涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进

目的 提高航空发动机燃气涡轮工作叶片的结构完整性、安全性和可靠性。方法 以某型涡轴发动机燃气涡轮转子叶片热腐蚀案例为研究对象,详细阐述热腐蚀下燃气涡轮转子叶片的结构破坏形式,分析发生热腐蚀部位的分布规律。通过冶金分析方法,研究燃气涡轮转子叶片的热腐蚀-疲劳失效形式。结果 燃气涡轮叶片高摩擦系数的区域在高温燃气的冲刷效应以及热盐腐蚀的作用下,发生表面涂层腐蚀剥落。涂层腐蚀剥落部分的叶片合金基体受到高温燃气的氧化与侵蚀后,形成了热腐蚀坑。腐蚀坑表面的凹凸处出现应力集中,并萌生裂纹,最终引起叶片疲劳断裂。结论 探究了典型腐蚀性物质对燃气涡轮转子叶片的耐高温涂层与镍基合金基体侵蚀与氧化的化学本质,最后针对燃气涡轮转子叶片热腐蚀问题提出了改进建议,可对防范航空涡轴发动机热腐蚀问题提供有益参考。     

发动机典型寿命敏感件环境谱加速技术研究现状

对发动机寿命敏感件环境谱加速技术的研究现状进行分析。从加速环境谱的编制原则、编制方法以及当量关系的确定和验证等方面,详细介绍了加速环境谱的概念内涵。发动机的使用寿命主要受金属敏感件的腐蚀和非金属敏感件的老化制约,重点从常规加速腐蚀试验、多因素综合腐蚀试验和高温加速腐蚀试验等3个方面阐述了加速腐蚀试验方法。从液体介质老化、热氧老化、综合环境老化等方面介绍了以橡胶为代表的非金属加速老化试验方法。最后指出目前当量关系确定方法的局限性和多因素综合模拟方法研究方面的欠缺,提出应综合材料、腐蚀、力学、环境等多学科的相关理论和实践,制定更加科学合理的当量关系确定方法,以及注重新型试验设备的研发等建议。     

模拟海洋全浸区环境下A517海工钢的腐蚀机理研究

目的 探究 A517 海工钢在海洋全浸区环境下的腐蚀机理。方法 通过模拟海洋全浸区腐蚀环境,利用失重法、SEM、EDS、XRD、电化学等测试技术,分析A517钢的腐蚀行为历程,并探讨其在全浸区的腐蚀机理。结果A517钢在厚度方向上的最大电位差为 13 mV,小于发生电偶腐蚀的最小电位差50mV,说明材料在厚度方向上的腐蚀敏感性一致。随浸泡时间的延长,腐蚀质量损失量逐渐增加,平均腐蚀速率先降低、后升高、最后趋于稳定,腐蚀速率约为 0.127 mm/a。结论 腐蚀动力初期主要是由溶解氧的极限扩散控制,后期则是腐蚀产物的氧化还原电荷转移控制。腐蚀首先在 Al₂O₃、MgO 等夹杂物处萌生扩展,腐蚀产物出现明显的分层现象,外锈层主要是疏松易脱落的γ-FeOOH,内锈层主要是致密均匀的 Fe₃O₄,同时锈层中还检测到了β-FeOOH和α-FeOOH的存在。锈层中存在大量微裂纹,削弱了产物膜的保护作用,促进了腐蚀的进行。     

典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的腐蚀行为

目的 研究3种典型耐候钢在江津大气环境中暴晒1 a的初期腐蚀行为。方法 采用户外大气挂片、腐蚀质量损失、SEM、XRD、电化学等方法,研究Q355NH、Q460FRW、Q690的腐蚀速率、锈层形貌、锈层物相和锈层电阻,并与Q345碳钢进行对比。结果 耐候钢和碳钢在大气暴晒初期的腐蚀规律是一致的,Q355NH、Q460FRW、Q690和Q345碳钢的腐蚀速率分别为0.050 9、0.053 6、0.047 8、0.055 mm/a,Q690的腐蚀速率最小,约为碳钢的87%。耐候钢和碳钢的锈层都主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₂O₃组成,耐候钢的锈层更致密,裂纹更少。Q355NH、Q460FRW、Q690的锈层电阻值分别为821.3、1 005、1 080?·cm²,碳钢为101.68?·cm²,耐候钢的锈层电阻值约为碳钢的10倍。Cr和Cu元素在耐候钢的锈层中富集明显。结论 耐候钢的腐蚀速率低于碳钢,3种耐候钢的耐蚀性顺序为Q690>Q355NH>Q460FRW。Cr和Cu元素在...     

雷达吸波复合材料外观失效机理分析及控制方法研究

目的 解决多层泡沫夹芯结构的雷达吸波复合材料在环境效应下产生外观失效的问题。方法 制备3种类型的雷达吸波复合材料,开展典型自然环境试验。观察试验样品外观状态,并检测变形量。通过观察泡沫的微观组织形貌,检测热膨胀量变化及泡沫与树脂间的粘黏强度,用气相色谱质谱联用仪GCMS检测复合材料裂解气体成分,分析复合材料外观失效成因,并提出解决技术途径。结果 6个月自然环境试验后,1#、2#样品外观失效,而3#样品无明显变化。复合材料100℃裂解气体成分为氮气、二氯一氟乙烷、甲基膦酸二甲脂。4种泡沫在22～85℃的最大热膨胀量分别为–0.18%、–0.37%、–0.30%、–0.45%。环氧树脂与4种泡沫的粘黏强度在41～52N,而聚氨酯树脂达到了54～81N。结论 雷达吸波复合材料泡孔内残留气体的释放,是导致外观失效的根本原因。通过热处理工艺,减少样品残留气体量,并提升胶黏剂与泡沫的粘黏复合强度,是提升复合材料环境适应性的有效技术途径。     

中水对循环水处理剂缓蚀效果影响的实验研究

在循环冷却水系统中,水质的变化会影响水处理药剂的缓蚀性能,通过实验室的挂片腐蚀性能评价实验,获得不同中水比例对系统的腐蚀影响规律,并确定了发挥最佳缓释性能的水处理剂投加浓度。     

基于区间分析的履带起重机结构非概率可靠性研究

臂架结构作为履带起重机的重要部件,其结构的强度、刚度和稳定性决定了整个起重机的安全性和使用性能。为了预测履带起重机臂架结构的可靠度,采用区间非概率研究履带起重机的可靠性,只需知道不确定参量的界限而不需知道其分布情况,就能求出各功能函数的可靠性指标;将履带起重机臂架的额定起重量、起升载荷偏摆角度、起升冲击系数等不确定参量看成区间变量,建立了以臂架强度、刚度、整体稳定性为失效模式的可靠性分析模型;将区间变量标准化,在标准化区间变量的扩展空间中,按无穷范数度量从坐标原点到失效面的最短距离,以此来判断结构的非概率可靠度。最后,用该模型对现有某型号履带起重机臂架进行了可靠性分析,结果表明,用该方法得到的履带起重机区间非概率可靠度η1,符合实际情况。     

换热器换热管氯离子应力腐蚀开裂事故案例分析

项目投产运行后大约一年时间,水煤气废热锅炉、低压锅炉给水加热器、低压废热锅炉的换热管先后数次开裂泄漏。在事故现场勘查的基础上,对换热管进行了涡流探伤、渗透检测、化学成分分析、力学性能试验、金相组织分析、扫描电镜分析、能谱分析,得出事故产生原因:当环境、应力、材料的共同作用时,满足了氯离子应力腐蚀开裂需要的条件,开始产生大量自外表面向内扩展的裂纹,最终造成换热器换热管氯离子应力腐蚀开裂事故。     

锅炉炉胆顶板边处失效分析

采用ANSYS软件对不同工况进行模拟,结果显示:在失效部位,温度载荷应力远高于蒸汽载荷应力。通过金相分析发现珠光体中部分碳化物已分散,并且铁素体区域中有部分球形碳化物,材料已发生轻度球化。最后总结:环向褶皱、高温应力和材质劣化是炉胆顶板边起槽失效的主要原因,并为完善锅壳锅炉设计制造标准提出一些建议。     

稠油热采井管柱失效动态风险分析研究

为保证稠油热采井筒管柱的安全运行,采用故障树与贝叶斯网络相结合的方法开展稠油热采井管柱失效风险分析,应用故障树分析方法定性识别管柱失效诱因,建立稠油热采井管柱失效场景演化模型,并将故障树转化为贝叶斯网络模型,应用贝叶斯网络对管柱失效风险进行定量分析,得出热采井管柱失效的关键致因和管柱失效的动态失效概率,以新疆油田某区块热采井的管柱失效为对象进行了案例分析。研究结果表明,该方法可为稠油热采井管柱失效风险分析及井筒完整性管理提供理论支撑和工程设计参考。