纯度达到99.9％以上，非芳烃中苯含量小于0.5％，操作平稳，助溶剂消耗明显降低。     

热喷涂Zn-Ni复合涂层在海水中的腐蚀行为研究

利用喷雾干燥法制备了不同Ni含量的团聚型Zn-Ni复合粉末,并在此基础上用氧乙炔火焰喷涂工艺制备了Zn-Ni复合涂层。通过动电位极化和电化学阻抗测试,并结合SEM、EDS和XRD分析,研究涂层在海水介质中的防护性能和腐蚀机理。结果表明：涂层的自腐蚀电位稳定值在-0.98~-0.95 V,Ni可起到稳定Zn(OH)₂,抑制其向疏松ZnO转化的作用,腐蚀产物的堆积使得涂层电阻R_c和电荷转移电阻R_t不断增大,腐蚀电流不断减小;不同Ni含量涂层的耐蚀性存在明显差异,其中Ni含量为20 mass%的涂层耐蚀性能最好。     

悬浮液等离子喷涂热障涂层的沉积机制及热循环特性

悬浮液等离子喷涂(SPS)较大气等离子喷涂(APS)具有诸多优势,目前对SPS涂层沉积机理报道较少。采用6%~8%Y2O3-ZrO2(YSZ)悬浮液送料进行等离子喷涂制备热障涂层,利用激光粒度仪测试悬浮液中的YSZ粒度,采用扫描电镜(SEM)、光学显微镜观察雾化粒子形貌和涂层的显微组织,探讨涂层的热循环特性并分析其沉积机制。结果表明:悬浮液中93.38%的YSZ粒子尺寸在3.311μm以下;等离子火焰中雾化的YSZ粒子主要有熔融致密的小球状、未完全熔融的疏松球状和未熔融的原始无定形3种形态;喷涂时,小球状粒子撞击基体表面后主要形成直径3~7μm的致密扁平粒子,未完全熔融的疏松球状和无定形态粒子撞击基体时铺展不明显,粒子堆积时容易形成孔隙;粘结层与陶瓷层间横向裂纹的萌生扩展导致热障涂层最终脱落失效。     

基于应变设计的跨斜滑断层埋地管道地震反应分析

中亚天然气管道D线工程穿越大量活动斜滑断层,埋地管道受断层错动影响极大,在断层错动作用下管道极易发生大变形,管道内部因产生较大应变而失效破坏。目前国内对基于应变的管道设计研究较少,并主要对拉应变进行分析,缺乏对压应变的研究,同时现有的解析方法对跨斜滑断层管道应变问题无法求解。因此研究跨斜滑断层埋地管道的设计应变意义重大。为此,采用非线性有限元分析方法,建立了ABAQUS数值模型,基于应变设计对跨斜滑断层埋地管道反应进行了研究,分析了埋深、管道直径、壁厚、管道内压和土体压缩模量这5项参数对管道拉应变、压应变的影响。通过对中亚天然气管道D线工程实际工况的分析,利用MATLAB软件拟合获得了管道最大拉应变、压应变的回归公式。研究结果表明:(1)管道拉、压应变分布规律不同,管道拉应变随断层位移增大而增大,管道压应变随位移先增大而后减小;(2)工程中采用浅埋软土、小直径厚壁管道及低管压等措施均有利于管道对断层错动的抗震设防;(3)回归公式能为跨斜滑断层埋地管道工程的设计与安全评价提供参考。