弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用有限元法分别构建出具有半球体、圆锥体或圆柱体点蚀缺陷的304L不锈钢薄板和管道模型,并采用有限元仿真的方法系统研究了不同弹性拉应力对304L不锈钢薄板和管道模型上点蚀坑内的应力分布规律,以及通过模拟计算得出点蚀坑内最大等效应力的变化情况,用以分析点蚀在力学影响下的生长扩展机理.结果 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体点蚀坑内的最大等效应力从68.508 MPa增至328 MPa,圆锥体点蚀坑内的最大等效应力从115.960 MPa增至554.610 MPa,圆柱体点蚀坑内的最大等效应力从97.244 MPa增至466.200 MPa.半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑的最大等效应力增长斜率分别为2.01、3.40、2.86.随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑逐渐从应力集中区域延伸扩展,从而发生形状改变.此外,在点蚀坑尺寸相似的情况下,304L不锈钢管道模型上半球体和圆锥体点蚀坑,在无轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为26.421、49.029 MPa,在轴向弹性拉应力作用下的最大等效应力分别为135.920、300.850 MPa.但当点蚀坑尺寸增大时,圆锥体点蚀坑的最大等效应力在无轴向弹性拉应力条件下从49.029 MPa下降到36.355 MPa,在轴向弹性拉应力作用下从135.920 MPa下降至212.140 MPa.结论 随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢薄板模型上半球体、圆锥体和圆柱体点蚀坑内的最大等效应力逐渐增加,其中圆锥体点蚀坑内的最大等效应力最高.此外,随着弹性拉应力的增加,304L不锈钢表面产生的点蚀坑形状在应力集中的影响下逐渐从圆孔形状转变为长条形状.在不同的弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道模型上圆锥体点蚀均比半球体点蚀的应力集中程度更大并且最大等效应力更高.但是,随着圆锥体点蚀坑尺寸的增加,点蚀坑内的最大等效应力逐渐减小.     

炼油加工过程中氯离子与硫离子对 316L 不锈钢和Monel 合金腐蚀的影响

目的研究常减压装置高温原油馏分及塔顶水相中氯离子、硫离子含量对316L不锈钢和Monel合金(镍基合金)腐蚀的影响。方法通过腐蚀挂片实验,获得316L不锈钢和Monel合金在含不同浓度氯离子和硫离子的水相、油相中的腐蚀速率变化规律。利用扫描电子显微镜,研究316L和Monel合金表面腐蚀后的微观形貌,探讨两种离子对316L不锈钢和Monel合金腐蚀的影响规律。结果在酸值较高的脱后原油中,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.0091,0.0248 mm/a;在酸值较低的常二段馏分中,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.0078,0.0031 mm/a。在常二段馏分中,加入600mg/L氯离子和30 mg/L硫化钠时,316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率分别为0.1755,0.1707 mm/a。在相同条件的脱后原油中,316L不锈钢的腐蚀速率为0.0545 mm/a,Monel合金的腐蚀速率为0.1281mm/a。结论油相中氯离子含量较低时,环烷酸腐蚀占主导因素;而氯离子含量达到较高水平后,氯离子对腐蚀的影响占主导作用。316L不锈钢和Monel合金的腐蚀速率都随氯离子含量的增加而增加,并且硫离子的存在对腐蚀也有一定的促进作用。在塔顶水相中,氯离子和硫离子均对Monel合金腐蚀的影响不大。     

碳酸盐岩储层酸压过程中酸岩反应热计算方法研究

研究了以物质标准生成焓为基础的酸岩反应热计算方法,并根据该方法得出了考虑温度和压力影响的酸岩反应热计算公式.分析了温度和压力对反应热计算的影响,结果表明:温度对酸岩反应热的影响总是很大;低于40MPa时压力对酸岩反应热影响也很大;计算反应热时应考虑地层的温度和压力条件,将标准反应热转化为地层裂缝条件下的实际反应热.实例模拟分析表明:碳酸盐岩储层酸压时,酸岩反应热会对裂缝温度场和酸液穿透距离产生很大影响,因而酸压设计时必须将酸岩反应热考虑在内.     

直链型巯基醇类化合物对Q235钢的缓蚀性能

直链型巯基醇分子具有双头基两亲分子的特殊结构,研究其烷烃链长对缓蚀性能的影响具有十分重要的理论和现实意义。利用腐蚀试验研究了巯基乙醇(C_2)、3-巯基丙醇(C_3)、6-巯基-1-己醇(C_6)和9-巯基-1-壬醇(C_9)4种分子对Q235钢的缓蚀率,结合量子化学从头算和分子动力学模拟方法讨论了链长对其缓蚀性能的影响机理。通过前线轨道分布、Fukui函数和构效关系对分子的反应活性进行了分析,同时在气相条件下模拟缓蚀剂在金属界面的吸附行为。结果表明:4种分子有相同的活性位点,且长链巯基醇分子因带有较多的负电荷、供电子能力强以及在金属表面具有高的吸附能等特点而具有较大的缓蚀率,表现出较高的缓蚀能力。     

应用于显示光学中的偏振分束棱镜的研制

介绍了一种用于硅基液晶光学系统的薄膜型偏振分束棱镜的研制,其中膜系由三种膜料56层膜层构成,文中介绍了设计结果及其制作工艺,并对其测试系统进行了简要说明,测试了制作样品,对测试结果和设计值进行简要分析,结果表明该偏振分束棱镜实现了大角度、宽波段、高消光比的要求。     

行星夹具膜厚均匀性分析

利用数学理论模型对平面行星夹具进行膜厚分布分析;然后采用电子束蒸发技术,以常用的Ta2O5和SiO2作为镀膜材料,在该行星夹具上分别沉积一定厚度的Ta2O5和SiO2单层膜,通过对光谱曲线的分析得两种膜料的膜厚的不均匀性都5%,并模拟得出两种膜料大概的蒸发特性n值。为了得到更好的膜厚均匀性,在蒸发源和行星夹具之间加装修正板,同样沉积一定厚度的Ta2O5和SiO2单层膜,此时两种膜料的膜厚的不均匀性减小到1%。     

低渗透油藏CO2驱封窜用CO2/N2响应性纳米分散体系的研制

针对低渗透油藏CO2驱波及效率低和气窜的问题,合成一种CO2/N2响应性纳米SiO2来控制气窜指进,增加CO2驱的波及范围;利用红外光谱、热重分析等方法对合成的CO2/N2响应性纳米SiO2进行表征研究,在分散条件下对其进行粒径分析、响应性、吸附量、分散稳定性等系统研究,并采用岩心流动装置对CO2/N2响应性纳米SiO...     

高激光损伤阈值266nm紫外增透膜研究

为了研制高激光性能紫外增透膜,分别使用HfO2/SiO2和Al2O3/MgF2两种高低折射率材料组合,采用物理气相沉积技术,设计制备了266 nm增透膜;分析测试了不同材料所组成的增透膜的剩余反射率、粗糙度、光学损耗、界面电场强度和激光诱导损伤阈值等特性。研究结果表明,两组不同膜料制备的266 nm增透膜都能达到剩余反射率<0.2%的要求,且激光诱导损伤阈值都大于5 J/cm(2266 nm,7 ns)。     

无固相完井液研究进展

在油气田开发过程中,完井是保证油气井能够长期稳定生产的有效技术手段,而完井液则是高质量完井的关键。无固相完井液以其优越性能而备受关注。按照无固相完井液的性质特征分为:清洁盐水完井液、甲酸盐完井液、有机盐及高分子完井液、弱凝胶完井液、隐形酸完井液等。论文综述了近年来无固相完井液的研究进展和应用现状,并对未来无固相完井液的研究方向和关注热点提出了展望。     

含能共晶堆积结构的理论研究

采用Hirshfeld面、指纹图的方法,从密度、堆积系数、分子间相互作用的相对贡献方面,研究了已报道的六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)、环四甲撑四硝胺(HMX)、苯并三呋咱氮氧化物(BTF)及2,4,6-三硝基甲苯(TNT)基含能共晶的堆积结构。结果发现,绝大部分含能共晶的堆积系数处于两组分之间。不同含能共晶中的相同含能分子与周围分子间相互作用的方向和大小不同。CL-20共晶中O…H、O…O作用所占比例之和大于70%,说明它们是晶体稳定的主导作用。HMX共晶中O…H作用所占比例大于50%,说明弱氢键占主导地位。与CL-20共晶和HMX共晶相比,BTF和TNT共晶中,C…O和C…C作用占较高比例,说明π堆积作用明显。