基于响应面法的半柔性路面材料低温性能研究

为提高半柔性路面材料(SFPM)低温抗裂性能,采用橡胶粉与硅烷偶联剂对水泥砂浆进行改性,制备复合半柔性路面材料(R&S-SFPM)。基于响应面分析法以劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变、弯曲蠕变速率以及平均线收缩系数作为评价指标分析胶粉目数、掺量及硅烷偶联剂用量对SFPM低温性能的影响,并确定了可获得最优低温性能表现的R&S-SFPM掺配比例。结果表明:橡胶粉可提高SFPM的应力松弛能力,使其具有更好的柔韧性;硅烷偶联剂可提高SFPM力学强度。此外,橡胶粉及硅烷偶联剂掺量、胶粉目数均对SFPM低温性能改善效果有较大影响。当胶粉目数为60目、掺量为14%,硅烷偶联剂用量为0.72%时,R&S-SFPM综合低温效果最佳;与普通半柔性路面材料(O-SFPM)相比,R&S-SFPM的劈裂抗拉强度、抗弯拉强度、最大弯拉应变以及弯曲蠕变速率分别提高23.7%、7.6%、29.9%和15.2%。

水分对混合动力汽车发动机油性能的影响

利用机械搅拌机将蒸馏水均匀分散在发动机油中,形成“油包水”结构的稳定乳化液,利用石油产品低温泵送黏度测定法、铜片腐蚀测定法、润滑油氧化诱导期测定法、倾点测定法、四球法分别评价水分对混合动力汽车发动机油理化性能的影响。试验结果表明:水分对油品的低温泵送黏度、氧化诱导期、最大无卡咬负荷、烧结负荷及磨斑直径等性能有影响,随着水含量的增加,其油品的低温流动性、抗氧化性、承载能力及抗磨损性能变差;对油品的倾点、腐蚀性能基本无影响。(图0表5参考文献5)

低温熔融盐体系电沉积制备铝锡合金

以AlCl_(3)-NaCl-KCl低温熔融盐体系作为电解质,无水SnCl_(2)作为原料,对电沉积制备Al-Sn合金进行研究。通过扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析合金产物的形貌和成分组成;通过极化曲线法和摩擦磨损实验对合金产物的耐蚀性和耐磨减摩性进行检测分析;通过维氏硬度计和涂层附着力自动划痕仪对合金产物的硬度与膜基结合力进行表征。结果表明:当SnCl_(2)添加量为0.04~0.08 g时可制备出锡含量为10%~18%的中锡铝合金,最佳沉积温度为160~200℃、沉积时间为40~50 min、电流密度为40~50 mA/cm^(2);随镀层中锡含量的提高,其耐蚀性逐渐变差,而耐摩擦磨损性能先提高后降低,并在SnCl_(2)添加量为0.06 g,即镀层中锡的含量为14 wt%时有最佳摩擦磨损性能;沉积温度对合金镀层的硬度及结合力有很大影响,随沉积温度的升高,合金镀层的膜基结合力和硬度均呈现先提高后降低的趋势,当沉积温度为200℃时,其结合力和硬度最佳。

基于配比优化设计的半柔性路面低温性能研究

半柔性路面的配比优化设计是其力学性能表现良好的先决条件。本文采用体积法对基体沥青混合进行配比优化,以灌浆材料的力学特性为评价指标并采用正交试验法对配比进行优化,此外通过自行研制的灌浆设备对半柔性路面进行制备,对低温性能进行评价。结果表明,该基体沥青混合料最佳油石比为4.3%,空隙率和连通孔隙率分别为25.45和23.18,满足灌注要求;以初始流动度、30min流动度、泌水率、7d抗折强度、7d抗压强度为评价指标,获取该灌浆材料的最优水胶比及砂胶比分别为0.46和0.15。自行研制的灌浆设备可对灌浆材料进行有效灌注,灌注率满足要求。力学性能测试表明,该半柔性路面具备良好的低温性能及水稳定性。

低张力抗高温有机盐完井液体系研究

为了满足高温低渗气田完井作业施工对完井液综合性能的要求,提高完井作业效率,在分析了目标气田基本概况的基础之上,以防水锁剂F-2和缓蚀剂HSJ-H为主要处理剂,研究了一种适合高温低渗气田的低张力抗高温有机盐完井液体系,并对其综合性能进行了评价。结果表明:低张力抗高温有机盐完井液具有良好的防膨性能,在温度范围为50~170℃时均能使防膨率达到90%以上。完井液体系具有良好的表面/界面活性,经过高温老化后的完井液仍能具备较低的表面张力(19.7 mN/m)和界面张力(0.98 mN/m)。另外,完井液体系还具有良好的抗高温防腐蚀性能,在实验温度达到170℃时,完井液对S13Cr钢片的腐蚀速率仍低至0.0504 mm/a。研究结果认为低张力抗高温有机盐完井液能够满足目标气田完井作业施工的需求。

基于CA灌浆材料的半柔性路面低温性能

为了解决半柔性路面(semi-flexible pavement,SFP)材料低温性能不良的问题,以-10℃弯曲破坏应变为低温性能评价指标,对比研究了AC-13、AC-20普通沥青混合料以及4种级配的半柔性路面材料的低温性能;分析了普通水泥灌浆材料以及阴离子、阳离子水泥沥青(cement asphalt,CA)灌浆材料的半柔性路面低温性能,研究了CA灌浆材料对半柔性路面低温性能的改善作用.结果表明:4种半柔性路面材料-10℃弯曲破坏应变范围为1 050.16×10^(-6)~1 947.57×10^(-6),显著小于普通沥青混合料-10℃弯曲破坏应变值,且不满足现行规范对路面低温性能的技术要求;采用阳离子CA灌浆材料的半柔性路面-10℃弯曲破坏应变为3 159.26×10^(-6),阳离子CA灌浆材料可显著提高半柔性路面材料低温性能,而阴离子CA灌浆材料对半柔性路面材料的低温性能改善作用不显著.研究结论为半柔性路面的研究及技术推广提供了试验基础.

复合材料耐低温耐腐蚀性能研究(Ⅰ)

研制了一种耐低温耐腐蚀树脂基复合材料,记为S2/EpD。该材料在低温-40℃的两种氟碳化合物(记为Fa、Fb)里分别浸泡1000h后,其层间剪切强度保持率均大于85%,且复合材料外观无显著变化。S2/EpD复合材料单向环在Fa氟碳化合物里浸泡1000h后,层间剪切强度保持率为86.4%;在Fb氟碳化合物里浸泡1000h后,层间剪切强度保持率为90.3%。S2/EpD复合材料采用自制环氧/酸酐配方,以高强玻璃纤维(S2)为增强材料,通过湿法纤维缠绕成型制作。

模拟海水低温环境下混凝土抗压性能试验研究

为了研究低温海水环境下混凝土的抗压力学性能变化,依据实测温度变化记录(不同于以往快速冻融试验),在试验室模拟了低温海水环境下混凝土的腐蚀过程,对在不同腐蚀程度下60个混凝土棱柱体试件进行抗压性能试验,得到了不同腐蚀时期混凝土抗压性能指标(轴心抗压强度、静力受压弹性模量等)。试验结果表明:低温海水侵蚀后混凝土试件的外观、质量和破坏形态等均随侵蚀时间发生变化,且随着腐蚀时间的延长,轴心抗压强度逐渐降低,但弹性模量变化不明显;分别采用质量损失、抗压强度、弹性模量和吸能能力等指标的变化率为损伤指标,对不同腐蚀程度混凝土力学性能的退化进行分析,得到了各损伤指标与混凝土抗压性能退化程度之间的变化规律。

一种低温浅层多功能抗窜水泥浆体系

针对低温浅层井油气水窜问题,开发了一种新型多功能复合型水泥浆体系。该水泥浆以有机物和无机高价阳离子复合而成的无氯型早强剂为主体,并添加能提高水泥浆抗窜阻力的防窜降失水剂。室内实验表明,该水泥浆具有早期强度高、后期强度不衰退、过渡时间短、失水量低、稠化时间可调、微膨胀等特点,能够从多方面控制窜流的发生;在低温下的滤失量小于50mL;同时该体系避免了其它早强剂由于引入大量氯离子而对套管造成的电位腐蚀及对地层的污染,从而能够保护储层,延长油井的使用寿命。

基于冻断试验的半柔性路面材料低温抗裂性影响因素研究

为了研究半柔性路面材料低温性能的影响因素,采用冻断试验评价半柔性路面材料低温性能,以冻断温度为评价指标,研究了沥青类型(90~#基质沥青、SBS改性沥青、TPS高黏改性沥青)、水泥基灌浆料种类(普通型灌浆料、橡胶粉型灌浆料、乳化沥青型灌浆料)以及基体空隙率(20%,24%,28%,32%)对半柔性路面材料低温性能的影响规律。试验结果表明:冻断试验能有效地区分出不同沥青、不同水泥基灌浆料、不同基体空隙率半柔性路面材料的低温抗裂性改善效益;冻断温度可有效地评价半柔性路面材料低温性能;基体空隙率在20%~32%范围内,冻断温度随着基体空隙率的增大呈先下降后上升的变化规律,基体空隙率在24%附近时,半柔性路面材料低温性能达到最佳;灌浆料增弹对半柔性路面材料低温抗裂性的改善效果明显,其中,乳化沥青灌浆料对半柔性路面材料低温性能的改善效果好于橡胶粉灌浆料;基体采用改性沥青后对冻断温度的降低幅度达到31.4%~38.3%,远大于灌浆料的影响,基体沥青的增弹比增黏对改善半柔性路面材料低温抗裂性更有利。

TPO防水卷材热老化性能影响因素研究

研究了TPO防水卷材热老化性能的影响因素,结果表明:抗氧剂对TPO防水卷材热老化性能的影响显著;此外,PP、PE的含量、Ca CO3的含量、Mg(OH)2的种类等都对TPO防水卷材的热老化性能有影响,在其生产应用中必须加以重视。

低温多效蒸馏海水淡化国产阻垢剂的工业试验研究

阻垢剂的性能直接关系到低温多效蒸馏海水淡化装置的安全和经济运行,为检验国产阻垢剂的性能是否满足低温多效蒸馏海水淡化工艺要求,在现场海水淡化装置上进行了工业试验。试验结果表明,国产阻垢剂具有良好的阻垢性能和缓蚀性能,能够满足大型低温多效蒸馏海水淡化装置的运行要求。

重质碳酸钙对丙烯酸酯乳液改性乳化沥青防水涂料性能的影响

研究探讨了重质碳酸钙的掺入对丙烯酸酯乳液改性乳化沥青防水涂料性能的影响。结果表明,当重质碳酸钙的含量不超过临界填料体积浓度(CPVC)时,涂料的拉伸强度、断裂伸长率、黏度及施工应用性能均明显增加,但低温性能受其影响较小;当重质碳酸钙的含量超过CPVC时,涂料的拉伸强度与断裂伸长率骤降,黏度剧增,低温柔性也会出现较大幅度的衰减。

复合材料耐低温耐腐蚀性能研究(Ⅲ)

研制了一种耐低温耐腐蚀树脂基复合材料,记为S2/EpD。S2/EpD复合材料采用自制环氧配方,以高强玻璃纤维(S2)为增强材料,通过湿法纤维缠绕成型制作复合材料单向板。S2/EpD单向板在低温(-40℃)的2种氟碳化合物(记为Fa、Fb)里分别浸泡1 000 h后,其单向板复合材料弯曲模量及复合材料外观无显著变化,S2/EpD复合材料单向板在Fa、Fb氟碳化合物里浸泡1 000 h后,弯曲强度保持率分别为78%和81%,弯曲模量保持率分别为98%和95%。

低温多效海水淡化设备中对国产阻垢剂的试验

阻垢剂的性能直接关系到低温多效蒸馏海水淡化设备的安全和经济运行,为了验证国产阻垢剂能否满足低温多效蒸馏海水淡化的工艺要求,在万吨级低温多效蒸馏海水淡化装置上进行了现场试验,试验结果表明,国产阻垢剂具有良好的阻垢及缓蚀性能,能够满足大型低温多效蒸馏海水淡化装置的运行要求。

Al-Sn-Ga-Bi-Pb-Cd合金电极低温海水电化学性能研究

制备了一种Al-Sn-Ga-Bi-Pb-Cd新型铝合金阳极,研究铝阳极在常温及低温海水中的电化学性能和腐蚀形貌。结果表明:低温海水环境使铝阳极开路电位正移,20℃时开路电位约在-1.23 V(vs.SCE),4℃海水中开路电位偏移至-0.91 V。低温海水环境使电荷转移电阻(Rt)增大,减弱了合金的活化能力,20℃下Rt为1.56 m^2,4℃时增大到3.39 m^2。恒电流放电实验显示,20℃海水中阳极激活时间为5 min,稳定电位达到-1.31 V,而4℃时激活时间为30 min,稳定电位为-1.15 V。铝阳极溶解为局部腐蚀,电流密度在3 A/dm^2使铝阳极溶解更为均匀,溶解过程有部分金属发生脱落,腐蚀产物主要为氢氧化铝以及少量镁钙的氢氧化物。

垃圾焚烧烟气余热回收换热器的低温腐蚀及积灰传热特性实验研究

垃圾焚烧烟气余热利用可有效提高垃圾焚烧锅炉的能源利用效率,但是余热回收换热器面临着2个技术瓶颈:酸性气体凝结引起的低温腐蚀,飞灰沉积导致的传热恶化。对烟气中复杂酸性气体对金属材料的积灰腐蚀情况和换热管换热性能进行研究十分必要,为此,搭建现场实验平台,在不同入口油温工况下探究不同金属材质耐腐蚀性以及换热壁面换热性能的影响因素。实验结果表明,入口油温在110~177℃区间内,试管壁面无明显腐蚀现象且积灰较少,换热性能良好;80~110℃区间内,壁面积灰较多,腐蚀较轻,换热稳定;62~80℃区间内,有明显腐蚀现象出现,此时,不同材质的耐腐蚀程度为316L钢> ND钢>考登钢>20号钢>Q235。入口油温高于70℃时,试管传热稳定,换热效果在70℃时发生突变,并随温度降低换热效果变差。实验得出的结论对突破余热回收器面临的技术瓶颈具有一定的指导意义。

JLG-103空气系统双组分改性聚硫密封剂的工程应用研究与分析

详细研究了JLG-103空气系统双组分改性聚硫密封剂的物理性能、常温力学、耐介质、耐空气老化、循环老化、粘接性、低温柔软性和腐蚀性能。研究结果表明:该JLG-103密封剂具有良好的工艺性、粘接性、耐介质和耐腐蚀性能,可在-55~150℃范围内使用,与各类材料具有良好的粘接性能。

中温时效对17-4PH不锈钢液体氮化后组织性能的影响

目的研究低温盐浴氮化17-4PH不锈钢经中温时效处理后氮化层组织性能的变化情况。方法采用光学显微镜(OM)分析氮化层的厚度和显微组织,利用X射线衍射仪(XRD)检测渗氮层的相组成,利用显微硬度计测定渗层的硬度,利用冲刷腐蚀实验评价渗层的耐腐蚀性能。结果 17-4PH不锈钢氮化后在425~475℃时效保温处理,其渗层厚度随时效时间的延长而增加。时效处理使渗层中N原子的浓度发生改变,过饱和扩展奥氏体发生分解,析出与其结构同为面心立方结构的Fe4N、Fe2N和Cr N。时效温度的升高能加速扩展奥氏体的分解,促进Cr N析出及氧化物的生成。经过渗氮时效后,渗层深度可达27.4μm。根据热力学公式计算出N原子在时效过程中的扩散激活能为216.2 k J/mol,表面显微硬度在初期显著升高,达到了近1150HV0.1,随后逐渐降低。在475℃、50 d的时效条件下,冲刷腐蚀中的失重率达到最大值30.3 mg/(h·dm^2)。结论不锈钢氮化后在一定的温度和时间内时效处理会达到最大表面硬度,在随后的保温过程中硬度开始下降。时效处理后17-4PH不锈钢的耐冲刷腐蚀性能下降。

锅炉尾部不同材料的低温耐蚀受热面比较

锅炉低温换热器在运行中普遍存在低温腐蚀、结露积灰等问题,本文从耐蚀、换热、经济等多个方面,比较耐候钢、ND钢、316L不锈钢、石墨和氟塑料五种材料在低温换热器应用中的优劣与特点,促进不同使用条件下,优选出材质匹配最佳的低温换热器。