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姓    名 张  雷
所在系所 材料失效与控制研究所
职    务 副所长
职    称
通信地址 北京市海淀区学院路30号北京科技大学新材料技术研究院
邮    编 100083
办公地点 腐蚀楼208室
电    话 010-62334410
传    真
邮    箱 Zhanglei@ustb.edu.cn
 
【个人简介】
工学博士,硕士生导师。2000年本科毕业于浙江大学金属材料及热处理专业,2005年博士毕业于浙江大学材料系。现任北京科技大学新材料技术研究院材料失效与控制研究所副所长,在腐蚀与防护中心从事科研工作。兼任中国腐蚀与防护学会氢脆及应力腐蚀专业委员会秘书长,中国热处理学会青年委员会委员,美国腐蚀工程师协会(NACE)中国学生分会指导教师,华人腐蚀工程师协会(ACCE)副主席(2013-2014)。先后获得NACE CP3(阴极保护)Technologist,NACE PCIM(管道腐蚀完整性)认证。先后作为负责人承担国家自然基金3项,参与国家科技重大专项3项,先后承担中石油、中石化、中海油和各大钢铁公司相关项目二十余项,并获得北京市青年英才计划资助。以第一、二作者发表SCI/EI论文三十余篇,获国家发明专利5项。
【主要研究方向】
主要从事油气田高温高压H2S-CO2腐蚀,氢脆及应力腐蚀开裂,不锈钢及耐蚀合金选材及腐蚀机制,腐蚀完整性管理、直接评估与失效分析,金属材料的界面结构与塑性变形的微观机制等方面的研究工作。
1 油气田高温高压H2S-CO2腐蚀
主要围绕油气田井下油套管材、地面输送管材,研究高温高压及多相流动环境下低合金钢和耐蚀合金的H2S、CO2及硫沉积腐蚀规律与机理,包括H2S湿气顶部腐蚀、细菌腐蚀和砂沉积引起的垢下腐蚀等特殊腐蚀形式,先后与石油和钢铁企业合作开展腐蚀选材、失效分析、缓蚀剂有效性评价等工作,关于腐蚀产物膜的生长演化以及局部腐蚀形核发展机制的研究获得国家自然科学基金资助。
2 氢脆及应力腐蚀开裂
一方面围绕H2S导致的氢致开裂HIC和硫化物应力腐蚀开裂SSC开展大量实验研究工作,关于环境介质和腐蚀产物膜对H2S氢渗透的影响研究,获得国家自然科学基金资助。另一方面主要研究深水油气田开发过程中,面临的双相不锈钢在阴极保护下的氢致应力开裂(HISC)风险,也获得国家自然科学基金资助。目前还与中石油相关单位合作,开展高强管线钢在阴极保护下的氢脆敏感性研究,并负责我校HIC和SSC相关检测的工作。
3不锈钢及耐蚀合金服役边界
针对油气工业大量使用的碳钢、低合金钢、马氏体不锈钢、双相不锈钢、奥氏体不锈钢、镍基耐蚀合金,一方面开展H2S-CO2-Cl-共存条件下的腐蚀和应力腐蚀开裂研究,确定不同材料安全服役的环境参数边界,为石油天然气开发提供技术支撑和理论基础;另一方面参与G3等镍基合金耐蚀材料的研发工作,研究第二相及合金热处理及冷变形对腐蚀行为的影响机制;再一方面更为深入的研究在高含硫工况下,不锈钢及耐蚀合金的点蚀和应力腐蚀开裂机理。
4 腐蚀完整性管理、直接评估与失效分析
主要针对石油天然气管道,进行腐蚀完整性管理的研究,通过多相流动模型和腐蚀预测模型相结合,开展管道腐蚀直接评估的工作,并参与多项油气工业委托的失效分析工作。
【科研业绩】(包括发表论文、专利、著作、获奖等学术水平)
获奖:
[1]《海底管道CO2-H2S腐蚀机理与预测研究》获中国腐蚀与防护学会科技进步一等奖,2013年
著作:
[1] 《腐蚀监测技术》,参译
发表论文:
[1] Jinhui Ding, Lei Zhang, Minxu Lu, Jing Wang, Zhibin Wen, Wenhui Hao. The electrochemical behavior of 316L austenitic stainless steel in Cl- containing environment under different H2S partial pressures. Applied Surface Science. In press.
[2] Dapeng Li, Lei Zhang, Jianwei Yang, Minxu Lu, Jinhui Ding, Mingliang Liu. Effect of H2S content on corrosion behavior of pipeline steel under H2S/CO2 co-exist environment. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. In press.
[3] Jinhui Ding,Lei Zhang,Dapeng Li, Minxu Lu,Junpeng Xue,Wen Zhong. JStress Corrosion Cracking Mechanismof UNS S31803 Duplex Stainless Steel under High H2S-CO2 Pressure with High Cl- Content. Journal of Materials Science. 2013,48(1):3708–3715
[4] Jinhui Ding, Lei Zhang, Yong Yu, Minxu Lu, Dapeng Li. Corrosion and stress corrosion cracking behavior of 316L austenitic stainless steel in high H2S-CO2-Cl- environment. NACE Corrosion, 2013, paper No. C2013-0002531.
[5] Dapeng Li, Lei Zhang,Wenhai Ma,Minxu Lu, Dandan Han, Lei Wang. Effects of Temperature on CO2 Corrosion of Tubing and Casing Steel. NACE Corrosion, 2013, paper No C2013-0002426
[6] Lei Zhang, Wen Zhong, Jianwei Yang, Chunliang Gao, Jinhui Ding, Minxu Lu. Evolution of Corrosion Scale of Pipeline Steel under High H2S/CO2 Partial Pressure. NACE Corrosion, 2012, paper No. C2012-0001350 .
[7] Lei Zhang, Xinru Wang, Zhibin Wen, Zhide Liu, Xiangyang Li, Minxu Lu. Interactive Effects of H2S and Elemental Sulfur on Corrosion of Steel. NACE Corrosion, 2012, paper No. C2012-0001575 .
[8] Jing Wang, Lei Zhang, Minxu Lu, Wei Chang, Lining Xu, Lihua Hu. Effect of welding process on microstructure and properties of dissimilar weld joints between low alloy steel and duplex stainless steel. International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials, 2012, 6.
[9] Liu Jiabin, Zhang Lei, Meng Liang. Microstructure evolution of Cu/Ag interface in the Cu-6wt.%Ag filamentary nanocomposite. Acta Materialia, 2011, 59: 1191-1197.
[10] Zhang Lei, Zhong Wen, Yang Jianwei, Lu Minxu. Effects of Temperature and Partial Pressure on H2S/CO2 Corrosion of Pipeline Steel in Sour Conditions. NACE Corrosion 2011: 18390
[11] Hao Wenhui, Zhang Lei, Yang Jianwei, Lu Minxu. Effect of H2S/CO2 Corrosion Scale on Hydrogen Permeation. NACE Corrosion 2011: 18391
[12] Wen Zhibin, Zhang Lei, Yang Jianwei, Lu Minxu. Depositing Characteristic and Temperature on Elemental Sulfur Corrosion. NACE Corrosion 2011: 18401
[13] 胡丽华,张雷,路民旭,等. 3Cr低合金管线钢及焊接接头的CO2腐蚀行为研究. 北京科技大学学报, 2010, 32(3): 245-350.
[14] 胡丽华,张雷,路民旭,等. Cr含量对低合金耐蚀管线钢焊接接头组织和性能的影响. 材料热处理学报, 2010, 31: 3.
[15] 张雷,胡丽华,路民旭. 抗CO2腐蚀低Cr管线钢组织和性能研究, 材料工程,2009,(5): 6-10
[16] Yang Jianwei, Zhang Lei, Xu Lining, Lu Minxu. Influence of H2S and CO2 corrosion scales on hydrogen permeation in X65 steel. NACE Corrosion/2008, paper no. 08412.
[17] 杨建炜, 张雷, 丁睿明, 孙建波, 路民旭. X60管线钢在湿气和溶液介质中的H2S-CO2腐蚀行为. 金属学报, 2008, 41(11): 1366
[18] 杨建炜,张雷,丁睿明,孙建波,路民旭. 管线钢在湿气介质中的H2S/CO2腐蚀行为研究, 材料工程, 2008, (11): 49
[19] 张雷,国大鹏,路民旭. Cl-含量对J55钢CO2腐蚀行为的影响,中国腐蚀与防护学报, 2009. 29(1): 64
[20] 张雷,丁工,刘志德,路民旭. 温度对X65管线钢湿气CO2腐蚀的影响, 石油与天然气化工, 2008, 37(1): 48
[21] 王晓燕, 张雷, 路民旭. 双相不锈钢与微合金钢异金属焊接接头的组织及性能. 北京科技大学学报, 2008, 30(2): 131
[22] Zhang Lei, Meng Liang. Evolution of microstructure and electrical resistivity of Cu-12wt.%Ag filamentary microcomposite with drawing deformation. Scripta Mater, 2005, 52: 1187.
[23] Zhang Lei, Meng Liang, Liu Jiabin. Effects of Cr addition on the microstructural, mechanical and electrical characteristics of Cu-6 wt.%Ag microcomposite. Scripta Mater, 2005, 52: 587.
[24] Zhang Lei, Meng Liang. Microstructure, mechanical properties and electrical conductivity of Cu-12 wt.% Ag wires annealed at different temperature. Mater Lett, 2004, 58:3888.
[25] Zhang Lei, Meng Liang. Behaviors of the interface and matrix for the Ag/Cu bimetallic laminates prepared by roll bonding and diffusion annealing. Mater Sci Eng A, 2004, 371: 65.
[26] Zhang Lei, Meng Liang. Microstructure and properties of Cu-Ag, Cu-Ag-Cr and Cu-Ag-Cr-RE alloys, Mater Sci Tech, 2003, 19(1): 75.

部分负责科研项目
[1] 国家自然科学基金面上项目:深水及阴极保护下双相不锈钢氢致应力开裂的氢行为与临界电位研究(2013-2015),项目负责人。
[2] 国家自然科学基金面上项目:高含H2S湿天然气管道冷凝液膜环境下的氢渗透机制(2012-2015),项目负责人。
[3] 国家自然科学基金青年项目:H2S/CO2共存条件下腐蚀产物膜形成机制及其对氢渗透的影响研究(2008-2010),项目负责人。
[4] 国家自然科学基金重点项目:镍基、铁镍基合金油井管第二相的演变及其对耐蚀性的影响(2012-2015),我校负责人。
[5] 中海石油研究中心:东方1-1气田防腐试验研究(2012~2013)
[6] CACT作业者集团:平台工艺管线失效分析(2012~2013)
[7] 中石油西南油气田:盆地东部集气干线内腐蚀原因分析及控制措施研究(2011-2012),
[8] 中海油研究总院:XXX故障海管腐蚀模拟实验及原因分析(2011~2012)
[9] 中石化西北油田:塔河9区奥陶系井下管材优选研究(2011-2012),项目负责人
[10] 中石化十建:普光气田镍合金复合管材应力腐蚀开裂试验研究(2011-2012)
[11] 中石油大庆油田:含CO2气井油套管优化组配技术研究(2008-2009)
[12] 中海石油研究中心:海底管道H2S、CO2腐蚀模拟实验及评估(2009)
 
 
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