管道清管器运行速度控制技术研究进展

随着对管道安全问题和降本增效理念的逐步重视，管道清管操作已成为全世界油气管道运行中必不可少的作业规程，清管器的运行速度是需要重点控制的参数之一，当其处于合理区间内时（原油管道1~5m/s，天然气管道2~7m/s），清管效果最佳。本文基于对管道清管数学模型的研究，首先论述了不同的被动控制方法，认为该方法较为灵活，应用广泛，对不同入口条件下清管器速度的准确计算是能否控制清管器速度处于合理区间的关键；然后对不同的主动控制方法进行了研究，研究表明：射流清管器速度控制的核心是旁通率的优选，其依赖于压降系数、皮碗与管壁间摩擦力的准确计算，建立简便可靠的摩擦力工程计算模型将有助于射流清管技术应用的进一步推广；最终本文对清管器智能调速技术进行综述和展望，指出发展稳定可靠的国产智能调速技术是未来重点研究方向。     

等离子体增强化学气相沉积可控制备石墨烯研究进展EI北大核心CSCD

石墨烯具有超薄的结构、优异的光学和电学等性能,在晶体管、太阳能电池、超级电容器和传感器等领域具有极大的应用潜能。为更好地发展实际应用,高质量石墨烯的可控制备研究尤为重要。等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术具有低温和原位生长的优势,成为未来石墨烯制备方面较具潜力的发展方向之一。本文综述了PECVD技术制备石墨烯的发展,重点讨论了PECVD过程中等离子体能量、生长温度、生长基底和生长压力对石墨烯形核及生长的作用,概述了PECVD制备石墨烯的形核及聚结机制、刻蚀和边缘生长竞争两种不同机制,并指出PECVD技术制备石墨烯面临的挑战及发展。在未来的研究中,需突破对石墨烯形核及生长的控制,实现低温原位的大尺寸、高质量石墨烯薄膜的可控制备,为PECVD基石墨烯器件在电子等领域的应用奠定基础。     

EB-PVD热障涂层微观损伤行为

针对EB-PVD制备的热障涂层,通过对拉伸、疲劳、持久、撞击、慢速压缩、三点弯曲、振动等单一条件下,以及热循环、热冲击、超温等复合条件下涂层微观损伤特点进行观察,结合机械应力、热应力特点以及涂层氧化损伤过程,对热障涂层微观损伤类型进行划分。总结归纳出陶瓷层晶簇间垂直裂纹、陶瓷层水平台阶裂纹、陶瓷层V形崩裂、柱状晶弯折、柱状晶簇崩落、等轴晶区水平裂纹、陶瓷层水平撕裂、陶瓷层微鼓分离、氧化层破碎、粘结层内氧化、粘结层垂直裂纹、粘结层裂纹钝化、粘结层皱曲等13种损伤形式,这些基本损伤构型的归纳总结有助于对热障涂层复杂环境下失效行为的深入研究。     

复合喷丸强化对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的高温氧化性能的影响

为了研究复合型的高能喷丸工艺对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的高温氧化性能,采用0.3N、0.3N+0.1N和0.3N+0.2N的喷丸强度对CoCrAlY涂层进行了表面强化。观察了喷丸强化前后涂层的表面形貌;测量了喷丸前后涂层的表面粗糙度、表面残余应力、涂层的厚度和截面硬度;对比分析了喷丸前后涂层物相变化以及涂层高温氧化性能。研究结果表明：复合喷丸强化比普通高能喷丸强化对EB-PVD制备的CoCrAlY涂层的抗高温氧化性能提升更加明显,0.3N+0.1N的复合喷丸工艺对提升涂层的高温抗氧化性能最好。相较普通喷丸工艺,复合喷丸工艺更能明显降低EB-PVD制备的CoCrAlY涂层表面粗糙度,提高涂层的致密度,改善物相结构,进而提升涂层的抗高温氧化性能。喷丸强度大于等于0.3N时,CoCrAlY涂层表面出现鳞状突出物,导致氧化物在此处择优生长,生成的氧化膜中的应力在此处集中而发生破裂,降低涂层的使用寿命,但复合喷丸能消除该鳞状突出物。     

基体负偏压对类金刚石涂层结构和性能的影响

采用直流等离子体增强化学气相沉积技术(DC-PECVD),通过控制基体负偏压的变化在YG8硬质合金基体上制备一系列类金刚石涂层。选用扫描电子显微镜、原子力显微镜、拉曼光谱、X射线光电子能谱、粗糙度仪对涂层形貌和结构进行表征测试。同时,利用显微硬度计、划痕测试仪系统地分析涂层的显微硬度和界面结合性能。结果表明:随着负偏压增大,涂层表面形貌逐渐平整光滑、致密,颗粒尺寸减小及数量降低。拉曼光谱表明,涂层具有典型的类金刚石结构,涂层中sp3键含量呈先增大后减小趋势,最大值约67.9%出现在负偏压为1000V左右,负偏压过大导致sp3键含量降低。显微硬度随负偏压变化规律与sp3键基本相符,sp3键含量决定显微硬度值大小。负偏压过大对吸附离子产生反溅射作用导致涂层厚度减小。当负偏压为1100V时,涂层与基体间的界面结合性能最优。     

电子束物理气相沉积YSZ热障涂层研究

热障涂层陶瓷面层常用的材料为6%～8%(质量分数)Y2O3部分稳定的ZrO2(YSZ).利用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)制备了YSZ热障涂层,并对其显微结构、相组成进行了分析.结果表明,YSZ涂层具有典型的EB-PVD制备涂层的柱状晶结构,相成分为t/t'相.     

自控泵吸法消除强烈段塞流

引言 在海洋油气开采过程中,当海底混输管线到达海洋平台时,需与上升管连接,从而构成了集输一上升管系统.而在油田开采后期,由于气液相速度较低,该系统中易形成强烈段塞流.由于该流型在生产实际中会带来许多问题,例如系统中压力的剧烈波动以及长液塞的出现会造成分离器的控制困难,甚至出现生产中断,同时在深海油田中强烈段塞流现象会产生很高的背压,对油藏造成不利的影响,甚至出现死井.因此,深入系统地研究强烈段塞流的发生机理和流动特征,探索消除强烈段塞流的可行方法,是我国海洋油气工业油田开发过程中亟须解决的科学问题.     

大尺寸TiAl/Ti_3Al微叠层薄板制备与热稳定性研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.1-10 mm大尺寸薄板TiAl/Ti3Al叠层状复合材料。利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析。实验结果表明:材料由α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,TiAl晶粒平均尺寸为1-2μm。通过真空热处理的方法考察了微叠层材料的在不同温度下保温3 h后的结构演变,并研究了微叠层材料层状结构的退化机理。     

钴基高温合金铝化物涂层的高温氧化行为研究

本文采用化学气相沉积的工艺方法在钴基高温合金上制备了铝化物涂层,研究了所得典型铝化物涂层在静态空气中的高温氧化动力学规律。用XRD、SEM、EDS等方法分析了DZ40M铝化物涂层的组织结构及氧化产物的演变变化,DZ40M高温合金扩散型铝化物涂层在1050℃条件下氧化主要生成α-Al2O3保护膜,提高了DZ40M合金的抗氧化性能。经1050℃静态氧化150 h后,大量CoAl相转化为α-Co相,到500 h时CoAl涂层消失殆尽。