温度对X70管线钢在含氧溶液中应力腐蚀的影响

通过扫描电镜观察X70管线钢表面铁素体微观形貌,采用能谱仪分析其化学元素质量分数。在常温及60℃时,采用慢应变速率法(SSRT),分别在空气和氧质量分数为1.0×10-4的NACE(Na C1与CH3COOH质量分数分别为5%和0.5%)溶液中进行X70管线钢应力腐蚀试验,对试样断口形貌进行分析,并研究温度对X70管线钢在氧质量分数为1.0×10-4溶液中应力腐蚀开裂(SSCC)敏感性的影响。研究结果表明:常温下X70管线钢应力腐蚀敏感性不明显,当温度升至60℃时应力腐蚀敏感性增加,有应力腐蚀倾向;氧元素对试样应力腐蚀性能有一定的促进作用,60℃时NACE溶液中Cl-与O2运动加剧,是应力腐蚀敏感性增强的重要因素。     

SO42-对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和交流阻抗技术研究在库尔勒土壤模拟溶液中SO42-质量分数对X80管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同SO42-质量分数下的腐蚀形貌.结果表明:X80管线钢在SO42-不同质量分数的库尔勒土壤模拟溶液中,其极化曲线呈现典型的活化溶解特征;随着SO42-质量分数的增加,X80钢的腐蚀速率呈现先增大、后减小的趋势;当SO42-质量分数为5％时,极化电阻Rp出现临界值,此时X80管线钢的腐蚀最严重;当SO42-质量分数为10％时,金属腐蚀反应严重受阻,其表面腐蚀现象不明显,只有几个小的腐蚀坑存在;溶液中的Cl-吸附在X80钢表面会导致金属发生腐蚀自催化过程;而SO42-优先于Cl-吸附在金属表面上,能够抑制Cl-对X80管线钢的腐蚀行为.     

混凝土硫酸盐腐蚀损伤的声波与声发射变化特征及机理

试验模拟干湿循环作用下混凝土受10%(质量分数)硫酸钠溶液侵蚀的腐蚀环境,测试和分析硫酸盐不同侵蚀时期混凝土单轴压缩试验时波速和声发射的变化特征。采用环境扫描电镜和能谱仪进行微观观测并结合X射线衍射测试手段分析受蚀混凝土的损伤机理。结果表明：受侵蚀60 d和80 d的试件加载初期会有较明显的压密阶段,试件受硫酸盐侵蚀和干湿循环作用愈久,加载中波速急剧下降的突变点愈提前;受蚀40 d以上的试件加载中声发射事件活跃区间较集中,在腐蚀产生的缺陷和薄弱位置容易出现应力集中和能量集中释放,声发射事件数量急剧上升的突变点提前。通过数学模型以声发射累积振铃计数为损伤变量建立损伤模型可以表征混凝土中环境腐蚀、荷载及损伤之间的作用关系。腐蚀阶段钙矾石与石膏的膨胀作用和硫酸钠的结晶压在试件内部形成微破损,受蚀混凝土表现出不同宏观性能。     

Cl^-对X80管线钢在NaHCO3溶液中腐蚀性能的影响

采用动电位极化方法研究了在0.5mol·L-1 NaHCO3溶液中Cl-对X80管线钢腐蚀行为的影响,并通过电容测量方法对其腐蚀机理进行了探讨.实验结果表明:Cl-使X80管线钢在0.5mol·L-1 NaHCO3溶液中发生了点腐蚀,且随着溶液中Cl-含量增加,腐蚀坑的数量增多,腐蚀坑的直径增大,降低了X80管线钢的耐腐蚀性能.Mott-Schottky分析表明:随着溶液中Cl-含量增加,X80管线钢钝化膜内的施主密度随之增大,增加了X80管线钢钝化膜局部破裂和腐蚀萌生的潜在位置,从而使其耐腐蚀性下降.     

不同围压下煤岩声发射特征试验

利用MTS815岩石力学试验系统对煤岩试样进行常规单轴和三轴围压下的声发射(AE)试验.对声发射信号特征进行综合分析,结果表明:常规单轴压缩和围压作用下试样的AE参数变化均具有明显的趋势性;围压的作用下,弹性阶段的声发射信号显著减少,破坏前无明显AE相对平静期现象,随时间分布的AE振幅及其包络线可以间接反映应力的变化趋势.随着振幅的增加,声发射事件数呈递减的趋势,反映累积幅度分布的m值随着围压的增加而增大.AE频率均分布在3个频域范围内,试样破坏时AE主频成分所占比例显著增加.     

SO_4~(2-)对X100管线钢在盐渍性溶液中点蚀行为的影响

通过电化学测试技术研究X100管线钢在不同质量分数SO_4~(2-)的盐渍性土壤模拟溶液中的点蚀行为,并利用扫描振动电极技术(SVET)分析其腐蚀机制,建立腐蚀模型。结果表明:试样在不同质量分数SO_4~(2-)的土壤模拟溶液中均表现为典型的活性溶解;随着SO_4~(2-)质量分数增加,极化电阻显著增加,自腐蚀电流密度降低,说明X100管线钢发生点蚀的倾向性减小,SO_4~(2-)在库尔勒土壤中属于抑制性腐蚀阴离子。其腐蚀机制主要是SO_4~(2-)与Cl-通过竞相吸附作用优先吸附在蚀坑表面,抑制Cl-对X100管线钢的腐蚀,同时生成的Fe S腐蚀产物膜覆盖在腐蚀孔表面,降低了腐蚀速率。     

煤岩脉动水力压裂过程中声发射特征的试验研究

利用真三轴加载脉动水力压裂试验系统和PAC声发射仪,开展不同注液频率和不同压裂液黏度条件下煤岩脉动水力压裂过程的声发射(AE)试验研究,揭示煤岩脉动水力压裂过程中声发射参数、损伤演化规律及震级-频度关系参数b的动态特征。试验结果表明:煤岩在脉动水力压裂过程中,声发射行为演化过程可划分为平静期、提速期、加速期和稳定期4个阶段,其中提速期和加速期累积能量均值较平静期分别提高40.9和52.7倍;煤岩损伤演化过程可分为初始阶段、损伤发展阶段及损伤加速发展阶段,煤岩的声发射特征能较好地描述其损伤演化特性;脉动频率较低时煤样的AE活动水平和能量释放越强,裂隙发育程度越高;当压裂液黏度较高时,煤样的AE活动水平和能量释放越弱,裂隙发育程度较低;在煤岩脉动压裂整个过程中,当脉动频率或压裂液黏度较低时,煤岩AE振幅分布变化幅度较大,且其b更大,大尺度AE事件比例更低。     

SO2-4对X100管线钢在盐渍性溶液中点蚀行为的影响

通过电化学测试技术研究X100管线钢在不同质量分数SO2-₄的盐渍性土壤模拟溶液中的点蚀行为,并利用扫描振动电极技术(SVET)分析其腐蚀机制,建立腐蚀模型。结果表明:试样在不同质量分数SO2-₄的土壤模拟溶液中均表现为典型的活性溶解;随着SO2-₄质量分数增加,极化电阻显著增加,自腐蚀电流密度降低,说明X100管线钢发生点蚀的倾向性减小,SO2-₄在库尔勒土壤中属于抑制性腐蚀阴离子。其腐蚀机制主要是SO2-₄与Cl-通过竞相吸附作用优先吸附在蚀坑表面,抑制Cl-对X100管线钢的腐蚀,同时生成的FeS腐蚀产物膜覆盖在腐蚀孔表面,降低了腐蚀速率。     

X70管线钢在酸性和近中性模拟海水溶液中的腐蚀行为

为对比X70管线钢在酸性(pH=3)和近中性(pH=7.7)模拟海水溶液中的腐蚀机制,采用极化曲线,通过电化学阻抗谱(EIS)和腐蚀失重实验对X70管线钢在不同模拟海水溶液中的腐蚀行为进行了研究。结果表明,X70管线钢在酸性溶液中浸泡168 h后腐蚀失重约为近中性模拟海水溶液中的16倍,大部分表面发生均匀腐蚀,局部形成以夹杂物为中心的腐蚀圆环,随着浸泡时间的延长,容抗弧半径和低频区阻抗值|Z|均呈增大趋势,先发生吸附而后出现微弱的扩散,电荷转移电阻R_ct值增大,腐蚀速率减小;近中性模拟海水中形成较厚的腐蚀产物膜,氯离子聚集破坏形成小点蚀坑,局部聚集形成大的点蚀,电荷转移电阻减小,腐蚀速率增大,而后趋于稳定;X70管线钢在模拟海水溶液中处于活性溶解状态,与酸性海水溶液相比,管线钢在近中性模拟溶液中自腐蚀电位E_corr正移137 mV,自腐蚀电流密度i_corr为酸性海水溶液中的0.047倍。因此,X70管线钢在酸性模拟海水溶液中的腐蚀规律可为其应用于海底管线的腐蚀控制提供理论支撑,对其安全服役具有十分重要的意义。     

电脉冲循环冲击作用对花岗岩抗剪性能弱化研究

为探究坚硬岩体在高压电脉冲循环冲击作用下的致裂效果,开展花岗岩高压电脉冲循环冲击后的直剪试验,研究冲击次数对抗剪强度和裂纹扩展的影响规律。研究结果表明：花岗岩试样内部损伤程度随冲击次数增加而逐步累积,5 kV电压条件下,前3次冲击作用在试样内部几乎无新裂纹产生,冲击4次后试样内部开始萌生微小裂纹,并最终扩展形成贯穿裂缝;冲击4,5和6次后,试样内部损伤面积占比依次增加至6.65%,66.72%和70.80%;抗剪强度随冲击次数增加不断弱化,与未受冲击试样相比,冲击6次后试样抗剪强度弱化71.59%,剪切过程中声发射振铃计数降低58.41%,累积能量降低82.85%;声发射(AE)累积能量呈现出明显的“平静期—缓慢增加期—急速增加期”阶段变化特征;当冲击无明显裂纹产生时,试样剪切载荷加载过程中平静期延长,缓慢增加期缩短;当产生明显裂纹后,平静期缩短,缓慢增加期延长;冲击后,试样均在急速增加期呈现出更活跃的声发射信号,可以将声发射信号的突变作为试样剪切破坏的前兆,声发射事件点空间演化分布呈现出“抗剪破坏所需外部能量更低且声发射信号提前”的特征。     

Ni-Cr-Mo-Cu合金介质腐蚀和电化学腐蚀的性能

在Cr、Mo成分一定的情况下,通过改变Cu的质量分数(1%～5%),研究新型Ni-Cr-Mo-Cu高镍耐蚀合金在氧化性介质、还原性介质、氧化-还原性介质和质量分数6%的FeCl3中的耐蚀性能及其在H2SO4、HCl和FeCl3中的电化学行为.实验结果表明,w(Cu)=1%～5%的Ni-Cr-Mo-Cu合金具有优良的耐介质腐蚀、电化学腐蚀性能,在质量分数80%的H2SO4中钝化明显,在质量分数30%的HCl中自腐蚀电流低,在质量分数6%的FeCl3中有钝化区且未发生点蚀.4种实验材料中w(Cu)=3%的合金综合耐蚀性能最好,在质量分数80%的 H2SO4中有更宽的钝化平台和更低的维钝电流.     

石灰岩声发射频谱特性演化及破裂阶段识别

为获得石灰岩受压破裂阶段声发射识别信息,开展石灰岩单轴压缩声发射试验,获得加载全过程的声发射特征参数及其波形信息,首先结合石灰岩应力与累积能量走势的特征选取 5 个岩石加载破坏过程中的关键点。通过频谱分析与小波包分析,找到石灰岩声发射频谱特征变化规律,获得适合的破裂阶段识别信息;其次利用小波包分解所提取的频带能量占比训练 BP 神经网络,为岩石破裂阶段预警提供双 重保证。研究结果表明：主频值整体呈现先上升后下降的趋势,频谱宽度变化为 200 kHz-300 kHz-200 kHz,频率由单一低频转化为低高频并存后又恢复单一低频;低频高幅为频谱特征的一种主要形态存在;小波包分解将信号频率分为 8 个频段,可将 1、2 低频段之和小于 30%的信号作为特征点,进行岩石破裂预测;以该特征点为界将石灰岩声发射信号划分为两类,训练后的 BP 神经网络能够实现这两类信号的快速准确识别与分类,对于预测岩石破裂阶段有一定价值。     

Na_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O体系298.15K时固液相平衡研究

采用等温溶解平衡法研究Na_2B_4O_7-Mg_2B_6O_(11)-H_2O体系在298.15,K时稳定相平衡,并测定其溶解度及物化性质(密度和折光率).根据实验数据绘制稳定相图及物化性质-组成图.研究结果表明:该体系为水合物I型,无复盐及固溶体形成;相图中有1个共饱点E(Na_2B_4O_7·10H_2O+Mg_2B_6O_(11)·15H_2O),对应的液相组成(质量分数)为Na_2B_4O_72.95%、Mg_2B_6O_(11)0.034%;2条单变量溶解度曲线AE和BE;2个单盐结晶区,对应的平衡固相分别为Na_2B_4O_7·10H_2O和Mg_2B_6O_(11)·15H_2O;平衡液相中随着Na_2B_4O_7含量的不断增加,Mg_2B_6O_(11)的溶解度逐渐减小,表明Na_2B_4O_7对Mg_2B_6O_(11)有较强的盐析作用.稳定平衡液相的密度、折光率均随着液相中Na_2B_4O_7质量分数的变化呈有规律的变化.采用经验公式对密度和折光率进行了关联,计算值和实验值吻合较好.     

精炼渣成分与轴承钢夹杂物类型关系热力学分析

针对轴承钢中钙铝酸盐大型夹杂物的控制问题,通过计算GCr15轴承钢中尖晶石MgO·Al2 O3、钙的铝酸盐CaO·6Al2 O3夹杂物生成热力学,分析精炼渣成分与夹杂物类型之间的定量关系.结果表明：当钢水中含有质量分数0.10×10-6的溶解钙[Ca]时,只要溶解镁[Mg]质量分数小于10×10-6,MgO·Al2O3就会被[Ca]还原成 CaO·6Al2O3;当精炼渣碱度为7.04,(MgO)质量分数为1.38%时,钢水中溶解[Mg]质量分数比临界[Mg]质量分数低56%,夹杂物以尺寸大于10μm的CaO-Al2O3系复合夹杂为主;当精炼渣碱度为3.75,(MgO)质量分数3.14%时,钢水中溶解[Mg]质量分数比临界[Mg]质量分数低14%,夹杂物以尺寸小于8μm的MnS包裹MgO·Al2 O3复合夹杂为主;当精炼渣钙铝比C/A为1.8~2.0时,控制精炼渣碱度R为4.5~5.5,(MgO)质量分数为3%~5%,即能使钢中MgO·Al2O3保持稳定而不转变为CaO·6Al2O3.     

海藻酸钠磁球制备及对亚甲基蓝的吸附研究

首先以FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O与NaOH为原料制备磁流体Fe3O4,然后以十二烷基苯磺酸钠(LAS)和海藻酸钠(SA)包裹磁流体,以CaCl2为交联剂制备交联海藻酸钠磁球.将该磁球用于吸附溶液中的亚甲基蓝,考察相关因素对吸附的影响.结果显示,25℃,亚甲基蓝溶液质量浓度140 mg/L,吸附时间240...     

储罐底板钢点蚀过程中声发射信号的聚类分析

联合采用声发射和电化学技术研究储罐底板钢试样在w(NaCl)=3.0%,pH=2.0的酸性溶液中的点蚀特征,基于K-均值聚类算法对点蚀声发射信号特征参数进行聚类分析,从而提取各类信号的自身特征。将分类后的信号作为样本训练BP人工神经网络,成功对平行试验采集的声发射信号进行识别。研究结果表明,底板钢在酸性条件下的点蚀过程主要产生氢气泡、膜破裂和蚀坑生长这3类典型的声发射信号,通过聚类方法可以区分这3类信号,并能用神经网络对声发射源进行有效识别。这对现场常压金属储罐底板腐蚀声发射检测结果的解释和评价具有指导意义,有助于提高检测结果可靠性,降低储罐运行风险,保证其运行安全。     

钛合金在不同溶液中的电化学腐蚀行为

针对钛合金Ti6Al4V在不同溶液(NaCl、NaBr、KBr)和不同溶液质量分数(6.5%、12.5%、18.5%)下的电化学腐蚀行为进行研究,得到了钛合金腐蚀极化曲线和腐蚀动力学参数;根据扫描电镜腐蚀图像研究了钛合金的电化学腐蚀机理;采用像素点覆盖分形维数法对腐蚀坑的分形特征进行了计算,得到了腐蚀表面形貌与分形的关系.研究结果表明:相比在NaBr溶液和KBr溶液中,钛合金在NaCl溶液中的活化范围更宽,氧化溶解时间更长,差异效应明显;相同质量分数下钛合金在NaBr溶液中的腐蚀性更强;随着质量分数增大,钛合金在3种溶液中的分形维数逐步变化——在NaBr溶液中的分形维数最大,表面形貌更为复杂,在NaCl溶液中的分形维数最小,表面形貌比较平整.     

含水量对X70钢在大港滨海盐渍土壤中腐蚀行为的影响

采用极化曲线、电化学交流阻抗等技术对X70钢在含水量20%～34%(质量分数)的大港滨海盐渍土中的腐蚀行为进行研究.结果表明:土壤含水量对X70钢腐蚀行为影响显著;水质量分数为25%时X70钢发生局部腐蚀,水质量分数高于30%时发生均匀腐蚀;随着土壤中含水量的增加,腐蚀电流密度先增后减,在水质量分数为25%时腐蚀速率达到最大;含水量较低时,X70钢在大港滨海盐渍土中腐蚀的电化学阻抗谱会出现低频感抗弧,随着含水量的增加,低频感抗弧消失,表现为单一的容抗弧.     

铜、镍、钴的铍氟酸盐水合物的热稳定性

铜、镍,钴铍氟酸盐水合物晶体与相应的硫酸盐水合物晶体属同晶结构。原因在于BeF_4~=与SO_4~=具有相同的电子数目及外层电子数目。但是BeF_4~=与SO_4~=中心原子的氧化值不同,极化能力不同,故Be-F键应比S-0键为弱,热稳定性应较低。通过差热及热重量分析配合化学分析及X射线粉末法对热分解产物的鉴定,说明在400℃以下硫酸盐水合物只是简单可逆脱水,可表示为: CuSO_4·5H_2O 80℃ CuSO_4·4H_2O H_2O 104℃ CuSO_4·3H_2O 2H_2O 123℃ CuSO_4·H_2O 4H_2O 228℃ CuSO_4 5H_2O NiSO_4·6H_2O 105℃ NiSO_4·3H_2O 3H_2O 125℃ NiSO_4·H_2O 5H_2O 346℃ NiSO_4 6H_2O CoSO_4·6H_2O 96℃ CoSO_4·H_2O 5H_2O 300°-330℃ CoSO_4 6H_2O 铍氟酸盐水合物脱水是不可逆的,第一步: CuBeF_4·5H_2O 102℃ CuBeF_4·4H_2O H_2O NiBeF_4·6H_2O 105℃ NiBeF_4·4H_2O 2H_2O CoBeF_4·6H_2O 110℃ CoBeF_4·4H_20 2H_2O 脱水后样品溶于结晶水中,当溶液沸腾时BeF_4~=发生水解,生成Be(OH)_2、BeF_2及CuF_2·2H_2O或NiF_2·2H_2O或CoF_2·2H_2O放出HF。温度稍高CuF_2·2H_2O、 NiF_2·2H_2O,CoF_22H_2O又分解成CuOHF·CuF_2、NiF_2及CoF_2。在220℃附近Be(OH)_2脱水成BeO。在350℃以上CuF_2还会变成CuO。     

H_(12)[P_2Mo_(12)V_6O_(62)]·12H_2O催化合成乙酸正丁酯的研究

合成了Dawson型H_(12)[P_2Mo_(12)V_6O_(62)]·12H_2O杂多酸,采用红外、X射线、热重表征了其结构;讨论了杂多酸催化合成乙酸正丁酯的催化剂质量分数、醇酸物质量比和反应时间3个变化因素,利用3因素3水平正交实验L9(33),考察反应条件对酯化率的影响,得出最佳反应条件为醇酸物质的量比为1.2∶1,催化剂质量分数为0.4%,反应时间为4h.