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旁路耦合电弧TIG焊原理及工艺研究

热加工工艺 2024年

作者：高东李永利邓颖周好斌西部宝德科技股份有限公司西安石油大学材料科学与工程学院

对单电源双电极旁路耦合电弧焊接方法进行了研究，主路电极是钨极，旁路电极是焊丝。首先剖析了旁路电弧产生及分流机理，利用搭建的焊接试验装置对双电极组合几何参数进行研究，再采用H08Mn2Si焊丝在Q235钢板表面进行平板堆焊试验，对... 详细信息

对单电源双电极旁路耦合电弧焊接方法进行了研究，主路电极是钨极，旁路电极是焊丝。首先剖析了旁路电弧产生及分流机理，利用搭建的焊接试验装置对双电极组合几何参数进行研究，再采用H08Mn2Si焊丝在Q235钢板表面进行平板堆焊试验，对旁路送丝速度与旁路电流、焊接过程稳定性、基体金属热输入的影响关系进行了研究，得到了不同总电流下稳定焊接过程的旁路送丝速度区间；最后对焊缝宏观形貌、微观形貌特征进行了分析。结果表明：当总电流一定时，随着旁路电流逐渐增大，基体金属热输入逐渐降低，焊缝宽度明显减小，焊缝高度增大，焊缝截面宽高比减小；旁路电流的增大使得焊缝过热区宽度、熔深及晶粒直径显著减小。

关键词：旁路耦合电弧 TIG焊堆焊旁路电流

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钛合金球形封头热冲压成形有限元分析

西安石油大学学报(自然科学版) 2024年

作者：周三平牛少宏西安石油大学机械工程学院

针对钛合金球形封头热冲压过程中的局部减薄缺陷,利用有限元模拟平台DEFORM-3D对钛合金球形封头热冲压过程进行了有限元数值模拟,分析了不同出炉温度下等效应力应变随时间的演变过程、机理及产生减薄的因素等。结果表明:成形后封头的等... 详细信息

针对钛合金球形封头热冲压过程中的局部减薄缺陷,利用有限元模拟平台DEFORM-3D对钛合金球形封头热冲压过程进行了有限元数值模拟,分析了不同出炉温度下等效应力应变随时间的演变过程、机理及产生减薄的因素等。结果表明:成形后封头的等效应力随温度的升高而降低,边缘处等效应力高出其余位置很多,边缘处与中心处之间位置的等效应力最低。等效应变按从中心到边缘的顺序依次经历由加速增大到恒定不变的转变过程,越靠近边缘的位置,转变时间越晚、恒定值越高,从中心到边缘处等效应变逐次增大。中心位置的减薄量最大,中心到边缘之间的位置减薄量次之,边缘处增厚;温度对中心部位的减薄量影响较大,1 000℃时减薄量最小,对其余位置的减薄量影响不大。摩擦系数对厚度影响可以忽略。研究结果对提高钛合金球形封头热冲压成形质量有重要的指导意义。

关键词：球形封头钛合金热冲压有限元分析 DEFORM-3D

5Cr油套管钢在含Cl^(-)的CO_(2)环境中的腐蚀特性研究

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表面技术 2024年第6期53卷 55-66页

作者：赵国仙刘冉冉李琼玮杨立华孙雨来丁浪勇王映超张思琦宋洋西安石油大学材料科学与工程学院西安710065 长庆油田分公司油气工艺研究院西安710018 低渗透油气田勘探开发国家工程实验室西安710018 西安摩尔石油工程实验室股份有限公司西安710065

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,... 详细信息

目的掌握油气井生产中CO_(2)腐蚀对油套管的影响规律,研究兼顾耐蚀性和经济性的5Cr油套管材料在含Cl^(-)的CO_(2)环境中不同时间下的腐蚀演变规律。方法采用XRD、XPS、SEM和EDS等技术分析5Cr油套管钢在不同时间下腐蚀产物膜的演变情况,利用丝束电极(WBE)和阻抗测试(EIS)技术对其腐蚀电化学行为进行研究。结果5Cr油套管钢腐蚀后期的平均腐蚀速率约为初期的1/2,在腐蚀14 d后,腐蚀产物膜中的Cr富集大于30%,Cr、Fe质量比达到较高水平,约为基体的15倍。随着腐蚀的进行,电荷传递电阻和产物膜覆盖引起的电阻增大,电化学反应阻力增大。在腐蚀前期具有局部不均匀性,随着腐蚀的进行,电极腐蚀电位有负移现象,最终分布区间为−0.59~−0.61 V,电极表面阳极电流区域大幅减少。结论在腐蚀时间延长的条件下,5Cr油套管钢腐蚀产物膜的致密性增加,电荷传递电阻呈变大趋势。在产物膜下的5Cr油套管钢区域,电流发生由阴极向阳极极性转变的现象,产物膜存在的孔隙使5Cr油套管钢基体金属被腐蚀,从而导致阳极电流的出现。表面局部腐蚀电位阳极区的形成和扩展使其有产生点蚀的倾向,但腐蚀产物逐渐沉积在点蚀坑内壁,形成了Cr富集的保护性表面层,原发生点蚀区域由原阳极活性点位转变为阴极区,对其发展起到了抑制作用。

关键词： 5Cr油套管钢 CO_(2)腐蚀腐蚀产物膜 Cr元素富集电化学阻抗谱丝束电极

碳/玻混杂纤维铺层顺序对其复合材料力学性能的影响

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兵器材料科学与工程 2024年第1期47卷 25-30页

作者：鞠录岩林浩瀚李伟张钊源张维琨张耀武西安石油大学机械工程学院陕西西安710065

混杂纤维增强复合材料可通过混杂纤维的协调匹配产生协同混杂效应,从而提高复合材料在强度、刚度、性价比等方面的优势。为了研究碳纤维与玻璃纤维铺层顺序对复合材料力学性能的影响,制备5种不同铺层顺序的碳/玻混杂纤维增强复合材料,... 详细信息

混杂纤维增强复合材料可通过混杂纤维的协调匹配产生协同混杂效应,从而提高复合材料在强度、刚度、性价比等方面的优势。为了研究碳纤维与玻璃纤维铺层顺序对复合材料力学性能的影响,制备5种不同铺层顺序的碳/玻混杂纤维增强复合材料,结合显微组织与拉伸断口分析了纤维铺层顺序对其强度、刚度、应力-应变曲线的影响规律。结果表明:铺层顺序对复合材料的力学性能影响显著,铺层间隔越均匀其增强效果越好,碳纤维或玻璃纤维集中分布于试样中间时均不利于复合材料性能的提升,碳纤维、玻璃纤维单层间隔时其抗拉强度比纯玻璃纤维增强复合材料提高了约60%,3层间隔时其强度略低于纯玻璃纤维增强复合材料;铺层间隔越均匀其层间开裂越集中且断口处纤维单丝拔出长度越大;碳纤维加入后复合材料的刚度大幅度提升,其应力-应曲线出现不同程度的波动,但铺层顺序对复合材料刚度影响甚微。

关键词：复合材料层合板铺层顺序碳/玻纤维混杂复合材料力学性能

热丝激光熔覆Cr-W-Mo-V钢涂层组织与腐蚀磨损性能

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中国表面工程 2024年

作者：王彦芳周雪景宋子翰石志强中国石油大学(华东)材料科学与工程学院

随着海洋油气资源的开发，钻采装备面临腐蚀与磨损的耦合损伤。开发耐磨耐蚀涂层材料及制备技术是海洋装备安全、可靠运行的保障。利用热丝激光熔覆技术在20钢基材表面制备Cr-W-Mo-V钢涂层，通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫... 详细信息

随着海洋油气资源的开发，钻采装备面临腐蚀与磨损的耦合损伤。开发耐磨耐蚀涂层材料及制备技术是海洋装备安全、可靠运行的保障。利用热丝激光熔覆技术在20钢基材表面制备Cr-W-Mo-V钢涂层，通过光学显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析涂层的显微组织和相组成，采用往复电化学腐蚀摩擦磨损试验仪分析涂层的干摩擦、电化学腐蚀及在3.5 wt.%NaCl溶液中的腐蚀磨损行为。制备的涂层组织均匀、致密，无裂纹、气孔等缺陷，主要由碳化物、马氏体和残余奥氏体组成，显微组织主要为柱状晶和胞状晶。涂层的平均硬度约为780 HV0.1，约是基材硬度的6.5倍，自腐蚀电位为-0.386 V，自腐蚀电流密度为3.45×10-6A/cm2，具有优异的耐蚀性。在3.5 wt.%NaCl溶液中，随摩擦载荷的增大，涂层的开路电位下降，摩擦因数下降，腐蚀电流密度增大，摩擦对腐蚀有明显促进作用。随外加电位增加，涂层腐蚀电流密度增大，摩擦因数降低。热丝激光熔覆技术制备的Cr-W-Mo-V钢涂层结构致密、组织均匀，具有优异的腐蚀磨损性能，可用于海洋油气钻采装备在腐蚀磨损苛刻环境下零部件的表面改性。

关键词：热丝激光熔覆 Cr-W-Mo-V钢涂层显微组织磨损腐蚀

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二硫化钼的制备方法

山西化工 2024年第1期44卷 24-26页

作者：刘致远郑嘉璐西安石油大学材料科学与工程学院

在集成电路发展到如今辉煌的时代背后，是长年指导行业发展前景的摩尔定律的贡献。但随着晶体管的尺寸不断缩小与厚度不断减薄，硅材料本身逼近了自身的物理极限且不再适用摩尔定律。因此，科学家们渴望通过引入包括二维材料在内的新材... 详细信息

在集成电路发展到如今辉煌的时代背后，是长年指导行业发展前景的摩尔定律的贡献。但随着晶体管的尺寸不断缩小与厚度不断减薄，硅材料本身逼近了自身的物理极限且不再适用摩尔定律。因此，科学家们渴望通过引入包括二维材料在内的新材料，来解决这一难题。二硫化钼因其特殊性质而备受关注，而大规模使用二硫化钼就需要对制备方法深入研究。影响单层二硫化钼合成的因素很多，比如CVD法中反应源的量、气压、衬底、两个源的反应温度、源的升温速度、保温时间、钼源-硫源衬底之间的相对位置、气体流量等。总之归纳这些反应条件，其主要影响的是硫源和钼源在反应衬底位置的浓度和反应速度。本文总结CVD不同条件下对合成单层二硫化质量的影响并对其发展趋势进行展望。

关键词：新材料二硫化钼制备方法 CVD

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连续管磨损程度及剩余抗内压强度敏感性分析

机械设计与制造 2024年

作者：曹银萍潘莹窦益华郑杰西安石油大学机械工程学院

针对连续管在水平井中下入起出时与套管内壁产生摩擦磨损的问题，借鉴钻杆－套管磨损模型建立思路，采用“磨损－效率”模型，研究下入起出时连续管摩擦磨损，获得了连续管外壁磨损深度的计算方法与公式；利用ANSYS Workbench有限元软... 详细信息

针对连续管在水平井中下入起出时与套管内壁产生摩擦磨损的问题，借鉴钻杆－套管磨损模型建立思路，采用“磨损－效率”模型，研究下入起出时连续管摩擦磨损，获得了连续管外壁磨损深度的计算方法与公式；利用ANSYS Workbench有限元软件分析了连续管外径、壁厚、钢级、磨损率等敏感性因素对磨损连续管剩余抗内压强度的影响规律。研究表明：磨损率不同，井下磨损连续管最先屈服的部位亦不同；Φ44.45mm×3.96mm的QT-900连续管磨损率从0％到25％时，剩余抗内压强度下降率为35％；磨损连续管剩余抗内压强度随壁厚和钢级的增加而非线性增大，随外径和磨损率的增大而非线性降低；磨损率对连续管剩余抗内压强度的影响最强。研究结果可为磨损后连续管施工参数提供指导。

关键词：连续管磨损程度剩余强度有限元敏感性分析

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甲苯催化氧化研究进展

工程科学学报 2024年第7期46卷 1286-1299页

作者：杨金苹江云朋楚培齐陶进雄王治伟戴洪兴刘雨溪邓积光北京工业大学材料科学与工程学院北京100124

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易... 详细信息

挥发性有机污染物(VOCs)作为空气污染物的主要成分之一,也是形成细颗粒物和臭氧的重要前体物. VOCs来源广泛,涉及石油化工、汽车制造、纺织等多个行业.甲苯作为一种典型的VOCs,对人体健康造成严重危害;同时,其具有稳定的芳环结构、不易降解,对其治理迫在眉睫.在众多处理技术中,催化氧化技术可以在低温下将其完全转化成二氧化碳和水,该技术的核心是开发出高活性、高稳定性、抗水抗硫性强的催化剂.因此,本文综述了近几年贵金属催化剂、过渡金属氧化物催化剂、尖晶石型复合氧化物催化剂、钙钛矿型复合氧化物催化剂和金属有机骨架基催化剂等催化氧化甲苯的研究进展,并对其反应机理和动力学进行了讨论,以期帮助开发用于将甲苯完全氧化或者选择性氧化的高效催化材料.

关键词：甲苯挥发性有机物催化剂催化氧化反应机理

三种固废改性生土材料配方设计及力学性能研究

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硅酸盐通报 2024年第2期43卷 603-616,636页

作者：张坤付智勇张凌寒杨文豪兰官奇朱熹育西安石油大学土木工程学院西安710065 西安石油大学博士后创新基地/基建处西安710065 西安石油大学机械工程学院西安710065

为改善生土材料的力学性能,本研究以铁尾矿、煤矸石、电石渣、油泥与水泥等材料作为掺和料对生土进行改性。基于单形格子法设计配方,对3种配方、180个改性生土试件进行抗压强度试验,研究不同因素对试件破坏形态、抗压强度和试验数据离... 详细信息

为改善生土材料的力学性能,本研究以铁尾矿、煤矸石、电石渣、油泥与水泥等材料作为掺和料对生土进行改性。基于单形格子法设计配方,对3种配方、180个改性生土试件进行抗压强度试验,研究不同因素对试件破坏形态、抗压强度和试验数据离散性的影响;利用频数分析法,研究了固废改性生土材料的最优配方;通过CT扫描,从细观层面分析受荷后材料内部的分形和孔隙。结果表明:改性生土试件抗压破坏形态基本相同,极限位移受掺料影响显著。以煤矸石与电石渣、铁尾矿与水泥、油泥与水泥作为掺和料均可大幅提高改性生土试件的力学性能,掺和料种类、掺量对改性生土试件强度及数据离散性影响显著。经过频数寻优,3种配方的理想强度掺和料配比分别为1)铁尾矿12.1%~19.5%(质量分数,下同)、水泥13.9%~19.1%、生土65.5%~69.9%;2)电石渣6.7%~14.1%、煤矸石8.9%~11.8%、生土76.7%~81.8%;3)油泥11.4%~14.4%、水泥17.4%~19.4%、生土67.1%~70.5%。材料内部的分形和孔隙特征稳定,表现出较小的波动性和良好的密实性。

关键词：改性生土固废利用抗压强度配方设计频数分析法