ZDDP润滑下表面纳米化316L不锈钢的摩擦学性能

采用SRV摩擦磨损试验机考察了表面纳米化316L不锈钢在PAO4和ZDDP润滑下的摩擦学性能。采用X射线衍射仪(XRD)和金相显微镜表征纳米化样品的微观组织结构,采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析摩擦反应膜的微观形貌和化学组成。结果表明,表面纳米化明显提高了316L不锈钢的表面硬度,同时在表面产生了具有储油作用的微坑,在PAO4润滑下,纳米化样品的减摩抗磨性优于未处理样品;在添加ZDDP的PAO4润滑下,在纳米化表面形成了链长较短的磷酸盐膜,膜中Zn和P的含量也高于未处理样品,黏着磨损明显减轻,抗磨性提高幅度更为显著。     

金属材料表面纳米化研究现状

金属表面纳米化是近几年发展起来的一项新技术,具有广阔的发展空间,工程上材料的失效大多来自于表面,采用表面纳米化技术有可能对表面进行强化,这对提高机械零件的使用寿命具有重要意义。文章阐述了金属表面纳米化的方法以及表面纳米化对金属材料力学性能、疲劳性能、耐磨性能、耐蚀性能、热稳定性、化学热处理性能的影响,论述了表面纳米化技术在石油工程建设中的应用及发展趋势。     

钛制冷凝器换热管裂纹分析及改进措施

非对称布管方式的双管板冷凝器目前已得到广泛应用。本文介绍一种管板材料为中高强度钛合金,换热管材料为纯钛的双管板冷凝器。由于现行国内标准中缺少钛材的疲劳曲线,因此对钛材设备的疲劳试验无法通过有限元计算解决。通过制作样机进行低周疲劳可靠性试验,以验证其强度指标。在疲劳试验过程中样机的换热管出现裂纹,通过对裂纹方向及断口的形态进行分析,确定为管板强度不够造成,对设计中变更结构、对管板进行加强、同时对控制制造过程。再次制作的样机低周疲劳试验合格。     

套管钻井中套管柱疲劳可靠性及相关力学特性研究

利用CAE仿真技术和可靠性疲劳实验方法,研究了套管钻井中的有关力学问题.分析了不同径厚比套管的受力状态、磨损套管剩余强度、套管柱的振动模态和疲劳可靠度.研究结果表明,径厚比越大,套管管体Mises应力越大,套管发生失稳的临界荷载越小.对于均匀磨损,随着磨损长度的增大,套管的剩余抗拉和抗扭强度逐渐变大,并达到一个极限值;对于非均匀磨损,其剩余抗拉强度与磨损长度之间的关系均近似服从指数分布.两种磨损状态下,套管柱剩余抗拉和抗扭强度都随磨损量的增加而降低;套管柱外径对套管横向振动固有频率的影响大于径厚比对其的影响,纵向固有频率主要取决于管柱长度.运用可靠性方法,基于概率分析设计了单轴和双轴疲劳可靠性试验,得到了套管柱的单轴和双轴概率疲劳特性,推导出套管钻井的P-S-N曲线方程.     

一步法制备减反射疏水型透明薄膜

以聚甲基丙烯酸甲酯和聚苯乙烯为原料,在不使用低表面能物质的条件下,采用一步法制备出具有纳米多孔粗糙结构的、具有减反射性的疏水型透明薄膜(简称纳米多孔薄膜)。原子力显微镜观察结果显示,纳米多孔薄膜表面的所有微观结构尺寸均小于40 nm,远远小于可见光波长。与玻璃基板相比,涂有纳米多孔薄膜的玻璃基板的透光率可由91%左右提高到98%左右,减反射效果显著;纳米多孔薄膜与水的接触角为125°,表现出良好的疏水性。纳米多孔微观结构形成后,不仅实现了减反射,且提高了纳米多孔薄膜表面的疏水性。     

一种新型润滑油抗磨添加剂的研究Ⅱ. TiO2纳米粒子的表面修饰及摩擦磨损性能评定

用硬脂酸和己二酸对溶胶－凝胶－超临界干燥法制备的TiO2纳米粒子进行表面改性，不仅解决了TiO2纳米粒子在有机介质中的分散性问题，而且由于表面修饰层的存在，控制了纳米粒子的进一步长大和团聚，在四球摩擦试验机上考察了表面改性纳米粒子的摩擦学性质，结果表明，脂肪酸修饰的TiO2纳米粒子具有突出的减小磨损的性能，承载能力明显优于T202。     

套铣钻杆接头螺纹断裂分析与有限元模拟

为了确定某油田在一次套铣作业时NC31(LH)钻杆外螺纹接头断裂的原因,对断裂钻杆接头的断口宏观、微观形貌、化学成分、力学性能和金相组织等进行了试验分析,并用管柱拉扭复合载荷图及有限元分析方法,对断裂失效的钻杆管体及接头的性能进行相关计算.分析结果表明,断裂钻杆化学成分与力学性能合格;断裂原因为套铣作业时,井底钻柱承受...     

TA10换热管氢脆腐蚀的失效分析

本文针对某化工设备中的TA10换热管失效进行分析,从材料成分、力学性能、宏观、微观组织及断口进行分析,结果显示钛管存在严重腐蚀,氢含量超出氢在TA10合金中固溶度,钛管塑性明显下降,内表面硬度偏高,失效区域管材内部存在破裂、粉化和剥落现象。金相试验发现组织中氢化物相,断口分析可发现裂纹起源于管内壁,断口面存在不同程度的腐蚀。结合实际工况,判断为TA10管材碱性介质、高温环境中发生腐蚀。TA10管材使用过程中存在吸氢现象,氟化物的存在加剧了钛材的腐蚀,长期使用导致管材失效。     

套管钻井多轴疲劳试验与可靠性研究

根据套管钻井中套管柱承受的载荷状况,借助现有的技术水平和手段,首先进行了套管试件的拉-拉单轴高周疲劳试验,通过相关的试验数据获得了套管试件在不同应力水平下的疲劳寿命及其统计分布,为进一步获得试件的基于概率的等效P-S-N曲线奠定基础。然后通过拉压-扭转双轴循环复合疲劳试验,验证了等效P-S-N曲线的正确性。最后根据P-S-N曲线,采用有限元疲劳分析软件,进行典型工况下套管的疲劳可靠性分析,计算得到套管体中的最大等效循环应力,并据此计算出要求可靠度(或存活率)下套管的疲劳寿命,再由钻井周期得到套管疲劳的剩余寿命。     

纳米结构镁合金的研究与应用

在镁合金中运用纳米技术可以提高合金的力学性能、储氢性能及其他性能。概述了纳米材料定义与分类、纳米材料的结构、表面纳米化的制备方法、镁及镁合金表面纳米化;综述了纳米材料研究现状与应用进展,重点介绍了纳米技术在镁基结构材料、储氢材料、防火涂料中的应用,在碳纳米管镁基复合材料中的应用,以及在梯度纳米结构镁合金中的研究与应用。     

TA_2薄壁钛管各向异性和双向强化实验研究

在不同的组合载荷下 ,TA2 薄壁钛管具有各种不同的应力状态[1 ] 。通过各种组合应力实验 ,证明了 TA2 钛管的各向异性和双向强化效应 ,为合理设计钛管换热器提供了可靠依据。     

换热器钛管在复合载荷下的双向强化研究

在不同的复合载荷下，薄壁钛管具有不同的应力状态。对ＴＡ２钛管的各向异性和双向强化问题进行了论述，提供了钛管换热器合理设计的依据。     

表面纳米化处理对X80管线钢焊接接头的影响

采用表面机械研磨处理(SMAT)技术对X80管线钢焊接接头进行了表面自身纳米化处理。分析了SMAT前后X80管线钢焊接接头的疲劳及电化学腐蚀特性。结果表明,对X80管线钢焊接接头进行90min的SMAT后,可以在X80管线钢焊接接头表层一定深度范围以内获得纳米晶组织,纳米晶尺寸分布为5～15nm;在近似服役条件下的全应力范围内,SMAT可以显著延长X80管线钢焊接接头的疲劳寿命,其疲劳极限可提高13%;SMAT可提高X80管线钢焊接接头的电化学腐蚀性能,使其电化学腐蚀倾向和自腐蚀电流密度均有所降低。     

材料性能对钻杆腐蚀疲劳寿命影响的试验研究

API SPEC5D标准规定的材料性能指标不能反映钻杆抵抗疲劳及腐蚀疲劳的性能。对4个厂家的S135钢级钻杆的材料进行了腐蚀疲劳寿命试验、拉伸性能试验及成分分析。试验结果表明,虽然4种钻杆的化学成分及材料性能都符合标准要求,且材料的拉伸强度基本相同,但腐蚀疲劳寿命相差很大。腐蚀疲劳断口观察及断裂机理分析表明,腐蚀疲劳裂纹扩展机理是阳极溶解与氢致开裂共存,氢致开裂加快了疲劳裂纹扩展。材料低倍组织酸洗检验、显微组织分析表明,4种钻杆的金属组织特别是低倍组织有明显差别。低倍组织反映了成分偏析程度、夹杂物含量及分布等。成分偏析及夹杂物导致材料的阳极溶解、特别是氢致开裂速度加快,所以是腐蚀疲劳寿命减少的主要原因。油田数据验证,钻杆材料的低倍组织酸洗检验可作为间接评定钻杆材料腐蚀疲劳性能的方法。     

凝汽器黄铜管断裂原因分析

文章分析了断裂黄铜管的材料状态,并对断裂黄铜管的垢层、断裂特征、界面层微观形貌进行了分析研究,确定凝汽器黄铜管内壁已遭受沉积物垢下氯离子缝隙腐蚀,断裂特征属腐蚀疲劳,动应力来源于运行中的管束振动。探讨了腐蚀机理,提出了防护措施。     

转化炉下集气管导淋管破裂原因分析及处理措施

用光学显微镜、扫描电镜对转化炉下集气管的导淋管的微观组织、断口形貌进行分析.结果表明:导淋管鼓胀破裂非蠕变损伤所致,而是超温运行所致,超温是导淋管阀门泄漏引起的.应用HP50Nb高性能材质后使问题得以解决.     

The Effect of the Absorbed Fluid Layer on Flow in a Capillary Tube

There exists an absorbed fluid layer (AFL) on solid surface for the interaction between fluid molecules and the solid surface. A simple capillary model considering absorbed fluid layer is developed to investigate the influence of AFL on the dynamic behavior of flow in micron scale capillary tubes. An empirical formula for calculating the thickness of AFL is presented. The correlation between the effective permeability, the driving pressure gradient and the thickness of AFL is studied. On this basis, the flow mechanism in low-permeability reservoirs is researched preliminarily. The results reveal that the thickness of AFL is not fixed, but a function of driving pressure gradient, which causes a modification of effective permeability of single tube in accordance with driving pressure gradient and the formation of threshold pressure gradient.     

不锈钢换热器的空蚀破坏

苯酚装置精制塔第二冷凝器投用后,管束材质先后使用过多种材料,均发生泄漏。对失效不锈钢换热管进行化学成分分析和金相分析显示材料的元素含量和组织均正常,从宏观形貌和电镜观察发现管柬内表面流体一侧出现明显的海绵蜂窝孔面,此形貌是空蚀的典型特征。通过分析换热管内物料操作压力与温度发现物料存在汽化现象,沸腾产生的气泡使得管柬局部...     

残余应力对有缺陷球壳耐疲劳性能影响试验研究

采用试验方法对比研究了壳体内存在残余压缩应力和没有残余压缩应力2种钛材壳体的耐疲劳性。介绍了疲劳试验所需缺陷准球冠形薄壁壳体样件的预制方法及预制样件的合格性爆破测试方法,讨论了样件准备方法的合理性。介绍了疲劳试验样件分组处理方案,基于各组样件处理方式代表的样件热处理与加压状态讨论了壳体极限疲劳破坏次数试验数据,总结了残余压缩应力的作用,认为在受内压疲劳时残余压缩应力部分抵消了内压产生的拉应力,使疲劳应力幅大幅度下降,明显提高了壳体的疲劳寿命。从设备耐疲劳角度看,使承受内压的容器壳体内保持一定残余压缩应力对提高设备的疲劳寿命非常有利。