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CdHg(SCN)_4晶体的结构和光学性质的理论研究

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人工晶体学报 2014年第7期43卷 1672-1677页

作者：张鹏郑超马跃唐朝云宋庆翔王新强于浩波卢贵武中国石油大学(北京)理学院北京102249 山东大学晶体材料研究所晶体材料国家重点实验室济南250100

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质。计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显... 详细信息

采用密度泛函理论(DFT)和赝势方法,研究CdHg(SCN)4(CMTC)的晶体结构、电子结构和光学性质。计算结果表明:优化后的晶体晶格常数与实验值基本一致,CMTC晶体以-Cd-N=C=S-Hg-为链形成的无限三维网络结构具有较强的稳定性;能带结构具有明显的直接带隙结构,用LDA+U方法计算CMTC晶体带隙为3.223 eV,与实验值3.265 eV相接近;键合性质的计算显示S-C和C-N键具有明显的共价性,而Cd-N和Hg-S键具有明显的离子性。依据阴离子基团理论,计算了CMTC晶体的倍频系数,CMTC晶体倍频系数的计算值(d14=1.58～1.74 pm/V,d15=5.77～7.69 pm/V)与实验值(d14=1.4±0.6 pm/V,d15=6.0±0.9 pm/V)基本一致,研究发现CMTC晶体的非线性光学效应主要来自于多面体Cd(NCS)4和Hg(SCN)4基团。

关键词： CMTC晶体光学性质密度泛函理论倍频系数

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油气管道SRB腐蚀研究新进展

表面技术 2021年第2期50卷 211-220页

作者：李鑫尚东芝于浩波陈长风中国石油大学(北京) 北京102249 中国石油管道局国际事业部河北廊坊065000

由硫酸盐还原菌(SRB)引发的腐蚀是造成管道材料破坏和失效的重要原因,研究微生物腐蚀机制和防控措施具有重要的科学意义和经济价值。首先通过介绍国内外油气管道微生物腐蚀的失效案例,说明SRB对油气管道破坏的严重性。接着介绍了管道表... 详细信息

由硫酸盐还原菌(SRB)引发的腐蚀是造成管道材料破坏和失效的重要原因,研究微生物腐蚀机制和防控措施具有重要的科学意义和经济价值。首先通过介绍国内外油气管道微生物腐蚀的失效案例,说明SRB对油气管道破坏的严重性。接着介绍了管道表面微生物膜的微观形成过程和结构特点,梳理了微生物膜作用下管材发生局部腐蚀的机理,主要对当前较为流行的微生物电化学腐蚀(EMIC)理论和管道微生物腐蚀预测模型做了深入探讨。综合考虑管道运行实际工况,结合模拟试验结果,进一步阐述了管线钢即使处于正常阴极保护条件下,由于受SRB生命代谢活动的影响,管道表面Fe中的电子通过细菌的新陈代谢作用直接获取,从而导致管材依然发生局部腐蚀甚至更为严重。而焊缝及其附近热影响区是管道发生腐蚀穿孔的薄弱区。最后全面总结了油气管道工业中抗SRB腐蚀防护前沿的理念和方法,分析了当前各种防护技术在实际应用中的不足,对微生物腐蚀如何更有效地防治提供了富有价值的参考,为管道工程SRB腐蚀防护技术的未来发展指明了方向。

关键词：硫酸盐还原菌(SRB) 微生物腐蚀 MIC机理局部腐蚀防护措施

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水泥湿法脱硫项目建设新技术与管理新模式

水泥技术 2023年第5期 38-42页

作者：王爱琴罗振于浩波天津水泥工业设计研究院有限公司天津300400

针对水泥湿法脱硫改造项目存在的改造空间受限、工期短、管路复杂、采购合同多且采购周期短、多支施工队伍同时作业、窑尾烟气硫含量波动大等问题,天津水泥院自主研发了一套完善的湿法脱硫项目建设新技术与管理新模式。采用可视化三维... 详细信息

针对水泥湿法脱硫改造项目存在的改造空间受限、工期短、管路复杂、采购合同多且采购周期短、多支施工队伍同时作业、窑尾烟气硫含量波动大等问题,天津水泥院自主研发了一套完善的湿法脱硫项目建设新技术与管理新模式。采用可视化三维设计优化施工方案,利用先进的三维流场模拟技术提高脱硫效率,借助BIM平台全过程管控项目的设备采购、运输、安装和施工,利用智能化脱硫控制系统及调试数据库服务后期调试工作,实现了脱硫系统项目建设全过程可控。该系统在槐坎南方项目应用后,系统运行稳定,窑尾SO_(2)排放浓度优于国家标准,工程建设时间仅90d,是国内水泥工程湿法脱硫项目建设用时最短的项目之一。

关键词：水泥工程湿法脱硫流场模拟 BIM平台三维设计

用于高含硫气田的镍基合金管材服役后局部腐蚀的成因

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天然气工业 2017年第6期37卷 93-98页

作者：郭强何琪孙乔于浩波陈长风中国石油大学(北京)理学院材料科学与工程系

为了研究镍基合金Incoloy 825(UNS NO8825)管材在高含硫气井井口服役后内表面局部腐蚀坑的形成原因及其服役状况,截取并纵剖服役1年后的带有焊接接头管材进行检查。通过扫描电镜观察了服役后的管体、焊接接头、焊接热影响区和腐蚀晶界... 详细信息

为了研究镍基合金Incoloy 825(UNS NO8825)管材在高含硫气井井口服役后内表面局部腐蚀坑的形成原因及其服役状况,截取并纵剖服役1年后的带有焊接接头管材进行检查。通过扫描电镜观察了服役后的管体、焊接接头、焊接热影响区和腐蚀晶界横截面的微观形貌,并结合能谱仪对以上区域进行了元素分析。结果表明:(1)服役后Incoloy 825合金管材表面发生了晶间腐蚀且局部腐蚀坑内的晶间腐蚀更为严重,但却未发现硫化物腐蚀产物沉积;(2)焊接热影响区晶粒长大且晶界有析出相,但未发现局部腐蚀;(3)Incoloy 825合金管材内表面发现的点蚀为酸洗钝化处理时过酸洗造成的;(4)在服役过程中,Incoloy 825合金管材和焊接接头腐蚀轻微;(5)虽然过酸洗导致了管材内表面的局部腐蚀,但经酸洗钝化处理后的钝化膜则具有较强的耐蚀能力;(6)服役时的高温高压酸性环境不会对已酸洗钝化的Incoloy 825合金管材造成侵蚀,也不会导致局部腐蚀扩展。

关键词：高含硫气田 Incoloy825合金高温高压 H2S/CO2腐蚀过酸洗局部腐蚀钝化膜服役情况

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弱挥发性油藏举升工艺优化设计及配套技术

采油工程 2022年第1期 55-61,86-87页

作者：赵明蒋国斌李春霞于浩波大庆油田有限责任公司采油工程研究院

针对FZ油田F4区块采油井产油挥发性强、产气量大、压力高的特点,开展了举升工艺优化设计方法研究,以确保方案举升工艺设计内容与油藏地质特征的合理匹配。运用井筒多相流理论,准确计算井筒、地面管线内温压分布,预测水合物生成条件,合... 详细信息

针对FZ油田F4区块采油井产油挥发性强、产气量大、压力高的特点,开展了举升工艺优化设计方法研究,以确保方案举升工艺设计内容与油藏地质特征的合理匹配。运用井筒多相流理论,准确计算井筒、地面管线内温压分布,预测水合物生成条件,合理优化节流方式、节流嘴直径和安装位置。以充分利用地层能量实现高效举升为原则,确定采油井装机时机和合理泵深。以杆柱力学分析、抽油杆及油管偏磨预测为基础,实现抽油杆、油管、泵等举升设备的优选定型。通过举升工艺方案的设计与配套措施优选,解决了F4区块采油井井筒及地面管线的冻堵问题,保证采油井的高效举升与安全生产。该举升工艺优化设计对同类方案设计具有示范作用和推广意义。

关键词：弱挥发性油藏举升工艺优化设计配套技术采油工程方案

腐蚀产物晶体结构及离子选择性对P110S低合金钢在H2S/CO2环境中腐蚀行为的影响

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表面技术 2020年第3期49卷 28-34页

作者：于浩波刘家宁杨明张乃夫中国石油大学(北京)油气装备材料失效与腐蚀防护北京市重点实验室北京102249 天津中油渤星工程科技有限公司天津300451

目的研究P110S低合金钢在H2S/CO2环境中的腐蚀行为及腐蚀产物对其影响机理。方法通过P110S低合金钢在不同温度下的腐蚀失重实验、微观SEM形貌观察、XRD分析和离子选择性实验,探究腐蚀产物的晶体结构以及离子选择性对腐蚀行为的影响。腐... 详细信息

目的研究P110S低合金钢在H2S/CO2环境中的腐蚀行为及腐蚀产物对其影响机理。方法通过P110S低合金钢在不同温度下的腐蚀失重实验、微观SEM形貌观察、XRD分析和离子选择性实验,探究腐蚀产物的晶体结构以及离子选择性对腐蚀行为的影响。腐蚀实验环境为模拟我国西北某油田现场不同井深的腐蚀工况,其中CO2与H2S的分压比为2.5。结果温度低于100℃时,腐蚀产物主要为马基诺矿型FeS,其为阳离子选择性,能够阻碍阴离子与基体接触,起到抑制腐蚀的作用,因此腐蚀速率较低,约为0.15 mm/a,且随温度升高基本保持不变,试样表面的腐蚀产物膜平整未脱落;温度达到120℃后,腐蚀速率急剧增大,部分腐蚀产物由马基诺矿转变为磁黄铁矿,腐蚀产物膜因下层腐蚀产物挤压而发生破裂脱落,试样发生局部腐蚀;温度高于160℃时,腐蚀产物全部为磁黄铁矿型FeS,其为阴离子选择性,无法阻碍阴离子穿过腐蚀产物膜与基体接触,因此随着温度的升高,腐蚀速率逐渐增大并趋于平缓,达到3.6 mm/a。结论H2S/CO2环境中低合金钢腐蚀行为与腐蚀产物晶体构型及离子选择性密切相关,若腐蚀产物为马基诺矿型FeS时,其具有阳离子选择性,能够抑制金属基体腐蚀溶解;而若腐蚀产物为磁黄铁矿型FeS时,因其具有阴离子选择性,则不能抑制金属基体发生腐蚀溶解。

关键词： H2S/CO2腐蚀腐蚀产物离子选择性温度低合金钢

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高pH值完井液中钛合金管材的腐蚀行为研究

稀有金属材料与工程 2020年第7期49卷 2326-2332页

作者：吕祥鸿刘乐乐李健于浩波谢俊锋西安石油大学陕西西安710065 中国石油大学(北京) 北京102249 塔里木油田分公司油气工程研究院新疆库尔勒841000

基于高温高压腐蚀速率和原位电化学测试,并结合分子动力学模拟和第一性原理计算,探讨了钛合金(TC4)管材在高pH值完井液中的腐蚀行为,以及钝化膜的热力学稳定性。结果表明:TC4钛合金在180℃的高pH值磷酸盐完井液中的腐蚀极为严重,其均匀... 详细信息

基于高温高压腐蚀速率和原位电化学测试,并结合分子动力学模拟和第一性原理计算,探讨了钛合金(TC4)管材在高pH值完井液中的腐蚀行为,以及钝化膜的热力学稳定性。结果表明:TC4钛合金在180℃的高pH值磷酸盐完井液中的腐蚀极为严重,其均匀腐蚀速率高达0.4429mm/a;在高pH值磷酸盐完井液中,TC4钛合金的腐蚀为阳极反应过程控制,随着温度的升高,其腐蚀电位、腐蚀产物膜的膜阻和极化电阻显著降低,腐蚀反应的热力学驱动力增大、动力学阻力降低,腐蚀电流密度显著升高;在碱性溶液中,TiO2钝化膜的钛氧键发生不同程度断裂,并且随着温度升高、碱性增强,TiO2与溶液的界面结合能逐渐增大,钝化膜的热力学稳定性明显降低;在碱性焦磷酸钾溶液中,TiO2钝化膜均可与K2HPO4、K3PO4反应生成疏松多孔的KTiOPO4腐蚀产物膜,但TiO2与K3PO4反应的热力学倾向更大。

关键词：高pH值完井液钛合金腐蚀行为钝化膜热力学稳定性

油套管用P110钢在元素硫环境中腐蚀规律的研究

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中国腐蚀与防护学报 2010年第2期30卷 161-165页

作者：蔡晓文戈磊陈长风于浩波中国石油大学(北京)材料科学与工程系北京102249

通过模拟普光气田元素硫沉积环境,调节腐蚀体系的温度和酸性,利用腐蚀失重法探讨了油套管用P110钢硫沉积环境下的失重规律;用SEM、EDS、XRD研究产物膜的形态及成分,用电化学方法检测产物膜的离子选择性对腐蚀速率的影响。实验结果表明,... 详细信息

通过模拟普光气田元素硫沉积环境,调节腐蚀体系的温度和酸性,利用腐蚀失重法探讨了油套管用P110钢硫沉积环境下的失重规律;用SEM、EDS、XRD研究产物膜的形态及成分,用电化学方法检测产物膜的离子选择性对腐蚀速率的影响。实验结果表明,元素硫的歧化反应提高腐蚀介质的酸性,增加介质中比Cl^-极性更强的侵蚀性离子HS^-/S^(2-),因而显著地提高P110钢的腐蚀速率,且随腐蚀温度及时间的增长P110钢腐蚀速率先增大后减小,腐蚀产物由基体侧向外硫含量升高。膜电位测量的结果表明,同一温度条件下,腐蚀速率的增加与产物膜阴离子选择性的增强具有密切关系。

关键词：元素硫硫沉积歧化反应膜电位