超硬质相在高温磨损中的行为及抗磨性

通过高温硬度、高温磨损试验,研究了铁基Ｃｒ－Ｍｏ－Ｗ－Ｖ－Ｎｂ系高温耐磨料磨损等离子弧粉末堆焊合金,可以替代价格昂贵的镍基和然基等离子弧堆焊合金。同时系统地研究了合金元素及其硬质相在高温磨损中的行为及堆焊合金抗磨性。即Ｃｒ７Ｃ３「（Ｃｒ,Ｆｅ）７Ｃ３」、ＣｒｅＣ「（Ｃｒ,Ｆｅ）３Ｃ」、ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＮｂＣ、Ｖｃ硬质相对堆焊层的组织、硬度和耐磨性的影响规律。结果表明：硬质相的形态、数据和大小不同对堆     

16Mn钢板堆焊CuNi合金的渗透裂纹形成分析

针对铜合金在钢板上堆焊时易出现铜渗透裂纹的问题，采用等离子喷焊，将不同Ni含量的CuNi合金堆焊到16Mn钢板上进行渗透裂纹形成原因的研究。研究表明，焊接规范参数越大，热输入量越大，熔合比越大，产生渗透裂纹深度越深。渗透裂纹的产生与应力状态及大小、堆焊材料化学成份以及基体温度等有关。只要合理控制焊接工艺规范，可以避免或减少16Mn钢板上堆焊铜合金时产生渗透裂纹。     

等离子-MIG焊接设备的设计与研制

采用双电源供电和双电弧共枪体等技术，成功地完成了等离子-MIG焊接设备的研制。在设计中还采用了焊接参数专家库管理和等离子枪体计算机辅助优化设计等技术，并将该焊接方法应用于三峡电站大型开关断路器的制造过程。     

赤泥改性生物炭修复铅污染土性能研究

土壤的重金属污染是制约社会可持续发展的重要环境难题，在“双碳”背景下，本文通过共热解制备赤泥改性生物炭(RMBC),研究RMBC对铅污染土的理化性质、修复效果和工程特性的影响。结果表明，RMBC可以增加铅污染土的pH值并降低其电导率(EC)值。RMBC的掺量越大pH值越高EC值越小。通过盐酸萃取浸出毒性发现随着RMBC掺入量和修复时间的增加土中Pb(II)浸出浓度越低，7%掺量的RMBC对重金属铅污染土的修复效果最好。此外，RMBC的掺入可以增加土体的密实度在一定程度上提高土的承载能力和抗渗能力。借助微观分析揭示了RMBC的修复机理包括络合作用、离子交换和沉淀反应。赤泥改性生物炭能够有效吸附-固定土中的重金属离子，并改良土体的相关性能，在污染修复和工程应用方面具有潜力。     

等离子-MIG焊接设备的设计与研制

为解决厚壁铝及铝合金构件的焊接效率低的实际问题，提出了等离子-MIG双电弧高效焊接新方法.该方法是采用双电源和双电弧共枪体等技术，完成等离子-MIG焊接设备的研制.所研制的设备以PLC为主控单元, 设计了焊接参数专家库管理系统,同时，还采用了有限元模拟技术研究了该设备的核心组件——等离子-MIG枪体内部的水流场和温度场,为枪体的设计和结构优化提供了重要的参考数据, 该焊接方法已应用于三峡电站大型开关断路器的制造工程中.     

污染土对水泥土强度和电阻率影响的试验研究

为揭示污染土对水泥土的影响规律,引入电阻率法作为描述强度和污染特征的手段,分别以3种液体(自来水、生活污水、造纸厂污水)、粉质黏土、两种水泥(普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥)制作的水泥土为研究对象。首先对比分析3种液体对土体液塑限指标的影响,其次研究不同龄期、水泥类型、污染土类型等条件下水泥土抗压强度和电阻率的变化规律,最后建立电阻率和抗压强度的定量关系。结果表明:污染后土样的液限、塑限均增大,而塑性指数减小;水泥土抗压强度和电阻率均随龄期的增加而呈对数增长;污染土降低了水泥土的抗压强度和电阻率,但是相同龄期下矿渣硅酸盐水泥土的抗压强度和电阻率均高于普通硅酸盐水泥土,说明土体污染后,矿渣水泥对水泥土有一定的抗劣化能力;在不同龄期和污染土条件下,普通硅酸盐水泥土和矿渣硅酸盐水泥土的抗压强度均随着其电阻率线性增长;相比矿渣硅酸盐水泥土,电阻率对普通硅酸盐水泥土更敏感。     

水泥土无侧限抗压强度和电阻率的试验研究

以两种类型的水泥（普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥）搅拌形成的水泥土试块为研究对象,通过室内试验定量分析了其无侧限抗压强度、电阻率、龄期之间的相互关系,试验结果表明：这两种水泥土试块的无侧限抗压强度和电阻率均随着龄期对数的增加成线性函数增大,无侧限抗压强度与其电阻率成线性增长关系。     

顺北4XH井抗高温高密度钻井液技术研究及应用

顺北4XH井是顺北油田Ⅳ号断裂带的一口重点预探井,该井六开奥陶系一间房组及鹰山组地层发育微裂缝和溶孔,为碳酸盐岩裂缝型高压气藏,井底温度超过170 ℃。为提高钻井液体系高温胶体稳定性、封堵防塌、高温沉降稳定性,同时兼顾储层保护,通过关键处理剂研选,研制出一套耐温200 ℃、密度2.00~2.25 g/cm3的水基钻井液体系,180℃滤失量9.2 mL,200 ℃、7 d沉降稳定系数0.513。钻井液振荡流变、动态光散射实验及现场应用表明,体系具有良好流动和润滑性能、高温沉降稳定性,高温高压滤失量≤10 mL,实现对储层微裂缝实时封堵,取得了良好的屏蔽暂堵效果。     

新型非磺化环保低摩阻钻井液

深井、超深井钻探普遍采用耐温性较好的聚磺钻井液,其中磺化褐煤等磺化材料具有生物毒性、可降解性差,导致聚磺钻井液处理难度大、成本高。推荐了一套适用性强的钻井液环保性能评价标准,测试了聚磺钻井液及其主要处理剂的环保性能。以抗高温环保降滤失剂、流型调节剂代替传统磺化材料;以树枝状聚合物封堵抑制剂、纳微米封堵剂等代替磺化沥青、乳化沥青;以环保润滑剂替代原油,研发了一种新型非磺化环保低摩阻钻井液,并在塔河TK4120井进行了试验应用。结果表明,现场聚磺钻井液样本呈现中等毒性、较难生物降解、部分重金属含量超标,主要是磺化材料及原油生物降解性差和具有毒性所导致。非磺化环保低摩阻钻井液具有较强的抑制、封堵防塌及润滑性能,无毒,易生物降解。现场应用表明,该体系性能稳定,具有较强的抗温性,防塌能力强,润滑性能好,易塌地层平均井径扩大率仅为4.39%,4209 m长裸眼电测、下套管一次成功,取得了较好的应用效果。      

等离子喷涂枪喷嘴能量分布的数值模拟

为了给等离子枪体的设计提供理论依据,利用FLUENT软件对等离子喷涂枪水冷却流动和换热进行了数值建模与计算.由于等离子枪体的热压缩效应主要是靠内部水冷系统完成,理想的水冷系统应该能尽快地将等离子束流所产生的热量带走,因此,对等离子枪体冷却水流场进行了研究,得出了喷嘴的温度场和水流速度场,明确了喷嘴的能量分布.研究结果表明,等离子枪体损失功率的一部分能量集中在阳极斑点,其他均匀分布在喷嘴上.其结论对等离子喷涂枪的设计具有参考价值.