油井管杆材料配对腐蚀试验研究

针对有杆泵井普遍存在的油管和抽油杆偏磨腐蚀问题,对2种管材料N80和J55,3种杆材料20CrMo,35CrMo和45#钢分别配对,在不同矿化度的污水和温度条件下进行腐蚀试验,测试了不同管杆材料配对时的腐蚀速度,获得了温度和矿化度对管杆配对腐蚀的影响规律。结果表明:配对试样的腐蚀速度均随污水矿化度的升高而增加;在较高矿化度污水中,温度越高腐蚀越严重,在中低矿化度污水中,温度较低时腐蚀较严重;35CrMo/J55配对在各种温度和矿化度条件下抗腐蚀性能均较好。     

油井管杆材料电化学腐蚀试验研究

针对电化学腐蚀对抽油井中管杆偏磨腐蚀的影响,通过对油田常用的5种管杆材料(管材料N80、J55,杆材料20CrMo、 35CrMo和45#钢)在5种油田污水条件下的电极电位和电偶腐蚀电流的测定,对油井管杆配对在油田污水中的腐蚀行为进行了评估.结果表明:根据电位分析,20CrMo的耐蚀性最佳,45#钢则较差;各材料自腐蚀电位差值不大,小于50 mV,可见偶对间腐蚀驱动力较小;偶对间稳定的电偶电流均不超过15 μA/cm2,电偶腐蚀轻微.     

有杆泵井管杆偏磨规律实验研究

利用自行设计制造的管杆磨蚀试验机,对N80油管和F45钒接箍材料进行了磨蚀实验,获得了油井产出液中油水比和含砂量对管杆偏磨的影响规律;并对J55和N80油管进行了腐蚀实验,获得了油田产出液pH值、矿化度对管杆磨蚀率的影响关系规律。实验结果表明:油井产出液油水比在5%~20%之间时,油水比越大,管杆的磨蚀率越小;含砂量在0.3‰~1.5‰之间时,管杆材料的磨蚀率随着油井产出液含砂量的增加而增大;管杆材料的腐蚀率都随着油井产出液矿化度的增大而增大。     

有杆泵井管杆材料电化学腐蚀行为实验研究

为探讨电化学腐蚀对抽油井中管杆磨蚀的影响,选取油田常用的4种管杆材料分别在不同污水环境下进行了电极电位和电偶腐蚀实验研究。结果表明被试验钢样电位差异不大,多数情况下不超过20 mV;有氧、短期电偶腐蚀试验表明,材料配对的电偶腐蚀现象很轻微或可忽略。     

抽油井管杆摩擦副耐磨蚀性能试验研究

对抽油井常用管杆材料以及表面处理后的管杆材料摩擦副耐磨蚀性能进行了试验研究,结果表明：J55与N80普通油管与QT60接箍配合时,接箍磨蚀最小;而无论与哪种接箍对磨,涂层油管最耐磨,并且与非调质钢（FG20）接箍磨蚀时,接箍最耐磨。     

油管涂层的摩擦学性能实验研究

为了治理有杆泵井的管杆偏磨问题,在油管上喷涂了一层耐磨防腐涂层,并对比研究了抽油杆和油田常用的油管摩擦副及喷涂耐磨涂层后的油管摩擦副的摩擦磨损性能。结果表明:与45#钢对磨时,N80的耐磨性要比J55好;当45#钢与J55涂层油管对磨时,J55涂层油管的耐磨性比J55油管提高了5倍,并且配对的45#钢的磨损量也降低了1/2;因此45#钢与J55油管涂层配合使用时防偏磨效果十分理想。     

盐浴软氮化42CrMo的摩擦学性能分析

对42CrMo进行盐浴软氮化处理,分析盐浴软氮化处理对42CrMo试样硬度的影响,研究不同润滑条件下42CrMo试样的摩擦学性能,分析其摩擦磨损机制。结果表明:盐浴软氮化处理过的42CrMo的平均硬度为HV747.33,约是未处理基体的(HV310)的2.5倍;在其他条件相同时,随载荷的增加,干摩擦条件下42CrMo的摩擦因数先增加后减小,边界润滑和油润滑条件下的摩擦因数不断增加;42CrMo在干摩擦条件下的摩擦因数、表面磨痕深度和磨损量均要明显高于边界润滑和油润滑条件下;在干摩擦条件下42CrMo的磨损机制为严重的黏着磨损和塑性变形,边界润滑条件下42CrMo表面磨损减缓,有轻微犁沟;油润滑条件下42CrMo表面为磨粒磨损,无明显变形。     

干摩擦条件下WC-Ni/SiC摩擦副的摩擦磨损性能研究

在MMU-10屏显式材料端面摩擦磨损试验机上采用环-环接触摩擦方式,研究了WC-Ni硬质合金与SiC陶瓷材料异配对摩擦副在干摩擦条件下的摩擦磨损性能,并与WC-Ni/WC-Ni硬质合金自配对摩擦副的摩擦磨损性能进行对比.利用扫描电子显微镜与能谱仪对摩擦副的磨损表面进行了观察和分析.结果表明:在相同试验条件下,对比WC-Ni/WC-Ni硬质合金自配对摩擦副,WC-Ni/ SiC摩擦副的摩擦因数稍低点;WC-Ni/ SiC摩擦副的磨损机制主要为磨粒磨损,而WC-Ni/WC-Ni摩擦副磨损机制为粘着磨损兼氧化磨损;由于WC-Ni/WC-Ni摩擦副的磨损表面发生氧化反应和焊合效应,配对效果劣于WC-Ni/ SiC摩擦副.     

钻杆接头材料35CrMo钢硫氮共渗层的摩擦学性能

为了提高钻杆接头的使用寿命,利用离子渗氮和硫氮共渗技术在钻杆接头材料35CrMo钢表面制备了氮化层和硫氮共渗层。在油润滑条件下采用自制的球-盘磨损试验机考察了表面渗层的摩擦磨损性能。利用了XRD研究了表面层的相结构,采用了带EDS的SEM对表面改性层和磨损表面进行了分析。结果表明:35CrMo钢硫氮共渗层的摩擦学性能明显优于原始渗氮层;具有优良润滑作用的FeS固体润滑膜在高硬度氮化层的支撑下,可以有效地改善钻杆接头的摩擦磨损性能。     

GF/PTFE自润滑纤维复合材料磨损性能热衰退研究

针对高频摆动关节轴承摩擦热对自润滑纤维复合材料摩擦磨损性能的影响,研制了高频使用条件下的玻璃纤维增强聚四氟乙烯(GF/PTFE)自润滑纤维复合材料,利用MYB～500高频高载摆动摩擦磨损试验机,对其进行不同摩擦温度下的摩擦磨损性能测试,研究摩擦热作用下材料自润滑性能和磨损性能衰退特征,分析磨损产物和摩擦表面以及不同摩擦温度下材料的磨损机理。结果表明,摩擦热对材料自润滑性能影响显著,适当的摩擦温度范围能够保证材料的自润滑性能,摩擦温度和摩擦因数之间互为耦合作用,对材料的磨损性能具有一定的影响;高摩擦热作用于自润滑过程及机理的改变,造成材料的磨损性能衰退现象。因此,不同温度下材料的磨损特征具有明显的差异化,其中低摩擦温度下(60～120℃)材料自润滑性能优异,磨损率很低;140℃摩擦温度条件下材料摩擦磨损性能开始衰退;材料在高摩擦温度下(140～180℃)的磨损初期自润滑性能良好、磨损轻微,而中后期磨损严重。微观分析表明,低摩擦温度下材料的磨损机理以轻微粘着和疲劳磨损为主;高摩擦温度下材料的磨损以片状剥落、纤维剪切破坏为主,且磨损面局部损伤特征明显,磨损严重。     

不同铜含量浸金属碳滑板的载流摩擦磨损性能*

为研究不同铜含量的浸金属碳滑块的载流摩擦磨损性能,在环-块试验机上研究3种不同铜含量(铜质量分数分别为1.17%、27.8%、50.45%)浸金属碳滑板与铜银合金接触线在载流条件下的摩擦磨损性能,并比较不同电流情况下的材料磨损表面形貌的变化。结果表明:铜含量对浸金属碳碳滑板的摩擦磨损性能有不同的影响。其中铜质量分数为1.17%的材料在200 A小电流情况下整体磨耗量较小,但是在400 A大电流情况下,电弧热、焦耳热产生的500℃左右高温会导致材料气化、掉块,严重加剧材料的损耗;铜质量分数为50.45%的材料在小电流情况下磨耗最大,但材料的运行温度整体较低,即材料的散热性能较好;铜质量分数为27.8%的材料在小电流与大电流情况下综合磨损性能最好。与铜银合金线对磨时,铜含量较高的材料出现了较为明显的黏着磨损,铜含量越高的材料其黏着磨损现象越明显。     

浸酚醛树脂石墨/SiC密封材料摩擦学特性研究

采用UMT-3多功能摩擦磨损试验机研究了3种国产典型浸酚醛树脂石墨与SiC陶瓷配对副在干摩擦和油润滑条件下的摩擦学特性,结果表明：干摩擦下,摩擦因数随载荷p与速度v的乘积（pv值）的增大呈下降趋势;pv值较小时,磨损机理主要为轻微黏着磨损和磨粒磨损,pv值较大时则变为严重黏着磨损、磨粒磨损和疲劳磨损;相同条件下的磨损率受速度的影响比受载荷的影响更大;油润滑下,摩擦因数保持在0.1左右,磨损机理主要为黏着磨损和疲劳磨损;pv值增至5 MPa·m/s时,干摩擦下3种浸渍石墨摩擦副表面最大温升为21.1 ℃,油润滑下最大温升为14.9 ℃且H1石墨温升均最低。综合考虑浸渍树脂石墨的力学性能、摩擦学特性和端面温升,推荐石墨化度为45%～55%。     

低摩擦速度下CT80油管摩擦磨损性能

研究采油过程中CT80油管与电缆在0.01～0.13 m/s速度下对摩时的摩擦磨损行为及其对油管剩余强度的影响。采用扫描电子显微镜及金相显微镜对油管组织、磨损表面及截面特征进行表征。结果表明:CT80油管的磨损量、壁厚减薄量与摩擦因数随摩擦速度增加先增大,速度达到0.07 m/s后趋于平稳;磨损率随着摩擦速度增加先增大后降低,最大磨损率对应的摩擦速度为0.07 m/s;采油过程中磨粒磨损与腐蚀磨损共同作用于油管,随着摩擦速度升高磨粒磨损造成的损失降低,腐蚀磨损造成的损失升高;随着摩擦速度增加油管的剩余抗挤毁强度以及剩余抗内压强度先降低后趋于平稳。     

GCr15及G20CrNi2Mo轴承钢高温润滑条件下摩擦磨损性能

为了探究轴承钢在高温润滑条件下的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、洛氏硬度计等对GCr15高碳轴承钢和G20CrNi2Mo渗碳轴承钢组织、物相及硬度进行了表征,利用QG-700型气氛高温摩擦磨损试验机研究轴承钢材料不同条件下的高温润滑摩擦磨损性能,并分析其磨损机制.结果表明:2种轴承钢...     

冲击形式产生的冲蚀、空蚀和腐蚀联合磨损试验研究

舰船等海洋运输装备在海水中行驶时,船体表面受到含沙海水的冲蚀磨损,舰船行驶速度变化引起的空蚀磨损,以及海水的腐蚀磨损,因此舰船表面材料的破坏形式是冲击式的冲蚀、空蚀和腐蚀联合磨损。为了研究联合磨损的影响因素,研制冲蚀、空蚀和腐蚀联合磨损试验台,并实验研究沙粒浓度、沙粒尺寸、含盐浓度以及冲蚀速度对45钢试件的联合磨损影响规律。实验结果表明:冲蚀、空蚀和腐蚀联合磨损程度强于冲蚀和空蚀交互磨损或单纯腐蚀磨损,在较低的沙粒浓度和较低的含盐浓度条件下,金属材料联合磨损质量损失与沙粒浓度、沙粒尺寸、含盐浓度和冲蚀速度均成正比关系。磨损面形貌分析表明:随着沙粒浓度、沙粒尺寸、含盐浓度、冲蚀速度的增加,试件表面的冲蚀沟和空蚀孔的磨痕深度和面积增大,而在人造海水中,试件表面不仅存在冲蚀沟和空蚀孔,还产生了腐蚀坑。     

摩擦副组合对摩擦磨损性能的影响

在1：1惯性力矩制动试验台上研究了两种不同石墨形态的铸铁制动盘与两种混杂纤维增强的酚醛基制动闸片配副时的摩擦磨损性能。结果表明，对于某一配方的制动闸片，使用灰口铸铁盘的摩擦副具有较高的摩擦系数，但制动盘表面温度较高，闸片磨损量较大；对于某一种制动盘，使用B配方制动闸片时，制动盘表面的温度较高，但闸片的磨损量较小；在所有四种组合中，B配方制动闸片与灰口铸铁盘配副的瞬时摩擦系数能够完全满足有关技术要求。     

Effect of counterface on the tribology of UHMWPE in the presence of proteins

Artificial joints in orthopedics occupy a principal position owing to the increase in number of cases suffering from arthritis and associated diseases in addition to impairment caused by accidents. In this work, one of the most commonly used joint material, i.e. ultrahigh molecular weight polyethylene (UHMWPE), was tested against the duplex stainless steels instead of the conventional 316 L stainless steel. The UHMWPE was found to exhibit the lowest friction coefficient and wear rates when lubricated with water followed by globulin and glucose. The friction coefficient in the presence of egg albumen was higher along with high wear rates recorded. Post-test evaluation of surface roughness and wear scar/track analysis was performed to identify the wear mechanisms. Worn surfaces were analyzed using a differential scanning calorimeter for changes in crystallinity with sliding. The specimens tested under lubricated conditions with glucose, egg albumen and globulin indicated the presence of reaction products on the worn surface. Adhesive and corrosive wear mechanisms were the predominant modes of wear identified on the polymer samples. The wear tracks indicated that the proteins did react with the counterface material forming a thin deposit on them. Low temperature nitriding of the duplex stainless steel counterfaces were performed and the UHMWPE specimens were tested under similar conditions against the nitrided surfaces. Low temperature nitriding of the counterface did result in improved tribological behavior of UHMWPE and the corrosive effects were minimal.     

Cr25Ni20不锈钢在H_2O_2介质中摩擦学性能的研究

在摩擦磨损试验机上研究了Cr25Ni20不锈钢在H2O2介质中的摩擦行为.采用正交试验方案,探讨了转速、载荷和介质浓度等因素对腐蚀磨损量的影响,进而确定了对应最小磨损量时的较优方案.结果表明:不锈钢在H2O2介质中的磨损量随转速和载荷的增加而呈上升趋势,其中转速的影响最大,而H2O2体积分数对不锈钢的磨损量没有太大的影响.     

不同环境介质下氧化铝陶瓷与耐蚀金属摩擦磨损行为

为优选海水淡化高压泵关键零部件耐磨性能材料,以Al_2O_3陶瓷与TC4钛合金、316不锈钢、2205双相不锈钢组成的配对摩擦副作为研究对象,利用立式万能摩擦磨损试验机开展干摩擦、纯水及海水3种环境介质下配对材料的摩擦磨损试验,定量得到各摩擦副摩擦因数、磨损量,并对摩擦试样的表面形貌进行分析;采用正交试验法分析载荷、转速、环境介质对摩擦因数和磨损量的影响规律。结果表明:在相同的条件下,TC4钛合金与陶瓷配副摩擦因数较小,2205双相不锈钢与陶瓷配副磨损量较小;环境介质对摩擦因数影响较大,载荷对磨损量的影响较大;海水环境下2205双相不锈钢和316不锈钢磨痕较浅,磨损机制为疲劳磨损、磨粒磨损和腐蚀磨损的交互作用。