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电化学充氢条件下管线钢焊接接头的氢损伤
1
作者 兰亮云 尹冀尧 +2 位作者 常智渊 郭优 孔祥伟 《中国表面工程》 北大核心 2025年第1期255-264,共10页
在长距离输送掺氢或酸性油气能源的严峻挑战下,管线钢焊接接头因其显微组织和力学性能的骤变,可能导致局部高氢脆敏感性,然而接头各区域的本征抗氢脆性仍缺乏细致研究。采用电化学充氢加速试验评价X100管线钢焊接件的氢损伤行为,结合显... 在长距离输送掺氢或酸性油气能源的严峻挑战下,管线钢焊接接头因其显微组织和力学性能的骤变,可能导致局部高氢脆敏感性,然而接头各区域的本征抗氢脆性仍缺乏细致研究。采用电化学充氢加速试验评价X100管线钢焊接件的氢损伤行为,结合显微组织表征等技术揭示接头各区域的氢损伤敏感性以及显微组织与氢损伤的内在关联。同一充氢条件下,X100管线钢焊件不同区域氢的逃逸速率不同,由大到小依次为母材区、热影响区和焊缝区;母材区以氢鼓泡为主的表面氢损伤形式,典型氢鼓泡的高度在微米数量级,但直径可达数毫米,而热影响区和焊缝的表面损伤则以氢致开裂为主,表面无氢鼓泡现象。随充氢电流密度的增加,表面氢损伤程度恶化,如氢鼓泡数量和尺寸均显著增加;整体上,焊缝区具有很好的抗氢损伤能力,而母材区最容易出现氢损伤;但当充氢电流密度较高时,热影响粗晶区氢损伤敏感性显著增加,表现出高氢致开裂率。焊缝区的高抗氢损伤能力主要归因于针状铁素体的精细有效晶畴及极低比例的随机取向晶界;而母材区中压扁的原始奥氏体晶界是氢致开裂/氢鼓泡形核的最优位置,贯穿式贝氏体板条晶界为氢的快速扩散提供通道,促进了氢致裂纹沿轧制方向进行扩展。研究成果揭示了高强管线钢焊接接头各区域的氢脆敏感性与其显微结构的内在关系,可为监测和预测焊接接头在不同氢逸度环境下的结构完整性提供基础理论。 展开更多
关键词 高强管线钢 焊接接头 氢损伤 显微组织 EBSD
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基于W-GAN的储罐底板超声导波缺陷数据增强技术
2
作者 桑瀚 朱健 +4 位作者 胡庆龙 包瑞新 关凯及 张军 杨昊晔 《压力容器》 北大核心 2025年第4期82-88,共7页
针对储罐底板超声导波检测数据集获取困难,数据质量难以保障等问题,提出一种基于W-GAN的超声导波数据增强方法,并使用ResNet验证其数据增强的性能。以损伤板材的导波检测数据为样本,包含无缺陷、针孔缺陷、裂纹缺陷和腐蚀缺陷4种类别。... 针对储罐底板超声导波检测数据集获取困难,数据质量难以保障等问题,提出一种基于W-GAN的超声导波数据增强方法,并使用ResNet验证其数据增强的性能。以损伤板材的导波检测数据为样本,包含无缺陷、针孔缺陷、裂纹缺陷和腐蚀缺陷4种类别。通过W-GAN对数据集进行增强,最终得到2048条扩展数据,并对增强数据进行PSNR和Wilcoxon秩和检验。结果表明,由W-GAN生成的增强数据与原始数据具有较高的特征相似性和较强同分布性,原始数据和增强数据的分类准确率分别为96%,93%。测试结果表明,增强数据能够有效保留原始数据的损伤特征,在分类器中展现与原始数据相当的可识别性能。本研究可为储罐底板超声导波检测提供一种高效的数据增强手段。 展开更多
关键词 储罐底板 超声导波 数据增强 W-GAN ResNet
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坡口形式对Q390/Q690异种低合金钢焊接残余应力的影响 被引量：1
3
作者 崔亚男 陈兴召 +3 位作者 郭优 李晓飞 崔丽 兰亮云 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期61-67,共7页
采用有限元法研究了坡口形式(V形、X形和K形)对Q390/Q690异种低合金钢熔化极活性气体保护电弧焊接头温度、应力和焊后残余应力分布的影响,并进行了试验验证。结果表明:模拟和试验所得热循环曲线和残余应力分布相似,瞬时温度相对误差小于... 采用有限元法研究了坡口形式(V形、X形和K形)对Q390/Q690异种低合金钢熔化极活性气体保护电弧焊接头温度、应力和焊后残余应力分布的影响,并进行了试验验证。结果表明:模拟和试验所得热循环曲线和残余应力分布相似,瞬时温度相对误差小于15%,证明模型准确;K形坡口接头焊缝区峰值温度最高,V形坡口次之,X形坡口最小;K形、V形和X形坡口接头焊缝均存在等效应力高于690MPa的高应力区,面积依次降低,纵向残余应力均呈“几”字形分布,峰值出现在焊缝处,在两侧熔合区迅速转变为压应力,横向残余应力均呈双驼峰形分布,峰值出现在两侧熔合区,焊缝区应力急剧减小至中心处接近0;坡口形式对接头纵向残余拉应力峰值影响较小,V形与K形坡口接头纵向残余拉应力分布范围大于X形坡口,横向残余拉应力峰值和分布范围均大于X形坡口。 展开更多
关键词 异种钢焊接 坡口形式 数值模拟 温度场 残余应力
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石墨烯对涡轮叶片振动特性的影响研究
4
作者 党鹏飞 姚琪桐 +2 位作者 杨铮鑫 朱健 李泽亭 《机床与液压》 北大核心 2024年第23期150-154,共5页
为了保证涡轮叶片在苛刻的环境下安全运转,在叶片表面涂敷防护涂层以改善其振动性能。在涡轮叶片中加入石墨烯和各向异性材料参数的NiCrAlY,以改善涡轮叶片的振动特性。基于ANSYS Workbench有限元仿真软件,分别对有无石墨烯增强的涡轮... 为了保证涡轮叶片在苛刻的环境下安全运转,在叶片表面涂敷防护涂层以改善其振动性能。在涡轮叶片中加入石墨烯和各向异性材料参数的NiCrAlY,以改善涡轮叶片的振动特性。基于ANSYS Workbench有限元仿真软件,分别对有无石墨烯增强的涡轮叶片进行模态和谐响应分析,对比二者的固有频率和位移响应。同时绘制坎贝尔图,分析在不同转速下叶片的共振影响。结果表明:添加石墨烯后,涡轮叶片的振幅响应峰值降低,共振点减少,共振发生的可能性降低,加入石墨烯可以改善涡轮叶片的振动特性。 展开更多
关键词 涡轮叶片 振动特性 石墨烯 有限元分析
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基于热流固的热障涂层整体叶盘振动特性研究
5
作者 党鹏飞 马永珍 +2 位作者 杨铮鑫 朱健 李泽亭 《机床与液压》 北大核心 2024年第7期33-38,共6页
为了研究复杂载荷对整体叶盘振动特性的影响,基于热流固耦合方法对热障涂层整体叶盘振动特性进行研究。简化整体叶盘模型,对叶片表面涂敷热障涂层并建立整体叶盘的流场模型;在Fluent中采用热流固耦合方法对整体叶盘的表面进行气动载荷... 为了研究复杂载荷对整体叶盘振动特性的影响,基于热流固耦合方法对热障涂层整体叶盘振动特性进行研究。简化整体叶盘模型,对叶片表面涂敷热障涂层并建立整体叶盘的流场模型;在Fluent中采用热流固耦合方法对整体叶盘的表面进行气动载荷和温度载荷的模拟;最后,采用预应力模态分析法分别对不同工况下整体叶盘的振动特性进行分析。结果表明:考虑离心载荷对整体叶盘的固有频率影响最大,温度的影响最小;对比不同工况下,考虑温度载荷对整体叶盘的共振点个数无影响,气动载荷增加整体叶盘的共振点个数。 展开更多
关键词 整体叶盘 热障涂层 热流固耦合 温度载荷
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焊后热处理对308L奥氏体不锈钢焊缝蠕变—疲劳损伤机制的影响 被引量：8
6
作者 刘峰 綦振国 何君 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期65-68,共4页
对钨极氩弧焊308L奥氏体不锈钢焊接接头在高温下进行应变控制的蠕变—疲劳试验,使用光学显微镜和扫描电镜分别对焊态试样和焊后热处理试样进行观察,同时用能谱议(EDS)对析出相进行判定,分析微观结构演变和裂纹扩展机制,研究焊后热处理... 对钨极氩弧焊308L奥氏体不锈钢焊接接头在高温下进行应变控制的蠕变—疲劳试验,使用光学显微镜和扫描电镜分别对焊态试样和焊后热处理试样进行观察,同时用能谱议(EDS)对析出相进行判定,分析微观结构演变和裂纹扩展机制,研究焊后热处理对焊缝金属微观组织以及焊接接头蠕变—疲劳破坏行为的影响.结果表明,经高温焊后热处理,焊缝金属中δ-铁素体的连续网状结构被打破,裂纹扩展模式由沿晶扩展向混合型扩展转变,从而提高了焊接接头的蠕变—疲劳抗力. 展开更多
关键词 不锈钢 热处理 蠕变—疲劳 损伤机制
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随焊高速气流场辅助高强铝合金薄板焊接应力演变及控制变形机理 被引量：6
7
作者 周广涛 胡庆睿 +3 位作者 刘彪 宋威 郭玉龙 余作恒 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期32-39,I0005,共9页
从力学角度出发提出了“随焊高速气流场”柔性控制高强铝合金薄板焊接失稳变形的新方法,研究了该方法控制2A12高强铝合金薄板焊接变形的有效可行性,分析了随焊高速气流载荷对薄板应力演变规律的影响,阐明了其控制焊接残余应力及变形机理... 从力学角度出发提出了“随焊高速气流场”柔性控制高强铝合金薄板焊接失稳变形的新方法,研究了该方法控制2A12高强铝合金薄板焊接变形的有效可行性,分析了随焊高速气流载荷对薄板应力演变规律的影响,阐明了其控制焊接残余应力及变形机理.基于有限元法分析了温度场及应力场,确定了气动载荷与热源作用距离这一关键因素,并获得了气体压力的合理有效范围.在自行研制的随焊高速气流场装置上进行试验验证.结果表明,当气动载荷作用距离为20 mm、气动载荷为30 MPa时,焊接失稳变形基本消失,焊缝中截面上的纵向残余拉应力峰值较常规焊下降了77.73%,残余压应力峰值下降了69.23%,板边变形最大挠度仅为0.9 mm,较常规焊的8.5 mm下降了89.41%.试验结果与模拟结果吻合良好,验证了随焊控制模型的正确性. 展开更多
关键词 随焊高速气流场 数值模拟 应力演变 失稳变形 高强铝合金
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加热温度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢晶粒度的影响 被引量：6
8
作者 陈振宇 胡传顺 +1 位作者 秦华 朱健 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第4期23-25,共3页
通过金相观察研究了加热温度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,在1000℃以下晶粒长大不明显,加热温度超过1000℃晶粒快速长大,在1300℃晶粒完全粗化,这种钢的晶粒粗化温度为1000℃。第二相粒子在较低加热温度下... 通过金相观察研究了加热温度对2.25Cr-1Mo-0.25V钢奥氏体晶粒长大规律的影响。结果表明,在1000℃以下晶粒长大不明显,加热温度超过1000℃晶粒快速长大,在1300℃晶粒完全粗化,这种钢的晶粒粗化温度为1000℃。第二相粒子在较低加热温度下不溶解,这些未溶解的第二相质点可起到对晶界迁移的钉扎作用。随着加热温度的升高,部分第二相粒子开始溶解,使其阻碍奥氏体晶粒长大的钉扎作用减弱。第二相质点的尺寸和体积分数的比值决定了奥氏体晶粒的粗化程度,一旦发生解钉现象,奥氏体晶粒快速长大。 展开更多
关键词 2 25Cr-1Mo-0 25V钢 晶粒粗化温度 晶粒度 晶粒长大
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中空纤维膜接触器中N,N-二甲基乙醇胺吸收CO_(2)的特性 被引量：3
9
作者 吴佳佳 潘振 +3 位作者 商丽艳 孙秀丽 孙超 孙祥广 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期2132-2139,共8页
N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)是一种很有前途的吸收剂,具有较快的反应速率和较高的CO_(2)捕集能力。在本研究中,DMEA作为一种新型吸收剂被应用于中空纤维膜接触器,用于从CO_(2)/CH_(4)气体混合物中分离CO_(2)。通过建立二维稳态数学模型,模拟... N,N-二甲基乙醇胺(DMEA)是一种很有前途的吸收剂,具有较快的反应速率和较高的CO_(2)捕集能力。在本研究中,DMEA作为一种新型吸收剂被应用于中空纤维膜接触器,用于从CO_(2)/CH_(4)气体混合物中分离CO_(2)。通过建立二维稳态数学模型,模拟了MEA、DEA、MDEA和DMEA四种吸收剂在不同操作条件下对CO_(2)吸收性能的影响。结果表明,脱碳性能大小为MEA>DMEA>DEA>MDEA;气相参数对脱碳率的影响比液相参数更显著;提高气体流速和CO_(2)浓度,脱碳率均会下降;提高液速和吸收剂浓度,脱碳率均增大,适当提高吸收剂流速和吸收剂浓度可以提高CO_(2)去除效率。此外,CO_(2)吸收通量将随着气体速度的增加而增加,随着液相中CO_(2)负荷的增加而减少。最后,通过两种影响因素共同作用确定了膜接触器分离酸性气体的最佳操作条件。因此,膜吸收法在天然气脱碳方面有良好的潜力。 展开更多
关键词 CO_(2)捕集 膜接触器 N N-二甲基乙醇胺 数值模拟 传质
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基于超声相控阵的耐候钢接头疲劳裂纹动态监测 被引量：6
10
作者 汪认 赵鹏 +2 位作者 何建英 陈志皓 胡庆睿 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期100-104,I0009,共6页
借助超声相控阵技术对耐候钢对接接头开展疲劳失效过程动态监测.基于超声波探头的信号特征,研究其扇形扫描反射过程,建立实时扫查方案,并对10 mm厚的耐候钢对接接头实施实时监测.结果表明,当疲劳寿命为5×10^(4)次时,相控阵检测到... 借助超声相控阵技术对耐候钢对接接头开展疲劳失效过程动态监测.基于超声波探头的信号特征,研究其扇形扫描反射过程,建立实时扫查方案,并对10 mm厚的耐候钢对接接头实施实时监测.结果表明,当疲劳寿命为5×10^(4)次时,相控阵检测到多个裂纹从对接接头焊趾部位萌生,并沿着板厚扩展,当疲劳寿命超过3.5×10^(5)次时,裂纹开始快速扩展.与疲劳试验断口对比发现,基于相控阵检测得到的裂纹尺寸与试验结果基本一致,验证了相控阵裂纹动态检测的准确性.根据裂纹深度a、裂纹长度2c与循环次数N关系,明确了裂纹动态演化行为,并获得中厚板耐候钢对接接头表面裂纹的扩展演化规律. 展开更多
关键词 超声相控阵 耐候钢 裂纹尺寸 疲劳寿命
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