三种碳钢在模拟现场油气集输工况下的腐蚀行为

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作者 宋成立 赵宝利 +3 位作者 孙建伟 李广山 李丽锋 罗金恒 《腐蚀与防护》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期8-14,共7页

通过电化学试验和高温高压动态反应釜腐蚀试验,在模拟现场典型油气集输工况下研究了油气集输管道常用的20号、20G、L360NB三种碳钢的腐蚀行为。结果表明:在常温常压工况下,三种管材的电化学腐蚀行为比较接近,但20号、20G钢更容易发生腐... 通过电化学试验和高温高压动态反应釜腐蚀试验,在模拟现场典型油气集输工况下研究了油气集输管道常用的20号、20G、L360NB三种碳钢的腐蚀行为。结果表明:在常温常压工况下,三种管材的电化学腐蚀行为比较接近,但20号、20G钢更容易发生腐蚀;在模拟现场高温高压工况下,三种管材均发生了明显的均匀腐蚀和点蚀,腐蚀速率较为接近,腐蚀形貌差异较小,且三种管材的点蚀速率均较其均匀腐蚀速率大,可见点蚀的发展对管道整体的危害性比均匀腐蚀更大。 展开更多

关键词 集输管道 20号钢 20G钢 L360NB钢 腐蚀

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用于原油精馏塔中抑制铵盐腐蚀的一种硫脲缓蚀剂性能及其机理

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作者 魏晓静 闻小虎 +2 位作者 李小龙 葛鹏莉 龙武 《石油化工》 北大核心 2025年第3期355-363,共9页

以N,N'-二苄基硫脲(DBTU)为缓蚀剂,将其加入NH4Cl中对SAE1020碳钢进行腐蚀,通过SEM、原位电化学测试探讨了DBTU对NH4Cl腐蚀行为的抑制机理。同时采用第一性原理计算和从头算分子动力学模拟,深入分析了DBTU分子在Fe表面的吸附行为及... 以N,N'-二苄基硫脲(DBTU)为缓蚀剂,将其加入NH4Cl中对SAE1020碳钢进行腐蚀,通过SEM、原位电化学测试探讨了DBTU对NH4Cl腐蚀行为的抑制机理。同时采用第一性原理计算和从头算分子动力学模拟,深入分析了DBTU分子在Fe表面的吸附行为及其对NH4Cl腐蚀过程的抑制效果。实验结果表明,DBTU同时通过提升电荷转移电阻和产物层电阻来有效提高界面处的阻抗,提高了产物膜的致密性与均匀性从而抵抗腐蚀介质渗透。DBTU含量为80 mg/L时SAE1020碳钢的缓蚀效率可达95%左右。DBTU分子的主要活性位点为S原子和邻近的C原子,DBTU在Fe表面的吸附通过4个S—Fe键和1个C—Fe键形成,从而提高了DBTU分子在Fe表面的覆盖度,抑制了NH4Cl水解,降低了腐蚀介质的电荷传递速率。 展开更多

关键词 NH4Cl腐蚀 缓蚀剂 第一性原理 分子动力学

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拉伸载荷下非金属敷缆复合连续油管力学行为模拟研究

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作者 张学敏 张雪茹 +2 位作者 李厚补 齐国权 高雄 《石油钻探技术》 北大核心 2025年第1期94-101,共8页

非金属敷缆复合连续油管在起下及采油过程中因自重而承受拉伸载荷,明确敷缆管在该载荷下的力学行为,可以为敷缆管的安全服役提供指导。采用有限元软件,构建了非金属敷缆复合连续油管的三维数值模型,分析了敷缆管在拉伸载荷下的力学行为... 非金属敷缆复合连续油管在起下及采油过程中因自重而承受拉伸载荷,明确敷缆管在该载荷下的力学行为,可以为敷缆管的安全服役提供指导。采用有限元软件,构建了非金属敷缆复合连续油管的三维数值模型,分析了敷缆管在拉伸载荷下的力学行为及其各结构层的力学响应,探究了敷缆工艺参数(缆线缠绕及分布角度)对敷缆管力学特性的影响。研究表明:在拉伸载荷下,敷缆管所有结构层的应力均因缆线缠绕呈螺旋式分布;敷缆管拉伸至失效时,会经历弹性变形、过渡和屈服变形3个阶段,此时管内缆线处于小塑性均匀变形状态;减小缆线缠绕角度,可以提高敷缆管的弹性模量及其轴向承载能力,但会使敷缆管提前进入过渡阶段,进而发生屈服;缆线分布角度对敷缆管力学特性的影响不大。因此,在生产制造该类敷缆管时应着重考虑管内缆线的缠绕角度,该参数与敷缆管在拉伸载荷下力学性能的相关性较大。 展开更多

关键词 非金属敷缆 连续油管 拉伸载荷 力学特性 缆线 有限元分析

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基于改进雷达图法的周期性管结构中声波频谱多级评价方法

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作者 闫炎 韩礼红 +2 位作者 刘永红 管志川 王庆 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第2期521-529,共9页

声波是实现井下信息快速准确传输的重要手段之一,钻杆等周期性管结构的声波频率响应表现出通带与阻带交替出现的梳状滤波特征。为分析实际工况中钻柱信道频谱质量,提出了基于改进雷达图法的声波频谱多级评价方法,利用该方法分析研究了... 声波是实现井下信息快速准确传输的重要手段之一,钻杆等周期性管结构的声波频率响应表现出通带与阻带交替出现的梳状滤波特征。为分析实际工况中钻柱信道频谱质量,提出了基于改进雷达图法的声波频谱多级评价方法,利用该方法分析研究了轴向拉应力对管结构中声波频谱特性的影响,并建立了判别标准。实践表明:拉应力的存在对声波频谱及频谱中通带特性影响显著,随拉应力增加,频谱特性评价指标先增后减,存在频谱特性最优的峰值点。该方法能够较为全面地反映不同影响因素对钻柱信道中声波频谱特性的影响,从多角度对频谱特性的畸变程度进行了全面评价,对井下信息声传输技术现场应用过程中应对多因素干扰时的载波频率优选及中继器安装位置设计提供依据。 展开更多

关键词 井下信息 声传播 频谱特性 综合评价 雷达图 拉应力

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某油田20#钢掺水管道腐蚀穿孔失效分析

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作者 李彦鹏 冯大成 +4 位作者 崔鹏 胡斌 宋少华 李轩鹏 付安庆 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第3期70-75,共6页

为探究某油田20#钢掺水管道失效原因,采用宏观形貌分析、理化性能分析、微观形貌、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及内涂层性能测试等技术手段对20#钢掺水管道进行失效原因分析。结果表明:失效管道的理化性能符合GB/T 8163—2018... 为探究某油田20#钢掺水管道失效原因,采用宏观形貌分析、理化性能分析、微观形貌、能谱分析(EDS)、X射线衍射分析(XRD)以及内涂层性能测试等技术手段对20#钢掺水管道进行失效原因分析。结果表明:失效管道的理化性能符合GB/T 8163—2018标准;造成该管道失效的主要原因是管道内壁金属由于内涂层的失效剥离与介质中的氧和Cl^(-)直接接触进而发生吸氧腐蚀,管道内壁形成的腐蚀孔呈现出孔内小阳极-孔外大阴极的微电偶电池,这一过程加速了腐蚀的进程,使得管道发生内穿孔失效。 展开更多

关键词 内涂层 失效分析 氧腐蚀 掺水管道

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钛合金氢脆及防护技术

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作者 王树森 朱世东 +1 位作者 苏航 付安庆 《热加工工艺》 北大核心 2025年第12期1-10,共10页

钛作为过渡金属对氢有极强的敏感性,微量氢可能导致钛合金发生氢脆,影响其作为液氢储罐、焊接承力架、飞机机身和航空紧固件等的服役性能。简述了氢在钛合金中的扩散与溶解行为,分析了航空用钛合金中氢的来源;基于氢增强脱粘、氢致局部... 钛作为过渡金属对氢有极强的敏感性,微量氢可能导致钛合金发生氢脆,影响其作为液氢储罐、焊接承力架、飞机机身和航空紧固件等的服役性能。简述了氢在钛合金中的扩散与溶解行为,分析了航空用钛合金中氢的来源;基于氢增强脱粘、氢致局部塑形、应力诱导氢化物开裂和吸附诱导位错发射4种常用理论,重点阐述了氢在α-Ti、β-Ti和(α+β)-Ti这3类钛合金中的作用机制,概述了影响钛合金氢脆的主要因素(如温度、应力等)。最后,从热处理、组分设计、结构优化、表面强化和涂镀层等方面综述了提高钛合金耐氢性能的防护措施,以期为钛合金在航空领域与能源领域组件或装备的选材与有效预防氢脆提供理论依据。 展开更多

关键词 钛合金 氢脆 氢化物 氢含量 扩散 位错

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埋地管道沉降对管道支架的影响及临界沉降量研究

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作者 王帅 何斌 +3 位作者 张海明 陈李刚 马丽娅 杜洋 《化工设备与管道》 北大核心 2025年第2期105-111,共7页

站场内天然气管道球阀与节流阀遍布,且自重较大,某注气站内出站管道埋地端出现沉降,部分管道支架发生偏转翘起,失去支撑作用,然而支架翘起对管道应力影响未知,管端沉降和支架翘起原因不明,同时二者对管道运行的安全性未知。因此文章采... 站场内天然气管道球阀与节流阀遍布,且自重较大,某注气站内出站管道埋地端出现沉降,部分管道支架发生偏转翘起,失去支撑作用,然而支架翘起对管道应力影响未知,管端沉降和支架翘起原因不明,同时二者对管道运行的安全性未知。因此文章采用有限元计算方法,建立了管道端部沉降与支架翘起的有限元模型,首先进行了有限元模型的准确性验证,计算值与测试值误差小于15%,其次讨论了支架翘起对管道应力的影响,并基于GB/T 4732—2024标准对该管道进行了安全评定,同时进行了支架翘起与管道沉降的原因分析,并基于许用应力法计算了临界沉降量为21 mm,为工程现场沉降监测提供了参考,相关研究对该站场管线安全运维具有指导意义。 展开更多

关键词 天然气管道 支架翘起 管道沉降 有限元

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空心微珠水泥减缓套管剪切变形的作用机理

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作者 闫炎 韩礼红 +4 位作者 张华礼 杨尚谕 吴昊 王建军 曹婧 《天然气工业》 北大核心 2025年第7期150-157,共8页

页岩油气井在压裂过程中普遍出现套损现象,严重限制了压裂工具的下入,造成压裂丢段,采用空心微珠水泥浆体系来减缓套管变形程度是现阶段现场取得初步成效的方法之一。但水泥石内部空心微珠的作用机制与微珠参数对于套变防治效果的影响... 页岩油气井在压裂过程中普遍出现套损现象,严重限制了压裂工具的下入,造成压裂丢段,采用空心微珠水泥浆体系来减缓套管变形程度是现阶段现场取得初步成效的方法之一。但水泥石内部空心微珠的作用机制与微珠参数对于套变防治效果的影响规律还不清晰。为此,首先通过有限元手段分析了地层滑移条件下水泥内部空心颗粒破碎过程中水泥的应力变化规律,然后通过室内实验手段研究了空心微珠水泥对套管变形的减缓程度,最后通过现场试验验证了空心微珠含量为15%条件下,固井水泥浆体系的套变缓解效果。研究结果表明:①高强度空心微珠可有效降低套管—水泥环界面应力从而转移套管过量变形,大粒径大模量的空心微珠更加适合于地层滑移位移大的工况;②水泥浆中空心微珠的含量达到20%时Ø139.7 mm套管变形程度可以缓解10%左右;③微珠粒径和含量越大,水泥吸收外部位移的能力就越强,套变缓解效果越好。结论认为:①建议后期现场试验通过调配水泥浆性能,在满足泥浆流变性的基础上加大微珠用量;②空心微珠水泥通过微珠的破碎与自身空间的压缩降低了界面应力,从而对套管形成保护。研究成果对于页岩油气井保障套管内通径、预防压裂丢段有着重要的理论意义和指导价值。 展开更多

关键词 页岩油气 水泥浆 空心微珠 套管 剪切变形 地层滑移 界面应力 微珠破碎

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Ⅳ型瓶内胆材料氢气及氦气的渗透行为

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作者 张冬娜 丁楠 +2 位作者 陈勇彬 邵晓东 李厚补 《新能源进展》 北大核心 2025年第1期84-88,共5页

对三种Ⅳ型高压储氢气瓶内胆材料尼龙6(PA6)的氢气和氦气渗透性进行了研究,主要分析了温度对渗透行为的影响以及两种气体渗透特性的差异。在15~55℃的测试温度范围内,氢气的透过系数高于氦气,两种气体的透过系数都随着温度的升高而增大... 对三种Ⅳ型高压储氢气瓶内胆材料尼龙6(PA6)的氢气和氦气渗透性进行了研究,主要分析了温度对渗透行为的影响以及两种气体渗透特性的差异。在15~55℃的测试温度范围内,氢气的透过系数高于氦气,两种气体的透过系数都随着温度的升高而增大,但通过对渗透活化能的对比,氦气对升温的依赖性更强。通过对比相同测试条件下两种气体的透过系数,得出了两种气体的转换系数的范围区间,为氦取代氢进行实验提供了数据支持。 展开更多

关键词 Ⅳ型瓶 内胆 氢气 氦气 渗透

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复合板压力容器贴板修复工艺鼓包问题的有限元仿真分析

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作者 陈庆国 王赤宇 +5 位作者 常泽亮 陈子晗 李轩鹏 苏航 袁军涛 付安庆 《热加工工艺》 北大核心 2025年第9期77-81,86,共6页

压力容器贴板修复工艺利用耐蚀合金管材衬里进行防腐改性,可有效解决高腐蚀性气田地面管道的腐蚀问题。然而,压力容器贴板修复后内衬板的焊接失效和鼓包等问题影响了该工艺在油气储运行业的应用。围绕复合板压力容器贴板修复工艺的鼓包... 压力容器贴板修复工艺利用耐蚀合金管材衬里进行防腐改性,可有效解决高腐蚀性气田地面管道的腐蚀问题。然而,压力容器贴板修复后内衬板的焊接失效和鼓包等问题影响了该工艺在油气储运行业的应用。围绕复合板压力容器贴板修复工艺的鼓包问题,通过ANSYS有限元仿真的方法,建立了内衬板不同初始鼓包高度和焊点直径下的焊点等效分析模型,对内衬板受压变形过程中不同鼓包高度、不同焊点直径对焊点受力的影响规律进行了系统分析。结果表明,当对内衬板施加11.5 MPa压强时,随着鼓包高度的增加(1~5 mm),鼓包中心焊点平均拉应力以及与中心焊点距离最近的焊点剪切应力逐渐增加,中心焊点失效形式为拉脱,与中心焊点距离最近的焊点失效形式为剪切失效,并且与中心焊点距离最近的焊点失效风险更大。随着焊点直径的增加(8~12 mm),与中心焊点距离最近的焊点结合面处平均剪应力逐渐降低,说明增加焊点直径可降低焊点失效风险。 展开更多

关键词 压力容器 内衬板 贴板塞焊 鼓包 有限元仿真

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掺水集输多因素腐蚀环境中20钢的腐蚀行为

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作者 常铭 王菁 +4 位作者 殷新田 王瑟 王玉博 潘景亚 李轩鹏 《腐蚀与防护》 北大核心 2025年第2期22-28,共7页

采用响应曲面法(RSM)研究了掺水集输多因素腐蚀环境中20钢的腐蚀行为。通过设计试验,构建了温度、溶氧含量、硫酸盐还原菌(SRB)含量、H_(2)S含量等因素及其耦合与腐蚀电流密度(J_(corr))之间的定量关系,通过方差分析确定了模型和各因素... 采用响应曲面法(RSM)研究了掺水集输多因素腐蚀环境中20钢的腐蚀行为。通过设计试验,构建了温度、溶氧含量、硫酸盐还原菌(SRB)含量、H_(2)S含量等因素及其耦合与腐蚀电流密度(J_(corr))之间的定量关系,通过方差分析确定了模型和各因素的显著性。结果表明:温度、溶氧含量、SRB含量、温度与溶氧含量耦合、温度与SRB含量耦合、SRB含量和溶氧含量耦合对腐蚀电流密度影响显著,但是当H_2S质量分数在0~529mg/kg范围内时H_(2)S含量以及其与其他因素的耦合影响不显著;P_(areto)权重分析显示各单一因素及耦合因素对腐蚀电流密度影响从大到小排列依次为:温度(64.90%)、溶氧含量(15.27%)、温度和溶氧含量耦合(9.39%)、温度和SRB含量耦合(5.29%)、SRB含量(2.67%)、SRB含量和溶氧含量耦合(2.30%)。 展开更多

关键词 多因素腐蚀环境 20钢 响应曲面法(RSM) 方差分析 权重分析

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井下压裂工具用可溶铝合金材料研究进展

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作者 刘晓旭 李朝旭 +4 位作者 伦惠林 蒋龙 李立伟 田应成 张力 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期574-579,共6页

可溶铝合金(DAAs)具有良好的力学性能、较低的密度以及在特定环境下可溶解等优点,是油气开发井下压裂工具的重要基体材料之一。本文综述了近年来DAAs在制备工艺、活化溶解以及合金元素对性能影响等方面的研究进展,其中DAAs的制备工艺主... 可溶铝合金(DAAs)具有良好的力学性能、较低的密度以及在特定环境下可溶解等优点,是油气开发井下压裂工具的重要基体材料之一。本文综述了近年来DAAs在制备工艺、活化溶解以及合金元素对性能影响等方面的研究进展,其中DAAs的制备工艺主要采用粉末冶金法和熔炼铸造法,影响DAAs溶解度的主要元素有Ga、In、Sn、Zn和Cu等,影响合金力学性能的有Mg、Si、稀土元素等,同时概述了DAAs的活化溶解机制,最后展望了DAAs的发展前景。 展开更多

关键词 井下压裂工具 可溶铝合金 制备工艺 活化溶解机制 合金元素

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异质材料钎焊连接润湿性改善与调控策略研究进展

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作者 李胜男 池强 +3 位作者 封辉 张雷 纠永涛 龙伟民 《精密成形工程》 北大核心 2025年第6期46-55,共10页

钎焊具有接头应力小、变形小、可连接异质材料等优点,广泛应用于石油化工、电子封装、能源电力和航空航天等领域。异质材料界面物性差异高、钎焊难度较大,钎料润湿母材是实现钎焊的基础,润湿性问题已成为制约异质材料高可靠连接的关键... 钎焊具有接头应力小、变形小、可连接异质材料等优点,广泛应用于石油化工、电子封装、能源电力和航空航天等领域。异质材料界面物性差异高、钎焊难度较大,钎料润湿母材是实现钎焊的基础,润湿性问题已成为制约异质材料高可靠连接的关键挑战。本文通过系统的文献调研和分析,详细阐述了润湿本质及其在钎焊中的表征方法。通过对润湿性的影响因素进行分析,总结了改善途径和调控策略,包括改善钎料成分、制定合适的钎焊工艺、改变母材表面的状态等。揭示了提高润湿性的机理,即促进钎料和母材元素之间的溶解和反应,降低界面能。研究结果可用于指导研发新型钎料、制定钎焊工艺,从而提高钎焊接头的质量,为复杂异质材料构件的高精度、高效率、高性能钎焊提供了重要的技术支撑。 展开更多

关键词 钎焊 润湿角 反应润湿 非反应润湿 润湿性影响因素

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湿气环境中CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面上吸附与点蚀机理研究

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作者 李金灵 马文骏 +2 位作者 朱世东 屈撑囤 付安庆 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第20期82-93,共12页

目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)... 目的从微观尺度探究CO_(2)-H_(2)S(CO_(2)和H_(2)S共存)在湿气管道顶部的吸附特性,进而揭示点蚀机理。方法基于密度泛函理论的第一性原理,利用Materials Studio构建CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)密排面的吸附模型,对CO_(2)、H_(2)S和CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能、局域态密度、分波态密度和差分电荷密度进行仿真;利用高温高压釜模拟CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)腐蚀环境,分析L360钢在湿气环境中的腐蚀行为;最后,揭示含Cl^(-)湿气管道顶部CO_(2)-H_(2)S吸附机制与点蚀机理。结果CO_(2)、H_(2)S、CO_(2)-H_(2)S及CO_(2)-H_(2)S-Cl^(-)在最稳定位置时的吸附能分别为-4.065、-3.961、-8.538、-12.775e V,表明相较于CO_(2)与H_(2)S单独吸附,CO_(2)-H_(2)S在α-Fe(110)面的吸附能更负,Cl^(-)会进一步降低CO_(2)-H_(2)S的吸附能;且CO_(2)在与H_(2)S竞争环境电子中占优势;Cl^(-)会使CO_(2)-H_(2)S的局域态密度峰值降低,转移趋势为失去电子,基体和腐蚀介质的电子向着低能级跃迁释放出更多能量,进而加强了Fe与CO_(2)-H_(2)S间的化学键强度;Cl^(-)的2p轨道与Fe的3d轨道在-6.8 eV和-5.7 eV发生重叠,Cl^(-)被吸附到Fe表面并与Fe形成化学键生成氯化物,进而改变腐蚀产物膜的组分与结构,削弱产物膜的致密性和稳定性,减弱腐蚀阻抗力。在含Cl^(-)湿气的CO_(2)-H_(2)S环境中,液相中的Cl^(-)浓度升高,使L360钢的气相平均腐蚀速率逐渐增大,最高达2.935mm/a,点蚀越发严重。结论CO_(2)与H_(2)S在α-Fe(110)面吸附存在一定的协同和竞争作用,协同促进金属的腐蚀,FeCO3会优先沉积成膜,但H_(2)S会抑制FeCO3的生长,腐蚀产物以FeS为主;Cl^(-)会增强CO_(2)-H_(2)S与α-Fe(110)面间的作用力,弱化腐蚀产物膜层的保护性,进一步加速金属腐蚀、尤其是点蚀。 展开更多

关键词 CO_(2)-H_(2)S Cl^(-) 第一性原理 α-Fe(110)密排面 吸附特征 腐蚀机理

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HTPO内穿插管输油工况下的性能退化规律

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作者 张学敏 张洁 +2 位作者 李厚补 齐国权 杜嘉龙 《压力容器》 北大核心 2024年第8期21-29,共9页

为了研究耐高温聚烯烃(HTPO)内穿插管在输油工况下的性能退化规律,采用煤油介质模拟输油工况,比较管材在不同温度(20~80℃)和浸泡时间(0~7周)下的质量、密度、结构成分、微观形貌、热稳定性、力学性能的变化规律,研究发现,HTPO管材仅在... 为了研究耐高温聚烯烃(HTPO)内穿插管在输油工况下的性能退化规律,采用煤油介质模拟输油工况,比较管材在不同温度(20~80℃)和浸泡时间(0~7周)下的质量、密度、结构成分、微观形貌、热稳定性、力学性能的变化规律,研究发现,HTPO管材仅在空气中加热时,主要发生热氧化,随着温度升高,质量和密度无明显变化,热稳定性略有下降,碳氧基团吸收峰增强,材料表面出现细小裂纹,屈服强度和弹性模量分别降低了8.15%和13.12%。当管材在20℃浸泡1周时,由于煤油介质的溶胀作用,出现了C=C溶胀吸收峰和C=O伸缩振动峰,材料表面呈沟壑状,屈服强度和弹性模量分别降低3.11%和7.93%。随着温度升高和浸泡时间延长,管材氧化降解程度增大,煤油溶胀作用加剧,80℃浸泡7周时,试样质量增加10.4%,C=C峰和C=O峰的强度增强,材料表面出现蚀刻现象,屈服强度和弹性模量降低38.75%和75.51%,热稳定性显著下降。 展开更多

关键词 耐高温聚烯烃管 浸泡试验 性能退化

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退役锂离子电池正极材料直接回收技术研究进展 被引量：3

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作者 瞿首昱 张思宇 +2 位作者 韩俊伟 蒋龙 周江 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3669-3684,共16页

随着新能源汽车行业的蓬勃发展,动力电池的大规模报废已经成为环境领域面临的重大挑战。直接回收技术作为退役锂离子电池再生利用的新思路,能够在不破坏正极材料晶体结构的前提下,高效修复材料组分与物化性能,具有广阔的应用前景。本文... 随着新能源汽车行业的蓬勃发展,动力电池的大规模报废已经成为环境领域面临的重大挑战。直接回收技术作为退役锂离子电池再生利用的新思路,能够在不破坏正极材料晶体结构的前提下,高效修复材料组分与物化性能,具有广阔的应用前景。本文以锂离子电池正极材料(钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂)在循环充放电过程中活性锂流失、晶体结构受损等现象为出发点,系统总结了当前退役正极材料直接回收的主要方法,包括固相法、共晶熔盐法、水热法、电化学法等,同时对上述修复方法所解决的问题及其局限性进行了深入讨论和总结,对退役锂离子正极材料的直接回收技术的发展进行了展望。 展开更多

关键词 退役锂离子电池 正极材料 直接回收

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考虑载荷模拟作用的高压弯头冲蚀数值仿真 被引量：3

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作者 杨思齐 樊建春 +5 位作者 李德宁 刘明涛 韩礼红 王建军 杨尚谕 李娇 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期112-119,共8页

在水力压裂过程中,地面高压管汇在管内复杂固液两相流冲击和管体恶劣载荷的耦合作用下,弯头、三通及接头等薄弱部件长期遭受严重的冲蚀磨损,极易导致管件发生断裂破坏,对现场人员及设备构成严重威胁。开展载荷作用下的高压管汇典型材料... 在水力压裂过程中,地面高压管汇在管内复杂固液两相流冲击和管体恶劣载荷的耦合作用下,弯头、三通及接头等薄弱部件长期遭受严重的冲蚀磨损,极易导致管件发生断裂破坏,对现场人员及设备构成严重威胁。开展载荷作用下的高压管汇典型材料冲蚀磨损试验,根据试验结果,基于E/CRC冲蚀模型构建一种考虑应力状态影响的新型冲蚀数学模型,所构建的新模型与冲蚀试验数据之间的准确度可达95%以上。采用计算流体力学离散相模型(CFD-DPM),开展高压管汇件冲蚀性能的三维数值模拟,考察高压弯头在不同压裂工况下的冲蚀磨损程度及空间分布情况。结果表明:在固液两相流冲击下,主要冲蚀区位于靠近弯头出口处的弯头外侧,且管件的最大冲蚀率也位于该处;在弯头内侧二次流涡流的影响下,部分颗粒在流经弯头后会在下游直管内侧积聚,从而在这个区域造成次要冲蚀区;随着流动颗粒斯托克斯系数增加,主要冲蚀区面积增大,次要冲蚀区面积减小;此外,在嵌入新型冲蚀数学模型后,可观察到随着操作压力增大,高压管汇弯头部位的冲蚀磨损率明显增加。 展开更多

关键词 冲蚀磨损 载荷作用 高压管汇 固液两相流 数值模拟

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煤炭地下气化节流工具冲蚀磨损研究 被引量：1

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作者 周兵超 王红梅 +3 位作者 王建军 赵楠 杨思齐 任相羿 《石油机械》 北大核心 2024年第8期124-131,共8页

煤炭地下气化时,井下高温高压气体携带大直径的煤粉颗粒对节流工具造成严重的冲蚀磨损。为此,设计了双节流孔结构的井下节流工具,并结合高温冲蚀磨损试验结果对DNV(Det Norske Vertitas)冲蚀预测模型进行参数修正。开展了井下节流工具... 煤炭地下气化时,井下高温高压气体携带大直径的煤粉颗粒对节流工具造成严重的冲蚀磨损。为此,设计了双节流孔结构的井下节流工具,并结合高温冲蚀磨损试验结果对DNV(Det Norske Vertitas)冲蚀预测模型进行参数修正。开展了井下节流工具气固两相流冲蚀磨损数值模拟,研究高温条件下不同气体速度、不同颗粒质量流量及不同颗粒直径对节流工具的冲蚀磨损规律。研究结果表明:节流工具壁面冲蚀磨损区域随着气体流速的增大沿节流孔呈现环形分布;颗粒直径为5 mm,质量流量为7.5×10^(-4) kg/s,气体速度为20 m/s时,其对应的节流工具壁面冲蚀磨损速率最大。所得结论可为延长节流工具的安全服役年限、降低管线破损及爆炸的风险以及提高煤炭地下气化开采的经济性提供指导。 展开更多

关键词 煤炭地下气化 节流工具 冲蚀磨损 数值模拟 高温

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深层高含硫气井高强度低合金钢油井管技术现状及展望 被引量：2

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作者 袁军涛 韩燕 +4 位作者 李轩鹏 付安庆 冯耀荣 杨放 林凯 《天然气工业》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期127-135,共9页

中国深层高含硫油气资源丰富、潜力巨大,是未来重要的接替资源,但深部油气勘探开发及苛刻服役工况(超高温、超高压、高含酸性气体)对油井管柱强度和抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)性能提出了更高的挑战和要求。油井管柱轻量化和完整性是其... 中国深层高含硫油气资源丰富、潜力巨大,是未来重要的接替资源,但深部油气勘探开发及苛刻服役工况(超高温、超高压、高含酸性气体)对油井管柱强度和抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)性能提出了更高的挑战和要求。油井管柱轻量化和完整性是其安全高效开发的重要保障,这对油井管强度和SSC提出了更高的要求。由于强度升高会导致更高的SSC敏感性,因此强韧性与SSC抗性的匹配成为油井管安全服役的关键。为此,在系统分析钢质油井管的SSC机制及影响因素的基础上,分析了高强度低合金钢抗硫油井管产品体系、材料开发及SSC试验评价的技术现状,展望了未来发展方向。研究结果表明:①钢质油井管发生SSC的本质在于氢与钢中缺陷的相互作用,而冶金因素(如化学元素、显微组织等)决定着钢中缺陷种类、数量及分布;②通过化学成分优化、纳米级析出相调控、夹杂物优化、降低位错密度等方法获得均匀细小的马氏体组织及均匀弥散分布的纳米级碳化物是改善125 ksi(1 ksi=6.895 MPa)钢SSC抗性的有效途径;③传统SSC试验方法已不适用于高强度抗硫油井管的评价,应建立适合于超深井工况的SSC风险分级指标,形成适用于超深井用高强度抗硫油井管的全尺寸SSC评价方法。结论认为:①提出了利用材料基因工程技术加快具有理论意义和应用价值的抗硫油井管成分—组织设计及开发理念;②应持续加快125 ksi抗硫油井管的研发,明确其质量控制体系和应用边界,为深层高含硫气井用高强度抗硫油井管的安全服役提供支撑。 展开更多

关键词 深层油气 硫化氢 硫化物应力腐蚀开裂(SSC) 油井管 高强度 显微组织 低合金钢 SSC敏感性

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近海风力发电用铜基粉末冶金摩擦材料研究进展

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作者 刘晓旭 李朝旭 +2 位作者 伦惠林 蒋龙 李立伟 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期348-353,共6页

近海风力发电机组制动具有“三高”(高速、高力矩、高压力)和“一特殊”(海洋水雾、盐雾腐蚀环境)的特点,铜基粉末冶金材料因具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点,可应用于近海风力发电的摩擦材料。本文综述了近年来... 近海风力发电机组制动具有“三高”(高速、高力矩、高压力)和“一特殊”(海洋水雾、盐雾腐蚀环境)的特点,铜基粉末冶金材料因具有组织均匀、导热性好、耐磨性高、摩擦系数稳定等优点,可应用于近海风力发电的摩擦材料。本文综述了近年来铜基粉末冶金摩擦材料在成分组元、制备工艺以及仿真模拟等方面的研究进展,其中铜基粉末冶金材料的成分组元主要包括基体组元、润滑组元和摩擦组元,其制备工艺主要采用传统热压烧结和放电等离子烧结,同时概述了材料在制动过程中温度场和应力场的仿真模拟,最后展望了铜基粉末冶金摩擦材料的发展前景。 展开更多

关键词 近海风力发电 铜基材料 粉末冶金 摩擦材料

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