高分子膜错流超滤过程的有限元分析

利用Navier-Stokes方程和连续性方程描述错流超滤自由流动区域的流场,与Darcy定律描述的膜介质中的流场相耦合,结合对流扩散方程以及吸附动态方程建立了高分子超滤膜污染过程的数学模型。针对实验中难以测试的吸附速率系数和解吸速率系数,结合文献中的结果进行了数据拟合,建立了计算式,并得到了很好的验证。采用有限元模拟方法分析了不同入口速率下高分子超滤膜的跨膜压力、沉积量和渗透通量沿管道长度方向的变化情况,有助于错流超滤工艺过程的优化设计。     

微电解法处理印染废水的研究

对铁碳微电解法处理印染废水进行了研究,通过COD值比较不同形态的铁和碳对处理效果的影响,结果表明烟煤灰优于石墨,铁末优于铁屑。正交实验确定废水处理的最佳条件为：用铁末和烟煤灰作为原料时,m（铁）：m（碳）=1：2,pH=3.0,处理效果随停留时间的延长而变好。通过对试验数据进行多项式拟合,得到了微电解法处理印染废水的动力学方程。     

高分子超滤膜表面活性层污染过程的数值模拟

在高分子超滤膜污染机理分析的基础上,结合连续性方程,建立了基于Darcy定律、对流扩散方程以及吸附动态方程的污染过程数学模型;通过有限元模拟,得到了膜厚度方向渗透通量的时间演变特点,并揭示了溶液性质以及膜物性参数对膜渗透通量的影响规律;进而分析了膜渗透通量减小的原因,可以为生产实践提供参考。     

氢气含量与加载频率对X80钢管接头疲劳裂纹扩展速率的影响

在氮气,体积分数均为2%的H₂+CO₂以及体积分数分别为5%,2%的H₂+CO₂环境中,对X80钢管接头试样进行不同加载频率(0.1,1.0,10.0 Hz)的疲劳裂纹扩展试验,研究了氢气含量和加载频率对疲劳裂纹扩展速率的影响。结果表明：当加载频率为1.0 Hz时,氢气含量越高,接头母材、热影响区和焊缝裂纹扩展速率越大,且焊缝中的裂纹扩展速率增大程度最大;含氢环境中焊缝的疲劳裂纹扩展速率小于母材和热影响区;当氢气体积分数为5%时,母材和热影响区均发生韧性断裂,但疲劳断口上存在微小的二次裂纹和少量平台状结构等脆性断裂特征,焊缝疲劳断口出现长度近80μm的二次裂纹,但断口形貌仍主要呈韧性断裂特征;氢气体积分数为5%时,随着加载频率增加,母材的疲劳裂纹扩展速率先增大后减小,加载频率为1.0 Hz时的疲劳裂纹扩展速率最大。     

L245无缝钢管在4MPa氢气环境下的氢脆敏感性研究

为了考察低钢级管线钢在中压氢气环境下的氢脆敏感性，采用光滑和缺口试样慢拉伸试验方法，结合宏观和微观断口表征与分析，研究了L245钢在空气和4 MPa氢气中的氢脆敏感性。结果表明：L245钢光滑试样在4 MPa氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和延伸率的损失率分别为5.2%、4.8%和-0.1%,而缺口试样在4 MPa氢气中慢拉伸的抗拉强度、断面收缩率和拉伸位移的损失率分别达到19.1%、45.6%、15.4%,即发生了氢脆。L245钢光滑试样在空气介质中的慢拉伸断裂方式为韧性断裂；开缺口后起裂源开始于缺口位置，然后以准解理断裂的方式向内部扩展，加速试样断裂过程，但整体仍然表现为韧性断裂。相比之下，当L245钢光滑试样在4 MPa氢气环境中时，会在颈缩位置产生裂纹源；开缺口后，从缺口位置向内部产生的准解理断裂区域显著增加，使得断裂过程急剧加快，而心部则发生了氢致韧断。开缺口后L245钢在4 MPa氢气中的断裂方式为准解理断裂与氢致韧断相结合。     

L245管线钢环焊缝在4 MPa氢气环境中的氢脆敏感性探讨

一般认为低钢级钢管受到的氢损伤较小，是输氢管道实际铺设的首选，但是环焊缝的组织变化和冶金缺陷有可能使氢脆敏感性显著增加。通过光滑和缺口试样慢拉伸试验对比研究了正火态L245管线钢环焊缝在空气和4 MPa氢气中的氢脆敏感性，并采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和电子探针显微镜(EPMA)对显微组织和断口形貌进行了系统表征与分析。结果表明，当组织中存在应力集中时，L245管线钢环焊缝在4 MPa氢气环境中的氢脆敏感性会显著增加造成氢损伤，使得慢拉伸断裂方式从韧性断裂转变成准解理+韧性断裂，并且在缺口边缘伴随有大量的环向裂纹。L245环焊缝组织中的铁素体/针状铁素体相界面作为氢陷阱会加速氢的渗入，同时碳偏析的存在也会促进氢富集，导致慢拉伸断口表面出现了大量裂纹。     

半自动焊智能管理系统在长输管道中的研究及应用

随着对管道焊接质量的高度关注及对智能化管道建设的需求，现场环焊缝焊接数据采集和实时监控成为必然选择。结合焊接电流、焊接电压、层间温度等关键因素对焊接质量的影响规律，提出半自动焊智能管理系统的技术方案，并研发了工程样机。通过在工程现场的应用，分析半自动焊智能管理系统对焊接质量的监控过程，进而提出提高焊接质量的改进措施。