堆芯中子通量测量系统指套管磨损分布规律及处理准则优化研究

目的 分析堆芯中子通量测量系统指套管磨损分布规律,提出处理准则优化建议.方法 统计了指套管在堆芯不同位置的磨损数量,分析了指套管磨损分布规律.结合指套管和导向管的结构特点和视频检查结果,分析了指套管的磨损原因,并提出了指套管磨损处理准则优化建议.结果 指套管磨损位置主要集中在P1和P4两处,其中P1位置磨损数量最多,而...     

增压风机入口烟道磨损优化分析

冲刷磨损是目前工业系统运行的主要问题之一。本文通过对电厂增压风机前的一段双入口烟道进行了CFD分析,通过增加导流板来减小系统的压力不平衡性,改善颗粒对烟道的磨损,考察了不同粒径的灰分颗粒对烟道和导流板磨损趋势,为实际工程中的防磨措施制定提供参考。     

钛金属材料干摩擦磨损特性研究

目的研究钛金属材料干摩擦磨损失效机制。方法选用TA2工业纯钛和TC4钛合金材料,采用CETR UMT-3多功能摩擦磨损测试仪进行往复摩擦磨损试验,采集摩擦系数曲线,计算摩擦系数均值,从动态和静态分析钛金属材料的摩擦特性。采用Micromet-6030型自动显微硬度计测量样品材料表面硬度值,通过表面硬度分析耐磨损性能。采用Nova Nano SEM 650场发射扫描电镜并配置能谱仪对磨损表面和磨屑进行微观形貌观察和元素成分计量分析,从微观角度分析钛金属材料的磨损机理。采用Olympus Lext OLS3000-R型激光共聚焦显微镜测量磨损体积和轮廓,并观察磨损表面的三维形貌。结果频率对钛金属材料的摩擦系数和耐磨损性能影响较大,随着频率的加快,摩擦系数增大,数据跃变幅度增大,磨损体积随之增大。载荷对摩擦系数影响相对较小,随着载荷增大,在摩擦初期,摩擦系数有下降交汇趋势;摩擦后期,摩擦系数才明显上升,载荷与磨损体积之间基本呈线性增长关系。钛金属材料的磨痕呈现为"擦后型,随着载荷的增大和频率的加快,磨损体积轮廓呈现出加深变宽的趋势。TC4的表面硬度约为359.2 HV,TA2的表面硬度约为247.8 HV,前者比后者高出约111.4 HV。在相同试验条件下进行干摩擦磨损试验,TA2的磨损体积约为TC4的2.5倍,TA2的耐磨损性能相对较差。TA2的磨屑为细小的颗粒状磨屑,磨损表面存在严重的剥层脱落特征;TC4的磨屑粒径大小不一,在低频低载状态下,磨损表面有犁沟痕迹,不存在明显的剥落坑。随着载荷和频率的增大,摩擦表面层出现裂纹和碎化剥落现象。结论 TA2的磨损机制主要是剥层磨损和磨粒磨损。在低频低载状态下,TC4的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,随着载荷和频率的升高,在瞬时闪现温度和载荷的作用下,其磨损机制主要为粘着磨损和剥层磨损。     

循环流化床锅炉水冷壁防磨导流板的应用

随着我国环境质量的日益恶化,我国政府相继出台了环保政策来改善大气环境,同时对于锅炉的污染物排放有了更高要求。循环流化床锅炉水技术通过清洁燃烧来解决大气污染问题,已得到了大力推广。但该技术存在磨损严重的问题已成为企业的困扰,急待解决。本文阐述了呼伦贝尔安泰热电有限责任公司鄂温克热力分公司6#锅炉由山东成远实业有限公司改造,循环流化床锅炉水冷壁加装防磨导流板,并分析磨损的形成原因,结合现状提出针对性的磨损防范措施,对行业内锅炉运行的磨损问题得到解决。     

海军某型飞机典型电连接器失效分析

目的分析得出电连接器失效的主要原因。方法以海军某型飞机三个型号典型电连接器插孔端为主要研究对象,对电连接器宏观形貌进行目视检查分析,并采用扫描电子显微镜进行微观形貌观察,采用能谱分析仪进行微观成分分析,研究壳体表面和插孔接触面的化学成分组成。结果腐蚀和磨损是外场电连接器失效的主要诱因,电连接器有一定程度的局部腐蚀,表面积聚的灰尘和海盐颗粒对腐蚀有较明显的促进作用。插拔不当造成的插针与插孔间同心度的偏差,与微动磨损共同作用加速了局部腐蚀。结论插拔不当、微振磨损与局部腐蚀是导致电连接器性能下降乃至失效的三大主要因素。     

环境中的轮胎磨损颗粒:从路面到海洋

轮胎磨损颗粒是环境中微塑料的主要来源之一,目前全球轮胎磨损颗粒的释放量在590万t·a^-1左右,约占海洋微塑料总量的15%.轮胎磨损颗粒产生于路面,通过雨水径流迁移,进而存在于路面、土壤、沉积物、水体、生物体等环境介质中.当前轮胎磨损颗粒的检测主要通过检测标记物来实现,因此,标记物的选择是关键.同时,轮胎磨损颗粒会通过吸附和浸出污染物产生污染,对人体和生物体都有一定的健康风险.对于环境中轮胎磨损颗粒的控制,最直接的方式就是在迁移路径中截留轮胎磨损颗粒和加速轮胎磨损颗粒的分解;而改进轮胎配方,降低磨损率可从源头减少轮胎磨损颗粒的释放.目前,人们对轮胎磨损颗粒的认识不足,检测方法还需要完善,其环境行为和风险评价也缺乏相关的研究.获得轮胎磨损颗粒从路面到海洋迁移的规律性认识,对于了解其生态风险和潜在污染问题十分重要.基于此,本文归纳总结了轮胎磨损颗粒的产生、检测方法、环境分布、潜在风险和缓解措施等方面的研究成果,分析了轮胎磨损颗粒研究今后应予以关注的方向.     

SCR系统整流格栅支撑梁对流场的影响及优化措施

SCR脱硝系统是年前燃煤电厂脱除NO_x的主要方式。CFD模拟为SCR系统流场优化设计的必要手段。一般设计时会对整流格栅结构和支撑进行简化处理,造成实际安装的整流格栅支撑梁及某些结构引起催化剂前流场不均,进而造成催化剂的严重磨损。以某600 MW机组为例,针对实际运行磨损非常严重的情况,通过CFD模拟对整流格栅系统的支撑及密封结构进行详细模拟诊断,并进一步对其整流格栅结构进行优化设计。结果表明,改造后运行大大减少系统高速区分布,催化剂磨损程度明显降低。     

大气等离子和超音速火焰喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层组织和性能对比

目的 针对航空发动机叶片榫头/榫槽摩擦副工作中的微动磨损问题,开展CoCrAlYSi-hBN抗微动磨损涂层研究.方法 通过大气等离子(APS)和超音速火焰(HVOF)喷涂工艺,制备CoCrAlYSi-hBN涂层,采用扫描电镜(SEM)研究涂层的形貌和微观组织,采用显微硬度计和拉伸试验机测试涂层的显微硬度和结合强度,采用SRV试验机探究涂层的摩擦磨损性能.结果 APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层熔化更充分,显微组织均匀,具有更多高含量的hBN和孔隙;HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层显微组织具有明显的层状结构,涂层致密,hBN和孔隙含量少;APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度平均值为168.4HV0.3,结合强度平均值为44.6 MPa,远小于HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层的硬度(327.1HV0.3)和结合强度平均值(59.5 MPa).相比HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层虽然有更低的摩擦系数(0.75),但涂层磨损更严重,涂层磨痕表面有明显的涂层剥落,HVOF喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层磨痕则出现更多的犁沟.结论 HVOF喷涂工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层的综合性能优于APS喷涂CoCrAlYSi-hBN涂层,在摩擦过程中,两种工艺制备的CoCrAlYSi-hBN涂层都会转移到对偶件上,从而减少对偶件的磨损,有作为叶片榫头抗微动磨损涂层的潜力.     

“火炮身管烧蚀磨损机理及寿命提升技术”专题序言

未来战争形态和作战样式将形成以网络为中心、以信息为主导、以火力为主战的一体化联合作战模式。火炮是各国军队装备数量最多、使用最广泛的武器之一,为了能适应未来作战需求,必须将高速机动、远程精确打击、高效毁伤作为主要发展目标。随着火炮威力性能的不断提高,发射过程的高温、高压、高速等特征更加显著,导致身管内膛工作环境更恶劣,烧蚀磨损程度加剧,身管寿命大幅度降低,这已成为严重制约火炮性能稳定发挥的重要因素。国内外相关研究人员一直高度关注火炮发射过程身管-火药燃气-弹丸之间相互作用产生的烧蚀磨损机理、抗烧蚀磨损技术、身管寿命评估等问题,但是这些研究都没有形成完整的技术体系,尤其是在基础性和共性的科学问题研究方面显得十分薄弱。例如,对身管内膛镀铬层的破坏机理和损伤规律研究还处于空白状态。近年来,我国加大了对火炮身管烧蚀磨损机理及寿命提高技术方面的应用基础和工程技术研究,取得了阶段性研究成果。     

不同温度热‒冷循环处理对炮钢摩擦磨损性能的影响

目的研究不同温度热–冷循环处理对炮钢摩擦磨损性能的影响及其磨损机理。方法将PCrNi3MoVA炮钢分别在400、800℃的加热温度下进行热–冷循环处理,采用立式万能摩擦磨损实验机在不同的滑动速度下测试炮钢销与H96黄铜盘配副时的摩擦磨损性能,记录摩擦系数,测量炮钢销和黄铜盘的磨损量。采用扫描电子显微镜和能谱仪测量磨损后的炮钢销表面形貌及化学成分,分析其磨损机理。结果热–冷循环处理对炮钢销在100 r/min滑动速度下的摩擦系数的影响较小。随着热–冷循环处理中加热温度的升高,炮钢销的磨损量增大,而黄铜盘的磨损量受炮钢销热–冷循环处理的影响较小。炮钢销的磨损表面可见明显的因材料塑性变形剥落造成的凹坑和沟槽。随着滑动速度的增大,800℃–室温循环处理后,炮钢销的摩擦系数降低,磨损量在400 r/min时最大,在800 r/min时反而下降到接近于0。分析磨损表面发现,800 r/min时,黄铜磨屑与炮钢磨屑发生掺杂混合,附着于炮钢销的磨损表面,从而影响了炮钢销的摩擦磨损性能。结论热–冷循环处理对炮钢销–黄铜盘摩擦副摩擦系数的影响较小,但随着热–冷循环中加热温度的升高,炮钢销的耐磨损性能下降。滑动速度对炮钢销摩擦系数和磨损量的影响都较大,高的滑动速度下,黄铜磨屑与炮钢磨屑混合,并附着于炮钢销磨损表面,改变炮钢销的磨损机理。     

大口径火炮身管内膛烧蚀磨损数值计算

目的定量研究身管内膛烧蚀磨损规律,指导身管的寿命预测和结构设计。方法采用完全隐式差分格式对一维传热控制微分方程进行离散,求解身管截面径向不同位置、不同时间的温度分布。在差分法求解身管内膛温度的基础上,采用一维半无限大烧蚀模型和傅里叶导热定理,推导身管内膛烧蚀模型。最后,基于ALE自适应网格,动态模拟不同射弹数下身管内膛尤其是膛线的退化规律。结果身管周向烧蚀磨损量远小于径向烧蚀磨损量,但最大磨损量出现的位置基本一致,均发生于坡膛部位和膛线起始处。其中,坡膛处磨损最为严重,部分位置坡角遭到严重破坏。此外,膛线起始处的磨损整体呈内缩趋势,尤其膛线导转侧磨损较大。结论身管烧蚀磨损主要集中在坡膛始50~200 mm,整体呈现先迅速增加、再迅速下降的趋势。第500发弹时,身管导转侧烧蚀磨损量峰值为1.6 mm,非导转侧磨损量峰值为1.4 mm,导转侧烧蚀磨损径向分量和周向分量普遍比轴向分量高0.1~0.2 mm。     

冲击对蒸汽发生器传热管微动磨损行为的影响研究

目的 研究冲击对核电站蒸汽发生器传热管在高温蒸汽环境中微动磨损行为的影响规律与机理。方法 采用高温高压蒸汽环境冲击–滑移与纯滑移对比试验,研究冲击对蒸汽发生器690TT合金传热管微动磨损行为的影响。通过分析微观损伤结构区别,对比高、低磨损能量试验结果,明确冲击在微动磨损中的作用,获得传热管冲击–滑移复合微动磨损机理。结果 高温高压蒸汽环境中,复合微动磨损与纯滑移微动磨损相比,没有犁沟磨损特征,剥层特征占主导地位,微动磨损机制为剥层磨损。磨损能量越高,冲击引起的磨屑层脱落和基体开裂越多,磨损越严重。结论 冲击显著改变了传热管的微动磨损行为,在开展传热管服役安全评估中,应充分考虑纯滑移磨损与冲击–滑移复合微动磨损的显著差异。     

销轴滑动磨损条件下的极限承载力研究

目的 针对销轴在海洋环境下由于轴向滑动磨损造成的极限承载力变化进行数值模拟研究，得到销轴的极限承载力演变规律，为水下磨损结构的安全评估提供理论依据。方法 首先，运用ANSYS有限元分析软件，建立“柱-瓦”模型进行磨损计算，对滑动磨损方法进行验证。然后，建立实际销轴与锚链横档局部有限元模型，进行磨损分析，得到不同轴向滑动频率下的磨损数据。最后，计算销轴在失效准则下不同磨损深度等级(0、1、2、3 mm)的极限承载力，并根据磨损速度-磨损深度-破断力的映射关系得到其许用极限承载力和累计使用时间随磨损深度的变化曲线。结果 在典型工况(滑动频率为3 Hz)条件下，销轴连续工作约3 298 h，磨损深度可达3 mm，许用极限承载力下降14 180 N。结论 随着销轴轴向滑动频率的增加，销轴的最大磨损深度、总磨损体积、磨损速度均近似呈线性增长变化。在典型工况下，销轴许用极限承载力随着服役时间增长近似呈线性下降，且随着时间增加许用极限承载力下降趋势变缓。     

高耐磨化学复合镀层的研究

为了改善化学镀Ni-P合金镀层的耐磨性能,提高化学镀Ni-P合金镀层的使用寿命,实验中分别在化学镀液中加入了硬质相SiC粒子、Al2O3粒子以及具有自润滑性能的PTFE粒子,使它们与Ni-P合金一起共沉积,从而制备出具有特殊功效的高耐磨复合镀层.实验结果表明:化学镀Ni-P-SiC以及Ni-P-Al2O3复合镀层由于硬质粒子的加入使镀层的耐磨性比Ni-P镀层提高了6倍左右;Ni-P-PTFE复合镀层的摩擦系数可达0.063,远小于Ni-P镀层0.2的摩擦系数,同时耐磨性能也比Ni-P合金镀层有了较为明显的提高.     

航空发动机复材外涵机匣静热强度试验方法研究

目的 提出一种飞机发动机外涵机匣静热强度考核试验方法,实现对高温环境下机械载荷与气流压力载荷同时作用时外涵机匣的强度考核.方法 以典型外涵机匣模拟件为试验件,利用所设计的试验装置与外涵机匣模拟件合围成一套能够施加温度载荷、机械载荷以及内腔气压载荷的被试结构,在通过温度加载系统、静力加载系统和气压加载系统同时对被试结构模拟飞行过程中的真实工况环境.结果 通过设计的试验能同时施加飞行过程中外涵机匣所承受的主要温度、机械及气流压力载荷.结论 提出的静热强度试验方法,能够充分对航空发动机外涵机匣飞行过程中的综合环境进行地面模拟考核,取代以往金属外涵机匣考核的温度载荷等效方式,可实现对复材外涵机匣工艺件进行考核,为外涵机匣减重设计提供依据.     

ABC算法优化SVR的磨损故障预测模型

目的为了提高故障预测的精度,针对支持向量回归SVR(Support vector machine for regression,SVR)参数选择困难的问题,提出一种采用人工蜂群(artificial bee colony,ABC)算法优化支持向量回归(SVR)的故障预测模型(ABC-SVR)。方法该模型先对样本数据进行重构,然后将故障预测误差(适应度)作为优化目标,通过ABC算法寻优找到最优的SVR参数,建立故障预测模型。最后通过实例仿真验证模型的优越性。结果采用ABC算法优化的SVR故障预测模型进行时间序列预测,能够较好地跟踪发动机滑油金属元素浓度的变化过程,并且能够提前2个取样时间预测异常情况的出现。结论 ABC-SVR模型有效解决了SVR参数选择难题,能够更加准确地表现故障变化规律,提高了故障预测精度。     

某型直升机尾减速器从动机匣腐蚀故障分析及预防对策研究

目的分析某型直升机尾减速器从动机匣腐蚀故障原因,建立预防该类腐蚀故障问题的处理方法。方法通过腐蚀故障机基本信息分析,腐蚀故障部位结构、材料和腐蚀形貌分析,得出腐蚀故障原因,采取"原位"处理方式建立该类腐蚀故障处理方法。结果某型直升机尾减速器从动机匣安装面有异种金属接触和凹陷型结构,并承受交变载荷,易发生腐蚀故障,部队外场维护只能通过检查和监控延缓腐蚀进程,解决该问题需通过"湿装配"的密封剂处理技术和螺栓表面防护加强方法。结论采取机上原位进行尾减速器从动机匣螺栓固定端面"湿装配"密封处理和螺栓外表面防护涂层加强处理,能够防止电解液进入螺栓固定端面和螺栓孔内部,达到腐蚀预防的目的。     

不同B_(4)C含量对冷喷涂Al/B_(4)C复合涂层防腐与耐磨性能的影响

目的分析不同B_(4)C含量对冷喷涂Al/B_(4)C复合涂层防腐和耐磨性能的影响,探索利用冷喷涂低温特点制备Al/B_(4)C复合涂层的可行性。方法利用冷喷涂方法制备4种B_(4)C含量的Al/B_(4)C复合涂层,并利用各种方法表征涂层的结合特征、耐磨性能和防腐性能。结果冷喷涂过程不会改变铝和碳化硼的物相,碳化硼颗粒主要以嵌入方式结合在涂层中,会产生结合缺陷。在本研究中,B_(4)C的质量分数最高可达到34.53%左右,涂层的结合强度随粉末中碳化硼含量的增加先增加、后降低,最高可达26.67 MPa。微区电化学试验分析涂层内部微电位差值,发现Al/B_(4)C界面存在电位差,腐蚀反应会优先在Al/B_(4)C界面发生,从而破坏金属Al成膜,使涂层的耐蚀性能与略低于铝块材。结论冷喷涂技术可以制备微观结构和结合性能良好的高B_(4)C含量Al/B_(4)C复合涂层,涂层中B_(4)C的质量分数最高达34.53%,预期具有良好的热中子吸收性能。同时,B_(4)C颗粒的加入,使得涂层的耐磨性能大大的提升,但是耐蚀性能相比于铝材料略有降低,是未来需要改善的方向。     

H13钢表面多弧离子镀CrAlN涂层的显微硬度及耐磨性影响

目的 提高H13热作模具钢表面的显微硬度及耐磨性。方法 通过多弧离子镀技术,分别对未经热处理的H13钢、淬火H13钢以及氮化H13钢的表面进行多弧离子镀沉积CrAlN涂层,并分别对这3种基体上的CrAlN涂层的显微硬度和摩擦磨损性能进行研究。结果 涂层表面均较为平整,且出现了白色小颗粒。经过淬火和氮化处理后,H13钢CrAlN涂层的显微硬度达到3 300HV以上,达到基体的14倍多。与基体的摩擦系数相比,淬火和氮化处理后,H13钢的摩擦系数比基体低,镀膜后的摩擦系数比基体高。氮化H13钢表面CrAlN涂层的磨损机理主要是磨粒磨损和黏着磨损共同作用,淬火H13钢的CrAlN涂层磨损机理主要是黏着磨损;淬火和氮化后H13钢基体上CrAlN涂层的耐磨性均得到较大的提高。