氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型理论研究

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小范围氢化物沉淀条件下,给出了考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理场的耦合效应的数学模型.导出了应力态金属中氢固态溶解度解析表达式,可用于描述不同弹性性态及任意几何形状的氢化物,其中氢化物和金属相假设为具有完全各向异性的力学性态.研究表明,当接近氢化学平衡和临近应力强度因子阈值裂纹扩展时,静水应力平台在临近裂尖氢化物沉淀的区域产生.静水应力平台强烈依赖于远场氢浓度和温度,但几乎与金属材料的屈服强度和硬化特性无关.同一静水应力也在产生氢化物的裂尖后面出现.裂尖场附近的特性用于估计远场氢浓度阈值(而且发现低于此阈值时不会产生氢化物沉淀)和应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子接近零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,它可由氢化物沉淀区域的常静水应力体现.随着归一化应力强度因子值的增加,裂纹扩展裂尖场从阶段Ⅰ演化到阶段Ⅱ,氢化物沉淀区域的实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不充有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

固化法处理含油污泥的室内研究

以水泥作为固化剂对中原油田文一污的含油污泥进行了固化处理,测定了固化后产物的抗压强度和浸出液的COD、含油量及有毒元素的含量。结果表明:当固化块中水泥与污泥的质量比为2.0∶1.0时,抗压强度可以达到16MPa,当添加适量的外加剂后,固化块的强度可以达到20MPa以上。当水泥与污泥的重量比大于1.0,在50℃、12h后,其浸出液的COD均低于150mg/L。水泥/污泥比值在1.0∶1.0~1.8∶1.0范围内,在25℃、120h后,所做固化块浸出液的污油浓度低于5mg/L,毒性化合物含量符合GB5085.3-1996的要求。     

氢化物诱致金属稳态裂纹扩展数学模型的应用

在温度和裂尖速度恒定、平面应变和小规模屈服、小规模氢化物沉淀条件下,应用有限元法研究氢化物诱致金属稳态裂纹扩展的信息.在考虑氢扩散、氢化物沉淀、非机械能量流和氢化物/固溶变形等多物理的耦合现象条件下,有限元结果和导出的分析表达式给出的结果都证实应力平稳平台的存在,且两种计算结果相当一致.分析关系式基于氢化学平衡并明确表明了温度、远端氢浓度和氢化物弹性性态效应.裂纹尖端场特性用于发展断裂准则和估计应力强度因子阈值.当归一化应力强度因子趋于零时,临近应力强度因子阈值的裂尖场产生,表现为氢化物沉淀区出现常静水应力.随着归一化应力强度因子值增加,裂纹扩展裂尖场从阶段I演化到阶段II,氢化物沉淀区域实际尺寸减小并偏离平台水平,裂尖场附近的力学响应基本和金属中不含有氢的工况一致,此时裂尖场强烈依赖于远离裂尖场的氢浓度.     

水泥基材固化含油污泥的析出性能

以水泥作为固化剂对中原油田文一污的含油污泥进行了固化处理,固化块的强度随着水泥量／污泥量的增大而增大,当水泥量／污泥量为2．0时,强度为16．07Mpa。通过正交试验。确定了浸泡时间及水泥量／污泥量是影响固化块浸出液中含油量的两个主要因素。在25℃、浸泡时间120h、水泥量／污泥量在1．0～1．8,浸出液含油量低于5mg／L。浸出液的有毒元素含量符合GB5085．3-1996的要求。