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酸性油气田油套管选材设计

在酸性环境下, 屈服失效准则已不适用, 环境断裂是主要的失效模式. 因此, 有针对性地改变油套管的设计和选材, 将能够减少或防止油套管失效事故的发生. 在满足屈服准则设计的基础上, 对T95抗硫套管和C110准抗硫套管进行断裂力学设计, 根据NACE< D法试验计算出材料的临界应力强度因子K _ISSC, 利用失效评估图(FAD)求出在不同条件下的T95和C110抗内压断裂强度. 计算结果表明C110的抗内压断裂强度都要低于T95, 对己下入C110套管的井, 防止后期作业诱发裂纹至关重要. 因此, 酸性油气田油套管设计在满足屈服设计准则时, 也要满足断裂力学设计准则, 这一新的断裂力学设计方法为酸性油气田油套管设计和选材提供了重要参考价值.

关键词: 酸性油气田 , casing and tubing , design , environmental fracture

超音速火焰喷涂TiC-TiB2增强Ni基涂层的研究

王引真 , 李方坡 , 孙永兴 , 高海军 , 潘蛟亮

材料保护

利用超音速火焰喷涂技术在45号钢基体上制备了2种TiC-TiB2增强Ni基涂层,研究了涂层的组织和性能并与Ni60涂层进行对比分析.结果表明,含Ti-B4C自反应组元粉末的喷涂火焰呈明亮的白炽状态,火焰温度明显高于喷涂Ni60粉末的火焰温度,TiC-TiB2陶瓷增强Ni基涂层的显微硬度和耐滑动磨损性能明显优于Ni60涂层.Ti-B4C-Ni团聚态粉末形成的涂层中陶瓷相均匀分布在金属基体中,颗粒细小,在摩擦过程中不易脱落,有效提高了片层强度和硬度,增强了涂层的耐磨性.而Ti-B4C团聚态粉与Ni60机械混合粉末形成的涂层中出现了明显的金属相与陶瓷相的偏聚现象,使得涂层的结合性和耐磨性略有降低.

关键词: 超音速火焰喷涂 , Ni基涂层 , TiC-TiB2 , 摩擦磨损

钻柱失效的动态断裂力学探讨

孙永兴 , 林元华 , 张智 , 施太和 , 王颖辉

物理测试

石油钻井过程中，钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式，影响了钻井安全和经济效益，一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点。传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题，而不能解释动载下钻柱失效问题。文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能，在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上，提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法。通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性，得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性。

关键词: 钻柱 , failure , dynamic fracture mechanics , discuss

酸性油气田油套管选材设计

孙永兴 , 林元华 , 何龙 , 李天雷 , 施太和 , 刘婉颖

腐蚀科学与防护技术

在酸性环境下, 屈服失效准则已不适用, 环境断裂是主要的失效模式. 因此, 有针对性地改变油套管的设计和选材, 将能够减少或防止油套管失效事故的发生. 在满足屈服准则设计的基础上, 对T95抗硫套管和C110准抗硫套管进行断裂力学设计, 根据NACE< D法试验计算出材料的临界应力强度因子K _ISSC, 利用失效评估图(FAD)求出在不同条件下的T95和C110抗内压断裂强度. 计算结果表明C110的抗内压断裂强度都要低于T95, 对己下入C110套管的井, 防止后期作业诱发裂纹至关重要. 因此, 酸性油气田油套管设计在满足屈服设计准则时, 也要满足断裂力学设计准则, 这一新的断裂力学设计方法为酸性油气田油套管设计和选材提供了重要参考价值.

关键词: 酸性油气田 , casing and tubing , design , environmental fracture

添加剂对Cr2O3涂层热震失效寿命的影响与涂层的实际选用

孙永兴 , 王引真 , 何艳玲 , 郑修麟

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2000.08.003

在Cr2O3涂层中加入不同含量的CeO2和SiO2 添加剂,通过涂层热震试验及对热震试验结果的计算分析表明,涂层的热震失效本质为热应力疲劳失效;在Cr2O3涂层中加入CeO2和SiO2,可显著提高涂层的临界热震温差范围△TC.采用CeO2作添加剂使涂层的热震抗力系数提高较多,而SiO2则更多地提高△TC.涂层在300℃温度下工作时,选用3.0%CeO2作添加剂,使之具有较好的综合性能;涂层在300～500℃范围内工作,采用3.0%～6.0% SiO2作添加剂,其抗热震性较好.

关键词: 热应力 , 热震失效寿命 , 等离子喷涂 , 陶瓷涂层 , 添加剂

钻柱失效的动态断裂力学探讨

孙永兴 , 林元华 , 张智 , 施太和 , 王颖辉

物理测试

石油钻井过程中,钻杆加厚过渡带刺穿和钻具螺纹断裂是最常见的钻柱失效形式,影响了钻井安全和经济效益,一直是国内外冶金和石油钻井研究的重点.传统的断裂力学只能解释石油管柱静态断裂问题,而不能解释动载下钻柱失效问题.文章采用动态断裂韧性评价钻杆断裂性能,在对现有动态断裂韧性测试方法进行研究的基础上,提出用动态断裂力学理论研究钻柱失效问题的理论及其测试方法.通过实验研究了国内外钻杆厂家的材料的动态断裂韧性,得出了钻杆材料动态断裂韧性与钻杆失效的相关性.

关键词: 钻柱 , 失效 , 动态断裂力学 , 探讨

热障涂层热震失效寿命定量计算的研究

王引真 , 孙永兴 , 鄢君辉 , 郑修麟 , 阎国超

无机材料学报

研究了热障涂层的热震失效，认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式，并用实验结果对公式进行了验证，证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该工作为估算涂层寿命及减少实验工作量提供了理论依据．

关键词: 热障涂层 , null , null , null , null

等离子喷涂Al2O3涂层腐蚀失效机制

王引真 , 孙永兴 , 宋玉强 , 何艳玲

腐蚀科学与防护技术 doi:10.3969/j.issn.1002-6495.2002.04.011

采用等离子喷涂方法制备Al2O3陶瓷涂层,研究了涂层在不同腐蚀介质中的耐蚀性及其失效机制.结果表明,Al2O3涂层在碱性环境中耐蚀性较强,在酸性环境中的耐蚀性较差,在盐类环境中的耐蚀性一般.陶瓷涂层在腐蚀介质环境中工作时,因其内部非平衡相、夹杂物、残余应力及孔隙率的存在发生化学腐蚀.

关键词: 等离子喷涂 , 陶瓷涂层 , 耐蚀性 , Al2O3

酸性油气田油套管选材设计

孙永兴 , 林元华 , 何龙 , 李天雷 , 施太和 , 刘婉颖

腐蚀科学与防护技术

在酸性环境下,屈服失效准则已不适用,环境断裂是主要的失效模式.因此,有针对性地改变油套管的设计和选材,将能够减少或防止油套管失效事故的发生.在满足屈服准则设计的基础上,对T95抗硫套管和C110准抗硫套管进行断裂力学设计,根据NACE D法试验计算出材料的临界应力强度因子KISSC,利用失效评估图(FAD)求出在不同条件下的T95和C110抗内压断裂强度.计算结果表明C110的抗内压断裂强度都要低于T95,对己下入C110套管的井,防止后期作业诱发裂纹至关重要.因此,酸性油气田油套管设计在满足屈服设计准则时,也要满足断裂力学设计准则,这一新的断裂力学设计方法为酸性油气田油套管设计和选材提供了重要参考价值.

关键词: 酸性油气田 , 油套管 , 设计 , 环境断裂