低透气性煤层点式酸化压裂增透技术研究与应用*

为解决富含矿物质煤层透气性问题,基于点式压裂和酸液增透煤体机制,提出点式酸化压裂增透技术,通过扫描电镜试验确定适合三元煤矿酸液配比体系。结果表明:点式酸化压裂钻孔组平均抽采瓦斯流量和浓度是普通钻孔组的3.65,1.72倍,是点式水力压裂钻孔组的1.32,1.06倍;点式酸化压裂增透效果明显优于点式水力压裂;且其增透煤体起裂压力和同等条件下注液量均低于点式水力压裂,点式酸化压裂实现煤体定点、低流量、大范围、快速增透,通过将物理增透与化学增透相结合,可有效提高煤体孔隙-裂隙结构发育程度和整体连通性,有助于煤体中瓦斯运移,提高采收率。     

火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律影响研究*

为了研究火源位置对浮法玻璃热破裂行为规律的影响,选用尺寸为600 mm×600 mm×6 mm（长×宽×厚）的浮法玻璃为研究对象,研究在点支撑和框支撑安装方式下,在玻璃厚度方向上不同火源位置的浮法玻璃热破裂情况,分析其首次破裂时间、破裂时表面温度以及裂纹起裂方式等热破裂行为参数,加深对浮法玻璃热破裂行为机理的研究。结果表明:在火源位置实验中进行中心热辐射时,点支撑安装方式下的浮法玻璃防火性能优于框支撑安装方式下的浮法玻璃;其次,玻璃表面会形成大量孤岛裂纹和交叉裂纹,裂纹最终形态受火源位置影响,火源位置与裂纹数量、裂纹分布复杂性呈负相关。     

Determination of the critical length of the crack-like flaws and its effect on safety

Methodologies of API 579 have been widely accepted as the de-facto standard guideline for fitness for service assessment on crack-like flaws in pressure equipment. For different purposes and needs, the evaluation is divided into three levels, from critical length estimation in level 1, use of the failure analysis diagram (FAD) in level 2, to performing finite element stress analysis in level 3, that is from simplified to accurate. It is generally considered safe as long as the crack is smaller than the critical crack, but not all of them are actually the case. Therefore, it is very important to study the physical meaning behind the critical crack and understand the conservativeness of it.In this study, numerous examples of critical cracks determined according to API 579 Level 1 were put into Level 2 analysis for comparison. Each case is mapped onto the FAD of level 2 analysis to see its position and distance from the borderline between safe and danger zones. A huge amount of examples covering the majority of possible scenarios, including the geometry, thickness, inner diameter, pressure and half-length of the flaw, depth of the crack, crack tip and crack bottom, as a whole, there are 960 cases to be analyzed.Results show that cracks on the circumferential direction of the cylindrical and spherical vessels are distributed tightly in a small area far from the borderline on the FAD diagram. In these cases, the vessel is actually not as dangerous as the critical crack implies, since most of the points lie quite far from the danger zone. As for the longitudinal cracks of a cylindrical vessel, the results are scattered around, and three data points are located outside the allowable zone. The peculiar results are partly due to a discrepancy of interpolating procedure as the influence coefficient is being computed. Through this study, it is also found that the cumbersome process of estimating the critical crack length can be greatly simplified for longitudinal cracks in a cylindrical vessel.     

基于两参数Weibull模型的预腐蚀2A12铝合金材料裂纹萌生寿命评估

铝合金在航空工业中广泛应用,因此对于铝合金构件的寿命评估很重要。腐蚀损伤使得裂纹容易萌生,因此降低铝合金结构的疲劳寿命。铝合金构件在其服役过程中,裂纹萌生寿命占据了大部分的时间,研究腐蚀损伤对于铝合金材料的裂纹萌生寿命的影响具有重要意义。由于腐蚀疲劳影响因素众多,数据分散性很大,因此本文引入weibull分布模型评估腐蚀疲劳裂纹扩展,对于损伤容限评估具有重要意义。     

预腐蚀LD2铝合金腐蚀坑向裂纹转化研究

本文主要研究微结构对于腐蚀坑的生长,腐蚀坑向裂纹的转化过程,以及导致最终断裂的主导有效裂纹。对于两种厚度的LD2铝合金试件在3.5%NaCl溶液中进行了腐蚀疲劳试验。试验结构表明微结构对于腐蚀坑向裂纹的转化过程以及疲劳裂纹扩展具有重要影响。     

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.     

一起球罐支柱开裂的分析处理和评定

介绍了一起球罐支柱开裂事故的原因分析和处理措施,并进行了强度校核。     

催化裂化装置长周期运行保障技术

对催化裂化装置的生产运行特点进行了描述,从工艺、设备、公用工程等方面对影响装置长周期运行的因素进行了分析,提出了解决瓶颈问题、实现长周期安全运行的技术措施。     

残余应力对焊接角接头裂纹扩展性能的影响分析

目的 分析焊接残余应力对角接接头裂纹扩展特性的影响。方法 基于热弹塑性力学法,建立角接头的有限元模型,计算焊接温度场,并采用热机耦合方法计算焊接残余应力。采用断裂力学方法,分析计算焊趾部位的应力强度因子和裂纹扩展寿命,并对比分析残余应力对裂纹扩展的影响。结果 计算得到焊缝的残余应力达到了材料屈服极限,呈拉伸应力状态,其Von Mises应力值为345 MPa。在应力为200 MPa以内,考虑残余应力的前提下,分别使用文献试验得到的数据和IIW标准中的数据作为裂纹扩展参数,应力比R=–1时的裂纹扩展寿命分别为2.61×10⁶和6.84×10⁵次循环;在应力比R=0时的裂纹扩展寿命分别为1.16×10⁵和2.90×10⁴次循环。结论 残余应力会加速裂纹扩展。采用控制变量法,将应力范围设定为常值,当应力比R<0时,残余应力扩大了应力强度因子的范围;在应力比R>0时,残余应力一方面会增大最大应力强度因子,使其接近材料的断裂韧度,同时拉伸残余也提高了平均应力强度因子或者提高了应力比R,在这种情况下,残余应力均会加速裂纹的扩展速度。随着裂纹长度的增加,残余应力对裂纹扩展速率的影响会增大。外载荷和残余应力共同对裂纹扩展产生影响,应力比R和残余应力对裂纹扩展的影响机制相同,在焊接结构寿命评估时,需要综合考虑这2个影响因素。     

国内引进催化裂化再生烟气脱硫装置存在问题及对策

对国内引进杜邦Belco公司EDV湿法洗涤脱硫系统治理催化裂化再生烟气运行过程进行分析,指出EDV湿法洗涤脱硫系统存在的问题;并结合中国石油化工研究院开发的10000m3/h催化裂化烟气脱硫、脱硝、除尘一体化技术提出了解决措施,以满足《石油炼制企业污染物排放标准》中催化裂化催化剂再生烟气排放限值。