检索结果-内蒙古大学图书馆

材料导报 2019年第5期33卷 841-853页

作者：刘强惠松骁宋生印叶文君于洋北京有色金属研究总院有色金属材料制备加工国家重点实验室北京100088 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077

钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的... 详细信息

钛合金材料由于具有高比强度、低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为严酷工况环境下油井管和海洋开发工具的热门候选材料。目前国内外很多研究机构和学者都开展了用于油气开发领域的钛合金材料的研究,包括钛合金石油管的可行性、钛合金管材的制备加工、实验室内钛合金性能评价以及钛合金管材的现场应用等方面。然而,我国油气开发环境较为恶劣,油井管在井下服役不但要面临高温高压的挑战,还要经受硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸等腐蚀环境的共同作用,因此我国对油井管的要求高于国外一般水平。此外,钛合金是钛含量大于50%的金属的总称,仅我国国标所列举的不同成分钛合金就多达76种。这些已经标准化的钛合金材料大多用于航空航天、石化炼化、生物医学、船舶以及海洋工程领域,这些应用环境和油气开发环境具有巨大的区别,已有牌号的钛合金能否适用于油气开发工况尚不得而知。国内有关钛合金油井管在硫化氢、二氧化碳、高浓度盐水/完井液、单质硫和强酸环境下服役的研究报道和应用经验都较为缺乏,导致油气开发油井管用钛合金材料在选择和使用上存在风险,为了防止钛合金在应用时出现大的安全事故而造成生命财产的损失,迫切需要结合国内外研究经验对可用于油气开发环境的钛合金材料进行筛选和评价,明确每种钛合金材料的工况适用性和使用极限,以保证其使用的安全可靠性。本文在国外近30年已发表的钛合金油井管相关研究成果和国内钛合金油井管最新研究进展的基础上,总结了油气开发用钛合金油井管选材经验,并对七种典型钛合金材料在油气开发工况下的适用性和使用极限做出了归纳总结,分析了钛合金油井管要真正实现大规模应用面临的问题并展望了前景,以期为油气开发用钛合金材料的选用提供参考。

关键词：钛合金油井管选材服役条件适用性

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低温服役环境下高强度管线钢管的力学性能

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油气储运 2021年

作者：王鹏池强杜伟李鹤封辉中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室

中俄东线等大输量高钢级管道线路服役环境复杂苛刻，冬季极端气温较低，对天然气输送管材的安全服役提出了巨大挑战。因此，掌握高钢级管材的低温力学性能变化规律意义重大。针对X70、X80管件和钢管材料进行系列温度（－60～20 ℃）的... 详细信息

中俄东线等大输量高钢级管道线路服役环境复杂苛刻，冬季极端气温较低，对天然气输送管材的安全服役提出了巨大挑战。因此，掌握高钢级管材的低温力学性能变化规律意义重大。针对X70、X80管件和钢管材料进行系列温度（－60～20 ℃）的拉伸试验，研究低温服役条件下钢管的拉伸性能参数变化规律。研究结果表明：管材的屈服强度和拉伸强度随温度的降低而增大，但是在试验温度范围内，屈强比、断面收缩率、断后延伸率随温度的降低变化趋势不明显；观察断口的微观形貌发现，随着温度的降低，断口上韧窝的数量减少，解理形成的撕裂棱和河流花样增多，材料韧性下降；通过拟合试验数据，得到了低温环境范围内屈服强度和抗拉强度随温度变化公式的参数常量，可用来预测低温环境下管材的强度。

关键词：低温强度管材力学性能中俄东线

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热浸铝镀层在氯化铵环境中的腐蚀行为研究

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表面技术 2019年第5期48卷 16-20,84页

作者：徐秀清杜小英索涛盛刚来维亚中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077 中国石油长庆石化公司陕西咸阳712042 兰州石化公司研究院兰州730060

目的研究改进工艺热浸铝后的炼化加氢换热器管束在不同氯化铵环境下的耐腐蚀性能,并对其耐蚀机理进行分析。方法采用改进的热浸铝工艺对20#钢、15CrMo钢和321不锈钢进行表面处理,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对镀层... 详细信息

目的研究改进工艺热浸铝后的炼化加氢换热器管束在不同氯化铵环境下的耐腐蚀性能,并对其耐蚀机理进行分析。方法采用改进的热浸铝工艺对20#钢、15CrMo钢和321不锈钢进行表面处理,利用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜和能谱仪对镀层厚度、组织和成分进行分析,采用氯化铵垢下腐蚀实验和高温高压釜模拟工况实验评价热浸铝镀层的耐氯化铵腐蚀性能。结果 20#钢、15CrMo钢和321不锈钢热浸铝层无表面缺陷,热浸镀铝层厚度均≥0.080 mm,镀层结构主要由纯Al层、Fe-Al合金层以及少量的Al_2O_3组成。在潮湿氯化铵条件下,20#钢和15CrMo钢的腐蚀速率均随着温度的升高而明显增大,80℃时的腐蚀速率分别达到21.6mm/a和19.9mm/a;321不锈钢有明显点蚀现象。热浸镀铝后,在相同介质中放置一个月,发现三种试样没有腐蚀现象出现。高温高压釜模拟工况实验后,热浸铝镀层表面同样也没有腐蚀现象发生。结论采用改进工艺获得的20#钢、15CrMo钢和321不锈钢换热器管束热浸铝镀层质量符合国家标准要求,潮湿氯化铵垢下腐蚀实验和高温高压釜模拟工况实验结果证实,热浸铝镀层在氯化铵服役环境下具有良好的防腐性能。

关键词：热浸镀铝镀层换热器氯化铵腐蚀行为

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超深井钻采工况下钛合金钻杆模拟工况摩擦磨损行为对比研究

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稀有金属材料与工程 2023年第1期52卷 195-205页

作者：刘强谢俊峰赵密锋李宁胡芳婷祝国川陈家磊张娟涛宋生印尹成先中国石油集团工程材料研究院有限公司、石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077 塔里木油田分公司石油工程技术研究院新疆库尔勒841000

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为深井、超深井及大位移水平井工况环境下钻杆及井下工具的热门候选材料,但超深井钻采工况下钛合金钻杆材料的摩擦磨损性能和磨损机理缺乏研究。本工作在... 详细信息

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的韧性、疲劳性能和耐蚀性,已经成为深井、超深井及大位移水平井工况环境下钻杆及井下工具的热门候选材料,但超深井钻采工况下钛合金钻杆材料的摩擦磨损性能和磨损机理缺乏研究。本工作在模拟超深井工况通过硬度测试、冲击磨损试验、往复摩擦试验、模拟工况摩擦磨损试验和显微分析手段对3种钛合金钻杆和钢制钻杆的摩擦磨损性能进行对比分析,并对钻采工况下的钛合金钻杆磨损机制进行研究。结果表明,钛合金钻杆耐冲击磨损性能均要低于钢制钻杆材料,特别是在中等频率冲击下钛合金钻杆材料耐冲击磨损的性能最差;在空气中往复磨损试验下,钛合金钻杆的摩擦系数均低于钢钻杆的摩擦系数,当钛合金钻杆与岩石对磨时为典型的磨粒磨损机制、与钢管对磨时为典型的粘着磨损;在模拟工况钻井液条件下,钛合金钻杆的摩擦系数显著低于空气中,而且当钛合金在水基钻井液条件下和岩石摩擦时的摩擦系数最低、耐磨性能最强,这是由于在水基钻井液中更容易形成致密且具有较低摩擦系数的钝化膜所致,建议在使用钛合金钻杆钻井时用水基钻井液,但由于钛合金钻杆在工况下的磨损量仍然大于钢制钻杆,下一步研究应对钛合金钻杆进行表面处理以提高钛合金耐磨性。

关键词：超深井钻采钛合金钻杆钢制钻杆模拟工况钻井液摩擦磨损性能磨损机理钝化膜

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热影响区软化的X70管线环焊缝应变容量分析

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焊接学报 2018年第3期39卷 47-51页

作者：陈宏远张建勋池强霍春勇王亚龙西安交通大学材料科学与工程学院西安710049 石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077 中国石油集团石油管工程技术研究院西安710077

针对一种拉伸试验断裂于热影响区附近的X70管线环焊接头,通过数值仿真和韧性试验分别获得断裂驱动力和断裂阻力曲线.在此基础上使用切线法预测该环焊接头具有较高的拉伸应变容量,与宽板拉伸试验结果一致.结果表明,与现行标准中要求焊接... 详细信息

针对一种拉伸试验断裂于热影响区附近的X70管线环焊接头,通过数值仿真和韧性试验分别获得断裂驱动力和断裂阻力曲线.在此基础上使用切线法预测该环焊接头具有较高的拉伸应变容量,与宽板拉伸试验结果一致.结果表明,与现行标准中要求焊接接头强匹配,并且拉伸试验不应断于"近缝区"的准则相比,使用延性撕裂行为进行热影响区软化环焊接头的定量分析,可以避免对材料性能的过度要求,并且能科学有效的预测环焊接头拉伸应变容量.

关键词：基于应变设计拉伸应变容量单边缺口拉伸试验宽板拉伸试验

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热采工况下钛合金筛管性能计算与实验研究

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稀有金属材料与工程 2022年第2期51卷 588-598页

作者：刘强陈勋祝国川查永进郭淑君张忠世徐欣宋生印尹成先中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077 中国石油辽河油田公司钻采工艺研究院辽宁盘锦124010 中国石油集团工程技术研究院有限公司北京102206 中世钛业有限公司辽宁丹东118305

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的机械性能、耐高温性能和耐腐蚀性能,成为下一代解决稠油热采工况下高套损率的优选材料,但在热采工况下钛合金割缝筛管的性能还缺乏研究。在模拟辽河油田稠油热采典型工况条件下,使用有... 详细信息

钛合金材料由于具有高的比强度,低弹性模量,优异的机械性能、耐高温性能和耐腐蚀性能,成为下一代解决稠油热采工况下高套损率的优选材料,但在热采工况下钛合金割缝筛管的性能还缺乏研究。在模拟辽河油田稠油热采典型工况条件下,使用有限元计算和实物试验相比对的方法,对钛合金筛管理化性能、轴向热变形、轴向热载荷、大狗腿度下筛管及割缝形貌变化规律等进行研究。结果表明,钛合金材质的筛管在热采工况下具有较好的强度和韧性,350℃热采工况下钛合金筛管由于热应力增加的轴向载荷只有钢制金属网布筛管和复合筛管的19.3%和20.4%,经过7轮次的热采温度循环,在350℃热采温度下钛合金筛管的轴向伸长率仅为钢制筛管的58.7%~60.4%,在20°/30 m的大弯曲度及350℃高温下,钛合金筛管抗变形能力优异,最大椭圆度只有4.13%,平行割缝保持完好且防砂能力优于同规格钢制筛管。基于本研究认为,钛合金材质的筛管及套管可以有效地降低热采管柱在热采工况中的轴向热载荷、伸长量,并且具有较高的耐高温性能和抗疲劳性能,在热采工况极端弯曲条件下抗变形能力好,是解决目前我国稠油热采现场高套损问题的有效方法和发展方向之一,研究结果为钛合金筛管的设计和使用提供重要的技术参考。

关键词：稠油热采石油管钛合金高温性能有限元分析全尺寸实物试验

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基于可靠性的S135钻杆疲劳裂纹萌生寿命预测

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中国石油大学学报（自然科学版） 2018年第2期42卷 142-146页

作者：李方坡王勇王建军韩礼红中国石油集团石油管工程技术研究院陕西西安710077 石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077 中国石油大学机电工程学院山东青岛266580

基于可靠性理论对S135钻杆疲劳裂纹萌生寿命预测进行系统研究,计算得到50%、90%、99%和99.9%可靠度条件下S135钻杆的疲劳裂纹萌生寿命预测方程。结果表明,服役过程中S135钻杆管体部位承受的附加应力载荷明显大于接头螺纹连接部位。在应... 详细信息

基于可靠性理论对S135钻杆疲劳裂纹萌生寿命预测进行系统研究,计算得到50%、90%、99%和99.9%可靠度条件下S135钻杆的疲劳裂纹萌生寿命预测方程。结果表明,服役过程中S135钻杆管体部位承受的附加应力载荷明显大于接头螺纹连接部位。在应力比为-1条件下,S135钻杆的疲劳强度约为500 MPa;在置信度为95%,误差为5%条件下,应力水平分别为660、620、580和540 MPa时的疲劳裂纹萌生寿命对数值分布符合正态分布规律,随着应力水平下降,疲劳裂纹萌生寿命对数值分布概率密度函数峰值逐渐降低,离散性逐渐增强。

关键词： S135钻杆疲劳寿命裂纹萌生寿命寿命预测可靠性

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高钢级油井管在高温高压气井全生命周期环境中的腐蚀行为及寿命预测

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中国腐蚀与防护学报 2021年第4期41卷 535-541页

作者：赵密锋付安庆胡芳婷谢俊峰龙岩耿海龙中国石油塔里木油田公司油气工程研究院库尔勒841000 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077

采用高温高压腐蚀测试系统研究了140ksi高钢级油井管在高温高压气井全生命周期单环境和连续多环境中的腐蚀行为。结果表明,140ksi高钢级油井管在全生命周期单环境和连续多环境中的腐蚀速率均呈现为CR鲜酸>CR残酸>CR地层水>CR... 详细信息

采用高温高压腐蚀测试系统研究了140ksi高钢级油井管在高温高压气井全生命周期单环境和连续多环境中的腐蚀行为。结果表明,140ksi高钢级油井管在全生命周期单环境和连续多环境中的腐蚀速率均呈现为CR鲜酸>CR残酸>CR地层水>CR凝析水的趋势,其中连续多环境中腐蚀行为表现出一定的"遗传效应"。地层水腐蚀介质中,140ksi高钢级油井管在单环境和连续多环境的腐蚀速率均随实验周期增加而减小,60 d后腐蚀速率趋于稳定。基于点蚀速率结果,采用有限元方法计算得到不同腐蚀状态下140ksi高钢级油井管的服役寿命。

关键词：高钢级油井管全生命周期单环境连续多环境寿命

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高铌X80管道不同强度匹配环焊接头性能及应变演化

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焊接学报 2022年第2期43卷 34-39,I0004页

作者：何小东高雄雄 David Han 池强霍春勇 JoséB Bacalhau 中国石油集团石油管工程技术研究院石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室西安710077 国际焊接研究中心西安710077 Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração Sao Paulo04538-133Brazil

为探究管道环焊缝断裂失效机理,测试了两种不同强度匹配的高铌X80环焊缝接头的组织和性能,并借助数字图像相关法(digital image correlation, DIC)观测了焊接接头在拉伸载荷下的应变行为.结果表明,低强匹配和高强匹配的高铌X80管道环焊... 详细信息

为探究管道环焊缝断裂失效机理,测试了两种不同强度匹配的高铌X80环焊缝接头的组织和性能,并借助数字图像相关法(digital image correlation, DIC)观测了焊接接头在拉伸载荷下的应变行为.结果表明,低强匹配和高强匹配的高铌X80管道环焊接头均具有较好的冲击韧性,二者的夏比冲击吸收能量平均值相当,热影响区韧性离散主要是粗晶区组织不均匀性所致;高铌X80管线钢碳当量CEIIW较低,环焊缝接头热影响区存在一定程度软化.在轴向拉伸载荷下,无论是低强匹配还是高强匹配,应变集中最先出现在环焊缝的根焊和热影响区部位.随着拉伸载荷的增加,高强匹配环焊缝接头的应变集中逐渐从根焊和热影响区转移到母材,管道承受轴向载荷和变形的能力大于低强匹配环焊接头;而对于低强匹配,因在焊缝和热影响区产生塑性应变累积,即使具有较好的韧性,环焊接头也会发生断裂.

关键词：强度匹配高铌X80管道环焊缝应变累积数字图像相关法

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X90直缝埋弧焊管的形变硬化性能

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金属热处理 2017年第4期42卷 150-153页

作者：封辉吉玲康王海涛池强张继明李炎华中国石油集团石油管工程技术研究院陕西西安710077 石油管材及装备材料服役行为与结构安全国家重点实验室陕西西安710077

采用拉伸试验、扫描电子显微镜研究了单相、双相X90直缝埋弧焊管横向、纵向拉伸形变硬化性能。结果表明,双相X90管线钢横向拉伸形变硬化指数并未呈现普通管线钢形变硬化指数随应变增加而降低的规律,而是在塑性变形初始阶段形变硬化指数... 详细信息

采用拉伸试验、扫描电子显微镜研究了单相、双相X90直缝埋弧焊管横向、纵向拉伸形变硬化性能。结果表明,双相X90管线钢横向拉伸形变硬化指数并未呈现普通管线钢形变硬化指数随应变增加而降低的规律,而是在塑性变形初始阶段形变硬化指数较低,之后缓慢上升至稳定值。双相X90管线钢横向拉伸工程应力-应变曲线为Luders伸长型,即存在明显屈服平台,是其形变硬化性能不同于其它管线钢的主要原因。双相X90管线钢中铁素体作为软相和贝氏体作为硬相的组织特征及制管过程后的应变时效是其拉伸过程中出现屈服平台的重要影响因素。

关键词： X90直缝埋弧焊管形变硬化指数屈服平台

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