复合技术范文

复合技术范文（精选12篇）

复合技术 第1篇

市场前景

目前, 国际上热轧板坯越轧越薄, 能轧1mm至1.5mm厚的板坯, 已成为现代带钢热连轧机的发展方向。国内连轧机正处于改造升级的重要阶段。这种发展趋势对轧辊的芯部强度提出了很高的要求, 而国内轧辊生产厂家, 受技术能力和设备能力的限制, 大多不能满足这些要求。这种状况造成了对国外轧辊越来越多的依赖。开发工作层高性能与辊芯高强度完美结合的新型轧辊, 符合轧辊发展的趋势和轧钢业的需求, 市场前景十分广阔。

技术特点

传统的复合轧辊生产主要采用离心法。但在制造高碳型高速钢轧辊时, 因碳化物与钢液有密度差, 在离心力下容易出现碳化物偏析;并且辊芯部分是特厚大断面凝固, 铸造组织粗大, 辊芯强度无法大幅度提高。连续复合轧辊制造技术 (CPC法) 是80年代末国外开发的先进的轧辊制造技术, 是集材料、工艺、设备、自动控制于一体的高新技术, 目前世界上只有新日铁和日立两家成功地用于工业化生产。该方法与传统轧辊生产方法完全不同, 是一次革命性的创新。采用连续复合法生产轧辊, 辊芯是预先制好的, 可以根据强度要求选择锻钢辊芯材料;外层钢液在结晶器中凝固, 显微组织细小, 碳化物形态好。连续复合轧辊性能比离心轧辊性能可提高约40%。

技术原理

连续复合的工艺原理是把熔化的外层金属浇入结晶器上部的保温包中, 在经过预热的芯棒表面出现微熔后, 以一定的速度向下间歇地拉动芯棒, 使钢液进入芯棒与结晶器之间的空隙, 在结晶器中完成复合与凝固过程, 最终抽出复合轧辊, 经热处理后加工成为成品轧辊。其关键技术是在断续拉锭过程中实现外层材料与芯棒的冶金结合。

成果水平

自连续复合高速钢轧辊技术立题以来, 以钢研总院为主的课题组, 在国内首次进行了CPC工艺的研究, 建起了一套工艺试验装置, 并成功地进行了工艺试验。突破了在断续拉坯中实现芯棒与外层冶金结合的关键技术, 解决了防氧化涂料、芯棒预热器结构、钢液保温坩埚结构、感应加热频率匹配、钢液补充等一系列技术问题, 掌握了一整套工艺参数, 并已取得独立的知识产权, 为项目成果的产业化打下了坚实的基础。CPC轧辊的热疲劳性能比离心高速钢提高20%~30%, 比高铬铸铁和高镍铬铸铁分别提高1.9和1.6倍。研究的CPC高速钢轧辊, 界面结合强度达到440Mpa, 硬度可达60~66HRC。在高速线材轧机上的实际使用结果表明, CPC高速钢辊环的使用寿命是贝氏体辊环的4至6倍。

项目投资

由于目标市场、工厂原有厂房设备和技术基础等诸多因素的不同, 本项目的产业化投资水平会有很大的差异, 可根据具体情况作出概算。

欢迎对本项目感兴趣的公司来函来访洽谈。

单位:钢铁研究总院科技质量部

地址:北京海淀区学院南路76号

电话: (010) 6218-2542/2301/1045

先进复合材料及技术 第2篇

姓名：

学号：

专业：

授课教师：赵玉涛

1、论述国内外先进复合材料（在纳米复合材料、生物复合材料、智能复合材料中选一）的最新研究进展与发展趋势。

智能复合材料是一类基于仿生学概念发展起来的高新技术材料，它实际上是集成了传感器、信息处理器和功能驱动器的新型复合材料。其通过传感器感知内外环境状态的变化，将变化所产生的信号通过信息处理器作出判断处理，并发出指令，而后通过功能驱动器调整材料的各种状态，以适应内外环境的变化，从而实现自检测、自诊断、自调节、自恢复、自我保护等多种特殊功能，类似于生物系统。智能复合材料是微电子技术、计算机技术与材料科学交叉的产物，在许多领域展现了广阔的应用前景，如机械装置噪音与振动的自我控制等，飞机的智能蒙皮与自适应机翼，桥梁与高速公路等大型结构的自增强、自诊断、自修复功能，以及各种智能纺织品。★智能复合材料最新研究进展：

智能复合材料主要由基体、传感器、信息处理器和驱动器组成。基体材料较多采用高分子物，主要作用是承载。传感器的主要作用是感知环境的变化(如温度、热、声音、压力、光等)，并将其转换为相应的信号。这类材料(一般有敏感的感知能力)有形状记忆合金(SMA)、压电材料、光纤、电/磁致粘流体、光致变化材料等，尤其是光纤应用最广(可感觉压力、温度、密度、弯曲、射线等)。信息处理器是核心的部分，它对传感器输出信号进行判断处理。构成驱动器部分的驱动。材料在一定条件下可产生较大的应变和应力，从而起到响应和控制作用，如形状记忆合金、磁致伸缩材料、pH致伸缩材料等。

复合材料的独特之处在于其可提供单一材料难以拥有的性能，其最大的优势是赋予材料可剪切性，从而优化设计每个特定技术要求的产品，最大限度地保证产品的可靠性、减轻重量和降低成本。近年以来，复合材料在加工领域中取得了一系列重要的进展，由于计算机辅助设计工具的介入和先进加工技术的开发，使复合材料的市场竞争力有了很大的提高，应用领域不断扩大，除用于结构复合材料外，还大量的进入了功能材料市场。目前，研究者主要针对智能复合材料制备技术先进化、功能复合化、应用广泛化等一系列先进技术展开了研究，无论是在智能复合材料的制备，还是其材料结构、性能的检测方面，都取得了一定的进步。

（一）制备工艺数字化：

智能复合材料具有优异的性能而备受人们青睐，国内外研究者对如何改进工艺方法、提升制造效率、提高制造质量以及降低综合制造成本等方面提出了更高的要求，特别是在自动化制造技术迅猛发展和广泛应用的背景下，复合材料构件的加工制造设备和制造手段更加趋向于自动化及数字化，向多种技术、多种工艺、多种加工方法融合的数字化复合加工方向发展。其中主要包括：（1）数字化自动铺放工艺技术（2）超声波数控加工技术（3）与五轴数控机床组合应用的柔性夹持加工技术。这些技术主要应用于复合材料型材构件、复合材料编织物缝合成型、板材构件等的铣削钻孔和锪窝等[1]。通过相关关键技术和装备的研制和工程化应用，使复合材料构件的研制能力得到突破，整体制造水平显著提高，实现了大型复杂复合材料构件的高速度、高精度和高效率制造。

（二）原料合成表征技术：

2011年6月24日，美国总统奥巴马宣布启动一项价值超过5亿美元的“先进制造业伙伴关系”(Advanced Manufacturing Partnership,AMP)计划，呼吁美国政府、高校及企业之间应加强合作，以强化美国制造业领先地位，而“材料基因组计划”(Materials Genome Initiative,MGI)作为AMP计划中的重要组成部分，投资将超过1亿美元。随着材料基因组计划的宣布，我国材料专家也进行了相关的科学研究，如我国冶金分析表征专家王海舟院士对原位统计分布表征的研究，极大地推动了材料制备的发展进程。

（三）超声无损探伤技术：

针对航空航天高端装备制造与服役过程中复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测、快速检测、现场检测等问题，依托自主研制的新型超声检测系统开展实验研究，基于相控阵超声技术实现碳纤维增强树脂基复合材料L 型构件R 区孔隙、分层缺陷检测；基于空气耦合超声技术实现蜂窝夹芯复合材料脱黏缺陷检测；基于激光超声技术实现碳纤维树脂基复合材料孔隙、紧固孔分层检测及耐高温复合材料分层缺陷检测。分析了各项技术的关键问题、应用范围和发展方向。研究结果表明，应用超声无损检测新技术可以实现复合材料部件的复杂型面检测、非接触检测和快速检测，并且可以现场应用[2]。★智能复合材料发展趋势：

智能材料必须具备感知、驱动和控制这三个基本要素。但是现有的材料一般比较单一，难以满足智能材料的要求，所以智能材料一般由两种或两种以上的材料复合构成一个智能材料系统。这就使得智能材料的设计、制造、加工和性能结构特征均涉及到了材料学的最前沿领域，使智能材料代表了材料科学的最活跃方面和最先进的发展方向。由此，我们也可以观察到，复合材料的发展趋势是：（1）进一步提高结构型先进复合材料的性能；（2）深入了解和控制复合材料的界面问题；（3）建立健全复合材料的复合材料力学；（4）复合材料结构设计的智能化；（5）加强功能复合材料的研究。[3] 此外,复合材料的绿色环保生产趋势也是现代文明对其发展的要求。

总的来说，先进复合材料具有高的比强度、比刚度、热稳定性，较低的热膨胀系数，优良的导热性、耐疲劳性及耐磨性等性能而广泛受到人们的关注，尤其是智能复合材料由于其特殊的结构、功能而不断地被开发利用，其发展趋势也越来越明显化。由于其具有良好的使用性能，其应用逐渐朝着广泛化发展；广泛的使用要求材料制备实现低成本、机械化、性能优良化以及多样化。目前，传统的制备方法已经不能满足生产需求，制备手段已经呈现出多样化趋势，计算机技术的引入可实现其数字化、自动化制备；原位统计分布表征与激光烧结技术的完美结合使得智能复合材料结构更加均匀化，功能实现更加精准化；高端的制备方法，不同于一般材料的优异性能使其凸显高端技术领域应用的趋势。

2、论述结构复合材料（在金属基、陶瓷基、聚合物基中选择一类）的制备技术、性能及其应用情况；

金属基复合材料是指以金属或合金为基体，并以纤维、晶须、颗粒等为增强体的复合材料。金属基复合材料按增强体的类别来分类，可分为纤维增强(包括连续和短切)、晶须增强和颗粒增强等，按金属或合金基体的不同，金属基复合材料可分为铝基、镁基、铜基、钛基、高温合金基、金属间化合物基以及难熔金属基复合材料等[4]。★金属基复合材料制备技术：

金属基复合材料品种繁多，根据其不同性质，应选取不同的制造工艺。现有的制造工艺有：粉末冶金法、热压法、热等静压法、挤压铸造法、共喷沉积法、液态金属浸渗法、液态金属搅拌法、反应自生法等。归纳起来可分为：固态法、液态法和自生成法及其他制备方法。下面简单介绍几种常见的制备方法：

（一）粉末冶金复合法

粉末冶金复合法基本原理与常规的粉末冶金法相同，包括烧结成形法、烧结制坯加塑法加工成形法等适合于分散强化型复合材料（颗粒强化或纤维强化型复合材料）的制备与成型。粉末冶金复合法的工艺主要优点是：基体金属或合金的成分可自由选择，基体金属与强化颗粒之间不易发生反应；可自由选择强化颗粒的种类、尺寸，还可多种颗粒强化；强化颗粒添加量的范围大；较容易实现颗粒均匀化。缺点是：工艺复杂，成本高；制品形状、尺寸受限制；微细强化颗粒的均匀分散困难；颗粒与基体的界面不如铸造复合材料等[5]。

（二）铸造凝固成型法

铸造凝固成型法是在基体金属处于熔融状态下进行复合。主要方法有搅拌铸造法、液相渗和法和共喷射沉积法等。铸造凝固成型铸造复合材料具有工艺简单化、制品质量好等特点，工业应用较广泛。其中，原生铸造复合法（也称液相接触反应合成技术Liquid Contact Reaction：LCR）是将生产强化颗粒的原料加到熔融基体金属中，利用高温下的化学反应强化相，然后通过浇铸成形。这种工艺的特点是颗粒与基体材料之间的结合状态良好，颗粒细小（0.25～1.5μm），均匀弥散，含量可高达40%，故能获得高性能复合材料。常用的元素粉末有钛、碳、硼等，化合物粉末有Al2O3、TiO2、B2O3等。该方法可用于制备A1基、Mg基、Cu基、Ti基、Fe基、Ni基复合材料，强化相可以是硼化物、碳化物、氮化物等。

（三）喷射成形法

喷射成形又称喷射沉积（Spray Forming），是用惰性气体将金属雾化成微小的液滴，并使之向一定方向喷射，在喷射途中与另一路由惰性气体送出的增强微细颗粒会合，共同喷射沉积在有水冷衬底的平台上，凝固成复合材料。凝固的过程比较复杂，与金属的雾化情况、沉积凝固条件或增强体的送入角有关，过早凝固不能复合，过迟的凝固则使增强体发生上浮下沉而分布不匀。这种方法的优点是工艺快速，金属大范围偏析和晶粒粗化可以得到抑制，避免复合材料发生界面反应，增强体分布均匀。缺点是出现原材料被气流带走和沉积在效应器壁上等现象而损失较大，还有复合材料气孔率以及容易出现的疏松。利用喷射成形原理制备工艺有添加法（inert spray form-ing）和反应法（reactive spray forming）两种。Osprey Metals研究的Osprey工艺是喷射成形法的代表，其强化颗粒与熔融金属接触时间短，界面反应得以有效抑制。反应喷射沉积法是使强化陶瓷颗粒在金属雾或基体中自动生成的方法。

（四）叠层复合法

叠层复合法是先将不同金属板用扩散结合方法复合，然后采用离子溅射或分子束外延方法交替地将不同金属或金属与陶瓷薄层叠合在一起构成金属基复合材料。这种复合材料性能很好，但工艺复杂难以实用化。目前这种材料的应用尚不广泛，过去主要少量应用或试用于航空、航天及其它军用设备上，现在正努力向民用方向转移，特别是在汽车工业上有很好的发展前景。

（五）原位自生成复合法

原位自生成复合法也称反应合成技术，金属基复合材料的反应合成法是指借助化学反应，在一定条件下在基体金属内原位生成一种或几种热力学稳定的增强相的一种复合方法。这种增强相一般为具有高硬度、高弹性模量和高温强度的陶瓷颗粒，即氧化物、碳化物、氯化物、硼化物、甚至硅化物，它们往往与传统的金属材料，如Al、Mg、Ti、Fe、Cu等金属及其合金，或（NiTi）（AlTi）等金属间化合物复合，从而得到具有优良性能的结构材料或功能材料。

金属基复合材料的原位复合工艺基本上能克服其它工艺中常出现的一系列问题，如基体与增强体浸润不良、界面反应产生脆性、增强体分布不均匀、对微小的（亚微米和纳米级）增强体极难进行复合等。它作为一种具有突破性的新工艺方法而受到普遍的重视，其中包括直接氧化法、自蔓延法和原位共晶生长法等。★金属基复合材料性能：

金属基复合材料的增强体主要有纤维、晶须和颗粒，这些增强体主要是无机物（陶瓷）和金属。无机纤维主要有碳纤维、硼纤维、碳化硅纤维、氧化铝纤维、氮化硅纤维等。金属纤维主要有铍、钢、不锈钢和钨纤维等。用于增强金属复合材料的颗粒主要是无机非金属颗粒，主要包括石墨、碳化硅、氧化铝、碳化硅、碳化钛、碳化硼等。

金属基复合材料的性能取决于所选用金属或合金基体和增强物的特性、含量、分布等。通过优化组合可以既具有金属特性，又具有高比强度、高比模量、耐热、耐磨等综合性能。

综合归纳金属基复合材料有以下性能特点： A．高比强度、比模量； B.良好的导热、导电性能； C．热膨胀系数小、尺寸稳定性好； D．良好的高温性能和耐磨性； E．良好的断裂韧性和抗疲劳性能； F．不吸潮、不老化、气密性好。★金属基复合材料的应用：

近些年来正在迅速开发研究适用于350℃～1200℃使用的各种金属基复合材料。金属基复合材料 是以金属或合金为基体与各种增强材料复合而制得的复合材料。增强材料可为纤维状、颗粒状和晶须状的碳化硅、硼、氧化铝及碳纤维。金属基体除金属铝、镁外，还发展有色金属钛、铜、锌、铅、铍超合金和金属间化合物，及黑色金属作为金属基体。金属基复合材料除了和树脂基复合材料同样具有高强度、高模量外，它能耐高温，同时不燃、不吸潮、导热导电性好、抗辐射。是令人注目的航空航天用高温材料，可用作飞机涡轮发动机和火箭发动机热区和超音速飞机的表面材料。目前不断发展和完善的金属基复合材料以碳化硅颗粒铝合金发展最快。这种金属基复合材料的比重只有钢的1/3，为钛合金的2/3，与铝合金相近。它的强度比中碳钢好，与钛合金相近而又比铝合金略高。其耐磨性也比钛合金、铝合金好。目前已小批量应用于汽车工业和机械工业。在5～15年内有商业应用前景的是汽车活塞、制动机部件、连杆、机器人部件、计算机部件、运动器材等。

总之，金属基复合材料具有高比强度、比模量，良好的导热、导电性、耐磨性、高温性能，较低的热膨胀系数，高的尺寸稳定性等优点，它在航天、航空、电子、汽车、轮船、先进武器等方面均具有广泛的应用前景。

3、论述功能复合材料（在压电复合材料、导电复合材料、磁性复合材料、摩擦功能复合材料、阻尼复合材料、光电功能复合材料等中选择一类）的制备技术、性能及其应用情况。

磁性复合材料是以高聚物或软金属为基体与磁性功能体复合而成的一类材料。现代信息化技术的发展对磁性材料提出了高磁饱和强度、高磁导率、高频、轻型和微型化等要求,传统磁性材料已不能适应这些要求。磁性复合材料是在磁性材料的基础上添加各种不同的功能因子,从而既保持了磁学特性,又带来了巨磁阻效应、巨霍尔效应、小尺寸效应等。因此这类材料的研究现状、制备方法以及应用前景受到人们的关注,成为现代材料研究的热点。磁性复合材料主要分为永磁复合材料和软磁复合材料川两大类。稀土永磁材料是最早发展起来的永磁材料,一直据主流地位。它是稀土元素和过渡族金属形成的一类高性能永磁材料,其性能特征是磁化强度高,剩余磁感应强度高,矫顽力性能较好,且是目前种类最多和应用最广的磁性材料。★磁性复合材料的制备技术：

磁性复合材料主要由强磁性粉、聚合物粘结剂、加工助剂三大部份组成。其中, 磁粉性能的优劣对磁性复合材料的磁性能影响最大。粘结剂性能的好坏对磁性复合材料的磁性能、力学性能及成型加工性能的影响甚大[6]。而加工助剂主要是从改善加工成型性能方面提高磁性能。

由于磁性复合材料的种类繁多,因此其制备方法也不尽相同。同一种功能的材料可以采用不同的方法制备,也可以用同一种方法制备出不同功能的复合材料。目前比较常用的制备方法主要有溶胶一凝胶法、化学共沉淀法、磁控溅射法和激光脉冲沉积法等。[7]

（一）溶胶一凝胶法

溶胶—凝胶法是近期发展起来的能代替高温固相合成反应制备陶瓷、玻璃和固体材料的一种方法。该法是将易于水解的金属化合物(金属醇盐或无机盐)在某种溶剂中与水发生反应,经水解与缩聚过程而逐渐凝胶化,在十燥、烧结等处理后得到氧化物或其他化合物固体。溶胶一凝胶法制膜的关键步骤如下:复合醇盐的制备、成膜、水解反应和聚合反应、干燥、烧结。

（二）化学共沉淀法 化学共沉淀法是在原材料溶液中添加适当的沉淀剂,使原料中的阳离子形成各种形式的沉淀物(其颗粒大小和形状由反应条件控制),然后经过滤、洗涤、干燥得到所需的微粒,有时还需经加热分解等工艺才能得到纳米复合颗粒。在沉淀过程中,温度、pH、表面活性剂、添加剂、溶剂等都是影响沉淀性质及组成的重要因素。一般沉淀过程是不平衡的.为了避免局部组分偏析,通常需添加缓释剂,以控制沉淀的生成速度,避免浓度不均匀,从而获得凝聚少、纯度高的纳米催化复合颗粒。

（三）磁控溅射法

磁控溅射是20世纪70年代发展起来的一种高速溅射技术,其原理是利用直流或高频电场使惰性气体发生电离,产生辉光放电等离子体。电离产生的正离子和电子高速轰击固体表面,使固体原子(或分子)从表面射出。这些溅射出来的原子带有一定的动能和方向性,沉积到基片或一件表面形成薄膜。

（四）脉冲激光沉积法

脉冲激光沉积法是近年来新出现的沉积技术。通过高强度、短脉冲的激光束照射到处于真空状态的固体靶上,使靶材表面产生高温及熔蚀,将其离解成前驱等离子体。这种等离子体定向局部膨胀发射,并在基底上沉积薄膜。★磁性复合材料的性能：

磁性复合材料性能与填充磁体含量的关系，对低填充量的颗粒状磁性功能体填充的复合材料：μr(V)= 1 + A V。其中，μr 为相对磁导率，A 为依赖于磁性材料性能、形状和填充量的系数，V 为磁性材料填充的体积分数。可见，随着填充比例的增加，磁导率明显偏离线性。而μr(V)= 1 + B V 2其中，B为磁感应强度。

对于填充两种或两种以上不同尺寸磁粉及不同尺寸分布和形状的混杂磁性复合材料，如果其粒子形态相似而磁性能不同，则μr 与各磁性材料体积分数Vi 的关系可表示为：μr(V1，V2)= 1 + B1V2 2+ B2V2 2[8] 由于磁性材料有软磁和硬磁之分，因此也有相应的软磁和硬磁复合材料。此外，强磁性(铁磁性和亚铁磁性)细微颗粒涂覆在高聚物材料带上或金属盘上形成磁带或磁盘用于磁记录，也是一类非常重要的磁性复合材料，又如与液体混合形成磁流体等。一般情况下，永磁材料的密度较高，脆而硬，不易加工成复杂的形状。但是，制成高聚物基或软金属基复合材料后，上述难加工的缺点可得到克服。永磁复合材料的功能组元是磁性粉末，高聚物和软金属起到粘结剂的作用。其中，高聚物使用较为普遍，常用的有环氧树脂、尼龙和橡胶等材料。

软磁材料，除在静态磁场下有高饱和磁化强度和高磁导率外，还具有低的交流损耗PL。通常较大尺寸的金属软磁材料，其相对磁导率μr随驱动频率的增大而急速下降。

★磁性复合材料的应用：

（一）永磁性复合材料的应用

上述各种永磁材料与聚合物(或低熔点金属)构成的复合材料具有成型方便和有复杂精密构形的特点，目前已大量用于各种门的密封条和搭扣磁块，如常用的橡胶基磁性复合材料。各种磁性玩具等低档用品和永磁电动机、微波铁氧体器件、磁性开关、磁浮轴承和电真空器件等高技术用途也在开发之中。此外，用于信息记录的磁记录材料(磁带、软磁盘等)要求较高的剩磁和矫顽力，同时为使材料满足记录密度高，噪声低及有高强度、柔韧性和表面光滑的要求，必须采用聚合物基永磁性复合材料。它是用超细铁氧体磁粉(使之有小的磁畴)和聚合物基体复合后再涂覆在聚酯薄膜及基片上制成。

由于复合永磁材料的易成形和良好加工性能，因此常用来制作薄壁的微型电机使用的环状定子，例如计算机主轴电机，钟表步进电机等。复合永磁材料的良好成型性，使其适用于制作体积小、形状复杂的永磁体。如汽车仪表用磁体，磁推轴承及各类蜂鸣器等。复合永磁材料的功能体可看作是各类磁体粉末（如铁氧体、铝镍钴、Nd--Fe--B等）制成的粘结磁体。也可以选用两种或两种以上的不同磁粉与高分子材料复合，以便得到更宽范围的实用性能。

（二）软磁性复合材料的应用

软磁性材料要有低矫顽力和高导磁率，并尽量减小导磁率随频率提高而迅速下降的效应，因此要求软磁性片材厚度低而电阻率高。这正是聚合物基磁性复合材料发挥特长之处。因为聚合物基复合材料容易压延成强度好的薄片，同时聚合物基体是电绝缘材料，与导电的无机磁性材料复合后能大大提高电阻率，由于绝缘的聚合物包裹了磁体颗粒，电涡流损耗得以大大降低。这些特点表明，用这种材料制造低频(或工频)中小型变压器铁芯是最适合的，不仅效率高(铁芯损耗为12W/kg)，而且温升很低。

（三）在吸波材料上的应用

在国防科学技术中隐身技术很重要。隐身技术中的关键材料是吸波(雷达电磁波)材料，聚合物磁性材料特别适合作为吸波材料，这是主要的用途。吸波材料与聚合物基体构成涂料或者与其他有吸波功能的增强体(如碳纤维、碳化硅纤维)和树脂基体构成兼有吸波和结构功能的复合材料。[9]

（四）磁流变体的应用

如前所述，磁流变体是能在调节外界磁场的情况下迅速改变黏度，甚至由液态变为固态的复合材料。利用这种功能磁流变体可在机械传动以及自动化控制系统中，特别是在机敏和智能系统中用作智能阻尼执行机构的关键材料。目前已经试用于车辆的刹车，传动耦合机构中。它与原有的机械摩擦式刹车和离合器相比，传动效率大大提高，而且操纵平稳、精确。特别是正在试验中的车辆智能阻尼，可以使车辆在崎岖不平的道路上行驶时根据路况自动调节阻尼，使之不发生颠簸，类似的用途正在开发之中。

（五）磁性复合材料其他潜在应用前景

除了上述已经开发和正在试用中的磁性功能复合材料外，还可利用复合效应中非线性的乘积效应开发磁性伸缩复合材料、磁光复合材料以及其他与磁性能有关的功能复合材料。参考文献：

警惕复合气化炉技术炒作 第3篇

为了维护公司的合法权益，为了不让创业人员蒙受损失，公司郑重声明，公司专利技术(公司网站上公布有30多项专利号供查询)从未向任何单位和个人进行转让，更没有委托任何单位和个人代表公司从事专利技术转让，凡有此行为均属假冒。

北京和武汉等市场是国内气化炉技术炒作重灾区，公司产品进入这个市场后会被一些不法分子所利用，希望各位创业投资者考察时慎重，以免蒙受损失，公司会分批公布部分进货商的电话和联系人，以便客户识别，如果发现有将公司产品技术进行转让或仿冒者，速向公司举报，公司将帮助你追回损失。

国内气化炉技术源于三木(公司网站有产品开发历程和专利查询)公司，公司现有多种型号和多种价格(300－2000元之间)的产品供应，且不需任何准入条件，两台以上就可批发，零售和批发均通过物流发货，汇款后一般7－10天可以收到产品。

公司名称：张家界三木能源开发有限公司

地址：湖南省桑植县长征路 邮编：427100

中文网址：三木能源.cn

英文网址：www.zjj3mu.com

招商：0744－6226626

市场部：0744-6235083 6227923(兼传真)

发货仓库：0744-6224168 办公室：0744－6161222

复合墙体保温技术分析 第4篇

节能保温复合墙体一般采用砖砌体或钢筋混凝土作承重墙, 并与保温、隔热材料复合, 这种保温节能复合墙体分为外墙外保温复合墙体、外墙内保温复合墙体及其它夹芯保温墙体。

2 外墙内保温复合墙体

在工程中被推广应用的内保温复合墙体技术大致可分为四种做法:

2.1 在外墙内侧粘贴或砌筑块状保温板

(如膨胀珍珠岩板、水泥聚苯板、加气混凝土块、EPS板等) , 并在表面抹保护层 (如水泥砂浆或聚合物水泥砂浆等) 。

2.2 在外墙内侧拼装GRC聚苯复合板或石膏聚苯复合板, 表面刮腻子。

2.3 在外墙内侧安装岩棉轻钢龙骨纸面石膏板 (或其它板材) 。

2.4 在外墙内侧抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法。

内墙贴聚苯板抹粉刷石膏及抹聚苯颗粒保温料浆加抗裂砂浆压入网格布的做法常常被采用。

内保温复合墙体的优点是:对饰面和保温材料的防水、耐候性等技术指标的要求不高, 取材也方便。同时内保温材料被楼板所分隔, 仅在一个层高范围内施工, 施工方便, 不需搭设高大脚手架, 操作人员的安全容易得到保障。

但是经过多年的工程实践, 内保温复合墙体也暴露出一些缺陷和问题, 所以目前内保温复合墙体技术逐渐被外保温复合墙体技术所取代。

3 外墙外保温复合墙体

目前比较成熟或应用比较多的外墙保温技术主要有以下几种:

3.1 外挂式 (机械固定或粘贴) 外保温系统

外挂式外保温系统分为机械固定EPS钢丝网架板外保温系统和EPS板薄抹灰外保温系统。机械固定系统由机械固定装置、腹丝非穿透型EPS钢丝网架板、掺外加剂的水泥砂浆厚抹面层和饰面层构成。EPS薄抹灰外保温系统由EPS板保温层、薄抹面层和饰面涂层构成, EPS板用胶粘剂固定在基层上, 薄抹面层中满铺玻纤网。建筑物高度在20m以上时, 负风压较大的部位宜使用锚栓辅助固定。

上述两种外挂技术是采用粘接砂浆或者是专用的固定件将保温材料贴、挂在外结构墙上。然后抹抗裂砂浆, 压入玻璃纤维网格布形成保护层, 最后做装饰面, 如喷涂或粉刷外墙涂料等。还有一种做法是用专用的固定件将各种保温板固定在外墙上, 然后将铝板、天然石材、彩色玻璃等外挂在预先制作的龙骨上, 直接形成装饰面。

外挂式的外保温安装比较费时, 需要在主体结构验收完成后才可以进行施工, 施工占用主接主要工期;而且安装外保温时需要外脚手架或吊蓝等作为操作平台及防护, 尤其在进行高层施工时, 施工人员的安全不易得到保障。

外挂的保温材料有岩 (矿) 棉、玻璃棉毡、聚苯乙烯泡沫板 (简称聚苯板, EPS、XPS) 等。其中聚苯板因具有优良的物理保温性能和廉价的成本, 在外墙保温外挂技术中被广泛应用, 尤其在旧楼外墙节能改造翻新中比较常用。

3.2 聚苯板现浇混凝土墙体保温系统

该技术是在混凝土剪力墙体系中将聚苯板内置于建筑模板内, 在浇注的混凝土墙体外侧, 然后浇注混凝土, 混凝土与聚苯板一次浇注成型为复合墙体。该技术解决了外挂式外保温的主要问题, 其优势是很明显的。由于外墙主体与保温层一次成活, 工效提高, 工期缩短, 施工人员的安全也得到了保证。而且在冬季施工时, 聚苯板起保温的作用, 可减少外围围护保温措施。这种保温体系比较适用于新建工程, 尤其混凝土剪力墙结构。

这种复合墙体又分为有钢丝网体系和无钢丝网体系两种。其中有钢丝网体系可以是双面钢丝网的, 也可以是单面钢丝网的。

混凝土与无网架聚苯板一次成型复合墙体是指在混凝土中水泥浆量合适的条件下, 直接利用混凝土作为粘结剂来粘贴聚苯板, 如果对聚苯板背面进行处理后, 其与混凝土的粘接力会进一步提高。这种做法取消了钢丝网架, 使板的成本降低。该系统适用于现浇剪力墙结构体系, 适用于寒冷地区或严寒地区, 该系统不适用于面砖饰面。

3.3 聚苯颗粒保温料浆外墙保温系统

由界面层、胶粉聚苯颗粒保温层 (将加工后的聚苯乙烯塑料颗粒作为轻集料来配制保温砂浆) 、抗裂防护层和饰面层构成。起保温隔热、防护和饰面作用的保温系统。

该施工技术简便, 可以减少劳动强度, 提高工作效率;不受结构质量差异的影响, 对有缺陷的墙体施工时墙面不需修补找平, 直接用保温料浆找补即可, 避免了别的保温施工技术因找平抹灰过厚而脱落的现象。同时该技术解决了外墙保温工程中因使用条件恶劣造成界面层易空鼓等问题。与别的外保温相比较, 在达到同样保温效果的情况下, 其成本较低, 可降低房屋建筑造价。

4 夹芯墙体保温系统

夹芯墙体是集承重、保温、围护或装饰为一体的新型复合墙体。一般以24cm砖墙做外墙片, 以12cm砖墙为内墙片, 或内外墙片相反的做法。也有采用小型混凝土承重加砌块做承重内墙, 装饰块做外保护墙的做法。上述做法都是在两片墙中间留出空腔, 随砌随填充保温材料。把岩棉、EPS板、XPS板等保温材料填入夹层中, 形成保温层。两片墙之间采用砖拉接或钢筋拉接。夹心墙体由四部分组成:结构内墙、保温材料、装饰砌体外墙、连接内外墙的低导热性连接件。这种墙体具有耐久、防火性能好的特点。但由于其抗震性能较差, 容易形成冷桥, 施工较为复杂等原因很难推广使用。

5 结论

随着我国节能减排工作的不断推进, 今后节能减排将成为各行各业的一项重要工作, 建筑业作为一大支柱产业, 更得首当其冲。建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节, 发展外墙保温技术及节能材料则是建筑墙体节能的主要实现方式。推广应用保温节能复合墙体将成为今后建筑墙体改革的主流。

总之, 墙体是影响建筑节能的一个至关重要的因素。随着科技的进步, 我国国民经济的发展, 复合保温墙体在我国建筑业将有一个广阔的发展前景。

责任编辑:张雨

摘要：随着我国节能减排工作的不断推进, 今后节能减排将成为各行各业的一项重要工作, 建筑业作为一大支柱产业, 更得首当其冲。建筑墙体改革与墙体节能技术的发展是建筑节能技术的一个最重要的环节, 发展外墙保温技术及节能材料则是建筑墙体节能的主要实现方式。推广应用保温节能复合墙体将成为今后建筑墙体改革的主流。

地下刚性复合防水技术的理解和看法 第5篇

北京富瑞勒斯科技开发有限公司 王镇

[摘要]“FR地下刚性复合防水技术系统”是一项简捷、严谨、环保的新型技术。对建设单位来讲既能节约成本，又能缩短工期，是一个非常好的推广项目。

[关键词] FR地下刚性复合防水技术系统

前言：近十年来，防水材料和防水技术迅猛发展，特别是刚性复合防水技术，逐渐被工程界所认可，很多地区市场占有率已经达到50%以上，其中最具代表性的是FR地下刚性复合防水技术系统。该技术在各地已经有很多的工程运用实例，大量不同地域、不同纬度，不同温差的工程实践都证明了，FR地下刚性复合防水技术系统是可以保证质量的，同时在工程建设和混凝土应用等很多方面比传统防水有着更多的优点。四大要素---保证防水质量 1.1 设计视角

设计是防水工程的基础。任何材料和技术都不是万能的，卷材防水过多搭接和防水层容易被刺穿，涂料防水层与饰面层不能很好的结合等都是不能避免的问题，所以在设计防水的时候要做到最大程度发挥材料的优点，规避各种材料的缺陷，因地制宜地制定施工方案，发挥各种材料的特点和优势。在恰当的地方使用适合的技术与材料方能达到完美的防水效果。1.2 施工要素

施工是防水工程的根本。如果在施工时不能进行标准化和规范化施工，任何优良的技术系统也会导致失败。严谨的施工环节和负责的工程团队，是保证防水质量的关键所在。1.3 材料基础 防水材料是防水工程前提。性能优异的防水材料，在耐久性、操作性上都要有良好的表现，地下防水工程是不可逆的，一旦出现材料老化、失效等现象，势必会造成严重的经济后果。1.4 成品保护

完整性和全面性是防水工程的保障和基础，防水工程做完后必须做好成品的保护工作。对于防水而言，以上四大要素都达到后，才能够保证防水的质量。FR地下刚性复合防水系统

该项技术应用简单，可操作性强，随着材料的更新与升级，在应用技术方面适应性更强。采用在地下结构混凝土中掺入CF-S2型混凝土防水密实剂的基础上，在结构面层喷涂WF-S3渗透结晶型防水剂（或抹压掺入MF-S1型砂浆防水剂的防水砂浆），同时细部节点（伸缩缝、变形缝）等部位采用优质耐久柔性密封材料处理，构成“刚性复合，以柔适变”的地下刚性复合防水系统。该系统一改以往的刚性复合防水技术，彻底解决混凝土易开裂、砂浆难粘结，砂浆易开裂等问题。完全实现施工便捷，操作简单，大幅降低施工工序等效果。工艺做法和施工环节满足我国相关规范的要求，此项技术系统在我国很快得到认可，并迅速推广实施。FR地下刚性复合防水技术系统优势 3.1.1 降低地下防水工程成本

采用FR地下刚性复合防水技术系统综合防水成本可降低30%左右，针对不同区域的不同工程，地下防水综合成本可能降低更多。3.1.2大幅降低修复成本和施工难度

FR地下刚性复合防水技术最大的特点是防水层与结构主体一体化施工，行之有效的改善了混凝土结构自身的工作性能和抗渗性能，同时通过一系列的反应完全封堵混凝土自身的毛细孔通路，彻底阻断混凝土开裂后所形成的“窜水”问题，即变在工程后期产生混凝土开裂的现象，依然不会出现窜水现象，但当漏水问题发生时，可采用最简单的施工注浆等成熟工艺做法进行解决，修复后的建筑机构将不受到外界水环境的侵蚀等不良因素影响。与建筑物同结构生命周期的防水性能加之快速便捷的后期修复工艺，完全可以对建筑主体形成良性的保护作用，充分而有效的解决混凝土及钢筋耐久性的问题，对建筑安全以及结构安全起到至关重要的作用，大大降低了资源的浪费和投入使用后因渗漏水所导致的经济的损失。

3.2 缩短地下工程施工工期

FR地下刚性复合防水技术系统能有效地缩短工期，这主要体现在四个方面： 3.2.1 减少施工环节

采用FR地下刚性复合防水技术系统与混凝土同步施工，可做到结构与防水同期完成，减少了不必要的施工环节，同时，防水风险与责任并未转嫁到施工企业和商混企业身上，致使工程工期能够有效的缩短。同时MF-S1砂浆防水层与找平层同步进行，防水层即找平层，同时由于防水砂浆层具有很强的抗压和抗击能力，更无需另作保护层，减少了传统防水施工中的保护层和找平层。3.2.2 减少混凝土收缩开裂，少设或取消后浇带

混凝土的收缩开裂一直是工程中无法逾越的难题，究其关键在于混凝土自身配比模数不合理、运输过程中过度加水、成型过程中养护不到位等因素，CF-S2型混凝土防水密实剂属减缩型混凝土特种外加剂，可在一定条件下控制混凝土早期收缩开裂。一般混凝土的收缩率在0.4‰至0.5‰，每30m到60m就必须设置后浇带，使用CF-S2型混凝土防水密实剂后，混凝土后浇带间距可留设到80～100m。尤其目前新疆地区多采用超长无缝施工工艺做法，CF-S2型混凝土防水密实剂则对施工的安全有效性更加有利。大大提升了工程施工进度和工程保障度。3.2.3 特殊部位施工简单

工程中特殊部位的防水处理技术难度很大，卷材防水从材料裁剪到最后施工都不能达到很好的保证度，只有后成型材料才能做到因势成型，保证防水工程的完整性。例如抗浮锚桩的情况，钢筋外露众多，采用传统工艺无法完全形成封闭性防水结构，作为新兴的FR地下刚性复合防水技术系统恰恰能够满足此类防水的所有技术要求。3.2.4 减少管理环节

建筑承包单位直接施工，无需将防水施工进行二次分包，极大程度避免了发包单位与分包单位间的管理冲突、对于防水施工责任问题则由防水材料方进行监督使用和承担相应解决方案。3.3 延长地下工程防水寿命

FR地下刚性复合防水技术系统中防水耐久年限与建筑结构是同寿命的。同时CF-S2型混凝土防水密实剂能够有效提高结构混凝土密实度，对混凝土耐久性和对钢筋形成保护有积极作用。MF-S1防水砂浆与结构混凝土属同性质材料能够与结构自防水混凝土紧密结合为一体，从建筑结构自身解决防水抗渗问题，提高了工程防水的保证度。在地下防水工程中，如何使防水与结构主体寿命同步，是关系建筑使用寿命的重要课题。该技术将防水与结构主体有机的结合，从而保证和提高了建筑物的防水寿命。3.4 施工过程简结、方便 3.4.1 施工简便、操作方便

FR地下刚性复合防水技术系统没有特殊的操作要求，砂浆抹灰和混凝土浇筑是施工单位的基本技术，不存在技术难度；CF-S2型混凝土防水密实剂的使用简便，搅拌混凝土时添加混凝土中胶凝材料总重量0.2%即可达到技术要求。

施工是否方便是施工单位选用技术的重要因素之一，普通的抹灰工就能解决的防水问题，比找专业的防水施工队去处理问题更容易让人接受。3.4.2 可以在背水面施工

FR地下刚性复合防水技术系统由于本身的技术特点，可以在结构混凝土的迎水面施工，也可以在结构混凝土的背水面施工，不影响工程的防水效果，增加了防水施工的可变性。

3.5 节能环保，符合防水行业的未来发展需要 3.5.1 节约资源，利于环保

FR地下刚性复合防水技术系统使用时不会产生有害气体，对环保有积极作用。而像SBS、聚氨酯等有机材料生产及施工使用过程中，由于施工面潮湿，施工人员得用喷灯烘干作业面或烤融有机材料防水层，对于部分工作面狭窄的施工地点，产生的有毒气体对工人身体及周围空气都会有一定的危害。同时由于CF-S2型混凝土防水密实剂等液体防水剂在工程应用中的掺量很低，可以节省大量的仓储和运输成本。3.5.2 提升工程质量重视度

采用FR地下刚性复合防水技术系统时，如果混凝土有施工质量问题，则在施工过程中就能显露，客观上能起到提升质量管理的作用。而传统的防水模式在短时间内掩盖了问题的出现，容易形成后期隐患。3.5.3 经济效益突出

在考虑一种材料的效益时，不要只用技术、材料来定义，必须要考虑综合经济效益，包括耐久性，FR地下刚性复合防水技术系统有一个很大的特点——对混凝土耐久性有所提高，这对长远的综合效益有很大的好处，正符合建设节约型社会的发展趋势。总结：

综上所述，FR地下刚性复合防水系统是一项简捷、严谨、环保的新型技术，其系统完整、保证度高；有着降低造价、缩短工期、施工简单、节能降耗、适应性强、操作性好、无窜水层、安全环保、减少超长板块中后浇带和加强带的设置等优点，充分满足了当前地下防水工程的要求。

超净电袋复合除尘技术研究 第6篇

关键词：超净电袋；分区供电；气流均布；高精滤料

中图分类号：TM621；X513 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）11-0011-02

1 概 述

随着国家深入推进大气污染治理，有些地方政府及电力企业提高了燃煤机组大气污染治理的主动性，广东、陕西、山西等省政府先后出台逐步实现超清洁排放的计划目标，鼓励燃煤电站按超清洁排放要求实施。

2015年，李克强总理在政府工作报告中提出要“推动燃煤电厂超低排放改造”。为此，国家环保部7月发出《关于编制“十三五”燃煤电厂超低排放改造方案的通知》，要求有条件的企业将原计划2020年完成的超低排放改造任务提前到2017年完成，并要求在全国范围内实施。

2 电袋复合除尘器原理

电袋复合除尘技术是继电除尘器、袋式除尘器之后，在充分消化吸收两者机理优势的基础上，将荷电除尘及过滤拦截机理有机结合，创新开发的一种全新的除尘技术[1]。它把前级电场除尘区和后级布袋除尘区紧凑的安装在同一个除尘器壳体内，如图1所示。

充分利用前级电场高效除尘效率来去除烟气中80%以上的粗颗粒粉尘，最大程度上降低进入布袋除尘区烟气的含尘浓度，剩余10%～20%的细颗粒粉尘由后级布袋区进行过滤拦截捕集，有效降低了布袋除尘区负荷。一方面避免了烟气中大量粗颗粒粉尘对滤袋的冲刷和磨损，另一方面由于粉尘颗粒荷电的作用，有效改善了布袋表面的粉饼层结构。电袋复合除尘技术的前后两区分级除尘特点，大大提高了整体除尘效率，有效实现了除尘器出口长期稳定达标排放，具有除尘效率高、排放稳定、运行阻力低、节能、运行成本低、占地面积小等优点[2-3]。

3 超净电袋复合除尘技术的提出

很长时间以来，我国多数燃煤电厂由于“市场煤”的供求情况，极其严重的影响了进入锅炉煤的质量稳定性，致使进入除尘器的烟尘浓度、烟气量等工况复杂、变化幅度大，造成后续静电除尘器除尘效率上下波动极不稳定，这种前端失控致使后端湿式除尘不堪负重“兜不住”的现象，根本无法实现当前形势下超清洁排放目标的实现。

龙净环保通过总结已投运的电袋复合除尘器工程并深入研究，提出了超净电袋复合除尘技术。超净电袋技术在各种烟尘工况下保证除尘器出口排放浓度小于5（或10） mg/Nm3，在烟囱前采用湿电除雾技术确保出口烟尘浓度小于5（或10） mg/Nm3，从而实现超净排放，解决了我国燃煤电厂煤种变化带来除尘效率波动排放不稳定的问题。

4 超净电袋复合除尘的技术措施

超净电袋的选型技术思路为：电场区根据煤种、烟气工况条件，设计满足除尘效率要求的规格容量，提高电场的除尘效率，有效降低袋区的入口粉尘浓度，使滤袋区工作于恒定的低粉尘浓度工况，同时采用高精度滤料，实现超净排放。

经工程应用和试验表明，随着布袋除尘区入口浓度的增加，出口粉尘浓度也随之缓慢增加，当入口粉尘浓度达到一定值时，入口浓度的不断增加而出口排放则趋于平稳。也就是说，如果要在除塵器出口实现超净排放，需适当加大前级电场规格，提高前级电场的除尘效率，合理控制布袋除尘区的入口粉尘浓度。

4.1 提高电场除尘效率

4.1.1 选择合理的极配形式，强化颗粒荷电

根据工程项目煤种、灰份特点，选择相适应的极板、极线形式，采取合理的极配形式，从而适应工况条件，提高电场除尘效率。

合理的极配形式能提高驱进速度，从而提高除尘效率。选择与烟气特性、含尘浓度高低等工况条件相适应的的电晕线，提高放电性能，从而提高电场强度，使得粉尘颗粒充分荷电，充分发挥电场的除尘效率。

4.1.2 采用分区供电技术，增强颗粒荷电，提高电场可靠性

前后分区供电技术，即将每一机械电场沿气流方向细化分成两个供电分区。对于一个电场内部，其前半部电场的最大工作电压较后半部电场的最大工作电压小，多级机械电场除尘器的第一电场内部差距尤为明显。如采用两台变压器来对一个机械电场的前后部分进行分别供电，即分为两个独立的供电分区，提高了平均工作电压，相应的提高了粉尘颗粒荷电量，尤其对细颗粒粉尘荷电与电凝并发挥了重要的作用[4]。因此，电场分区供电技术大大提高了除尘效率。

此外，由于细化了电场供电分区，电场发生故障时可退出的工作区域也少一半，从而大大提高了电场的可靠性。

4.2 合理选择高精滤料

滤袋是电袋复合除尘器实现稳定达标排放的最关键部件，不同的滤料结构形式直接影响到除尘器的整体性能，不同滤料的过滤精度决定了不同的排放值。要保证超净电袋出口长期稳定小于5（或10） mg/Nm3的超低排放，滤料过滤精度的选择也是至关重要。

当前过滤精度最高的是PTFE覆膜滤料，其次是超细纤维梯度滤料，这两种都属于高精度过滤滤料，是超净电袋复合除尘器滤料的首选。

为深入研究各种滤料的过滤精度，选择了四种不同的滤料在VDI试验机上按国标工况条件下（入口浓度为5.0 g/m3，过滤风速2.0 m/min）进行测试。

试验表明，PPS超微孔PTFE覆膜滤料的排放浓度极其稳定，而且比PPS常规PTFE覆膜的低50%左右，比PPS梯度滤料的低90%，比常规PPS滤料的低95%。

4.2.1 PTFE覆膜滤料

滤料覆膜是在滤料的迎尘面覆上一层PTFE微孔膜的一种加工工艺。覆膜滤料不借助粉饼层进行过滤的方式称为“表面过滤”，绝大多数粉尘被阻挡在PTFE滤膜的外面，甚至可以实现“零排放”。同时由于PTFE滤膜本身摩擦系数小，不易粘灰，使得表面的粉饼层容易脱落，容易清灰。

4.2.2 超细纤维梯度滤料

梯度滤料是指滤料沿气流方向，迎尘面采用一定厚度的超细纤维层，后续采用常规纤维层，从形成孔隙分布呈“外小内大”梯度状结构形式。由于迎尘面超细纤维层能有效拦截细颗粒粉尘的渗透，因此梯度滤料的过滤精度与阻力性能介于PTFE覆膜和常规滤料之间。

4.3 改进滤袋制作工艺

滤袋加工过程中，用缝线缝制的部位留有针孔，易造成粉尘颗粒渗透逃逸。在超净排放要求时可采用针孔处进行涂胶或热熔贴胶带工艺防止粉尘泄漏。

4.4 采取強化颗粒荷电与电凝并技术

电袋复合除尘器电场与滤袋区之间存在相互影响的机制，特别在滤袋表层，因颗粒的荷电特性，其过滤机理发生了重要变化。

经过电区时细颗粒物发生了极化和凝并，并形成大粒径颗粒，且随着颗粒荷电量的增大，其极化和凝并程度越显著，细颗粒形成大颗粒的效果就越明显。通过颗粒荷电，增强了电袋对细颗粒物，特别是PM2.5的捕集性能力。

4.5 采用高均匀性流场分布技术

大型化电袋复合除尘器的总体结构、布置具有进口数量多、除尘器横向尺寸宽、断面大、滤袋数量多等特点，若除尘器气流分布不均匀，将直接影响到出口排放、阻力、滤袋使用寿命。所以采用高均匀性流场分布技术是保证综合性能的必要条件之一。

5 结 语

超净电袋复合除尘技术是在常规电袋的技术升级，在保留常规电袋技术优势的基础上，提高了除尘效率，保证长期稳定的烟尘小于5（或10） mg/Nm3超清洁排放的同时，确保除尘设备运行阻力低、滤袋使用寿命长、性能稳定等优异的综合性能。超净电袋复合除尘技术对我国燃煤电厂“市场煤”现状适应性强，工艺路线简化，同比常规超清洁工艺路线，其稳定性、可靠性更高，是当前超净排放形式下燃煤电厂除尘器增效改造的首选技术。

参考文献：

[1] 修海明.超净电袋复合除尘技术实现超低排放[J].电力科技与环保，2015，（4）.

[2] 黄炜，林宏，修海明，等.电袋复合除尘技术的试验研究[J].中国环保产业，2011，（7）.

[3] 聂孝峰，李东阳，郭斌.燃煤电厂电袋复合除尘器技术优势[J].电力科技 与环保，2013，（1）.

复合钻头技术及应用 第7篇

“十二五”以来, 中国石油工业仍然面临严峻的勘探开发形势, 为钻井提速提出了新的挑战。深层、超深层的硬地层提速仍面临着“钻速慢、周期长、成本高”的难题, 成为制约深层油气资源开发的技术瓶颈之一, 而提速的关键则在于钻头。

复合钻头又称混合钻头, 英文名Hybrid Bit。早在1930 年, 美国人Floyd L.Scott等就发明了世界上最早的牙轮-刮刀复合钻头, 但在当时却因为被认为是不切实际的而没有得到进一步发展。20 世纪80 年代, 美国Smith公司和Reed公司也先后提出牙轮-金刚石齿复合钻头技术的专利, 但由于受到复合片材料技术限制, 这种钻头技术思想并未获得成功的商业化应用。2010 年, Baker Hughes公司公布了一种名为Kymera的PDC-牙轮复合钻头的技术特点和现场试验情况, 如图1 所示。钻井应用表明:PDC-牙轮复合钻头能在致密泥页岩、不均质地层等难钻地层条件下高效钻进, 能显著减小钻头转矩, 降低扭转振动, 减少黏滑趋势, 提高钻头钻进效率和导向能力[1,2,3]。

2011 年至今, 宝鸡石油机械有限责任公司、西南石油大学和川庆钻探工程有限公司在复合钻头方面开展了大量理论和实验研究, 陆续申请了关于复合钻头的专利10余项, 其中以《一种牙轮-固定切削结构复合钻头》具有很强的代表性, 如图2 所示[4]。

复合钻头结构形式多种多样, 其中在目前的石油钻探中应用较为成熟的是PDC-牙轮复合钻头, 也是本文的讨论重点。

1 PDC-牙轮复合钻头的基础理论

1.1 复合钻头几何学

复合钻头的牙轮部分的几何学与牙轮钻头几何学基本类似。在钻头几何参数既定的情况下, 已知钻头位置参数 θ0和z0, 及各个牙轮位置参数 φi, 那么各切削齿的特征点的空间坐标就可以求得。各牙齿的特征点在静坐标系中的坐标值 (ρijk, θijk, zijk) , 有已知定值。

上述三式是PDC-牙轮复合钻头的牙轮切削结构的几何学基本方程式[6]。

PDC-牙轮复合钻头固定翼的几何学基本方程为[7]:

1.2 复合钻头运动学

钻头旋转工作时, 复合钻头牙轮切削结构的牙轮绕自身轴线旋转的同时, 牙轮绕钻头中心线旋转, 并随钻头体上下移动[6]。直观地看, 可把钻头体连同牙爪轴颈的运动 (包括转动和纵向移动) 当作牵连运动, 牙轮自转当作相对运动, 牙轮上某一点的运动自然是一种复合运动。根据速度的定义 (位移对时间的导数) 和速度的合成可以得出复合钻头牙轮上任意一点M的运动学基本方程:

上述方程右边各项包括3 种参数:钻头结构参数C0, β 及s;牙轮给定点的M点参数hM, rM, αM;牙轮运动参数Vbz, ωb, ωi。利用这些参数就可以用基本方程式求出M点3 个方向的分速度。

2 复合钻头现场应用

1) 应用实例一。2013 年6 月, 塔里木油田迪北103井试用了一只444.5 mm KM633 复合钻头[9], 如图3 所示。迪北区块苏维依组砾石含量多、地层软硬交互频繁、可钻性差。复合钻头刷新了该层位的机速和进尺记录, 平均机速比迪北101 提高了106%, 比迪北104 提高了165%, 平均单只钻头进尺提高了564%, 见表1。总体而言, 钻井提速效果十分显著。

2) 应用实例二。2014年12月, 磨溪42井试用了一只311.1 mm KM633X复合钻头, 如图4所示。磨溪区块须家河组为砂岩夹页岩, 地层极硬, 研磨性极强。该钻头一次钻穿须家河组, 总进尺551 m, 出井后轻微磨损, 仍可继续使用。该趟钻创下了磨溪高石梯区块一趟钻钻穿须家河组的机械钻速记录, 对比数据见表2。

3 下一步建议

1) 复合钻头的提速增寿。复合钻头的工作转速较低, 主要受到牙轮轴承、密封和主体内锥布齿结构的制约。有实验表明, 提高复合钻头的工作转速, 其机械钻速会成倍上升。复合钻头承受的钻压越大, 牙齿造坑能力越强, PDC破岩体积越大, 但是高钻压同时会引起高振动, 复合片受到的冲击也越大。因此, 只要能够从结构和复合片抗冲击性能综合考虑, 复合钻头势必向高转速、高钻压的方向发展, 使复合钻头提速增寿迈向一个新台阶。

2) 增强地层适应性。复合钻头不是万能钻头, 需根据钻遇地层作个性化设计才能取得较好的钻进效果。现场应用情况表明, 复合钻头在硬、夹层中有良好的提速效果, 但我国难钻地层复杂多样, 只有针对多种难钻地层进行设计, 才能拓展复合钻头的应用前景。

3) 满足不同钻井工艺需求。前期基本理论研究和现场应用表明, 复合钻头工作平稳, 工具面可控性高。然而复合钻头还需要进行更多的优化设计, 以满足钻井工艺要求的不断改进。如在页岩气一趟钻过程中, 复合钻头就需要同时满足直井钻进、造斜稳斜、长距离水平钻进等多种工况。

摘要：复合钻头是近年来针对深部难钻地层提速开发的一种具有全新破岩理论的钻头。介绍了复合钻头理念诞生、产权竞争及工业化应用等几个阶段的发展历程, 深度剖析复合钻头结构特征与几何学、运动学的数学分析模型, 并以此为基础讨论复合钻头破岩机理。通过国内外典型应用案例分析, 体现复合钻头在复杂难钻地层中的提速能力和经济效益。结果表明:在含砾、软硬交错、研磨性强等复杂地层中, 复合钻头钻速同比提高30%以上, 部分极难钻地层提速达100%, 每米钻进成本节约40%以上。最后分析PDC-牙轮复合钻头下一步工作思路, 为后续研究提出建议。

关键词：复合钻头,技术现状,基础理论,提速提效,应用与建议

参考文献

[1]PESSIER R, DAMSCHEN M.Hybrid Bits Offer Distinct Advantages in Selected Roller-Cone and PDC Bit Applications[C]//IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition, 2-4 February, New Orleans, Louisiana, USA, 2010.

[2]DOLEZAL T, FELDERHOFF F.Expansion of Field Testing and Application of New Hybrid Drill Bit[C]//SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 30 October-2 November, Denver, Colorado, USA, 2011.

[3]THOMSON I J, KRASUK R M, SILVA N, et al.Hybrid Drill Bit Improves Drilling Performance in Heterogeneous Formations in Brazil[C]//Brasil Offshore, 14-17 June, Macaé, Brazil, 2011.

[4]杨迎新, 陈炼, 徐彤, 等.一种牙轮-固定切削结构复合钻头:CN103147692A[P].2013-06-12.

[5]安东, 普雷希尔.混合式钻头及其钻进方法:CN101765695A[P].2010-06-30.

[6]马德坤.牙轮钻头工作力学[M].2版.北京:石油工业出版社, 2009.

[7]李树盛.PDC钻头工作理论及现代设计方法研究[D].成都:西南石油大学, 1994.

[8]RICKARD W, BAILEY A.Kymera TM Hybrid Bit Technology Reduces Drilling Cost[R].Thirty-Ninth Workshop on Geothermal Reservoir Engineering, 2014.

[9]许京国, 陶瑞东, 郑智冬, 等.牙轮-PDC混合钻头在迪北103井的应用试验[J].钻井工程, 2014, 34 (10) :71-74.

复合驱采油技术研究 第8篇

一、复合驱采油技术分析

复合驱采油技术将普通的凝胶驱替和表面活性剂两者统一起来, 充分的发挥两者驱替采油的优势, 最大限度的提高原油的采收效率, 复合驱采油具体的过程为, 驱替液最前端为凝胶, 凝胶后面为表面活性剂驱替。最大程度的降低驱替过程中油层纵向和横向之间的差异, 增加了驱替液驱替面积, 提升了原油的驱替效率。复合驱采油技术适用于油藏非均质性强, 含水率高, 处在开发后期的油藏的开采。通过对油藏类型的分析研究, 可以得到油藏剩余油的分布和性质, 复合驱采油技术主要驱替对象为驱替潜力大的油藏主体区域, 在油藏的开采过程中, 油藏主体区域水驱的波及程度高, 利用普通的采油技术已经很难取得良好的效果, 因此需要利用复合驱采油的技术, 改善油藏主体区域在纵向上的驱替效果, 从而改善油藏原油的动用效果。在前期研究的基础上, 研究提出了改善复合驱驱油效果的措施, 例如加大复合驱采油技术的试验规模, 提高复合驱采油技术凝聚和表面活性剂的用量, 同时进行驱替配方的优化。适当的提高注水过程中调剖剂的使用量, 减小调剖剂的粘度, 在实际操作时, 要有效的控制作业压力和注入量, 为了降低施工的难度, 可以在施工前首先确定出地层的最高的注入压力。适当的增加驱油段塞的粘度, 有效的增加复合驱采油技术的作用和效果。聚合物采油技术是三次采油技术常用的方法之一, 但是随着油藏的不断开发, 油藏条件越来越复杂, 常规的聚合物驱采油方式已经逐渐满足不了油藏继续开发的需要。复合驱采油技术的就是综合利用聚合驱等化学驱油的优势, 最大限度的提高油藏的开采效率。

二、复合驱采油技术设计研究

研究表表明, 利用凝胶可以提高驱油的波及体积, 从而有效的增加油藏的采收效率。利用表面活性剂可以降低油水的界面张力, 减少剩余油的量, 从而有效的提高油藏的采油效率, 增加油藏的产量。复合驱采油技术就是综合利用凝胶和表面活性剂的驱油优势, 充分利用两者驱替的协同作用, 凝胶提高波及体积的作用可以更好促进表面活性剂发挥作用, 而表面活性剂降低油水界面张力的作用也可以更好的促进凝胶发挥作用。对于处于开发后期的油藏, 剩余油主要存在油藏的小层, 油藏小层一般水淹的现象严重, 因此需要充分的发挥凝胶调剖作用, 并且结合表面活性剂, 进行油藏原油的高效开采。凝胶段塞的注入量会直接影响到复合驱采油技术的质量, 如果凝胶段塞的注入量太少, 后续的驱油段塞会较快的进入到地层的高渗层, 复合驱驱油的面积受到限制, 驱油的效果不理想。如果凝胶段塞的注入量过大, 会对地层主要的吸水层造成破坏, 后续的驱油段塞很难继续注入到地层中。因此需要选择恰当的凝胶段塞注入量, 既可以保证凝胶良好的调剖效果, 同时不会对地层的主力吸水层造成破坏。通过研究可以得到表面活性剂的使用量增加, 可以有效的提高采收率, 当复合驱注入体积和浓度的增加, 复合驱采油技术的效果也逐渐的增加, 当注入体积和浓度增加到一定值时, 复合驱采油技术增加驱油效率的幅度逐渐减小。在进行复合驱采油过程中, 主段塞的驱油剂为单一的表面活性剂, 主段塞的粘度不高, 随着复合驱采油技术继续, 凝胶封堵调剖的能力逐渐的变弱, 因此会形成表面活性剂段塞窜流现象, 影响到了复合驱采油技术的驱替质量。为了避免这种现象, 可以在表面活性剂段塞中, 增加一定量的凝胶来达到增加表面活性剂段塞粘度的目的, 通过计算可以得到, 加入凝胶后, 表面活性剂窜流现象明显的降低。在复合驱采油技术施工过程中, 要严格的按照相关规定和标准来实施, 确保施工的安全运行。在进行调剖段塞制作时, 因为交联剂具有毒性, 应当由专人操作和保管。在操作过程中要避免药剂的散落, 对于散落的药剂要进行统一回收处理, 所有剩余的药剂要进行集中管理, 禁止随意倾倒, 复合驱采油技术是一个系统工程, 为了能够保证良好的施工效果, 应当做好复合驱采油技术施工的每个过程。

三、结束语

复合驱采油技术是提高老油田原油采收率的重要途径之一, 复合驱采油技术通过将凝胶驱替和表面活性剂驱替两者统一起来, 充分的发挥两者驱替采油的优势, 最大限度的提高原油的采收效率。复合驱采油技术适用于油藏的非均质性强, 含水率高, 处在开发后期的油藏的开采。通过研究为复合驱采油技术的不断发展奠定了基础, 对于提高油田原油的采收率和产量具有积极的意义。

参考文献

[1]冯其红等.可动凝胶深部调驱流线模拟方法研究[J], 应用基础与工程科学学报, 2005 (2) , 146-153

复合酸清洗技术的应用 第9篇

锅炉主要参数如下:

锅炉蒸发量1025t/h

过热器出口蒸汽压力16.72MPa

过热蒸汽温度540℃

再热蒸汽压力3.54/3.32MPa (绝对)

再热蒸汽温度320/540℃

给水压力21.36MPa

给水温度265.4℃

预热器热风温度333.9℃

锅炉排烟温度130.68℃

1 清洗工艺的确定

1.1 锅炉材质和垢样分析

锅炉的材质有20A、15CrMo、12Cr1MoV、SA213、TP-304H、TP-347H、St45、8Ⅲ、13CrMo44和10CrMo910等碳素钢、合金钢和奥氏体钢, 被清洗材质表面腐蚀严重, 割管样垢成份分析发现以铁垢、钙垢、铜垢为主要成份。

1.2 清洗工艺确定

因锅炉材质含有合金钢和奥氏体钢, 故本次化学清洗工艺不能采用常用的盐酸清洗工艺, 材质表面腐蚀严重且有较深的裂痕, 也不能使用腐蚀性比较强的无机酸。根据垢样的分析结果发现, 垢的主要成份为铁垢、钙垢和铜垢。通过对比目前常用的又满足要求的几种清洗剂:E D T A、H E D P、甲酸、乙酸、柠檬酸、氨基磺酸等。其中经济性较好的是柠檬酸和氨基磺酸, 柠檬酸对铁垢络合能力好但对钙垢清洗效果比较差。氨基磺酸对钙垢清洗效果比较好, 但对铁垢清洗能力差。这两种清洗剂合在一起可以起到互补的作用。并且这两种酸也比较经济和环保, 终于上述原因我采用了 (柠檬酸+氨基磺酸) 添加缓蚀剂、消泡剂、还原剂、硫脲等清洗助剂, 酸洗后采用柠檬酸漂洗及联胺钝化的清洗工艺方案, 进行小型试验。

1.3 试验内容

1.3.1 试样的准备

在水冷壁管的不同部位割取三个管样, 将其纵向切割成向火侧、背火侧二等分, 分别称量其质量, 并用游标卡尺测量其长度和半圆通径, 以此数据计算其内表面积。结果如表2。

1.3.2 空白试片的准备

空白试片为相同材质的光滑的长方体指示片, 预留有挂片小孔, 其质量为15.817g, 表面积1.5410-3m2。

1.3.3 化学清洗工艺参数 (表3)

1.3.4 试验结果

被清洗后的金属表面清洁, 无残留物, 无明显金属粗晶析出的过洗现象, 无镀铜现象。

金属腐蚀率1.8 g/ (m 2h) 、金属总腐蚀量1 1 g/m 2。

清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜, 无锈蚀和点蚀, 硫酸铜滴定时间为16秒。

1.3.5 计算结果 (表5)

2 实际应用

经过小型试验可行性试验后, 我们在黄埔电厂#5炉 (300WM) 进行了应用, 取得了理想效果, 得到业主和监理的一致好评。在经济上比以前采用氢氟酸清洗节约了十万元左右。清洗质量如下。

(1) 被清洗后的金属表面清洁, 无残留物, 无明显金属粗晶析出的过洗现象, 无镀铜现象; (2) 金属腐蚀率1.92g/ (m2h) 、金属总腐蚀量11.52g/m2; (3) 清洗后的表面应形成良好的钝化保护膜, 无锈蚀和点蚀, 硫酸铜滴定时间为15秒。

3 结语

经过我们的理论分析和实践应用, 复合酸清洗工艺对材质复杂的直流炉具有很好的实用价值, 比传统上一直采用的氢氟酸清洗工艺具有更好的经济性和环保, 值得进一步推广。

摘要：黄埔电厂#5炉为上海锅炉厂生产的SG-1025/16.7-M313UP型直流燃煤锅炉, 已经运行多年。经割管检测, 水冷壁腐蚀严重, 有很多很明显的裂痕, 且垢最里层有单质铜 (≥5%) 沉积覆盖。应厂方委托, 我公司根据锅炉材质和现状情况开发一种新型经济的清洗工艺对该炉进行清洗。

天然气井复合钻井技术评估 第10篇

1 螺杆使用及邻井分区块统计分析

1.1 苏里格庙区块

复合钻井技术在苏里格庙区块共使用5井次, 其中, 上部井段钻进4井次, 全井段钻进1口井。自安定组至刘家沟组地层, 使用螺杆钻井, 可以大幅度提高机械钻速2.75m/h～10.01m/h。全井段钻进的一口井机械钻速也提高了2.37m/h, 除鄂9井外, 使用螺杆钻井, 钻井周期明显缩短。鄂9井由于井下复杂, 提前转化钻井液和井身结构的改变, 导致全井机械钻速变慢, 钻井周期较长, 同时, 该区块使用螺杆钻井后, 没有钻具失效现象。苏里格庙区块复合钻井井与邻井常规钻井同井段机械钻速对比如图1所示。

1.2 中北部区块

在安定组至刘家沟组地层使用螺杆钻具钻进, 可提高机械钻速0.3 3 m/h～15.32m/h。该区块螺杆使用井平均机械钻速6.75m/h, 平均钻井周期774h, 而常规钻井平均机械钻速6.55m/h, 平均钻井周期826h。该区块螺杆使用井发生钻具失效6次, 全部在50118队, 这与该队转盘钻井时使用60r/min以上的高转数有关。

1.3 南部区块

在安定组至石盒子组地层使用螺杆钻具钻进, 可大幅度提高机械钻速2.08m/h～11.67m/h, 明显缩短钻井周期。同时, 由于机械钻速的提高, 缩短了油层以上地层的侵泡时间, 为中途电测的一次成功提供了保障。复合钻井完成4口, 其平均机械钻速为6.13m/h, 平均钻井周期为932h。复合钻井机械钻速比常规提高了1.37m/h, 钻井周期缩短了420h。

2 天然气井复合钻井技术的优点

2.1 机械钻速明显高于常规转盘钻进

复合钻井技术在天然气井上经过使用证明, 能明显提高钻进速度, 经过26口井的使用, 证明复合钻井技术可以进一步提高钻头的破岩效率, 机械钻速有了明显提高。

2.2 钻具的受力状况得到改善

由于气井产层较深, 除采用优选钻井参数和改变钻具结构, 调整轴向应力零点位置也只能改变钻具弯曲状态, 但钻具仍然长期受复合交变应力作用而疲劳。平均气井的每口井钻具失效次数在1.5～2次, 有时会发生钻具落井事故, 影响钻井进度。使用转盘+螺杆的复合钻井工艺钻进后, 在同样钻井参数钻井时, 钻具所受复合交变应力得以减小, 钻具受力状况得到改善, 钻具失效减缓, 钻具使用周期延长, 同时, 钻具磨损得以减缓。

2.3 缩短了钻井周期

2002年以前天然气井的平均钻井周期55d～60d, 使用转盘+螺杆复合钻井的苏14井、苏21井、苏23井和G02-9井较同区块井段的机械钻速有明显提高, 若将G02-9井和苏14井使用井段折合在同一口井, 按机械钻速和纯钻时间计算, 平均钻井周期可缩短3.2d天。苏里格庙区块可缩短钻井周期3d～13d, 中北部相对可缩短钻井周期1.3d～10d, 南部区块可缩短钻井周期4d～18d。

2.4 减少了部分地面动力设备

在天然气井上使用转盘+螺杆的复合钻进过程中, 只需要开一台柴油机组, 节约了一台动力机组的全部费用。

3 经济效益

综合对比, 单井综合节约钻井费用约11.06万元, 经济效益是明显的。同时, 减缓了钻具失效, 延长了钻具的使用寿命, 减缓了钻具的磨损, 降低了钻具的修理次数以及与此相关的拉运费用。

4 复合钻进过程中优选[1～3]

4.1 螺杆钻具优选

螺杆质量的好坏直接影响着复合钻进的总体效益。在钻井参数相同的条件下, 应优选低转数 (螺杆转数控制在80r/min～100r/min) , 大扭矩、寿命长高质量的螺杆钻具, 保证螺杆的一次性使用寿命在150h以上。

4.2 钻头型号优选

从使用中可以看出, 螺杆试验使用的9-1/2″HA537牙轮钻头, 钻压和转数比不匹配, 造成该钻头轴承先期损坏, 钻头总进尺下降。在复合钻井中, 应采用高转速牙轮钻头匹配使用, 可将泵排量增大为34L/s左右, 细化、量化钻井参数, 机械钻速有望可进一步提高。如川石厂生产的ST517G钻头, 成本低, 转数高, 在复合钻井中几乎达到了江汉HA517钻头的进尺。

4.3 钻井参数与钻具结构优化

由于9-1/2″钻头的最优钻压大于实用螺杆应用的钻压, 使9-1/2″钻头的破岩效果不会完全地发挥出来, 故应在井身结构和钻具结构上进一步优化, 使钻头上的钻压达到最优值。

5 结语

在鄂尔多斯盆地天然气井区进行螺杆+转盘的复合钻井工艺钻进, 机械钻速明显提高, 缩短了钻井周期, 钻具受力工况也得到改善, 同时在钻进作业中地面设备负荷轻, 减少动力设备的磨损。合理选择地层、优选螺杆型号与钻头类型, 优化钻井参数可进一步提高机械钻速, 单井可缩短钻井周期5d以上, 节约综合作业费用约11.06万元, 社会和经济效益显著。该项技术是一项提高天然气井机械钻速, 缩短气井钻井周期的高效钻井技术, 具有很好的推广应用前景。

参考文献

[1]祝效华, 童华, 刘广川, 等.气体钻井钻具断裂机理分析[J].石油矿场机械, 2008, 37 (1) :5～6.

[2]刘永刚, 林凯, 胡安智, 等.复杂深井钻柱安全性研究[J].石油矿场机械, 2008, 37 (1) :17～20.

异种钢及复合钢板的焊接技术 第11篇

【关键词】压力容器;异种钢;焊接技术

1.异种钢焊接概述及其焊接特点

两种牌号不同的钢之间的焊接称之为异种钢焊接，它是属于异种金属焊接中应用最为广泛的一类接头。对于异种钢焊接接头又可分为两种情况，第一类为同类异种钢组成的接头，这类接头的两侧母材虽然化学成分不同，但都属于铁素体类钢或都属于奥氏体类钢；第二类接头为异类异种钢组成，即接头两侧的母材不属于同一类钢，例如一侧为铁素体类钢，另一侧为奥氏体类钢(如奥氏体不锈钢)。对于母材都属于铁素体类钢，其焊缝采用奥氏体不锈钢焊条或镍基焊条焊接的接头，也属于第二类接头。

2.异种钢焊接工艺要点

2.1焊材选择

正确地选用焊材是焊接异种钢的关键，焊接接头的质量和使用性能与所选用的焊材密切相关。

异种钢接头的焊缝和熔合区，由于合金元素被稀释及碳的迁移等原因存在一个过渡区，过渡区中不但化学成分、金相组织不均匀，而且物理性能、力学性能等通常也有很大差异，可能会引起焊接缺陷(如裂纹等)或严重降低性能。为此必须按照母材的成分、性能、接头形式和使用要求等来正确选用焊材。其焊材选用的基本原则有以下几点：

①在焊接接头不产生裂纹等缺陷的前提下，若焊缝金属的强度和塑性不能兼顾时，则应选用塑性和韧性较好的焊材。

②焊缝金属性能只需要符合两种母材中的一种，即可认为满足使用技术要求。一般情况下，选用焊材使焊缝金属的力学性能及其他性能不低于母材中性能较低一侧的指标，即认为满足了技术要求。但在某些情况下还应从焊接工艺性能(如抗裂性等)方面来考虑。

③结构钢的异种钢号焊接时，对相同强度等级的结构钢焊条，一般应选用抗裂性能好的低氢焊条。对于金相组织差别比较大的异种钢接头，如珠光体－奥氏体异种钢接头，则必须充分考虑填充金属受到稀释后焊接接头性能仍然得到保障。

④在满足性能要求的条件下，选用工艺性能好、价低、易得的焊材。

⑤对于异类异种钢接头，一般均选用高铬镍奥氏体不锈钢焊条或镍基合金焊条。对于工作条件苛刻的重要接头，首推选用镍基合金焊条，因为虽然它价格较贵，但可以减少或避免碳迁移，且其焊缝金属的线膨胀系数介于铁素体钢和奥氏体钢之间，对接头的组织及力学性能都有好处。

2.2焊接预热要求

预热温度的确定，一般按预热要求高的一侧来确定焊接预热温度，但对于异类异种钢接头，可以适当降低预热温度，必要时经试验后确定。

2.3焊接规范的确定

对于异类异种钢接头，在选择焊接规范时，因设法降低熔合比。为此，应选择小直径焊条或焊丝，尽量选用小电流快速焊。

2.4采用预堆边焊的方法进行焊接

有时为了解决异种钢接头预热和焊后热处理难的问题，往往采用预堆边焊的方法进行焊接。其工艺顺序为：在需要热处理的一侧母材坡口先预堆边焊1~2层与焊缝同种钢的焊条→此侧进行PWHT→冷态焊接整个焊缝，然后接头不再进行PWHT。这种做法，可减少熔合区成分不均匀所带来的一些问题，也给接头的热处理带来方便，但切记此时预堆边焊层的厚度一定要保证大于或等于4mm，以起到隔离层的作用。

2.5焊后热处理温度的确定

一般是按照热处理温度要求高的一侧母材来选定异种钢接头的PWHT温度，此时一定要事先做焊接工艺评定，以防使强度低的一侧母材强度严重下降，出现强度不合格。

3.复合钢板的焊接

复合钢板是由不锈钢、镍基合金、铜基合金或钛板为复层，珠光体钢为基层，以爆炸焊、复合轧制、堆焊等方法制成的双金属板材。复合钢板的基层应满足接头强度和刚度的要求，复层应满足耐蚀等要求。

为了保证复合钢板不失去原有的综合性能，对基层和复层必须分别进行焊接，其焊接性、焊材选择、焊接工艺等由基层、复层材料决定。

基层和复层交界处的焊接属异种钢焊接，其焊接性主要取决于基层和复层的物理性能、化学成分、接头形式、填充金属成分。凡是异种钢焊接存在的问题在复合钢板焊接时同样存在，为此本节只阐述复合钢板焊接时应注意的一些问题。目前应用较多的是奥氏体不锈钢为复层、珠光体为基层的复合钢板，其次是铁素体钢为复层、珠光体为基层的复合钢板。

3.1焊接方法

根据复合钢板材质、接头厚度、坡口尺寸及施焊条件等确定焊接方法，通常有焊條电弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊、CO2气体保护焊及等离子弧焊等。目前常用钨极氩弧焊或焊条电弧焊焊接复层，用埋弧焊或焊条电弧焊焊接基层。

3.2坡口形式

对接接头坡口形式可采用V形、X形、V和U联合形坡口。也可以在接头背面一小段距离内进行机械加工，去掉复层金属，以确保焊基层焊道时不使基层焊肉焊到复层上。一般尽可能采用X形坡口双面焊，先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层。以保证焊接接头具有较好的耐腐蚀性。同时考虑过渡层的焊接特点，尽量减少复层一侧的焊接工作量。

角接接头坡口形式是无论复层位于内侧或外侧，均先焊接基层。复层位于内侧时，在焊复层以前应从内侧对基层焊根进行清根。复层位于外侧时，应对基层最后焊道进行修磨光。焊复层时，先焊过渡层，再焊复层。

当复层金属的熔化温度高于基层钢的熔化温度，而且两种金属在冶金上不相容时，复层金属必须采用衬垫以保持复层的完整性。在基层焊完后，用角焊缝将衬垫与复层焊接起来。

3.3填充金属选择

基层采用适宜的填充金属进行焊接，使接头具有预期使用所需要的力学性能。在大多数情况下，选用合适的中间填充金属作为钢的过渡层，从而控制复层金属最终焊道的含铁量，避免复层和基层处焊道产生脆化、裂纹等，保证复层焊道的耐蚀、耐磨等特殊性能。

3.4焊接顺序及焊材选用

①通常先焊基层，第一道基层(碳钢、低合金钢)焊缝不应熔透到复层金属，以防焊缝金属发生脆化或产生裂纹。措施是采用合适的接头设计，限制钢焊缝金属熔透；从接头背面去除复层，这当然也增加了焊复层的工作量，提高了焊接成本。

②焊(堆焊)复层一侧时，必须考虑稀释的影响。无论哪一种堆焊方法，第一层堆焊的焊缝金属都是由堆焊材料的熔敷金属和熔入的母材金属熔合而成的。由于母材的合金元素含量很低，所以它对第一层焊缝金属的合金成分具有稀释作用。因此，可能使焊缝金属中奥氏体和铁素体形成元素含量不足，结果堆焊金属可能出现大量的马氏体组织，并可能产生裂纹，同时导致堆焊层韧性降低。

③根部可用碳弧气刨、铲削或磨削法进行清根。在堆焊过渡层前，必须清除清根坡口中的任何残余物。

④要焊后热处理以消除焊接残余应力，选择热处理温度时应考虑：基层和复层的热处理规范的差异；对复层耐蚀性的影响；基层和复层界面的元素扩散是否会产生脆性相，导致钢板性能恶化；由于基层和复层的物理性能差异，热处理冷却过程产生残余应力，沿厚度方向在复层上形成拉伸应力，导致复层产生应力腐蚀开裂等。

复合射孔工艺技术研究 第12篇

1 复合射孔工艺技术的基本原理

复合射孔工艺技术是综合了常规射孔完井和高能气体压裂的一项集成高效完井技术。该项工艺技术一次施工可同时完成两道工序。该工艺技术的工作原理是:地下引爆导爆索后, 射孔弹会极速完成射孔, 同事产生的高能聚能射流会迅速相继射穿油井套管和固井水泥环, 从而在油藏中形成一个较窄的弹孔孔道, 此时被点燃的高能火药会通过射开的弹孔孔道形成一个高温高压的脉冲气流, 使原有的弹孔孔道在沿着主应力的方向以裂缝的形式迅速延伸扩展, 从而形成一个网状裂缝结构, 这种射孔完井方式可有效地避免了射孔、钻井、固井等工艺对地层造成的污染, 有效地改善了油气井近井地带的渗流能力, 提高了油气井的完善程度, 同时实现油气井射孔完井和增产、增注的双重目的[2]。

2 复合射孔器的结构特征

分体式复合射孔器是我国科研工作者根据复合射孔工艺技术需求研发的一种射孔器。该射孔器经过大量的室内实验及矿场试验, 组装方便, 安全可靠。研制的分体式复合射孔器是分为两部分, 一部分枪身中安装射孔弹, 另一部分枪身中安装固体推进剂, 在使用时连接并引爆即可。该射孔器设计的两个关键的技术种, 第一个是引爆方式的设计, 第二个是安装固体推进剂时所用泄压筛管材料的选择以及内部结构的设计, 防止破坏内部电缆。目前分体式复合射孔器所采用的引爆方式是把导爆索伸进固体推进剂中心孔内引爆压裂弹的方式引爆, 这样也解决了导爆索的密封问题;泄压筛管在材料上选用强度较高的, 在泄气孔数和孔径设计时确保能够平衡径向泄气, 降低固体推进剂在轴向上的作用力。

3 复合射孔的选井及施工设计

通过对复合射孔技术原理及复合射孔器结构特点的分析, 其选井选层应注意以下几点:1) 地层应选择水敏性地层, 目标井应选择压裂酸化效果较差的井。2) 对于预测具有较好产能可产生工业油流的探井, 应选择油层可能产生污染的井。3) 对于补孔井, 应用复合射孔工艺补孔可使射孔的孔数及孔密提高, 增产效果更好。4) 虽然测井资料显示地层物性较差, 但取芯等资料分析显示存在大量天然微裂缝的目标井。5) 在复合射孔工艺施工时, 压裂井段应距离水层或者水淹层有一定的距离, 且固井质量合格。6) 对于开发井来说:在选井时应尽量选择地层物性较好、厚度较大的油井。

在复合射孔的施工设计中, 施工加药量的设计应遵循两个重要原则:第一是, 在不损坏目标井套管和固井水泥环的条件下, 尽量加大施工加药量, 提高复合射孔的效果;第二是在目标井套管的承压范围内, 工艺施工最高峰值压力应设计在破裂压力的1.2-1.5倍之间。

4 影响复合射孔效果的因素

通过调研分析, 影响复合射孔效果的因素主要有:地层条件的影响;水井的影响以及投产时间的影响。一般认为, 随着地层条件的变差, 即油层厚度或者含油饱和度变小, 油井产量逐渐变低。在复合射孔油井中, 如果连通的注水井是新井, 该油井的产能一般较高。按照矿场实践结果认为, 复合射孔工艺的有效期大约为3个月, 投产时间应在复合射孔的有效期内, 如果射孔和投产的时间间隔太长, 易造成复合射孔所产生裂缝的重新闭合, 使得油藏地层发生二次污染, 影响复合射孔工艺的增产增注效果。

5 结语

5.1复合射孔技术对薄差油层的增油效果显著且可明显减少地层的污染, 射孔后明显高于相同地层条件的普通射孔井。在施工设计时, 应针对不同油藏条件进行复合射孔工艺的优化设计。

5.2地层条件、水井情况以及投产时间均可对复合射孔工艺的复合射孔效果产生极大的影响, 为了最充分发挥复合射孔的优势, 应尽量减少投产时间与射孔完井时间的时间间隔, 使投产时间在复合射孔的有效期内。

5.3在油藏物性及连续性较差的地层中, 复合射孔的增产效果不明显, 建议采用爆燃压裂技术+复合射孔技术连续施工, 以改善油井近井地带的渗流能力, 达到增产增注的效果。对没有投产的油井来说, 油井投产时应做到对应油水井组同步注采, 保持油藏能量, 提高目标油井的供液能力。

参考文献

[1]章敬, 杜宗和, 聂洪力等.复合射孔技术在新疆油田的应用[J].新疆石油地质, 2013, 34 (1) :74-76.