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纯钛TIG焊接接头的高温氧化行为

稀有金属材料与工程 2024年第2期53卷 350-356页

作者：韩礼红杨尚谕王建军雒设计李丹刘明中国石油集团工程材料研究院有限公司油气钻采输送装备全国重点实验室陕西西安710077 西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西安交通大学材料科学与工程学院金属材料强度国家重点实验室陕西西安710049

对纯钛氩弧焊焊接接头在550℃下氧化不同时间(2,4,6,8h)以及在不同温度(650,750,850,950℃)下氧化4h的氧化动力学、氧化形态和氧化产物进行了研究。结果表明,在550℃下,氧化时间对焊接接头氧化行为的影响有限,而氧化温度对纯钛焊接接头... 详细信息

对纯钛氩弧焊焊接接头在550℃下氧化不同时间(2,4,6,8h)以及在不同温度(650,750,850,950℃)下氧化4h的氧化动力学、氧化形态和氧化产物进行了研究。结果表明,在550℃下,氧化时间对焊接接头氧化行为的影响有限,而氧化温度对纯钛焊接接头的氧化行为有显著影响,且温度越高,氧化越严重。在低温下,纯钛焊接接头的氧化动力学接近准线性定律,随着温度升高,氧化速率呈指数增长。此外,焊接接头表面产生的氧化产物是具有锐钛矿和金红石结构的TiO_(2),温度对TiO_(2)的类型没有明显影响。纯钛焊接接头的氧化过程可描述为:氧气在表面被吸收;氧化物优先在缺陷区形核;氧化物横向生长、增厚。在较高温度下,氧化膜中出现裂纹或空隙,成为O原子传输通道,导致O和Ti原子的高扩散速率和氧化速率。

关键词：焊接接头氧化处理氧化动力学氧化膜

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小径管X射线焊缝图像缺陷识别算法

焊接学报 2024年第2期45卷 82-88,I0007,I0008页

作者：肖扬高炜欣邓国浩西安石油大学电子工程学院西安710065 西安石油大学陕西省油气井测控技术重点实验室西安710065

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑... 详细信息

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑似局部图像;最后,提出以不同类型原子间相关性最小为目标的小径管焊缝缺陷字典矩阵数学模型并使用K-SVD算法进行求解,利用该字典矩阵实现圆形缺陷、线形缺陷和噪声的分类鉴别.为提高系统实时性,使用并行编程对图像分割算法进行加速.结果表明,改进后缺陷字典矩阵对圆形缺陷识别成功率为0.974,线形缺陷识别成功率为0.967,且具有较快的识别速度,实现了小径管焊缝图像缺陷的有效识别.

关键词：小径管焊缝缺陷图像分割稀疏字典学习

耐盐性PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂流变性

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石油学报（石油加工） 2024年第1期40卷 137-145页

作者：秦文龙李璐李国庆李晗晰秦国伟西安石油大学陕西省油气田特种增产技术重点实验室陕西西安710065 西安石油大学石油工程学院陕西西安710065

采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对... 详细信息

采用丙烯酰胺/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AM/AMPS)共聚物接枝纳米Fe_(3)O_(4)合成了一种PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂,并利用动态流变仪研究了PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂的剪切稀释性,分析了纳米Fe_(3)O_(4)、盐含量及剪切作用对其流变行为的影响规律。结果表明:PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)纳米减阻剂的粒径为100~500 nm、黏均分子质量为4.99×10^(6)g/mol;在30℃下,剪切速率大于0.3 s^(-1)时PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂表现出显著的剪切稀释特征,该减阻剂具有更复杂的微观结构,其超临界质量分数为0.035%,相比空白聚合物表现出更优良的增黏性能和黏弹性;由于AMPS含有耐温耐盐基团,在NaCl和CaCl2质量分数分别为10%和5%的条件下,PAM-AMPS/Fe_(3)O_(4)减阻剂黏度保留率分别为69%和53%,表现出了较强的耐盐性;同时,该减阻剂在剪切速率1000 s^(-1)条件下剪切3600、7200 s后的黏度回复率分别为100%和94%,表现出良好的耐剪切性。

关键词：减阻剂聚丙烯酰胺纳米Fe_(3)O_(4) 黏弹性流体耐盐性耐剪切性流变行为

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多自由度四臂动物离心机设计与研究

机械设计与制造 2024年

作者：周好斌高峰徐向前潘俊孜西安石油大学材料科学与工程学院

针对当前动物离心机的局限性，设计了一种多自由度四臂动物离心机，用于航空航天医学实验。利用运动学对动物离心机进行运动分析；采用SolidWorks软件对动物离心机进行了建模；为提高动物离心机的结构稳定性，建立了有限元模型，对静止... 详细信息

针对当前动物离心机的局限性，设计了一种多自由度四臂动物离心机，用于航空航天医学实验。利用运动学对动物离心机进行运动分析；采用SolidWorks软件对动物离心机进行了建模；为提高动物离心机的结构稳定性，建立了有限元模型，对静止支撑结构进行了模态分析；利用动力学分析确定了动物离心机的驱动功率，并通过运行调试，验证了动物离心机工作稳定性。研究结果表明，多自由度四臂动物离心机确保了可靠性和安全性，满足实验要求，验证了设计方案的可行性。

关键词：动物离心机多自由度四臂模态分析

CO_(2)-水作用对层状页岩拉伸破坏影响的微观损伤研究

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岩土力学 2024年第1期45卷 59-67页

作者：杜布戈张广清周大伟屈乐邱仁怡范宗洋中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 西安石油大学西安市致密油(页岩油)开发重点实验室陕西西安710065

CO_(2)压裂页岩储层时CO_(2)−水作用损伤页岩微观结构,改变拉伸破坏特征与裂缝扩展模式。为研究CO_(2)−水影响层状页岩拉伸破坏的微观损伤原因,设计了矿物含量测定、扫描电镜观察与巴西劈裂试验,对CO_(2)−水作用前后龙马溪与长7段页岩... 详细信息

CO_(2)压裂页岩储层时CO_(2)−水作用损伤页岩微观结构,改变拉伸破坏特征与裂缝扩展模式。为研究CO_(2)−水影响层状页岩拉伸破坏的微观损伤原因,设计了矿物含量测定、扫描电镜观察与巴西劈裂试验,对CO_(2)−水作用前后龙马溪与长7段页岩试件的微观损伤、破坏特征与裂缝扩展进行研究。结果表明:CO_(2)−水对层理的微观损伤作用较基质显著,层理黏土矿物脱水而体积减小,有机质被萃取收缩,纹层内产生沿层理分布的大尺寸(长度为10~30μm,开度为1~5μm)微裂缝,基质碳酸盐、长石等矿物被溶蚀,产生随机分布的小尺寸(长度小于1μm,开度小于0.5μm)微裂纹;CO_(2)−水作用后页岩抗拉强度降低且各向异性增强,破坏模式变为拉剪混合破坏,垂直层理加载试件的剪切作用更强;CO_(2)−水作用后层理对裂缝扩展的影响更大,垂直层理加载裂缝延伸被层理限制,裂缝沿层理方向水平扩展,平行加载裂缝扩展轨迹受层理约束,裂缝仅在层理扩展。

关键词： CO_(2)-水作用页岩拉伸破坏层理数字图像相关

Ti2AlNb钛合金电子束焊温度场与应力场有限元分析

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热加工工艺 2024年第7期53卷 47-52,60页

作者：邢博王世清西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065

基于有限元软件,采用高斯面-高斯旋转体复合热源深入研究了Ti2Al Nb钛合金电子束焊接头的温度场和残余应力场。结果表明:当电子束流为10 m A,焊接速度为360 mm/min时焊接接头成型较好,优先采用较大电子束流易形成熔宽较大的焊缝。焊缝... 详细信息

基于有限元软件,采用高斯面-高斯旋转体复合热源深入研究了Ti2Al Nb钛合金电子束焊接头的温度场和残余应力场。结果表明:当电子束流为10 m A,焊接速度为360 mm/min时焊接接头成型较好,优先采用较大电子束流易形成熔宽较大的焊缝。焊缝内部应力为复杂三向应力状态,残余应力以纵向拉应力为主,集中分布于距焊缝中心3.5mm范围内。焊后最大等效应力为635 MPa,小于材料屈服强度,较为安全。

关键词：电子束焊数值模拟温度场残余应力

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激光熔覆WC/316L复合涂层结构及磨损性能

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焊管 2024年第1期47卷 27-31页

作者：董会惠瑞亮赵鑫哲袁天磊西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 西安市高性能油气田材料重点实验室西安710065

为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。... 详细信息

为改善激光熔覆过程中WC增强金属基复合涂层分解与分布不均匀的问题,采用激光熔覆技术制备了50%WC含量的WC/316L复合涂层,分别采用扫描电子显微镜(SEM)、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机表征了熔敷层的组织形貌、硬度与摩擦磨损性能。结果显示,低热输入量可以防止WC颗粒下沉,提升熔覆层厚度方向上的WC颗粒分布均匀性;但WC的平面分布均匀性较差,同时低热输入导致WC颗粒结合较弱,易发生脱落;熔覆过程中,粉末中15%的WC发生分解。研究表明,通过降低激光热输入量,可以制备WC厚度方向较为均匀的复合涂层,提升熔覆层耐磨性,但是需要优化WC平面分布均匀性与WC颗粒结合性能。

关键词：激光熔覆耐磨层耐磨性 WC增强金属基复合涂层

碳纳米管内水吸附行为及等量吸附热的巨正则Monte Carlo模拟

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计算物理 2024年第2期41卷 203-213页

作者：刘晨刘忠军赵明慧敖庆波西安石油大学材料科学与工程学院陕西西安710065 西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室陕西西安710016

采用巨正则蒙特卡罗方法对单壁碳纳米管-水吸附体系进行计算模拟,通过对吸附和脱附等温线、局部密度分布、等量吸附热等进行表征,系统研究298 K时孔长、孔径以及表面强度对孔隙内水吸附行为的影响。结果表明:孔径效应对孔内水吸附行为... 详细信息

采用巨正则蒙特卡罗方法对单壁碳纳米管-水吸附体系进行计算模拟,通过对吸附和脱附等温线、局部密度分布、等量吸附热等进行表征,系统研究298 K时孔长、孔径以及表面强度对孔隙内水吸附行为的影响。结果表明:孔径效应对孔内水吸附行为影响显著,随着孔径逐渐增大,水分子先后以单链水、双链空心水环、水团簇的排列状态在孔内完成吸附。孔长在4~8 nm范围内时,随着孔长变大,发生吸附的初始压力越来越小,但当孔长增加到10 nm时,其对初始吸附压力的影响不再明显。最后,随着表面强度增大,发生水吸附的初始压力越来越小;同时,较小表面强度水分子的毛细蒸发相变过程瞬间完成,而当表面强度提高到40 K时,毛细蒸发相变过程则呈现出连续、逐渐完成的特点。

关键词：碳纳米管吸附作用蒙特卡罗模拟等量吸附热相变

陆相富有机质页岩纹层特征及其储集性能——以鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段为例

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沉积学报 2024年

作者：肖颖赵卫卫王嘉楠刘钰晨李慧吴佳杨迪西安石油大学地球科学与工程学院西安石油大学陕西省油气成藏地质学重点实验室

【目的】随着油气勘探开发技术的不断突破，页岩油已成为未来石油资源的重要接替领域。明确页岩纹层的发育特征、孔隙结构定量表征、页岩油赋存特征以及含油性等问题，对纹层型页岩油的勘探开发具有重要意义。【方法】以鄂尔多斯盆地东... 详细信息

【目的】随着油气勘探开发技术的不断突破，页岩油已成为未来石油资源的重要接替领域。明确页岩纹层的发育特征、孔隙结构定量表征、页岩油赋存特征以及含油性等问题，对纹层型页岩油的勘探开发具有重要意义。【方法】以鄂尔多斯盆地东南部延长组长7段富有机质页岩为研究对象，通过薄片观察、扫描电镜、高压压汞和氮气吸附等实验手段，对长7段页岩层系中不同纹层类型的发育特征、储集性能和含油性进行研究，划分纹层类型，明确页岩油赋存特征。【结果】研究区长7段粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、黑色页岩和凝灰岩中均发育纹层，宏观上根据纹层厚度可划分为厚纹层状页岩（厚度介于1～10 cm）、中纹层状页岩（厚度介于1 mm～1 cm）、薄纹层状页岩（厚度小于1 mm）3种类型。长7段页岩纹层的矿物组成以长英质矿物（27.7%～79.0%）和黏土矿物（12.0%～63.0%）为主，含少量碳酸盐矿物（3.2%～27.0%）。微观上依据矿物组成划分为4种纹层单元（粉砂质纹层、泥质纹层、富有机质纹层、凝灰质纹层）和两类纹层组合（高黏土质纹层组合、高硅质纹层组合）。粉砂质纹层孔隙类型丰富，储集物性较好，孔隙连通性较好，含油饱和度（Oil Saturation Index，OSI）较高，占整体的46%，含油性好；泥质纹层和富有机质纹层储集物性中等，孔隙连通性较差，含油饱和度分别占整体的32%和22%，含油性较差；凝灰质纹层的储集物性和含油性最差，在研究区发育较少且不发育储集性能好的孔隙结构。高黏土质纹层组合中发育较多孔径较小的纳米孔和微米孔，储集性能中等，含油性较差；高硅质纹层孔径分布范围广，储集性能较好，能够为页岩油运移提供更充足的储集空间，含油性较好。【结论】粉砂质纹层和高硅质纹层组合在储集空间类型、储集性能及含油性等方面明显优于其他纹层，该认识可为页岩油评价提供重要参考。

关键词：鄂尔多斯盆地富有机质页岩纹层纹层组合储集性能含油性