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公示名称 ：临氢环境下管道材料及阀门适应性研究 公示发布时间 ：2025-06-20 10:51:44
采购单位 ：科技数字中心
公示开始时间 ：2025-06-20 00:00:00 公示结束时间 ：2025-06-24 00:00:00
采购项目单位联系人 ：陈翠翠 采购项目单位联系人方式 ：******
异议处理联系人 ：高继江 联系方式 ：******
项目概况 ：针对在役天然气管网改输氢气面临的管道材料和阀门适应性不明确等技术难题，开展鄯乌线管材适应性评价方法研究、氢环境下裂纹萌生和扩展规律研究、输氢管道阀门节流振动疲劳寿命及密封结构适应性研究，明确氢环境下管道缺陷容限、疲劳寿命和裂纹扩展速率等指标的变化规律，探究阀门临氢环境下流动特性和安全运行规律，保障现有天然气管道改输氢气平稳安全运行。
******集团公司所属单位具备承揽能力的、地方政府有特殊要求的或与原设备配套、维修用的零部件；
******大学（北京）
主要技术要求或技术方案 ：1）鄯乌线管材适应性评价方法研究：形成《天然气管道改输氢适应性及安全性评价指南》标准草案，《鄯乌天然气管道改输氢气材料适应性与安全性研究报告》技术报告，申报发明专利2项，发表中文核心期刊/SCI论文2篇。2）氢环境下裂纹萌生和扩展规律研究：形成《氢环境下裂纹萌生和扩展规律研究报告1份》，申报发明专利2项，发表中文核心期刊/SCI论文2篇。3）输氢管道阀门节流振动疲劳寿命及密封结构适应性研究：形成《阀门及法兰密封结构适应性评估指标体系及技术报告》、申报发明专利1项、录用中文核心/SCI论文1篇。
采购范围说明 ：（1）鄯乌线管材适应性评价方法研究1）开展国内外管线钢氢相容性试验测试方法调研、国外典型油气管道改输氢气、国内外输氢管道工程案例调研、对比分析国内外管线钢氢相容性评价标准，形成调研报告；2）考虑鄯乌线在役管道缺陷类型、表面状态、服役工况等因素，针对鄯乌线管道和管件尺寸特点，确定与之匹配的氢相容性评价试样类型和实验参数，进行不同预应变条件下气相氢环境下管线钢母材以及焊缝强度、延性、断裂韧性表征，研究缺陷对管材氢损伤特征的影响规律，建立进入管线钢中的氢含量与缺陷、应力、临界应力强度因子之间的关联关系。3）采用微拉伸等微试样测试表征手段，开展鄯乌线管道环焊缝根焊氢相容性测试表征，明确根部未焊透、未熔合等根部开口缺陷在氢环境下对管道承载能力影响。4）基于上述研究成果，建立鄯乌线管材临氢环境下力学性能数据库，建立管道体积型、裂纹型缺陷在临氢环境下管材和缺陷的适用性评价方法，并给出评价关键参数取值建议，建立纯氢环境下缺陷容限尺寸和安全许用压力确定方法，形成基于中试平台的天然气改输氢管道管材适应性评价方法。（2）氢环境下裂纹萌生和扩展规律研究1）考虑残余应力与缺陷耦合作用下管道材料氢致损伤，开展不同服役压力下鄯乌线管材、焊缝、管件等在不同应力状态、不同缺陷应力集中系数下的光滑及缺口小试样的慢应变速率拉伸试验和断裂韧性实验，确定氢气环境裂纹萌生和裂纹扩展的应力条件和缺陷条件。2）开展管道缺陷应力与试块缺陷应力等效模拟研究，考虑管道表面真实状态，基于模拟结果完成不同应力状态、集中系数的中试试块设计优化。3）开展基于中试试块和全尺寸管道的氢中试长周期试验，包括压力波动试验、疲劳裂纹扩展试验，开展氢环境下中试试块和管道母材和焊缝裂纹萌生、扩展规律研究，明确不同服役压力、不同钢管表面状态等条件下管材和焊缝裂纹萌生、扩展规律，获得临界输氢压力、缺陷容限尺寸、裂纹开裂临界应力关系。4）开展氢与缺陷耦合作用下管道全尺寸爆破试验，通过有限元反演法进行参数拟合，修正氢致裂纹扩展动力学参数，优化裂纹扩展模型，验证并修正氢致裂纹扩展动力学参数，完善FAD曲线。5）基于历史内检测数据和氢环境下材料相容性测试结果，开展体积型、裂纹型缺陷剩余强度和剩余寿命分析，明确管道安全许用压力、管道剩余寿命，评估鄯乌线改输氢气管材适应性，形成纯氢压力管道检测周期的确定方法。（3）输氢管道阀门节流振动疲劳寿命及密封结构适应性研究开展输氢管道阀门截断速率影响与节流振动疲劳寿命研究和氢环境下阀门密封结构适应性研究，具体内容如下：1）开展基于声发射监测技术的输氢管道阀门内漏检测技术研究；建立球阀阀门泄漏量计算公式。2）研究氢气流动下调节阀压力及流量波动变化规律，得到阀门调节特性/建立开度与氢气流量、压降对应关系模型，确定天然气管道改输氢管道条件下的调节阀流量调节特性。3）得到压力变化规律与阀门截断速率之间的对应关系，建立压降速率阈值设定体系。4）研究法兰密封结构及密封件在氢环境下的材料适应性，建立纯氢环境下流动对法兰密封结构的磨蚀模型，建立泄漏量计算模型。5）研究球阀阀门节流后的流固耦合作用规律，阐明冲蚀特效，并对管道固壁的振动特性进行分析，建立氢-振动耦合作用下的疲劳寿命预测模型。6）分析改输氢调节阀承压材料、密封适应性；建立纯氢环境下流动对阀门密封结构的腐蚀模型，建立泄漏量技术模型。7）在中试平台对模型进行验证及修正，得到阀门及法兰密封结构适应性评估指标体系及技术报告。
标段名称：临氢环境下管道材料及阀门适应性研究
标段描述：针对在役天然气管网改输氢气面临的管道材料和阀门适应性不明确等技术难题，开展鄯乌线管材适应性评价方法研究、氢环境下裂纹萌生和扩展规律研究、输氢管道阀门节流振动疲劳寿命及密封结构适应性研究，明确氢环境下管道缺陷容限、疲劳寿命和裂纹扩展速率等指标的变化规律，探究阀门临氢环境下流动特性和安全运行规律，保障现有天然气管道改输氢气平稳安全运行。
