X80管线钢钝化膜内点缺陷扩散系数的计算

X80管线钢;扩散系数;点缺陷模型;钝化膜;电容测试法     

22Cr双相不锈钢钝化膜组成及其半导体性能研究

借助于Mott-Schottky方程分析了成膜电位、成膜时间、成膜温度以及氯离子等因素对22Cr双相不锈钢在碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中所成钝化膜半导体性能的影响, 同时借助于X射线光电子能谱(XPS)技术分析了所成钝化膜的组成. 结果表明: 22Cr双相不锈钢在碳酸氢钠/碳酸钠缓冲溶液中所成钝化膜呈n-p型半导体结构, 钝化膜内施主/受主密度随成膜电位增加、成膜时间延长、成膜温度降低、以及介质中氯离子浓度的降低而减小, 同时膜对基体保护作用随这些因素变化而增强. 钝化膜的XPS分析表明, 钝化膜呈现双层结构, 外层膜主要由三价铁的氧化物(Fe2O3)组成, 内层膜主要由三价铬氧化物(Cr2O3)以及少量二价铁氧化物(FeO)组成.     

深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合模型研究

应用混合物连续介质理论,考虑二氧化碳溶解建立了深部含水层二氧化碳运移的热流固耦合数学模型,利用该模型计算了深部含水层二氧化碳运移过程中二氧化碳饱和度、溶解质量分数和孔隙压力随时间的演化和扩散规律,对比了热流固耦合模型与传统渗流模型的计算精度。计算结果表明：二氧化碳在深部含水层运移过程中耦合效应十分明显且考虑二氧化碳溶解的热流固耦合数学模型具有较高的计算精度,可以满足实际工程需求。     

特殊螺纹接头密封结构比对分析

油套管特殊螺纹密封结构形式是影响密封性能的关键因素之一.采用有限元分析方法对比两种不同的主密封结构形式--锥面/锥面和弧面/锥面在上扣、拉伸、弯曲及内压加拉伸载荷条件下的接触压力、接触长度及沿主密封面泄漏穿透长度的变化,得到不同型面组合的密封能力随载荷的变化规律.得出新的密封准则为:密封接触表面之间的有效接触长度大于0.5 mm,接触压力最大与最小值之差是内压的5.8倍以上,在有效接触压力及长度范围内接触表面塑性应变控制在材料屈服点应变范围内,可使密封结构达到抗黏扣和消除密封间隙的目的.实物试验结果与数值模拟吻合较好,表明建立的模型正确,采用的方法合理;有限元模拟结果显示拉伸载荷对密封性能的影响显著高于弯曲载荷的.     

套管抗挤强度分析及计算

为提高套管挤毁压力预测精度,应用统计方法对213根套管全尺寸挤毁试验数据进行了方差分析,研究了外径不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响。分析结果表明,径厚比、屈服强度是套管抗挤强度的主要因素,不圆度、壁厚不均度、残余应力等因素对套管抗挤强度的影响呈随机性分布。利用有限元方法对外径不圆度、壁厚不均度和残余应力的不同位置组合进行了模拟分析。结果表明,数值相同的外径不圆度、壁厚不均度及平均残余应力组合不同时,套管的挤毁压力相差很大。最后提出了一个套管抗挤强度计算公式,计算简单,精度可满足工程要求。     

N80油套管钢钝化膜的光电化学性能

采用电容测试法研究了N80油套管钢在浓度为0.5 mol/L NaHCO3溶液中形成钝化膜的半导体性能,结合Mott-Schottky方程分析了测试频率,成膜电位和C l-浓度对钝化膜半导体性能的影响。电容测试结果表明,钝化膜呈n型半导体特性,Mott-Schottky曲线的斜率随着测试频率的增加、成膜电位的正移和溶液中氯离子浓度的增加而增加,相应地膜内的施主密度减小。光电化学实验结果表明,光电流强度随成膜电位的正移及成膜时间的延长而增加,这主要归功于高电位和长时间下所成的钝化膜具有比较均匀的组成,光激发所成的空位或电子在膜内的迁移率的增加。     

蠕变地层套管外载计算的位移反分析法

套管外载计算是蠕变地层套管受力分析的难题，由于套管周围应力场比较复杂和地下环境多样，难以直接求解。根据弹性力学理论，建立了套管在地层蠕变引起的椭圆形非均匀外载下的力学模型，并应用逆解法对该力学模型进行求解，得到了在非均匀外载下套管的应力和位移计算式。基于套管内壁变形的实测资料，利用阻尼最小二乘法建立了套管外载反分析模型，提出了确定套管外载的反分析方法，讨论了反分析法的应用。实例分析表明，载荷反求值与真实值吻合较好，拟合精度较高，说明这种方法具有较好的实用价值。     

塑性形变对高强度管线钢组织与韧性的影响

通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及相应的力学性能测试，观察和分析了X100级管线钢塑性形变前后的微观组织及其韧性变化情况.结果表明：在相同的温度和时间条件下，随着应变量增加，针状铁素体和粒状贝氏体组织均发生形变，高密度位错在M/A岛周围积聚并形成亚晶界和晶界；形变后的晶粒变小，内部仍分布着许多亚晶界结构，且晶界的M/A组织和形变后组织内部缺陷降低了材料的冲击功；X100级管线钢在-34 °C以内的应变时效敏感系数满足要求.     

试论含焊接缺陷输油管的失效过程及其安全性

正常工艺生产的输油管具有足够的断裂韧性值，但在水压试验时，却全部发生了爆裂，分析表明破坏过程是管中非穿透缺陷由于周围材料流变而变成穿透裂纹，使管子失效，所以失效抗力取决于管材及焊缝强度，当穿透裂纹撕裂到临界尺寸时，管子缝裂才发生，仅在这时，断裂韧性和强度才对爆裂应力有影响。文中也给出了破坏应力与允许裂纹尺寸和关系曲线。     

内壁椭圆度对高钢级套管挤毁变形的影响试验

用ISO/TR10400:2007(E)标准计算套管抗挤强度的KT公式中未考虑套管内壁初始椭圆度及其跳跃性的影响,且提供的套管抗挤毁强度数据主要为M65、T95、H40和非调质N80钢材的,更高钢级和含铬材料的试验数据几乎为零,使得高钢级套管抗挤强度与试验值出现了偏差。通过室内全尺寸试验研究高钢级套管壁厚不均度和内、外椭圆度等参数对套管抗挤强度的影响,并利用试验数据对KT公式进行修正,对比修正前后计算结果与试验值间的误差。研究结果表明:修正后的KT公式具有较高的计算精度,可以满足工程需要;内、外椭圆度对高钢级套管抗挤强度影响具有耦合作用,在制造过程中要严格控制椭圆度及其跳跃性,建议制订相应的套管内壁椭圆度控制规范。