油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展 被引量：25

1

作者 刘强 惠松骁 +2 位作者 宋生印 叶文君 于洋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期841-853,共13页

钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的... 钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的可行性、钛合金管材的制备加工、实验室内钛合金性能评价以及钛合金管材的现场应用等方面。然而,我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下服役不但要面临高温高压的挑战,还要经受硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的共同作用,因此我国对油井管的要求高于国外一般水平。此外,钛合金是钛含量大于50%的金属的总称,仅我国国标所列举的不同成分钛合金就多达76种。这些已经标准化的钛合金材料大多用于航空航天、石化炼化、生物医学、船舶以及海洋工程领域,这些应用环境和油气开发环境具有巨大的区别,已有牌号的钛合金能否适用于油气开发工况尚不得而知。国内有关钛合金油井管在硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸环境下服役的研究报道和应用经验都较为缺乏,导致油气开发油井管用钛合金材料在选择和使用上存在风险,为了防止钛合金在应用时出现大的安全事故而造成生命财产的损失,迫切需要结合国内外研究经验对可用于油气开发环境的钛合金材料进行筛选和评价,明确每种钛合金材料的工况适用性和使用极限,以保证其使用的安全可靠性。本文在国外近30年已发表的钛合金油井管相关研究成果和国内钛合金油井管最新研究进展的基础上,总结了油气开发用钛合金油井管选材经验,并对七种典型钛合金材料在油气开发工况下的适用性和使用极限做出了归纳总结,分析了钛合金油井管要真正实现大规模应用面临的问题并展望了前景,以期为油气开发用钛合金材料的选用提供参考。 展开更多

关键词 钛合金 油井管 选材 服役条件 适用性

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HDPE内衬油管防治抽油机井杆管偏磨研究 被引量：37

2

作者 王海文 赵雷 +3 位作者 杨峰 赵辉 黄晓蒙 王伟章 《石油矿场机械》 2008年第2期74-77,共4页

高密度聚乙烯内衬油管既有塑料管耐腐蚀和耐磨性好的特点,又具有钢质油管的机械强度,在腐蚀偏磨严重的油井上应用取得了较好的效果。分析了内衬油管的结构、性能、防治偏磨的机理和特点,研究了与内衬油管配套的抽油机井工艺技术,对油田... 高密度聚乙烯内衬油管既有塑料管耐腐蚀和耐磨性好的特点,又具有钢质油管的机械强度,在腐蚀偏磨严重的油井上应用取得了较好的效果。分析了内衬油管的结构、性能、防治偏磨的机理和特点,研究了与内衬油管配套的抽油机井工艺技术,对油田现场应用内衬油管出现的问题进行了分析。 展开更多

关键词 油管 抽油机井 偏磨 高密度聚乙烯

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温度和压力对N80钢CO_2/H_2S腐蚀速率的影响 被引量：20

3

作者 张清 李全安 +1 位作者 文九巴 白真权 《石油矿场机械》 北大核心 2004年第3期42-44,共3页

采用高温高压釜 ,辅以失重法 ,对不同温度和不同CO2 、H2 S分压下N80钢的CO2 /H2 S腐蚀速率进行了研究。结果表明 ,在试验温度和压力范围内 ,随着温度的升高 ,腐蚀速率先增后降 ,且在 90℃时达到最大 ;随着CO2 分压的升高 ,腐蚀速率单... 采用高温高压釜 ,辅以失重法 ,对不同温度和不同CO2 、H2 S分压下N80钢的CO2 /H2 S腐蚀速率进行了研究。结果表明 ,在试验温度和压力范围内 ,随着温度的升高 ,腐蚀速率先增后降 ,且在 90℃时达到最大 ;随着CO2 分压的升高 ,腐蚀速率单调增加 ;随着H2 S分压的升高 ,腐蚀速率先增后降 ,且在H2 S分压为 0 .0 展开更多

关键词 温度 分压 腐蚀速率

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稀土硫氧化物发光材料的制备技术 被引量：3

4

作者 黄秋平 洪樟连 +2 位作者 张朋越 樊先平 王民权 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期9-11,20,共4页

稀土硫氧化物是一类重要的发光体基质材料,有着广阔的应用前景。主要介绍了国内外制备稀土硫氧化物材料的常用方法,如固相反应法、固-气反应法、醇溶液热合成法和微波辐射法,并对各种方法的优缺点进行了评述。在此基础上,还对处于研究... 稀土硫氧化物是一类重要的发光体基质材料,有着广阔的应用前景。主要介绍了国内外制备稀土硫氧化物材料的常用方法,如固相反应法、固-气反应法、醇溶液热合成法和微波辐射法,并对各种方法的优缺点进行了评述。在此基础上,还对处于研究前沿的稀土硫氧化物纳米材料制备技术进行了详细的介绍,并分析了先驱物硫化法和氧化物硫化法各自的特点。最后展望了该类材料制备技术的发展趋势。 展开更多

关键词 稀土硫氧化物 发光材料 纳米晶

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在模拟油田腐蚀环境中P110钢的CO_2腐蚀规律 被引量：8

5

作者 樊治海 赵国仙 +1 位作者 吕祥鸿 路民旭 《石油矿场机械》 北大核心 2004年第3期45-48,共4页

在模拟塔里木油田的CO2 腐蚀环境中 ,研究了P110油井管钢的腐蚀规律 ,得到了不同温度、CO2 分压和流速下 ,P110油井管钢的腐蚀速率及其最大发生条件。文章分析了试验结果 ,指出了经典理论与该试验结果之间的差别。新的结论是在任何温度... 在模拟塔里木油田的CO2 腐蚀环境中 ,研究了P110油井管钢的腐蚀规律 ,得到了不同温度、CO2 分压和流速下 ,P110油井管钢的腐蚀速率及其最大发生条件。文章分析了试验结果 ,指出了经典理论与该试验结果之间的差别。新的结论是在任何温度下 ,CO2 对P110油井管钢表面都会产生局部腐蚀 ,腐蚀速率发生转变的温度随腐蚀环境和材料特性而变 ;温度是影响腐蚀产物膜成分和生成速度的关键因素 ,也是影响腐蚀速率的关键因素。 展开更多

关键词 CO2腐蚀 腐蚀规律 腐蚀速率 腐蚀产物膜

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常规高压封隔器密封胶筒力学分析 被引量：28

6

作者 吴建 徐兴平 +1 位作者 王龙庭 张秋梅 《石油矿场机械》 2008年第6期39-41,共3页

介绍了封隔器的类型和密封原理，建立了常规高压封隔器密封胶筒的有限元分析模型，分析计算了不同轴向压力（50-100kN）下胶筒的变形和应力变化情况。分析计算结果表明，最上面的胶筒承受的力最大，与实际情况完全吻合，为实际操作提供... 介绍了封隔器的类型和密封原理，建立了常规高压封隔器密封胶筒的有限元分析模型，分析计算了不同轴向压力（50-100kN）下胶筒的变形和应力变化情况。分析计算结果表明，最上面的胶筒承受的力最大，与实际情况完全吻合，为实际操作提供了理论依据。 展开更多

关键词 高压 封隔器 胶筒 力学分析

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CNG储气井套管腐蚀疲劳机理研究 被引量：11

7

作者 田家林 梁政 +2 位作者 杨琳 邓雄 张梁 《石油矿场机械》 2011年第1期5-9,共5页

在分析CNG加气站储气井套管腐蚀失效现象的基础上,根据CNG加气站储气井的工况,结合国内外研究成果,探讨了该套管腐蚀疲劳失效机理,初步建立了腐蚀疲劳裂纹萌生理论和腐蚀疲劳裂纹扩展理论。以某CNG储气井的封头为例,分析计算了35CrMo材... 在分析CNG加气站储气井套管腐蚀失效现象的基础上,根据CNG加气站储气井的工况,结合国内外研究成果,探讨了该套管腐蚀疲劳失效机理,初步建立了腐蚀疲劳裂纹萌生理论和腐蚀疲劳裂纹扩展理论。以某CNG储气井的封头为例,分析计算了35CrMo材料的临界裂纹尺寸,提出了计算时应该注意的相关问题。 展开更多

关键词 CNG 储气井 腐蚀 疲劳 失效

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N80油管在模拟凝析气田多相流环境中的CO_2腐蚀行为研究 被引量：11

8

作者 陈立强 孙雨来 +1 位作者 陈长风 郑树启 《石油矿场机械》 2010年第10期55-59,共5页

针对凝析油气藏CO2腐蚀工况,利用高压反应釜开展了N80碳钢油管在模拟凝析油-矿化水-CO2多相流环境中的动态腐蚀试验。采用腐蚀失重、SEM和XRD分析测试方法,研究了温度、含水率及CO2分压等因素对N80油管腐蚀速率的影响规律。在高压反应... 针对凝析油气藏CO2腐蚀工况,利用高压反应釜开展了N80碳钢油管在模拟凝析油-矿化水-CO2多相流环境中的动态腐蚀试验。采用腐蚀失重、SEM和XRD分析测试方法,研究了温度、含水率及CO2分压等因素对N80油管腐蚀速率的影响规律。在高压反应釜模拟凝析油-矿化水-CO2多相流环境中的研究结果表明,N80油管试样腐蚀行为受凝析油在试样表面浸润吸附程度和模拟多相流产生的气泡腐蚀的控制,其宏观腐蚀形貌具有鳞片状不均匀腐蚀特征;在CO2分压0.3 MPa、含水率60%条件下,腐蚀速率随温度增加而减小;在CO2分压0.3 MPa、介质温度60℃条件下,腐蚀速率随含水率增加而增大;在介质温度30℃、含水率60%条件下,腐蚀速率随CO2分压增加而增大。 展开更多

关键词 N80油管 CO2腐蚀 凝析油 多相流 腐蚀产物膜 腐蚀速率

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可膨胀管技术及其管材性能 被引量：21

9

作者 李霄 豆峰 +1 位作者 裴勇毅 李栋才 《石油矿场机械》 2005年第4期61-63,共3页

由于可膨胀管技术应用范围广,近几年在国外得到了极大的发展。可膨胀管技术利用液压或机械方式使管材直径增大,从而保持较大的井径。作为可膨胀管的材料必须具有足够高的变形能力,且膨胀后的力学性能基本能达到普通套管的水平。提出可... 由于可膨胀管技术应用范围广,近几年在国外得到了极大的发展。可膨胀管技术利用液压或机械方式使管材直径增大,从而保持较大的井径。作为可膨胀管的材料必须具有足够高的变形能力,且膨胀后的力学性能基本能达到普通套管的水平。提出可膨胀管的管材需具有较低屈强比、较高的形变强化指数等性能,且其变形能力可通过改善组织及合理的热处理工艺加以提高,可选用常规套管材料、特种材料及管线钢等。 展开更多

关键词 膨胀 管材 力学性能 变形 热处理

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提高非调质套管抗射孔开裂能力的重要措施 被引量：4

10

作者 吉玲康 李鹤林 宋治 《石油机械》 北大核心 2000年第2期41-43,47,共4页

油层套管射孔开裂失效事故往往造成巨大的经济损失。套管材质是影响套管射孔开裂的重要因素,其中冲击韧性是决定套管抗射孔开裂能力的关键。通过对采用不同钢种成分、轧制工艺、热处理工艺生产的J55、N80油层套管的试验研究,提出了提高... 油层套管射孔开裂失效事故往往造成巨大的经济损失。套管材质是影响套管射孔开裂的重要因素,其中冲击韧性是决定套管抗射孔开裂能力的关键。通过对采用不同钢种成分、轧制工艺、热处理工艺生产的J55、N80油层套管的试验研究,提出了提高非调质套管抗射孔开裂能力的重要措施:(1)成分设计应降碳、增锰,并严格控制硫含量。对N80套管则应在此基础上添加少量钒来提高韧性并弥补因降碳引起的强度不足;(2)轧管时应注意再加热前的缓冷及温度控制,同时采用张力减径方法进一步提高材料韧性;(3)用在线常化或正火热处理来保证套管具有足够的强韧性配合。 展开更多

关键词 油层 套管 射孔开裂 热处理 失效事故 材料

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H2S和CO2对油管的腐蚀机理及现有防腐技术的特点 被引量：18

11

作者 李淑华 朱晏萱 毕启玲 《石油矿场机械》 2008年第2期90-93,共4页

阐述了当前油气田井下油管的腐蚀现状、腐蚀机理及不同防腐措施的特点，详细介绍H2S和CO2对油管的腐蚀机理以及各种防腐措施的采用对油管起到的防护作用。

关键词 H2S腐蚀 CO2腐蚀 影响因素 油管防腐

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高压封隔器密封胶筒的改进 被引量：32

12

作者 张宝岭 王西录 徐兴平 《石油矿场机械》 2009年第1期85-87,共3页

介绍了封隔器的作用；从力学分析角度分析了常规封隔器胶筒的缺点。并设计了由2个胶筒组成的封隔器密封封隔单元；建立了常规和新型高压封隔器密封胶筒有限元分析模型，分析计算了不同轴向压力（50～100kN）下胶筒的变形和应力变化。从... 介绍了封隔器的作用；从力学分析角度分析了常规封隔器胶筒的缺点。并设计了由2个胶筒组成的封隔器密封封隔单元；建立了常规和新型高压封隔器密封胶筒有限元分析模型，分析计算了不同轴向压力（50～100kN）下胶筒的变形和应力变化。从计算结果和现场使用可以看出，最上边的胶筒承受的力最大；新型胶筒的承载能力比常规胶筒提高40％以上。 展开更多

关键词 封隔器 胶筒 有限元 改进

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N80钢C-N-O-S共渗层组织和耐蚀性研究 被引量：3

13

作者 王小红 代绪成 +3 位作者 闫静 任呈强 杨眉 卢荣毅 《石油矿场机械》 2010年第1期68-71,共4页

采用低温气体多元共渗技术在N80钢表面获得了C-N-O-S共渗层;采用XRD测试了共渗层的相组成;利用SEM、EDX观察了渗层形貌、厚度及共渗元素的分布;在含饱和CO2的模拟油田介质中测试了共渗层的极化曲线与渗层的腐蚀速率。试验结果表明,渗层... 采用低温气体多元共渗技术在N80钢表面获得了C-N-O-S共渗层;采用XRD测试了共渗层的相组成;利用SEM、EDX观察了渗层形貌、厚度及共渗元素的分布;在含饱和CO2的模拟油田介质中测试了共渗层的极化曲线与渗层的腐蚀速率。试验结果表明,渗层厚约50μm,主相为高电位的Fe4N、FeS,并在表面层含有Fe2O3和Fe3O4,氮化物按纵-横-纵的方式分布,C-N-O-S共渗层自腐蚀电位正移300 mV,在120℃腐蚀失重从空白试样的2.11 g/(m2.h)下降为0.62 g/(m2.h)。 展开更多

关键词 N80 C—N—O—S 共渗层 组织 耐蚀性

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P110钢高温高压CO_2腐蚀行为研究 被引量：4

14

作者 苗健 白真权 赵新伟 《石油矿场机械》 2005年第6期50-52,共3页

运用腐蚀失重、腐蚀表面成分分析和电化学测量技术,在模拟油田现场腐蚀环境中研究P110油管钢的高温高压腐蚀行为。研究结果表明,随着试验时间的延长,腐蚀速率逐渐降低。在试验时间达到72 h后,腐蚀速率降低的趋势变缓;阳极极化曲线上出... 运用腐蚀失重、腐蚀表面成分分析和电化学测量技术,在模拟油田现场腐蚀环境中研究P110油管钢的高温高压腐蚀行为。研究结果表明,随着试验时间的延长,腐蚀速率逐渐降低。在试验时间达到72 h后,腐蚀速率降低的趋势变缓;阳极极化曲线上出现了类似于钝化的现象;阴极极化曲线的Tafel斜率变化较大,P110钢的阴极反应趋势已经不同。 展开更多

关键词 P110钢 高温 高压 CO2腐蚀 极化曲线

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用断裂力学法分析影响抽油井油管疲劳寿命因素 被引量：3

15

作者 胡芳婷 贾华明 迟军 《石油矿场机械》 2006年第3期53-56,共4页

在认为油管总寿命是由裂纹萌生区和扩展区构成的理论基础上,文章用断裂力学法对各区域的疲劳寿命进行预测,分析影响其寿命的因素。认为裂纹萌生区寿命占总寿命的比例较大,因此,提高油管疲劳寿命时应针对影响裂纹萌生区寿命因素进行改善。

关键词 抽油井 油管 疲劳寿命 断裂 韧性

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钛合金油井管的耐腐蚀性能及应用研究进展 被引量：40

16

作者 刘强 宋生印 +1 位作者 李德君 白强 《石油矿场机械》 2014年第12期88-94,共7页

试验研究结果表明,钛合金材料具有优异的理化性能和耐腐蚀性能,可以用该材料制造油管和套管,满足高含硫油、气井的耐腐蚀要求,并具有低密度、高强度、成本低的优点。钛合金材料具有弹性模量低、散热系数小和表面易损伤的特性,为了提高... 试验研究结果表明,钛合金材料具有优异的理化性能和耐腐蚀性能,可以用该材料制造油管和套管,满足高含硫油、气井的耐腐蚀要求,并具有低密度、高强度、成本低的优点。钛合金材料具有弹性模量低、散热系数小和表面易损伤的特性,为了提高油管和套管螺纹的强度和抗粘扣性能,提出了特殊螺纹的结构设计思路和表明强化处理工艺。钛合金油井管的研究与应用对我国深层油气的开发具有重要意义。 展开更多

关键词 钛合金 油管 套管 性能

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X70管线钢的硫化氢应力腐蚀损伤研究 被引量：6

17

作者 付永善 吴镭 李臻 《石油矿场机械》 2008年第1期56-61,共6页

从应力腐蚀损伤的角度出发,采用NACE TM0177—1996标准中的弯曲梁试验法,通过分析X70管线钢试样在饱和H2S溶液中经过不同程度的应力腐蚀所表现出来的冲击性能特性以及其断口的电境扫描,揭示了X70管线钢的应力腐蚀损伤过程就是材料由塑... 从应力腐蚀损伤的角度出发,采用NACE TM0177—1996标准中的弯曲梁试验法,通过分析X70管线钢试样在饱和H2S溶液中经过不同程度的应力腐蚀所表现出来的冲击性能特性以及其断口的电境扫描,揭示了X70管线钢的应力腐蚀损伤过程就是材料由塑性向脆性转变的过程;在不同的腐蚀阶段,其腐蚀损伤速率是不同的;其硫化物应力腐蚀敏感性比16MnR的硫化物应力腐蚀敏感性低。 展开更多

关键词 X70管线钢 硫化氢应力腐蚀 损伤 冲击韧性

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80SS抗硫钢在高温高压环境中的H_2S/CO_2腐蚀行为 被引量：2

18

作者 卢长安 严文 +3 位作者 白真权 苗健 陈建 林冠发 《石油矿场机械》 2006年第z1期50-53,共4页

针对80SS抗硫钢的H_2S/CO_2腐蚀行为,在模拟油田H_2S/CO_2环境下,利用高压釜进行腐蚀试验,采用失重法测试了其腐蚀速率及咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀效率,通过SEM、EDS和XRD测试手段,研究分析了腐蚀产物膜去除前后的形貌特征和化学组成。结果... 针对80SS抗硫钢的H_2S/CO_2腐蚀行为,在模拟油田H_2S/CO_2环境下,利用高压釜进行腐蚀试验,采用失重法测试了其腐蚀速率及咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀效率,通过SEM、EDS和XRD测试手段,研究分析了腐蚀产物膜去除前后的形貌特征和化学组成。结果表明,80SS抗硫钢在H_2S/CO_2腐蚀环境中属于中等腐蚀,介质流动和CO_2/H_2S分压比值增大均可加速腐蚀,而缓蚀剂的加入可显著减小腐蚀速率;腐蚀类型存在点蚀或局部腐蚀特征,动态和高CO_2/H_2S分压比值时尤为严重;腐蚀产物膜主要成分为FeS,还含有少量其他成分。 展开更多

关键词 80SS抗硫钢 H2S/CO2腐蚀 高温 高压 缓蚀剂

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P110陶瓷内衬复合油管管端感应加热强化处理 被引量：4

19

作者 吴耀达 沈于森 +6 位作者 安健 杨永利 仲光哲 姜仁武 姚露 孙世杰 李振杰 《石油矿场机械》 2010年第7期60-63,共4页

利用感应加热装置对用SHS-离心法制备的陶瓷内衬复合油管端头进行了不同冷却速度的处理,采用激光共聚焦显微镜和拉伸试验机对金相组织和端部螺纹拉伸性能进行表征。结果表明,随着冷却速度的增加,管基体由铁素体+珠光体组织逐渐演变为上... 利用感应加热装置对用SHS-离心法制备的陶瓷内衬复合油管端头进行了不同冷却速度的处理,采用激光共聚焦显微镜和拉伸试验机对金相组织和端部螺纹拉伸性能进行表征。结果表明,随着冷却速度的增加,管基体由铁素体+珠光体组织逐渐演变为上贝氏体组织,螺纹部位的拉伸极限载荷相应地由634 kN提高到704 kN。 展开更多

关键词 陶瓷 复合油管 组织 拉伸性能

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井下封隔器胶筒橡胶材料力学性能试验研究 被引量：26

20

作者 王海兰 辜利江 刘清友 《石油矿场机械》 2006年第3期57-59,共3页

封隔器胶筒橡胶材料的性能决定了封隔器密封性能的好坏。由于胶筒是非线性弹性材料,其橡胶配方的不同对材料性能有相当大的影响,因此,必须通过试验测定胶筒材料的力学性能。文章主要是对封隔器胶筒硫化橡胶的标准试样在不同压力和不同... 封隔器胶筒橡胶材料的性能决定了封隔器密封性能的好坏。由于胶筒是非线性弹性材料,其橡胶配方的不同对材料性能有相当大的影响,因此,必须通过试验测定胶筒材料的力学性能。文章主要是对封隔器胶筒硫化橡胶的标准试样在不同压力和不同温度条件下的性能进行试验,获取应力-应变关系及橡胶的压缩模量、杨氏模量等值,为分析封隔器的工作性能提供基本依据。 展开更多

关键词 封隔器 胶筒材料 力学性能 试验

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