Seismic response evaluation of the impact of corrosion on buried pipelines based on the Markov process

Water distribution and gas supply systems are among the infrastructure systems that have many buried steel pipelines. Corrosion gradually appears inside and outside of the pipe walls over the service life of these pipelines, the corrosion is primarily caused by the surrounding soil and the materials that flow through the pipelines. However, due to the uncertainty of the characteristics of the soil and materials, the size of the corrosion region is a stochastic variable. In this paper, using a homogeneous Markov process, a model is presented to simulate the occurrence of corrosion. Then, in combinations with a linear corrosion development model, the probability density function of the pipeline area corrosion percentage is derived. Based on the corrosion model, the pipeline seismic displacements and stresses are predicted. Furthermore, using the random perturbation approach, the mean and variance of the pipeline seismic response are given. To illustrate the validity of the proposed approach, a 200-meter long pipeline is numerically investigated and its random seismic response is obtained.     

九连墩楚墓青铜器锈蚀产物的拉曼光谱分析

利用拉曼光谱对几件九连墩楚墓出土青铜器的腐蚀产物进行了测试。结果表明,九连墩楚墓出土的青铜器上主要的锈蚀产物为孔雀石[CuCO_3·Cu(OH)_2],存在部分蓝铜矿[2CuCO_3·Cu(OH)_2]和少许副氯铜矿[Cu_2(OH)_3Cl];此批青铜器锈蚀情况比较复杂,锈蚀种类比较丰富。在此基础上,探讨了科学保护此批青铜器的方法。     

石膏原岩静水溶蚀时间-温度效应试验初步研究

文章对石膏原岩在静水溶蚀条件下的时间-温度效应进行了初步研究,并从微观角度对石膏岩溶蚀破坏机理进行分析。试验发现随着溶液温度的升高、溶蚀时间的延长,石膏岩溶蚀破坏加剧。具体表现为:石膏岩失重率随温度升高、时间延长而增大,溶蚀速率均值随温度升高而增大;溶液中Ca^2+浓度随温度升高、时间延长而增大,Ca^2+浓度增长速率均值随温度升高而增大。Fick扩散及溶胀应力是石膏岩溶蚀破坏的主要原因。静水溶蚀条件下,石膏原岩主要溶蚀破坏形式为:溶胀裂缝、柱状劈裂及片状剥离。     

Study of the corrosion resistance of electroless Ni-P deposits in a sodium chloride medium

The corrosion resistance of electroless Ni-P deposits with phosphorous contents from 12% to 14% in sodium chloride solutions was studied. The deposits were immersed in 3.5% NaCl solutions for 29 d to obtain the electrochemical parameters and were examined in a standard salt spray test for 15 d respectively. The corrosion resistance of the deposits was studied by poten- tio-dynamic scan, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), X-ray diffraction (XRD) and cold-field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) equipped with an energy dispersive X-ray detector (EDX). The patterns of XRD and the results of FE-SEM showed that the prepared deposits were amorphous. But after a 15 d standard salt spray test, a few pinholes appeared on the surface of the deposit and the weight content of phosphorus on the surface of the deposit was higher (which was beneficial to the formation of the passivation films) than that before the standard salt spray test when the nickel content was lower because the dissolved weight of nickel was greater than that of phosphorus. The results from potentio-dynamic scan and EIS showed that passivation films formed on the Ni-P deposit after immersion in the NaCl solutions, which decreased the corrosion rate of Ni-P samples. The results of this work show their potential applications in marine corrosion.     

模拟污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其潜在的环境意义

碳酸盐岩是个巨大的碳源和钙源,在地球表面分布极广。随着近年来污水排放量的增加,对地表碳酸盐岩的溶蚀产生重大影响。为研究污水对碳酸盐岩的溶蚀作用及其环境效应,利用原子吸收分光光度计、pH计、酸滴定法、扫描电子显微镜-能量扩散X射线谱仪和X-射线粉晶衍射等,分别测定反应体系中的金属离子浓度、pH值、HCO3-浓度、碳酸盐岩被溶蚀前后表面形态和组分变化等指标。研究发现,模拟污水(含有几种重金属离子、H2PO4-、NH4+、脲和土壤微生物等)对碳酸盐岩的溶蚀结果有显著差异,如模拟污水对碳酸盐岩有强烈的溶蚀作用,使其释放更多的Ca和C;低浓度Pb(NO3)2溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为吸收CO2;高浓度的Pb(NO3)2、CuCl2、CuSO4和土壤微生物扩增溶液对碳酸盐岩溶蚀表现为释放CO2;重金属盐溶液和复合污水对碳酸盐岩溶蚀后有次生矿物生成等。     

多相介质煤岩体力学实验研究

基于自然煤样,水饱和煤样和气,水饱和煤样的三轴对比力学实验得出;自然煤样的弹性模量,抗压强度和体积压缩系数大于饱和水煤样的,饱和水煤样的又大于气,水饱和煤样的,而泊松比则正好相反;平行层理方向的应变大于垂直层理方向的应变;煤吸附气,水介质后,体积发生膨胀,煤体强度和机械能降低,指出了在地面开发煤层气过程中,随着气,水介质的排出,煤基质发生收缩,煤体强度提高,泊松比减少。上覆重力在煤储层水平方向的分量降低,煤储层渗透率得到改善。     

多重防腐锚杆抗腐蚀性试验研究

针对地下工程中锚杆防腐性能存在的不足,介绍了多重防腐锚杆的构造和防腐机制。通过模拟不同的腐蚀环境,进行双重和多重防腐锚杆的抗腐蚀性试验研究,观察腐蚀后锚杆的表观变化并测试其抗拔力,分析比较两者锚筋与水泥砂浆之间的粘结强度与滑移位移的关系。分析结果表明：多重防腐锚杆由于在水泥浆中设置了套管,在不同腐蚀环境中其拉拔力始终高于双重防腐锚杆,且随时间更加明显;硫酸盐的结晶作用和腐蚀因子间的牵制效应会使防腐锚杆拉拔力有短暂的提高;多重防腐锚杆产生相同滑移位移对应的粘结强度更大,粘结强度超过极值后的残余强度高于双重防腐锚杆。以上成果能够用于地下结构中防腐锚杆的设计和后期服役期间的耐久性分析,为实际工程中防腐锚杆的抗腐蚀性能研究提供了宝贵的基础资料。     

东营凹陷碎屑岩储层长石溶蚀、Al迁移富集特征

成岩作用过程中骨架颗粒长石的溶蚀淋滤是碎屑岩储层形成次生孔隙的重要作用。长石在溶蚀反应中Al元素的活动性最低,只有在流体动力较强的条件下Al才发生迁移作用,长石溶蚀反应中高岭石的形成与分布受控于Al的迁移富集能力。因此研究成岩元素Al在流体中迁移富集特征对于储层评价具有重要意义。运用铸体薄片、扫描电镜以及粉晶衍射等分析测试技术,对东营凹陷碎屑岩储层的成岩特征进行了研究,结果在镜下可见研究区长石溶蚀以及Al的迁移富集特征明显。通过斜长石溶蚀形成高岭石的化学反应方程式,对比反应前后斜长石含量的变化,对河140井2 9213~2 9258 m深度段的砂岩进行了理论高岭石含量的计算。这种理论计算结果和实际形成高岭石含量曲线的差异,说明相对开放体系里长石溶蚀产物Al发生了微观的迁移富集作用。通过研究牛庄凹陷砂岩夹层中高岭石的含量分布特征,发现在砂泥岩界面靠近砂体一侧出现高岭石的富集,说明长石溶蚀产物Al在一定的流体动力条件下发生了迁移富集。研究区储层中长石溶解后形成高岭石,且其分布基本上受流体活动活跃的砂/泥岩界面位置和岩石物性控制。以钠长石和钾长石溶蚀形成高岭石和石英为例,对成岩反应前后岩石的体积变化进行了理论计算,结果表明如果长石溶解产物Al没有发生较大尺度的迁移,那么长石溶蚀后几乎相等体积的次生矿物将会沉淀充填孔隙。对于碎屑岩储层,次生孔隙发育的岩相学特征只能说明砂岩骨架颗粒发生了溶蚀作用、引起了孔隙重新分布、增加了砂体的非均质性,不足以说明砂岩孔隙度是否会真正提高。同时高岭石含量不能作为有效次生孔隙发育的标志,只有在Al发生迁移净输出之后,才能真正提高储集层的物性。     

海洋生物膜的形成及其对金属腐蚀的影响

为了揭示海洋生物膜形成对金属腐蚀的影响,描述了在不锈钢上形成的海水生物膜,制备了伏安微电极,并测量生物膜中氧化还原化学成分如溶解氧、过氧化氢、锰和硫在不同位置的垂直分布。结果表明,生物膜中存在溶解氧的垂直浓度梯度。在溶解氧浓度小于10μmol／L条件下,生物膜中的某些位置出现过氧化氢和锰离子,在无氧条件下,生物膜中有硫化物出现,这些化学成分表明生物膜中确实有锰氧化还原菌或者硫酸盐还原菌的活动迹象。生物膜在固体表面的分布是不均匀的,浓差电池或者生物极化作用的存在意味着生物膜的形成可能加速金属基体表面的局部腐蚀过程。