Effect of strength matching on the reliability of welded pipe with circumferential surface crack

For different strength matching, the reliability index and failure probability of welded pressure pipe with circumferential surface crack were calculated using three dimensional stochastic finite element method. This method has overcome the shortcomings of conservative results in safety assessment with deterministic fracture mechanics method. The effects of external moment and the depth of the circumferential surface crack (a) on the reliability of pressure pipe were also calculated and discussed. The calculation results indicate that the strength matching has certain effect on the reliability of the welded pressure pipe with circumferential surface crack. The failure probability of welded pressure pipe with high strength matching is lower than that with low strength matching at the same conditions. The effects of strength matching on the failure probability and reliability index increased by adding external moment (M) and the depth of the circumferential surface crack (a).

Effects of strength matching and crack depth on the fracture parameters for welded joints

Fracture parameters of welded joints with different strength matching and crack depth in weld metal are investigated by using the methods of elastoplastic finite element analysis and three point bend specimen test. The results show that for shallow crack, the plastic zone turns large in loading process, and the fracture toughness turns high. The extent of the plastic zone of overmatched joint is larger than that of undermatched joint because it will extends to parent metal from the weld metal in loading process for the same CTOD value. The plastic zone of undermatched joint is restricted within the weld, and the size of that is small. Overmatched joint shows the fracture behaviour of shallow crack may more easily than the undermatched joint, while the two sorts of joint specimens have the same crack depth. Therefore, the fracture-resistant capability of overmatched weld is better than that of undermatched weld. when the toughness of weld metals is similar for both overmatched and undermatched joints.

A new step-cooling process for strength and toughness matching control of vanadium-containing railway wheels:effect of intragranular ferrite

To improve the competitive relationship between strength and toughness,the effect of low undercooling in austenite(γ)on the microstructure and mechanical properties of commercial vanadium-containing wheel steels was studied using an optical microscope(OM),a scanning electron microscope(SEM),a transmission electron microscope(TEM),and mechanical property tests.The results show that when the wheel steel is slightly cooled to an appropriate temperature above A c3 point for a short time after it has been austenitized at an elevated temperature,the solid-solved vanadium is pre-precipitated in the form of V(C,N)second phase semicoherent with the matrix in the originalγgrain.This phase hardly participates in matrix strengthening.Due to the small mismatch between V(C,N)and ferrite(α),during the subsequent-cooling phase transformation stage,the pre-precipitated second phase becomes theαnucleation point,causing granular and ellipsoidal intragranular ferrite(IGF,with an average size of 4-6μm)to nucleate in the originalγ.The IGF production and strength loss increases with the increasing undercooling degree.Based on this,Masteel Co.,Ltd.has developed a new heat-treatment step-cooling process that can promote the formation of IGF,considerably improving the level and uniformity of fracture toughness on the premise that the strength and hardness of the wheel are almost unchanged.

T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹表征

综述了T23/P23钢高强匹配焊缝金属接头再热裂纹的特征。结果表明,T23/P23耐热钢高强匹配接头再热裂纹倾向明显,焊后状态高强匹配接头具有较高的强度和可以接受的塑性和韧性。接头显微组织中的HAZ粗晶区碳化物析出、晶界的滑移及晶界的脆化是再热裂纹产生的必要条件;影响HAZ组织的主要因素是母材中碳化物形成元素和残留元素的种类及含量。随接头拘束应力增大,再热温度升高时再热裂纹倾向增大。T23/P23钢接头中氢的行为是产生再热裂纹不可忽视的影响因素。生产中常用低应力化和低氢化综合工艺及参数,以及新型专用焊接材料等措施,使接头中的应力水平降低,氢含量最小化,控制再热裂纹形成条件,并获得了较满意的效果。

钢桥焊接接头强韧匹配现状分析

综述了国内钢桥焊接接头强韧性匹配情况。钢板及焊接材料试验数据表明:原材料的强度波动范围较大,给强度匹配带来较大的难度,需要在原材料标准中对其强度范围进行限制;某些项目规定的焊缝强度限制指标缺乏理论依据,需要进行专题研究制定合理的波动范围。

具有高强匹配焊缝金属的LDX2101钢接头显微组织表征

综述了涉及高强匹配焊缝金属的LDX2101钢接头显微组织的特征。结果表明,节约型双相不锈钢LDX2101焊接材料的选用,可以采用“准成分匹配”选用原则,即焊缝中所加元素的种类与母材相同,但各元素的含量可能有较大的变化,以确保熔敷金属中具有适量的相平衡,获得满意的综合性能。相同的热循环条件下,接头的组织主要取决于化学成分,即Creq/Nieq比值;在一定范围内,随Creq/Nieq比值降低,提高了铁素体固溶温度,在较高温度下发生δ→γ转变,获得较多的奥氏体。随热输入增加,在所有焊缝金属中,γ奥氏体的含量增大,而且γ奥氏体的含量高于δ-铁素体的含量;在HAZ,随热输入增大,γ奥氏体的含量增大。在650℃时效试件中,焊接接头的组织变化主要是Cr2N析出;650℃时效15 min时,主要是铁素体晶内析出Cr2N;650℃时效90 min时,在接头3个区的晶界上均析出Cr2N。铁素体含量的变化:焊缝为37%,HAZ为40%,母材为45%。

125ksi超级马氏体油管成分-组织-性能-工艺综合控制技术

125ksi钢级15Cr超级马氏体不锈钢具有优良的高强度、高韧性匹配与耐CO_(2)腐蚀性能,是深度>7000 m深井油井管的候选材料。从成分设计、生产工艺、组织调控等方面,论述了15Cr超级马氏体不锈钢油管的高强高韧综合控制技术。成分控制方面,采用无δ铁素体成分设计,w[Cr]取15%,w[Ni]取6.5%~7%,w[C]取0.01%~0.03%,w[Cu]取1.25%~1.5%,Cr、Ni元素合理匹配是降低δ铁素体含量的主要因素,C、Cu含量的合理匹配是获得高强高韧力学性能的关键因素。冶炼工艺方面,研究了电弧炉钢杂质元素的影响,结果表明,V、N、Al杂质元素会增加15Cr钢的硬度,将回火温度提高至550~575℃,能够降低硬度保证韧性。热加工成型方面,通过热变形试验,获得了15Cr钢的动态再结晶规律,制定了无缝管热穿孔成型变形温度1100~1150℃,能够获得细小的再结晶晶粒。组织性能调控方面,通过热处理工艺研究,确定了正火温度采用950~980℃,即能保证晶粒尺寸不明显长大,又能获得高强度与高韧性的匹配。

高强β钛合金的发展现状与强化方法

钛合金是比强度最高的金属材料之一,广泛应用在航空航天领域。随着材料技术的进步,人们对高强钛合金的研究与开发也逐渐深入。综述了国内外高强β钛合金的发展现状与主要的强化方式。重点介绍了Ti-13-11-3、Ti-l023、Ti-5553以及Ti-55531等典型高强钛β合金。梳理了高强β钛合金的设计思路,指出了限制高强β钛合金向更优性能发展的瓶颈并提出了可能的解决途径。总结了固溶强化、析出强化、加工硬化、细晶强化以及增材技术等高强β钛合金的强化方法,以期为进一步提高高强β钛合金的强度、优化高强β钛合金综合性能提供指导。

TC18钛合金大规格棒材热变形行为研究进展

近年来,随着自由锻造装备大型化的不断发展,航空航天关键结构件用锻件的大型化需求急剧增长,大规格棒材的制备成为了科研及工业化生产的重点工作。TC18钛合金作为一类高合金化、热变形参数敏感型高强高韧钛合金,已逐步成为航空航天关键装备的核心结构材料,因此,其棒材的大型化成为了近年来研究及生产的重点方向。本文梳理了近年来TC18钛合金大规格棒材(Φ300~Φ500 mm)生产技术概况,综述了TC18钛合金热变形数值模拟的相关研究,分析铸锭熔炼、锻造成型及热处理工艺的现状,总结大规格棒材现存问题及解决方法。最后,展望原材料制备过程今后一段时间的研究重点,结合使用单位对TC18钛合金棒材的使用需求,力争在未来打通原材料和成品锻件的全流程制造工艺,实现工艺个性化设计、组织性能定量调控。

Mechanisms and experimental research of ion-matched waterflooding to enhance oil recovery in carbonate reservoirs: A case of Cretaceous limestone reservoirs in Halfaya Oilfield, Middle East

Based on systematically summarizing the achievements of previous ion-matched waterflooding researches,the diversity and synergy of oil recovery enhancement mechanisms and the interaction between mechanisms are examined according to two classification standards,and the influence of behaviors of different ions on different mechanisms and oil displacement efficiency are investigated.Ionic strength is proposed to characterize the behavior differences of univalent and divalent ions,the relationships between ionic strength,effective concentration,and mechanisms are established to characterize the ion behavior behind various mechanisms,and evaluate the performance of ion-matched injection water.The mechanisms of enhancing oil recovery by ion-matched waterflooding include:(1)The ion-matched water can reduce the ion strength and match the ion composition of formation water,thereby reducing the difference between the effective concentration of univalent ions and divalent ions on the surface of carbonate rocks,and improving the effective concentration of potential determining ions(especially SO42-).(2)It can improve wettability,oil-water interface properties,pore structure and physical properties of the reservoir,and finally enable the establishment of a new ionic equilibrium conducive to waterflooding while breaking the original equilibrium.In this study,experiments such as relative permeability curve,interfacial tension,and core-flooding were carried out on carbonate core samples from the Cretaceous Mishrif Formation reservoirs in Halfaya Oilfield,Middle East,a method for injection water evaluation was established and the injection water suitable for these reservoirs was selected:6 times diluted seawater.Compared with ordinary seawater,oil displacement efficiency can be increased by more than 4.60%and compared with the optimum dilution of formation water,oil displacement efficiency can be increased by 3.14%.

一种WiFi混合滤波的RSSI室内定位算法

针对接收信号强度指示(RSSI)在基于WiFi的室内定位应用中易受到环境影响出现波动、突变进而导致定位精度降低的问题,提出了一种WiFi混合滤波的RSSI室内定位算法。首先,根据WiFi信号距离衰减模型设计一种自适应阈值滤波器剔除观测信号异常值;然后,根据自适应阈值滤波、卡尔曼(Kalman)滤波、均值(Mean)滤波设计了一种混合滤波算法(ATKM)对RSSI数据进行滤波;最后,提出了一种基于斯皮尔曼-欧几里得距离的加权K近邻算法(SEWKNN)进行位置估计。在真实环境下的实测结果表明,本文提出的ATKM滤波算法能显著降低RSSI信号的波动,提出的SEWKNN算法在室内环境中平均定位误差为1.17 m,在走廊环境中平均定位误差为1.53m,相比传统的WKNN算法平均定位误差分别下降18.18%和16.84%。

基于恒压蓄能器非对称缸能量回收及强度校核

针对非对称缸工作装置在下降过程中存在较大的节流损耗问题,采用普通的蓄能器进行回收可以减小系统发热,但是当蓄能器内外压差小时,能量充放效果差,影响作业性能。因此,提出采用恒压蓄能器对非对称缸能量回收系统进行回收与利用,并对所提出的恒压蓄能器隔膜进行强度校核。首先,在Simulation X液压仿真软件中,搭建非对称泵驱动的非对称缸工作装置进行基于恒压蓄能器的能量回收系统仿真;然后,采用基于粒子群算法的并行优化设计方法,对影响回收效率的恒压蓄能器参数进行参数匹配,以提高能量回收效率;最后,对所提出的恒压蓄能器的隔膜进行强度校核与可行性分析。仿真研究结果表明:采用优化后的恒压蓄能器参数进行能量回收的方案,充放压力效果恒定,系统能量回收率达到18.9%。同时所提出的新隔膜方案满足设计强度要求,可为后续的恒压蓄能器的试制提供参考依据。

深层页岩气用高强度套管强韧性研究

为满足井深大于3 500 m的页岩气开发用高强度套管的强韧性要求,对试验用套管钢在不同热处理条件下的强韧性变化、显微组织演变及微观断裂机制等进行试验研究。试验结果表明:该试验钢的最佳热处理工艺条件为920℃保温45 min后淬火,660℃保温60~90 min后回火,其屈服强度≥1 000 MPa、-10℃横向冲击功≥80 J,可满足T/CPSI 01301—2022标准对140钢级的要求,具有最佳的强韧性匹配。随着回火温度升高及回火保温时间延长,晶界、板条内及板条界等位置上析出碳化物发生球化、聚集及粗化演变,断口形貌特征逐渐转变为准解理、撕裂棱及二次裂纹,进而演变成大小韧窝和少量二次裂纹特征,造成了试验钢的强韧性差异。

不同强度匹配对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响研究

环焊缝的强度匹配形式和耐腐蚀性对管道可靠运行至关重要。文中分别采用低强匹配、等强匹配和高强匹配三种匹配形式对D1219×18.4 mm X80螺旋焊管进行焊条电弧焊,对焊接接头进行抗氢致开裂(HIC)试验,并综合包括化学成分、微观组织、接头强度和韧性等各种因素分析,研究不同强度匹配形式对X80管线钢环焊缝抗氢致裂纹性能的影响。结果表明,三种匹配方式下的X80管线钢焊接接头的抗HIC性能均能满足相关要求,且采用三种强度匹配焊条焊接接头的裂纹长度敏感率(CLR)、裂纹厚度敏感率(CTR)以及裂纹敏感率(CSR)随着匹配强度的升高而升高;焊缝金属的C、P、S含量对HIC敏感性有显著影响,降低这些元素的含量有助于提高焊缝的抗HIC性能;微观组织观察表明,焊缝金属的组织类型和形态对HIC敏感性也有重要影响,热力学平衡且稳定的细小组织是抗HIC的理想组织。

形变热处理对TC9钛合金组织及拉伸性能的影响

研究了锻造变形量、固溶时效温度等对TC9钛合金锻棒组织和力学性能的影响。结果表明:锻造变形能细化TC9钛合金的β晶粒尺寸、弱化或抑制α微织构的形成,并消除连续的晶界α相;随着锻造变形量从67%增加至92%,原始β晶粒和α微织构平均尺寸分别从420和80μm降低至280和20μm;随固溶温度的升高,板条α相球化成短棒状、等轴α相,随后转变为β相,α相含量逐渐减少和尺寸逐渐减小,β相则表现出相反趋势;随时效温度的升高,板条α相球化的同时β基体上析出针状次生α相。固溶时效处理后,由于板条α相再结晶及β基体上纳米级次生α相弥散析出,合金的屈服强度得到显著提升。

125V钢级高强度高韧性耐热SEW套管开发

为了满足深层非常规油气资源开采对高强高韧耐热套管的需求,设计了一种Cr-Mo-Nb-V-Ti系微合金热轧卷板,采用“高频焊接+热张力减径+全管体调质热处理”组合工艺技术,试制开发出125V钢级Φ139.7mm×12.7 mm高强高韧耐热SEW(Hot Stretch⁃reducing Electric Welding)套管产品,并对试制套管进行了试验检测。结果表明,试制套管焊缝与母材组织均匀性好,整体强韧性匹配优,其屈服强度平均值达到956 MPa,抗拉强度平均值达到1006 MPa,伸长率平均值达到24%,300℃高温屈服强度下降幅度为11.7%,0℃下横向冲击平均值为90 J,管体抗挤毁强度平均值为190.33 MPa,优于API TR 5C3标准要求值33%以上,能够满足现场作业要求。

桐城派文气论与古典散文英译研究——以《游万柳堂记》英译为例

古典散文是中国文章写作的精粹,其英译是典籍英译研究的重要组成部分。“翻译就是做文章”,相比西方以语言转换为基础的翻译理论,中国译论中的文章翻译学更能有效指导古典散文的英译实践。本文以文章翻译学为纲,选取桐城派刘大櫆散文名篇《游万柳堂记》的英译本进行案例分析,考察桐城派文气论在古典散文英译中的适应性。研究认为,古典散文的英译要贴合原作的写作章法,以“气合”贯穿始终,使译文在音、义、篇等方面都与原文相得益彰,达到浑然一体、自然流畅的境界。

基于稳定AP选择的动态室内定位方法

在室内复杂多变环境下,基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication,RSSI)的位置指纹算法得到了广泛研究。其中,在线阶段的匹配算法通常采用加权K近邻(Weighted K-Nearest Neighbor,WKNN)算法,但该算法往往采用固定k值方法存在较大的定位误差,具有一定的局限性,并且离线阶段构建位置指纹数据库时并没有考虑到无线接入点(Access Point,AP)信号的波动性。因此,存在大量不同AP的冗余信息,对定位效果产生较大影响。针对上述问题,提出一种基于稳定AP选择的动态室内定位方法。首先,通过高斯滤波对RSSI值进行预处理,滤除随机干扰;然后,通过优选AP算法计算AP的稳定度,筛选出关键AP用于定位;最后,利用距离阈值动态调整k值,并对权重系数进行改善,实现了对WKNN算法的改进。实验结果表明,基于稳定AP选择的动态室内定位方法可以有效去除冗余AP信息,并实现动态k值方案,在定位精度上优于K近邻(K-Nearest Neighbors,KNN)算法、加权K近邻算法和改进的加权K近邻算法,平均定位误差分别降低了26.13%、21.29%和9.89%,定位误差在1.5 m内的累积分布概率达到了60.41%,分别提升了25%、16.66%和8.33%,定位效果提升明显。

粗集料强度对混凝土抗压强度影响的试验研究

试验研究了碎石、钢、砂浆、页岩陶粒和加气混凝土集料强度对高强、中强和低强基体混凝土抗压强度的影响,研究结果表明粗集料强度对混凝土抗压强度影响较大,用于配制混凝土的粗集料必须具备一定的强度。只有集料强度与基体强度相互协调时,才能更好地发挥集料和基体的作用;当集料与基体两相强度差异较大时,高强相的强度不能充分利用。

Q550高强钢焊接接头强韧性匹配

在不预热条件下采用不同合金成分焊丝焊接Q550高强钢,试验研究焊丝中合金对焊缝组织、接头抗拉强度及冲击韧性的影响.结果表明,使用MK.G60-1焊丝可获得以针状铁素体为主的焊缝组织.焊缝中沿晶界分布的先共析铁素体在承受拉应力时易萌生裂纹,提高焊缝中针状铁素体含量可以提高接头抗拉强度和韧性.采用MK.G60-1焊丝接头抗拉强度接近母材的抗拉强度,断裂发生在熔合区.接头热影响区的冲击吸收功最高,而熔合区的抗拉强度和韧性最低.焊缝冲击断口纤维区均以穿晶断裂为主,断口韧窝产生的机理是微孔聚集型,针状铁素体区对应的韧窝较大,先共析铁素体对应的韧窝较小.