阻燃PVC电工套管氧指数测定中的影响因素分析

通过对阻燃PVC电工套管氧指数测定中的影响因素分析,对现行的阻燃PVC电工套管的氧指数检验方法展开讨论,并为执法部门、建设单位和产品生产商提供数据参考。     

羟基锡酸锌阻燃聚氯乙烯电缆材料及其潜在火灾危险性评价

采用氧指数、成炭率、烟密度、垂直燃烧(UL 94)、热重分析、环境扫描电镜和锥形量热的方法测试了羟基锡酸锌(ZHS)对PVC的阻燃抑烟作用。ZHS用量为15%时即可以满足对PVC电缆材料燃烧烟密度的要求,燃烧等级可以达到UL94 V0级。PVC/ZHS电缆材料的热稳定性能、成炭性能和燃烧性能表明,ZHS在PVC电缆材料燃烧时,可以促进PVC交联成炭,生成的炭具有较好的隔氧、隔热及抑制可燃性气体逸出的作用,提高了PVC电缆材料的热稳定性能,有效降低了PVC电缆材料的潜在火灾危险性。     

用正交设计法研究阻燃LDPE薄膜配方

以低密度聚乙烯LDPE、氢氧化镁和微胶囊化红磷为原材料,利用正交设计法研究了新型阻燃薄膜配方,制备了阻燃型低密度聚乙烯薄膜,并对其氧指数进行测试.结果表明,新型配方中的氢氧化镁和微胶囊化红磷具有协同阻燃效果,并能在一定程度上解决燃烧时的熔滴现象;当氢氧化镁添加量小于29%时,两种阻燃剂对体系阻燃性的影响差别不明显;与纯LDPE薄膜相比,阻燃LDPE薄膜由于添加了上述两种阻燃成分,体系氧指数提高4%,改善了阻燃效果.     

赤泥及其复配体系阻燃聚乙烯的研究

采用X射线光电子能谱、热失重分析法及粒度分析法研究了拜耳法赤泥表面的元素组成、热稳定性及粒度分布;采用复配协同阻燃的方法,将拜耳法赤泥分别与微胶囊红磷、聚磷酸铵、硼酸锌、氢氧化镁等阻燃剂复配,研究了赤泥复配阻燃剂用于聚乙烯的阻燃效果.研究表明,拜耳法赤泥表面含有铝、硅、磷及氮等多种阻燃元素,热稳定性及粒度均可满足阻燃塑料的基本要求, 质量分数为50%的拜耳法赤泥阻燃聚乙烯的氧指数为20.8%.在增容剂接枝马来酸酐聚乙烯存在下,赤泥复配阻燃聚乙烯的氧指数达到了30.3%, 力学性能基本满足应用需求.     

EG填充无卤阻燃型LDPE复合薄膜阻燃性能研究

为了改善聚合物低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的阻燃性能,通过向其中添加膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)和可膨胀石墨(EG),制备了无卤阻燃型低密度聚乙烯复合薄膜.实验研究了膨胀阻燃剂填充聚合物LDPE作为阻燃复合薄膜的性能,分析了膨胀阻燃剂的加入对复合膜阻燃性能、残重率和力学性能的影响机理.研究发现,该新型配方中的EG和APP/PER对复合薄膜的阻燃性能具有协同作用,当配方中APP/PER/EG的填充量达到30%质量分数(APP∶PER∶EG∶LDPE质量比16∶8∶6∶100)时,薄膜材料的氧指数可达到27.5%;与纯LDPE薄膜相比,阻燃薄膜的氧指数提高了10.3%,改善了阻燃效果.     

温拌阻燃沥青混合料阻燃效果评价

通过氧指数、质量损失率及路用性能试验,研究EC130温拌剂、FRMAX型阻燃剂对沥青混合料阻燃效果的影响。试验结果显示,相比普通沥青混合料,阻燃沥青混合料、温拌阻燃沥青混合料氧指数分别增加23.3%、25.6%,质量损失率减小28.0%、32.0%,残留动稳定度增加14.0%、16.1%,残留最大弯拉应变增加14.1%、17.1%,冻融劈裂强度比增加5.3%、9.0%。相比普通沥青路面,阻燃沥青路面、温拌阻燃沥青路面发生火灾时能够减少34.0%、41.1%的毒害气体生成,并减少路面修补所需的混合料质量。其次得出普通沥青路面、阻燃沥青路面及温拌阻燃沥青路面的质量损失率、残留动稳定度、残留最大弯拉应变、残留冻融劈裂强度比与燃烧时间的关系模型。结果表明:阻燃剂对沥青混合料的阻燃效果显著;温拌剂有助于阻燃剂更好地发挥阻燃作用,降低火灾对道路的破坏,降低隧道火灾发生时有害气体的生成,提升隧道安全性。     

微胶囊化红磷增效氢氧化镁阻燃聚乙烯的燃烧特性

探讨了微胶囊化红磷（MRP）在氢氧化镁（MH）阻燃低密度聚乙烯（LDPE）中的阻燃增效作用,用氧指数和锥型量热计研究了MRP/MH的不同配比对其氧指数、热释放速率、发烟量等燃烧性能参数的影响。试验结果表明在LDPE/MH体系中添加适量的MRP可以有效地提高材料的氧指数,进一步降低材料的热释放速率,延长材料的着火时间,但是材料的发烟量有所增加。从热失重实验结果可以看出,在LDPE/MH体系中添加MRP不仅大大提高材料的初始分解温度,而且具有较好的成炭作用。     

GP/APP膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料阻燃及抑烟性能的影响

为了探究石墨粉 (GP) 与聚磷酸铵 (APP) 膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料的阻燃及抑烟特性的影响,采用锥形量热仪 (CCT)、热重分析仪 (TG) 及极限氧指数测试仪 (LOI) 对阻燃硅橡胶复合材料进行表征。研究结果表明:与单独添加膨胀阻燃剂APP的阻燃硅橡胶相比,添加GP/APP膨胀阻燃体系可有效提升燃烧过程中形成的膨胀碳层的致密度,降低阻燃硅橡胶复合材料的热释放速率及总烟释放量,提高阻燃硅橡胶复合材料高温阶段的热稳定性,提升阻燃硅橡胶复合材料的燃烧成炭率和质量保持率; 使阻燃硅橡胶复合材料的氧指数值增大。     

用正交设计法研究阻燃聚氨酯泡沫塑料配方

本文合成了三（２，３－二溴丙基）磷酸酯和聚磷酸锭等阻燃剂。利用正交设计方法研究了阻燃聚氨酯泡沫塑料配方。实验结果表明阻燃聚氨酯泡沫塑料水平燃烧速度为０．０１２ｃｍ／ｓ。阻燃聚氨酯泡沫塑料的氧指数为２６。     

ZIF-8/BC协同膨胀阻燃聚丙烯性能研究

为提高聚丙烯(PP)阻燃性能,以三聚氰胺磷酸盐为酸源兼气源、双季戊四醇为碳源构成膨胀阻燃体系,添加不同比例的类沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)与生物质炭(BC)制备的杂化材料(ZIF-8/BC)为协效剂,制备无卤膨胀阻燃PP复合材料,研究材料的燃烧性能、力学性能和热稳定性等。结果表明:所构成的膨胀阻燃体系能有效提高PP的阻燃性能,未添加ZIF-8/BC时氧指数可达31. 4%,拉伸强度为17. 37 MPa; ZIF-8/BC的加入使复合材料氧指数有所降低,但能提高复合材料的力学性能,添加ZIF-8∶BC质量比为1∶2的ZIF-8/BC,材料氧指数、拉伸强度分别为27. 2%、19. 87MPa; ZIF-8/BC的添加能提高复合材料的残炭量,且该量随BC含量增加而增大,ZIF-8/BC协效剂有利于形成致密炭层结构和抑制烟气释放。     

常用高分子装饰材料的燃烧特性

利用先进的锥型量热计研究了五种常用的高分子装饰材料在暴露于不同辐射热通量条件下的燃烧性能,以及用氧指数测定仪测量了这些材料的氧指数,并将这两种方法的实验结果进行了对比。     

复杂气井套管力学分析与可靠度评价

为建立考虑地层和套管参数随机性的套管可靠度评价理论方法,以便得到复杂井况下套管传统设计安全系数与可靠指标之间的关系,提出了非均匀地应力和内压联合作用下,沿套管最大外挤力方向管壁任意位置发生屈服失效时外壁等效均匀外挤力的计算方法;建立了套管抗挤和抗内压三轴强度计算公式以及有效内压计算方法;根据套管载荷和强度影响因素统计参数以及评价过程中参数测试标准值,利用蒙特卡洛法（MC）建立了完整的套管可靠度计算和评价方法;通过实例对传统安全系数与可靠指标的对应关系进行了研究。研究结果表明:指定条件下,套管安全系数与可靠指标之间存在对应关系;利用建立的方法编制计算程序可以为传统设计法中安全系数代表的安全程度进行量化;可靠度评价方法能够为安全系数的选取提供指导。     

矿用钢丝绳芯阻燃胶带与坑木燃烧特性的实验研究

介绍了锥形量热仪的基本原理和测试方法,在辐射能量35kW/m2的条件下对煤矿井下使用的钢丝绳阻燃胶带和两种木材的燃烧特性进行了实验研究,得到了3种材料的燃烧特征参数。实验结果表明:在产生的CO、释放的热量、生成的烟雾量方面,落叶松均少于果松,因此,落叶松的火灾危害性较小。钢丝绳芯阻燃胶带在产生的CO、释放的热量、生成的烟雾等方面明显大于两种木材,其火灾危害性比远远大于木材,因此,对钢丝绳芯阻燃胶带火灾应给予足够的重视。     

Experimental Study of the Interation Between the Water Mists and PVC Fire

Effect of water mist on the small-scale solid fuel polyvinyl chloride (PVC) fire in the confined space has been studied experimentally with the heat release rate measured by a cone calorimeter in this paper.The water mist is generated by a single pressure nozzle and the diffusion flame is produced from PVC samples respectively. The LDV/APV system is employed to determine the water mist characteristics. The Cone Calorimeter is used to measure the heat release rate, oxygen and carbon monoxide concentrations and other important parameters of the interaction under various conditions.The results of the test showed that heat extraction cooling (flame cooling and fuel surface cooling) plays a dominating role to suppress the PVC fire, when the water mist with enough volume flux are applied to the diffusion flame in the confined space. The higher the operation pressure, the easier the suppression. The faster the PVC fire suppressed by water mist with large enough water flux, the less the total amount of toxic gases (CO, CO₂) produced.     

纳米LDHs阻燃剂与氯化石蜡协效阻燃PS的性能与机理研究

文采用氧指数（LOI）测试结果讨论了纳米LDHs对PS,以及纳米LDHs与氯化石蜡协效阻燃剂对PS的阻燃作用。结果表明。在100份PS中加入80份LDHs时．复合材料的最高LOI可达28;而在100份PS中添加30份纳米LDHs后。再添加10份氯化石蜡时．复合材料LOI可达29．5．两者具有明显协效阻燃作用。并通过FT—IR和XPS测试结果分析了纳米LDHs与氯化石蜡的协效阻燃机理。研究发现,氯化石蜡热释放出HCl是其与纳米LDHs发生协同反应的关键。     

热采井套损机理及套管强度优化设计

我国稠油资源丰富,然而稠油热采井套管损坏现象普遍存在,且有越来越严重的趋势,提高热采井套管寿命是稠油开采过程中迫切需要解决的问题。分析了热采井套管损坏主要原因,认为高温引起的强度变化、油层出砂亏空、固井质量差、隔热措施不利及套管本身材质问题都有可能引起热采井套管损坏。采用有限元分析软件ANSYS计算了不同隔热措施、不同注汽温度、不同注汽压力、不同套管材料及壁厚条件下套管应力分布规律。计算结果表明,为减少稠油热采井套管损坏,采用隔热措施较好的油管可以明显降低套管上的等效应力,同时在套管柱设计过程中应优选低弹性模量、厚壁套管。提出了VonMises等效应力对比高温屈服强度的校核新方法,为稠油热采井套管强度设计提供依据。     

Reliability assessment of ultra-deep oil and gas wellbore casing using data statistics and numerical simulations

Ultra-deep oil and gas wells have become a new development trend in onshore oil and gas exploitation. However, Ultra-deep oil and gas wellbore casing is with high failure risk due to the harsh environment. It is essential to evaluate the reliability of wellbore casing. This paper assesses the operational reliability of wellbore casing using data statistics and numerical simulation. Firstly, the theoretical model for reliability analysis of wellbore casing is established, and the variables in the model are determined, including rock mechanics, cement ring, and casing string strength factors. Subsequently, considering the random distribution of model variables, many statistics and analyses are performed to determine the distribution parameters of the model variables. Eventually, Monte Carlo based numerical simulations are carried out to obtain the residual strength distribution and the reliability of wellbore casing. The production casing in the ultra-deep well with a depth of 6.5 km in China as an industrial case is used to illustrate the present study. It is observed that this study can be useful to guide a more accurate assessment of the reliability of ultra-deep wellbore casing.     

套管损伤磁记忆检测信号定量研究

在油气生产过程中,井下套管损伤会造成井况恶化,致使正常井转变为套损井。为了防止套损井的出现和安全事故的发生,有必要对套管进行早期损伤检测。采用金属磁记忆检测技术,开展了实验研究。实验中,通过对套管内壁环切,将套管壁厚设计为等值递增和不等值递增两种形式;根据实验数据,对磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量与壁厚、壁厚变化量的定量关系进行拟合。结果表明:磁记忆检测信号梯度值、信号梯度波峰值及信号梯度峰宽值等特征参量,可以很好的表征套管壁厚的变化情况;信号梯度值与套管壁厚呈线性递增关系;信号梯度波峰值和信号梯度峰宽值均与套管壁厚变化量呈线性递增关系。该试验结果有助于完善磁记忆检测技术的定量化研究和利用磁记忆原理检测套管损伤的评价体系。     

水泥环性质对套管破坏的影响分析

为研究水泥环受力对套管的影响,采用多孔介质流固耦合有限元计算方法和套管破坏准则,将地层和水泥环视作多孔介质,分析其对套管破坏的影响。通过建立地层-套管-水泥环有限元模型,对比研究套管在正常固井和未固井时所受的有效应力,定性分析水泥环材料性质对套管破坏的影响。研究结果表明:在多孔介质流固耦合作用下,水泥环对套管具有一定的保护功能;水泥环的泊松比对套管破坏影响较小;相较于其他两种水泥类型,膨胀水泥的性能更优,有效地减小了套管受到的应力应变。根据计算结果的分析,为套管的防护提供参考依据。