“磨蚀行为及其防护技术”专题序言

高端装备及其制造业(高铁、风电、航空、航天、舰船等)是经济建设和重大战略设施的基础保障,是国家核心竞争力的重要标志。然而,高端装备及其关键零部件服役环境与工况极为苛刻,涉及广域环境、高频激振/低频扭振、高承载、高低温交变、湿热。

工科大学生英语听力能力磨蚀实证研究

存在诸多因素影响英语听力磨蚀。为了进一步探究影响工科类大学生英语听力能力磨蚀成因,该文采用问卷调查和访谈的方式进行了实证研究。研究发现,英语听力能力磨蚀现象在工科类高年级大学生群体中普遍存在,其主要影响因素是外语接触量和学习动机与态度。同时,针对该研究结果,该文从提高教学要求,增加课外英语接触量以及激发英语学习动机三个角度进一步讨论了在语言磨蚀理论下避免或降低语言磨蚀速度的措施与建议。

我国语言磨蚀的实证研究述评(2003—2020)

语言磨蚀是语言学习者(使用者)的学习成果发生退化和遗忘的现象。文章以语言磨蚀为切入点,聚焦实证研究,通过知网统计并整理了从2003年到2020年发表的148篇实证研究论文,分别从理论基础、研究方法和研究内容进行详细分析,指出现存不足和发展方向,以期为我国语言研究的深入发展提供有价值的参考意见。

氮化物涂层在海水环境中磨蚀性能的研究进展

综述了应用于海水环境中不同结构氮化物涂层的磨蚀性能,探讨了基体材料、制备工艺参数、掺杂元素等对氮化物涂层在海水环境中磨蚀性能的影响,分析了氮化物涂层在海水环境中的磨蚀机理,并对氮化物涂层在海水环境中磨蚀性能的研究方向提出了思考与展望。

山区公路桥墩桩基防磨蚀新技术探讨

跨河桥梁墩柱桩基的水流砂石冲击磨蚀问题严重危害桥梁安全。对常见的桥墩桩基防磨蚀技术进行了分析总结;在此基础上,结合山区公路桥梁工程实际给出了一种新型的防护措施——超高性能混凝土防冲刷磨蚀结构,并详细介绍了该防护结构的实施方法。该类防护相较于其他水工防护构造物来说混凝土用量更少,更加低碳环保。该研究成果可为类似的桥梁防磨蚀工程提供有价值的参考。

Ni含量对CrN涂层抗磨蚀性能的影响研究

目的探究在模拟海洋环境下,Ni的掺入对CrN涂层耐磨性能的影响,研究不同Ni含量的CrNiN涂层的磨蚀行为。方法采用磁控溅射方法对CrNiN涂层中的Ni含量进行调控,制备CrN涂层、Ni掺杂含量分别为15.85%(原子数分数)和39.06%的CrNiN涂层。通过干摩擦试验和模拟海水磨蚀试验,对3种涂层的力学性能和磨蚀行为进行研究对比,并分析其摩擦损伤机理。结果在干摩擦试验条件下,CrNiN涂层的摩擦学性能主要由涂层的力学性能决定,Ni原子数分数为15.85%的CrNiN涂层兼具高硬度和良好韧性,磨痕最浅,其磨损率在3种涂层中最低,为9.1×10^(-7)mm^(3)/(N·m),而在模拟海洋磨蚀的开路电位(OCP)下,Ni原子数分数为15.85%的CrNiN涂层的磨损率大于CrN涂层,CrN涂层具有最低的摩擦因数以及最低的磨损率。3种涂层在正电位(+0.6 V)时的磨损率显著大于开路电位(OCP)下的磨损率,说明腐蚀降低了涂层的耐磨性。通过对腐蚀产物进行分析,表明CrN的腐蚀产物主要是CrO_(2)以及Cr_(2)O_(3),具有一定的润滑作用,而含Ni的CrNiN涂层在腐蚀过程中产生了NiO,对涂层的耐磨性产生了不利影响。结论在干摩擦试验条件下,CrNiN涂层的摩擦学性能主要由涂层的力学性能决定,Ni原子数分数为15.85%的CrNiN涂层兼具高硬度和良好韧性,从而更耐磨。在模拟海洋磨蚀试验条件下,CrNiN涂层的腐蚀产物严重影响其磨蚀性能。

高温铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性研究

为研究铅铋轴流泵叶轮冲磨蚀特性,基于液态铅铋的冲磨蚀破坏机理分析,利用边界层理论建立冲磨蚀数学模型,采用SST k-ω湍流模型对0.8Q_(d)、1.0Q_(d)和1.2Q_(d)三种方案下泵内流动进行数值计算,获得了叶片冲磨蚀分布及壁面流速、流态、壁面熵产率与冲磨蚀的影响关系。结果表明:高冲磨蚀区域主要分布在叶片进口边靠近泵壳一侧;随铅铋泵入口流量增加和壁面流态紊乱加剧,叶片受冲磨蚀影响增大;当液态铅铋的最大流速不高于10m/s时,叶片受冲磨蚀影响较小,而最大流速高于10m/s时,叶片表面冲磨蚀急剧加重;叶片表面高冲磨蚀区域是高壁面熵产率主要分布区域,且液态铅铋的冲磨蚀行为与壁面熵产率呈正相关关系。

基于欧拉-拉格朗日方法的冲击式水轮机配水机构泥沙磨蚀机理研究

冲击式水轮机凭借其在高山地区,特别是在中国西南地区的独特优势受到越来越多的学术关注度。本文研究了泥沙磨蚀对冲击式水轮机的水力特性,特别是二次流对不同条件下泥沙磨蚀的影响,详细分析了泥沙颗粒参数(泥沙颗粒大小、浓度)。首先对两相流动的数值仿真结果和模型实验结果进行了比较,验证了仿真结果的准确性。在两相流动的基础上,利用欧拉-拉格朗日方法求解了气液固三相流动。针对冲击式水轮机配水系统即配水环管、分叉管和喷嘴结构研究了上述参数对于磨蚀的影响机理。结果表明,泥沙的磨蚀作用破坏了分叉管内的旋涡结构。随着泥沙颗粒直径的增加,不同分叉管的流量趋于均匀。由于喷嘴处颗粒在喷嘴处强烈碰撞作用,磨蚀作用增强。同时,随着浓度的增加,磨蚀程度也增加。

双辉等离子渗铬界面层对类石墨碳基涂层力学及磨蚀性能的影响

目的 研究渗铬界面层对铬/类石墨碳(Cr/Graphite-Like Carbon,GLC)复合涂层力学性能、结合强度及磨蚀行为的影响,阐明Cr/GLC复合涂层的抗磨蚀机理。方法 以316L不锈钢(316L)为基体,先借助双辉等离子表面合金化(DGPSA)技术制备渗铬界面层,再采用直流磁控溅射(DCMS)技术制备顶层GLC涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)和X射线衍射仪(XRD)表征涂层的微结构与成分,采用纳米压痕仪、划痕仪、摩擦磨损仪和电化学工作站测试复合涂层的力学性能、断裂韧性、结合强度和抗磨蚀性能。结果 渗铬界面层能够促进GLC涂层的石墨化转变,实现硬度分布的梯度变化(基体为3.65 GPa,渗铬界面层为8.97 GPa,表面为13.15 GPa),有效阻碍了裂纹的扩展。与GLC涂层相比,Cr/GLC复合涂层具有较高的断裂韧性和结合强度(≥50 N),在3.5%NaCl溶液中具有更低的摩擦系数(0.055)和更低的磨损率(3.22×10^(-7)mm^(3)/Nm),其抗腐蚀性和化学稳定性也明显更优。结论 通过界面设计,实现了Cr/GLC复合涂层硬度分布的梯度过渡,提高了复合涂层的断裂韧性以及与316L的结合强度,赋予了复合涂层优异的抗磨蚀性能,为其在海洋苛刻环境下的磨蚀防护提供了有益借鉴。

放矿作用下改性尾砂覆盖层颗粒磨蚀性实验研究

作为覆盖层的改性尾砂损耗程度对露天转地下矿山的安全起着重要作用。为此,依托庙沟铁矿露天转地下矿山回采条件,采用模型试验方法,研究了改性尾砂作为覆盖层在放矿过程中的运动规律与磨蚀性。实验结果表明:受侧面墙体限制的左右区域的改性尾砂颗粒,其整体运移要比中间区域的改性尾砂颗粒整体运移量大;在放矿过程中改性尾砂颗粒的质量损失与其运移距离成正比;根据区域初始总质量、放矿循环数与放矿后的区域质量拟合得到放矿循环数与放矿后改性尾砂颗粒整体质量的关系式,由此得到了改性尾砂颗粒磨蚀性在前三个循环放矿过程中不断降低,之后其磨蚀性相对稳定的结论。研究成果对覆盖层磨蚀导致的安全问题有一定的理论参考价值。

微动磨蚀及表面防护技术回顾

系统讨论了微动磨损及其与腐蚀耦合的失效机理和表面防护技术,为提高机械零部件的可靠性和延长使用寿命提供理论支持和实践指导。重点分析了固体自润滑涂层、液体润滑膜、树脂基涂层等低摩擦表面技术在减轻微动磨损方面的应用效果及其作用机理,并且对比了一系列微动磨损与腐蚀防护技术的利与弊,揭示了防护手段对腐蚀磨损性能的优化机理。此外,还讨论了低摩擦表面腐蚀防护设计的策略,包括基于表面工程的正向设计和基于失效分析的逆向推演,并对耐磨蚀涂层设计进行了深入探讨。最后,总结了微动磨蚀防护技术的研究进展,并对其未来的发展方向进行了展望。通过以上综合性的研究和分析,为提高机械零部件在复杂工况下的耐磨性和抗腐蚀能力提供了重要的理论依据和技术参考。

泥沙浓度对水力机械材料磨损及磨蚀特性的影响

多泥沙河流上运行的水力机械受到泥沙磨蚀而导致过流部件变形、破坏,严重威胁机组安全运行。本研究对水力机械常用材料开展了旋转喷射磨蚀试验,采用失重法和微观形貌分析法研究了泥沙浓度对材料磨损及磨蚀特性的影响。结果表明:材料受到冲击磨损和磨蚀的累积失重量均随泥沙浓度变化呈近线性增长;当泥沙浓度小于60 kg/m^(3)时,3种材料累积失重量随泥沙浓度增长较缓;当泥沙浓度大于60 kg/m^(3)时,材料失重量增长较快。随着泥沙浓度的增大,冲击磨蚀对材料造成更严重的破坏,但空蚀损伤呈减弱趋势,材料表面硬度越高,抗空蚀性能越好,磨损和磨蚀失重量相等的临界泥沙浓度越低。空蚀作用会影响沙粒撞击材料表面的角度,导致颗粒水平冲击载荷更大,磨痕呈现切削唇边和堆积,在更高泥沙浓度下沙粒切削破坏占据主导作用。

大型冲击式水轮机球型分岔配水机构水力特性及磨蚀预测

随着冲击式水轮机向大容量发展,配水机构的水沙气多相流特性和泥沙磨蚀受到广泛关注。为此,提出一种月牙肋球型分岔六喷嘴配水机构,采用RANS-ELES混合紊流数值模型模拟了配水机构的水力特性,水气交界面采用VOF模型进行追踪,并分析了不同肋宽比对流场和泥沙磨蚀的影响。结果表明:小肋宽比能改善配水机构射流质量,并有利于配水环管分叉部位抗泥沙磨蚀。研究成果可为类似冲击式水轮机的设计与运行提供借鉴。

盘形滚刀磨损预测及隧道围岩磨蚀性分级

隧道围岩磨蚀性分级是评价滚刀使用寿命的关键,为解决这一问题,文章分了析滚刀磨损形式及其机理,总结滚刀磨损预测方法,基于岩体磨蚀性评价指标,构建考虑影响滚刀磨损地质因素的隧道围岩磨蚀性分级方法,定性评价围岩地质条件对滚刀磨损的影响程度,为盾构法施工成本预算及滚刀磨损预测提供参考依据。

动态系统理论视域下语言磨蚀研究的缘起与嬗变

众所周知的是动态系统理论缘起于自然学科,但由于其自身的理论框架特点,将其作为一种范式引入包括语言学研究在内的社会学科领域似乎有着无限的潜力,并且这种潜力在世纪交汇之际被国内外学者共同释放了。该文从对动态系统体系的梳理开始,用二语习得的棱镜去嵌套动态系统理论,鞭辟入里地转向到在动态系统理论视域下对二语习得理论的一个分支:语言磨蚀的研究进路进行分析。

泥沙磨蚀作用对微塑料老化破碎的影响

泥沙磨蚀作为侵蚀迁移过程中典型作用力之一,可加速微塑料老化破碎,进而影响其在土壤环境中的富集和迁移特征,但泥沙磨蚀影响微塑料老化破碎的作用机理尚不明确。以侵蚀事件频繁且微塑料污染严重的黄土高原王东沟小流域为研究区域,采集多年覆膜的玉米地土壤,对比分析风干原土、泥沙浸润静置,和含沙量为560 kg·m^(–3),800 kg·m^(–3)和930 kg·m^(–3)三种含沙量震荡磨蚀等多种处理下对微塑料的老化破碎影响,并采用激光红外成像系统分析不同处理下微塑料的丰度、类型和形态特征。研究结果表明:(1)研究区土壤微塑料以聚氨酯(Polyurethane,PU)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene,PTFE)、橡胶(Rubber,RB)为主,多为直径10~50μm的碎片状。(2)风干原土处理中微塑料的平均面积最大(5234μm^(2)),泥沙浸润静置处理下微塑料的平均丰度最小(2067 n·kg^(–1)),而泥沙磨蚀处理下微塑料的平均丰度最大(14400 n·kg^(–1)),且平均面积最小(2868μm^(2))。(3)三种含沙量磨蚀作用下微塑料的平均丰度和面积存在显著差异,其中,平均丰度表现为:中含沙量(18300 n·kg^(–1))>低含沙量(13730 n·kg^(–1))>高含沙量(8667 n·kg^(–1)),而平均面积表现为:低含沙量(3932μm^(2))>中含沙量(2472μm^(2))>高含沙量(2099μm^(2))。总之,本研究表明泥沙磨蚀作用可显著增加微塑料丰度,减小其面积,而微塑料的平均丰度在中含沙量磨蚀强度下达到最大值,且不同微塑料类型对泥沙磨蚀作用的敏感程度不同,为侵蚀环境下土壤微塑料的破碎迁移风险评估提供理论参考。

煤气化装置缓冲筒磨蚀问题的数值模拟研究

煤气化闪蒸系统因存在高固含量物料,导致管道磨蚀/冲蚀问题较为突出,已严重制约装置的正常运行。以低压闪蒸罐至真空闪蒸罐角阀后的缓冲筒为研究对象,通过几何建模和仿真分析,探讨该部位缓冲筒内流体的流动特性,并对磨蚀/冲蚀严重部位进行预测。研究结果表明,磨蚀/冲蚀最严重区域位于三通相贯线处,随着入口速度增加,最大冲蚀率呈指数型上升趋势,磨蚀/冲蚀区域不断扩展;流体在缓冲筒盲端区域产生低速涡旋运动,对缓冲筒壁面冲蚀有一定的缓冲作用,且随着入口速度的增加,缓冲筒盲端缓冲区高度逐渐减小,对盲端底部的缓冲作用逐渐减弱。

含沙流下双吸泵磨蚀特性分析

为深入分析含沙流下双吸泵磨蚀特点,采用RNGk-ε模型计算获得叶片正背面的剪切力、泥沙分布及固液滑移速度等参数,进而基于正交试验法对含沙量、沙粒直径和进口流速等对磨蚀的影响进行分析。研究表明,在含沙流下,叶片正、背面沙粒多集中在进口处。固液滑移速度受沙粒直径影响最大,沙粒直径增大,固液滑移速度也随之增大。三种因素中,沙粒直径对双吸泵磨蚀的影响权重最大,含沙量其次,流量的影响相对较少。

300MW机组汽轮机磨蚀、腐蚀和积盐原因分析及处理对策

介绍某电厂300MW机组汽轮机磨蚀、腐蚀与积盐的情况,通过对汽轮机磨蚀、腐蚀、积盐情况进行分析,以及对积盐与沉积物的化学成分进行检测,探讨磨蚀、腐蚀与积盐产生的原因,并提出了相应的对策和解决措施。

浅析多泥沙低扬程大变幅的水泵机组选型及抗泥沙磨蚀措施

通过对多泥沙低扬程大变幅的取水泵站进行水泵机组选型设计,结合取水泵站的水质情况,从水泵型式、转速、运行方式、安装高程以及抗泥沙磨蚀措施等几个方面进行分析,以减少泥沙磨蚀对水泵机组的影响,提高水泵机组的运行稳定性和使用寿命,为类似工程提供一定的参考。