膨胀管膨胀力影响因素正交试验研究

通过正交试验分析膨胀管膨胀力影响因素,指导膨胀管工艺设计及施工。通过ANSYS有限元软件计算?140 mm×8 mm规格膨胀管的膨胀力,利用膨胀管实物评价系统进行相同条件下的实物试验,验证有限元计算方法的准确性,并通过正交试验方法分析不同因素对膨胀力的影响。有限元计算和实物试验获得的膨胀力偏差为6%,有限元方法计算膨胀力准确可靠。4因素4水平正交试验均值和极差分析结果表明,各因素对膨胀力的影响从大到小为:膨胀率、摩擦因数、屈服强度、膨胀锥角。膨胀力随膨胀率和摩擦因数的变化呈近似线性关系,较宽的锥角变化范围内膨胀力的变化幅度较小,且存在一个最优锥角。     

三类煤阶煤中汞的赋存形态分布特征

采用逐级化学提取方法与程序升温热解方法研究了两个煤田三类煤阶六个样品中汞的赋存形态及其热稳定性。煤中汞分为可交换态(F1)、碳酸盐+硫酸盐+氧化物结合态(F2)、硅酸盐+硅铝酸盐结合态(F3)、硫化物结合态(F4)和残渣态(F5),其中F2、F4和F5约占煤中汞总量的90%以上,且F4是煤中汞最主要的赋存形态,占比达45.2%～82.1%。煤中汞的赋存形态与煤阶密切相关,随样品煤化程度加深F4的比例显著提高,但F2和F5逐渐降低,其原因可能是汞在煤变质过程中由碳酸盐、硫酸盐或有机物中逐渐迁移至硫化物中。煤中汞的热稳定性依赖于其赋存形态,其中F1热稳定性最差,在150℃以下全部释放;F3热稳定性最强,析出温度在600℃以上;其余三种结合态汞的释放温度界于以上两者之间,依次为F1 F5 F2 F4 F3;尽可能多地使汞转化为硫化物结合态中较为稳定的形态是煤燃烧及其相关过程液、固副产物中汞稳定化处理的有效方法之一。     

某空冷器管束失效分析

某翅片式空冷器管束在投入使用前进行气密性试验时发生泄漏.通过宏观检验、力学性能测试、金相分析、扫描电镜、能谱分析及数值计算等方法,研究了该空冷器管束鼓胀开裂的原因.结果 表明:该翅片式空冷器基管中存在残留水,在低温下水结成冰造成较大体积膨胀,对基管产生径向冰胀力,从而导致基管发生鼓胀并萌生裂纹,最终在气密性试验时发生开...     

扩散温度对TC4合金表面Cu/Ni复合镀层结构及腐蚀性能的影响

论文采用扩散热处理研究了Cu/Ni/Ti复合镀层不同温度下的扩散行为,分析了扩散层结构,并讨论了扩散过程对镀层结构及腐蚀性能的影响。结果表明：由于Cu/Ni/Ti原子之间的互扩散,形成稳定的扩散层,可以有效提高镀层表面耐蚀性能;随着热扩散温度上升到700℃,膜层结构致密,在扩散层中形成了NixTiy金属间化合物及少量的CuxTiy金属间化合物,镀层表面的耐蚀性最好;温度升高到800℃时,在膜层界面处引发了Kirkendall效应,所形成的Kirkendall空位相互聚集长大,形成裂纹或孔洞,使得镀层疏松多孔,从而低了耐蚀性。     

S135钻杆断裂原因分析

通过化学成分分析、力学性能测试、显微组织分析等手段对某断裂失效的S135钻杆进行了材质理化检验;采用SEM和EDS分别对断口形貌及表面腐蚀产物成分进行了分析。结果表明：该钻杆的材料性能符合APISpecSD规范要求,钻杆断裂的主要原因是硫化氢应力腐蚀开裂,并伴有一定程度的二氧化碳腐蚀。     

20钢等径无缝三通开裂原因

某等径无缝三通在试压投产过程中支管侧发生开裂,采用形貌、显微组织观察,无损检测,化学成分、力学性能测试等方法分析了其开裂原因.结果表明:该失效三通的开裂位置在支管的环焊缝上,环焊缝是在三通制造阶段产生的,不符合等径无缝三通的生产质量要求;开裂的主要原因是环焊缝上存在严重的未焊透缺陷,随着试压压力增大,未焊透缺陷处起裂并...     

16Mn管线钢的焊缝表面冲蚀机理研究

目的在管道工程中,16Mn管线钢异径接头-管体焊缝(简称焊缝)表面冲蚀行为是引发失效的主要原因之一,通过研究焊缝余高和管体流体作用,以此来探究焊缝表面冲蚀机理。方法以16Mn管线钢为研究对象,针对焊缝区表面冲蚀行为开展基础研究,通过电化学和腐蚀模拟实验,研究了流体初期焊缝区表面腐蚀行为,并通过流体模拟实验,研究了焊缝余高和流体速度对焊缝区冲蚀过程的影响,揭示了管线钢焊缝的冲蚀机理。结果在腐蚀模拟实验中,焊缝、接头母体和管体的开路电位分别为-0.717、-0.686、-0.687 V,焊缝区发生电化学腐蚀的倾向在模拟腐蚀液中最严重,焊缝的自腐蚀电流密度为7.9μA/cm^2,母材的自腐蚀电流密度为3.2μA/cm^2,焊缝的电化学腐蚀倾向性更大,焊缝区金属腐蚀速率最大,在焊缝表面形成了疏松的FeO产物层。在流体模拟实验中,流体在焊缝余高作用下形成了湍流,流速的增加也提高了湍动能,流速为15 m/s和30 m/s时,焊缝凹槽的深度分别为3 mm和8 mm,焊缝凹槽相差5 mm。湍动能在焊缝余高的FeO腐蚀产物表面产生了变形磨损和切削效应,使得焊缝表面疏松的FeO产物层脱落,加速了腐蚀过程,最终形成了冲蚀凹陷区。结论16Mn管线钢焊缝的冲蚀行为是腐蚀和流体冲蚀共同作用的结果,可分为初期的腐蚀和流体冲蚀两个阶段,形成了腐蚀与冲蚀循环交替过程。焊缝余高和流体速度对冲蚀影响较大,内焊缝余高和流体速度的增加将导致余高处的湍动能急剧增加,加速焊缝金属腐蚀产物层剥离,导致焊缝表面冲蚀。研究结果可以为管道失效行为和安全服役设计提供理论基础。     

预应变对含焊缝区X80管线钢应变响应特征及拉伸性能的影响

高通量天然气管道在使用过程中由于增压将引发局部变形,对管道材料的服役安全性会产生不利的影响。目前对于预变形引发硬化现象的研究主要集中在母材区域或焊缝区域,而对于含焊缝区域管线钢的研究则甚少。为此,以含焊缝区域的X80管线钢为研究对象,采用不同拉伸预变形量来模拟管道增压形成的单向拉应力,以此为基础研究焊缝和母材协同应变引起的加工硬化对管线钢拉伸性能的影响规律。研究结果表明:(1)在拉应力的作用下,焊缝区域和母材区域均发生应变响应;(2)焊缝区域较大晶粒尺寸可以有效增加晶界与内部位错的流动阻力,具有较高的应变硬化能力,使得再次变形时焊缝区屈服强度高于母材区,因此拉伸过程主要集中在母材区域;(3)预变形量越大,应变硬化现象越显著;(4)焊缝区的强应变响应能力导致断裂发生在母材区域并且断口形貌由微孔聚集型向准解理型断裂转变。结论认为,该研究成果可以为X80管线钢焊接工艺设计及高通量条件下的天然气管道安全评价提供理论基础和实验依据。     

超低排放燃煤机组硒的迁移转化及飞灰对其富集特性

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法考察了9台超低排放在役机组硒迁移转化规律,探究了循环流化床（CFB）和煤粉炉（PC）机组飞灰特性差异对硒吸附能力的影响。燃烧后煤中硒几乎全部呈现挥发态,底渣中残留量极低。与浓度归一化和质量分布法相比较,相对富集系数法可以客观地评价燃煤副产物中硒的富集能力,两类机组中硒均主要富集于飞灰中。CFB较低炉膛温度和添加CaO可以降低入炉煤中硒释放比例并增强飞灰对硒的吸附能力,故其底渣和飞灰中硒的富集程度均高于PC,导致脱硫石膏中硒富集程度低于PC。飞灰对硒的吸附量随比表面积或孔容积增大而增大,但随粒径或孔径增大而减小。CFB飞灰中未燃尽碳含量高、形状不规则、表面粗糙且存在较多蜂窝状孔隙,导致其对硒的富集程度高于PC飞灰。