CCUS前沿研究：南同庆,等:基于CCUS的超临界CO2管道止裂韧性研究进展

针对基于CCUS的超临界\CO_2\管道止裂韧性研究进展,该技术文章可以总结为以下几个关键点:

1. CO_2管道止裂韧性研究的重要性:


CO_2的管道运输是响应全球气候变暖关键CCUS技术的关键环节。


管输CO_2时的泄漏安全问题需要通过开展CO_2管道止裂韧性研究来解决。


针对超临界CO_2管道安全性设计,国内外缺乏统一标准,亟需开展详细研究。




2. CO_2的物化性质及其对管道的影响:


CO_2具有较高的焦耳汤姆逊系数,脱压时造成管道温度快速下降,整体性能劣化。


CO_2的相态转变会对其止裂性产生影响,尤其是与管道气体组分杂质的相互作用。


对CO_2特殊物化性质的精确理解是进行止裂韧性研究的基础。


3. 止裂韧性判据和发展:


能量判据和速度判据(如Battelle双曲线法)是目前研究的主要方向。

Battelle双曲线法考虑管道内介质和裂纹扩展速度之间的关系,进行止裂韧性计算。

研究修正各判据以适应更广泛的工况,如杂质、温度和压力的影响。


4. 减压波研究与管道裂纹扩展:


减压波速度的动态变化对管道在泄漏初期的动态止裂性具有关键影响。


巯氧化合物和氮氧化合物等杂质会影响减压波速度,降低管道止裂韧性。


通过减压波预测模型辅助管道裂纹扩展的控制研究。


5. 管道设计规范与标准:


国际和国内均缺乏统一的超临界CO_2输送管道设计标准来指导安全和高效运输。


侧重讨论采用Battelle双曲线法及其他实验和数值模拟方法的重要性。


倡导结合实际实验和数值模型完善设计规范,提升工业标准。


6. 国内外研究现状对比与展望:


总结和分析了国内外在CO_2管道止裂韧性研究的进展与不足。

提出在未来需要关注全尺寸爆破实验的设计、模型的深度和广度、以及标准和行业的整合等研究方向。