检索结果-内蒙古大学图书馆

天然气工业 2019年第7期39卷 120-126页

作者：武刚罗金恒许光达朱丽霞李丽锋陈翠翠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国石油集团石油管工程技术研究院中石油管道有限责任公司西部分公司

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... 详细信息

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。

关键词：天然气管道 X80管线钢焊缝区域预应变应变硬化拉伸性能协同变形断裂行为韧窝

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油气开发用钛合金油井管选材及工况适用性研究进展

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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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管线钢氢脆研究现状及进展

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腐蚀科学与防护技术 2017年第3期29卷 318-322页

作者：封辉池强吉玲康李鹤杨坤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

从管线钢的氢脆现象、氢脆影响因素以及氢脆机理和研究方法等方面综述了管线钢氢脆的研究现状和进展。介绍其他相关领域研究氢影响材料性能的先进方法及手段,期望管线钢领域借鉴相应的研究方法以明确氢对管线钢性能的影响规律及作用机制... 详细信息

从管线钢的氢脆现象、氢脆影响因素以及氢脆机理和研究方法等方面综述了管线钢氢脆的研究现状和进展。介绍其他相关领域研究氢影响材料性能的先进方法及手段,期望管线钢领域借鉴相应的研究方法以明确氢对管线钢性能的影响规律及作用机制,为提出有效的氢脆问题解决方案提供依据,从而保障油气输送管道的安全运行。

关键词：管线钢氢脆韧性夹杂

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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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油气田用热塑性塑料管材环境应力开裂研究进展

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高分子材料科学与工程 2018年第6期34卷 179-183页

作者：齐国权戚东涛颜红侠魏斌李厚补西北工业大学陕西西安710029 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国石油集团石油管工程技术研究院陕西西安710077

为应对油气田日益苛刻的腐蚀环境,尤其是CO2和H2S等腐蚀气体含量增加,耐腐蚀性能优良的热塑性塑料在油气集输领域的应用受到广泛关注。但在使用过程中,由于环境应力开裂(ESC)导致管材失效事故时有发生,给管线运行和生态环境带来巨大隐... 详细信息

为应对油气田日益苛刻的腐蚀环境,尤其是CO2和H2S等腐蚀气体含量增加,耐腐蚀性能优良的热塑性塑料在油气集输领域的应用受到广泛关注。但在使用过程中,由于环境应力开裂(ESC)导致管材失效事故时有发生,给管线运行和生态环境带来巨大隐患。文中首先通过对ESC评价方法研究、不同聚合物/溶剂体系的相互作用、环境因素对ESC行为的影响及材料改性对ESCR性能影响等方面调研,分析了国内外关于油气田用热塑性塑料管材ESC的研究现状。其次,从增塑理论、表面能的影响和分子链断裂分析了ESC机理。再次,指出了目前研究存在的不足之处:(1)油气田用热塑性塑料管材ESC行为快速分析方法尚未建立;(2)热塑性塑料结构形态对ESC的影响未予充分考虑;(3)尚无多场耦合下酸性油气混输用热塑性塑料管材的ESC机理研究。最后,对今后关于ESC研究的方向给出了建议。通过油气田热塑性塑料管材ESC研究现状调研,促进热塑性塑料管材在油气田中的安全应用。

关键词：环境应力开裂热塑性塑料油气田集输

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基于Kriging模型的特殊螺纹油管和套管接头密封可靠性分析

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中国石油大学学报（自然科学版） 2016年第3期40卷 163-169页

作者：刘文红林凯冯耀荣王鹏谢俊峰杨向同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 中国石油股份有限公司塔里木油田分公司新疆库尔勒841000

以某型特殊螺纹接头为分析对象,建立该特殊螺纹密封可靠性功能函数,通过有限元方法对螺纹接头进行载荷包络线试验仿真,确定载荷包络线试验中螺纹接头密封失效的最危险载荷点。基于该最危险载荷点,通过随机化影响特殊螺纹密封性能的11个... 详细信息

以某型特殊螺纹接头为分析对象,建立该特殊螺纹密封可靠性功能函数,通过有限元方法对螺纹接头进行载荷包络线试验仿真,确定载荷包络线试验中螺纹接头密封失效的最危险载荷点。基于该最危险载荷点,通过随机化影响特殊螺纹密封性能的11个参量,利用Kriging代理模型对螺纹接头进行可靠性分析,确定其在载荷包络线试验中最危险载荷点下的密封可靠度。结果表明:基于Kriging模型的密封可靠性分析是评价特殊螺纹接头密封性能的一种有效方法,能够满足工程应用的需要,可用于特殊螺纹接头的设计、优化和选用。

关键词：特殊螺纹接头密封可靠性有限元 Kriging模型

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复合材料增强管线钢管结构设计

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油气储运 2017年第10期36卷 1190-1195页

作者：张冬娜戚东涛邵晓东丁楠李厚补蔡雪华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

由于复合材料增强管线钢管的钢层和复合材料层的模量差异,钢层承担了大部分的载荷,复合材料的增强作用发挥不充分。为了保证管道完整性、重新分配结构层间载荷比例、提高复合材料利用率,通过对水压爆破试验测试结果与有限元模型进行分析... 详细信息

由于复合材料增强管线钢管的钢层和复合材料层的模量差异,钢层承担了大部分的载荷,复合材料的增强作用发挥不充分。为了保证管道完整性、重新分配结构层间载荷比例、提高复合材料利用率,通过对水压爆破试验测试结果与有限元模型进行分析,得出了复合材料增强管线钢管的失效压力及设计压力计算方法,并对预应力和结构层厚度的设计提出了要求:通过预应力处理复合材料增强管线钢管时,增强层的应力不能超过复合材料断裂强度的40%,钢层的应力应该小于钢材的最小拉伸强度;在设计压力下,复合材料层的厚度应该保证应力低于其断裂强度的30%,钢层的厚度应该保证应力低于钢材的屈服强度。研究结果为复合材料增强管线钢管的设计提供了参考依据。

关键词：管线钢复合材料预应力增强设计压力

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水冷器壳程腐蚀防护的仿真与优化

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腐蚀与防护 2023年第6期44卷 55-61,69页

作者：来维亚蔡立春付安庆高少平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 大庆石油化工机械厂有限公司大庆163711

为抑制工业冷却水对水冷器壳程侧的腐蚀,提高水冷器的腐蚀防护效果,采用电化学测试与边界元模拟计算相结合的研究方法,开展了不同温度条件下牺牲阳极保护、硅醛涂层+牺牲阳极联合保护的水冷器的保护效果仿真评价。结果表明:水冷器所需... 详细信息

为抑制工业冷却水对水冷器壳程侧的腐蚀,提高水冷器的腐蚀防护效果,采用电化学测试与边界元模拟计算相结合的研究方法,开展了不同温度条件下牺牲阳极保护、硅醛涂层+牺牲阳极联合保护的水冷器的保护效果仿真评价。结果表明:水冷器所需的阴极保护电流密度随着温度的升高而增大,硅醛涂层保护的水冷器所需的阴极保护电流密度显著减小,硅醛涂层+牺牲阳极的保护效果优于牺牲阳极保护,且对水冷器换热效率的影响较小。

关键词：水冷器腐蚀阴极保护仿真优化

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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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加氢换热器用321不锈钢、镍基合金825氢脆敏感性研究

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材料导报 2022年第14期36卷 166-171页

作者：徐秀清王玮陈之腾李云胡海军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710049 西安交通大学化学工程与技术学院西安710049 西安航天动力研究所西安710049

加氢换热器作为加氢装置的核心设备,其安全运行对我国石化行业发展有着重要意义。由于加氢换热器长期运行于高温、高压、临氢等恶劣工况条件下,因氢脆等原因引起的泄漏、开裂事故频繁发生,造成非计划停工。因此,本工作选取加氢换热器常... 详细信息

加氢换热器作为加氢装置的核心设备,其安全运行对我国石化行业发展有着重要意义。由于加氢换热器长期运行于高温、高压、临氢等恶劣工况条件下,因氢脆等原因引起的泄漏、开裂事故频繁发生,造成非计划停工。因此,本工作选取加氢换热器常用材料镍基合金Incoloy 825和AISI 321不锈钢作为研究对象,采用电化学动态充氢慢应变速率拉伸试验(SSRT),同时借助SEM对样品进行断口分析,借助XRD分析充氢前后样品的物相变化,比较研究了两种材料在氢环境下的力学性能劣化趋势、断裂行为及抗氢性能。研究结果表明:(1)321不锈钢在氢的作用下会发生马氏体相变,而镍基合金825则会生成氢化物。(2)氢会显著降低321不锈钢和镍基合金825的塑性,且随充氢电流密度增大,氢致塑性损失程度增大。(3)不锈钢321和镍基合金825在空气中拉伸时均为韧窝型断裂,随充氢电流密度增大321不锈钢的断裂模式转变为沿晶开裂和准解理型穿晶开裂共存的混合断裂,镍基合金825的断裂模式转变为准解理断裂。因此,321不锈钢在应力/氢的交互作用下会使抗氢性能较好的奥氏体发生马氏体相变,故321不锈钢的抗氢性能比镍基合金825差。

关键词：加氢换热器氢脆奥氏体不锈钢镍基合金电化学充氢

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