特殊环境下复合绝缘子老化特性及检测方法研究进展

复合绝缘子老化会造成表面疏水性降低等问题,严重危害了输配电线路外绝缘的可靠性。本文针对特殊环境下复合绝缘子严峻的老化问题,从特殊环境老化特性、老化检测方法、重点研究方向进行了分类论述。首先,分析了湿热、盐雾、酸性和强辐射环境等特殊环境下复合绝缘子的老化特性研究进展,总结得出应注重提高特殊环境下硅橡胶材料的抗老化性能。其次介绍了现阶段复合绝缘子老化检测方法,从技术手段上可分为非接触式表征和采集样本试验室表征两大类,考虑在线监测需求和复合绝缘子具有疏水恢复性,提出非接触老化表征方法是评估复合绝缘子老化的首选方法。最后综合调研结果,以热带海洋环境为例提出复合绝缘材料环境适应性的重点研究方向,为领域学者提供一定的参考。

纯铜在湿热海洋大气环境空调外机内部初期腐蚀行为研究

本文采用扫描电子显微镜、电化学测试、傅里叶红外光谱等分析测试手段研究了现场实证实验空调外机内部环境中,铜暴露不同时间后的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明空调外机内部服役环境的严酷度明显小于外部自然大气环境。样品铜暴露7~11个月之后,铜表面致密的保护性腐蚀产物Cu_(2)O发生转变,导致样品表面腐蚀产物的保护性下降,样品的腐蚀速率呈现先下降后升高的趋势。

我国的机电产品环境适应性研究

开展机电产品环境适应性研究是提升我国机电产品质量和市场竞争力的重要手段。本文介绍了机电产品环境适应性研究的目的和内容、回顾了我国开展机电产品环境适应性研究的历史、总结了目前本领域国内外研究现状,指出了我国与国外先进水平之间的差距,并对我国机电产品环境适应性研究的未来发展提出建议。

高聚物的老化试验

自然大气暴露和人工加速老化都是评价高聚物老化特性的常用方法。介绍了各种老化方法的特点、应用和相关标准。

不同自然暴露方法对聚丙烯老化的影响

采用直接大气暴露、玻璃板下暴露和百页窗下暴露3种自然暴露方法,研究了聚丙烯塑料外观、力学性能和熔融指数在海南自然暴露过程中的变化,考察了光、热、氧对聚丙烯老化的影响。结果表明:自然环境下,光和热均是引起聚丙烯老化降解的主要因素,并且光的作用更强,氧对聚丙烯老化的影响很小;冲击强度对聚丙烯的老化相当敏感,海南自然暴露9个月时,直接大气暴露的聚丙烯试样冲击强度保持率下降至原始的10%左右。

聚甲醛耐候性研究

研究了自然老化和人工加速老化试验中聚甲醛力学性能的变化规律,考察了人工加速老化与自然老化试验的相关性。结果表明:光、热、水的综合作用是造成聚甲醛力学性能显著下降的主要原因;聚甲醛的断裂伸长率和缺口冲击强度对材料老化十分敏感,老化初期就显著下降;热老化无法模拟自然老化中聚甲醛力学性能变化规律,而试验中紫外灯光老化所采用的试验条件可模拟海拉尔、苍山等自然环境条件下聚甲醛力学性能变化规律,但对海南、广州等具有强日照、高温、高湿、多雨的自然环境模拟效果不好。

X-42钢在碳酸钠-碳酸氢钠溶液中慢拉伸时电化学噪音信号的小波分析

本文应用小波分析理论研究了X42管线钢在0．5mol/1 Na_2CO_3 +lmol/l NaHCO_3溶液中,在-950 mV_(SCE)、-1100mV(SCE),阴极极化条件下,慢应变速率实验过程中的极化电流信号。结果表明,极化电流信号的低频部分代表着其发展趋势。在阴极极化时,由于阴极析氢造成的体系pH值升高,因而电流信号有逐渐增大的趋势。而且,在对SSRT过程中阴极极化电流信号进行分析时,并未发现第二类间断点。因此,对于工业腐蚀监控,是否可用出现第二类间断点来预测X-42钢在土壤中的应力腐蚀失效,还有待于进一步的研宄与探讨。

基于数据驱动的汽车部件温度预测模型研究

目的基于某汽车在中国吐鲁番地区自然暴露的部件温度变化试验数据,预测该车在美国凤凰城地区气象环境下的汽车部件温度变化。方法把汽车部件的温度作为输出变量,提取影响汽车部件温度变化的关键特征(试验时间、大气温度、太阳辐照)作为输入变量,同时运用公式对不同纬度地区部件受到的太阳辐照进行修正,以消除地理位置的影响。利用Python等软件构建机器学习模型,用吐鲁番试验数据训练模型,然后预测该车部件在美国凤凰城地区的温度变化。结果梯度提升机模型具有良好的泛化能力和预测精度,其预测值与实际值的平均绝对误差均在3.3°以内,拟合优度R^(2)均大于0.90。BP神经网络和随机森林算法模型也具有较好的预测精度。结论利用汽车在我国试验站点进行的自然暴露试验数据,可以预测该汽车部件在国外相似地区气象条件下的温度变化。该研究对于依据汽车部件在我国的自然暴露试验结果预测其他国家相似地区自然环境下汽车部件的温度变化具有一定的指导意义。

聚苯乙烯塑料在中美两国的自然气候曝露试验比对研究

详细介绍了聚苯乙烯塑料样品在中美两国四个典型自然气候曝露试验场的曝露试验情况,测量了样品曝露试验前后的黄色指数变化,并对这些数据进行了统计分析,研究了不同曝露开始时间造成的曝露季节变化对试验结果的影响,比较了这四个气候曝露试验场对聚苯乙烯的气候严酷性,结果为:海南琼海曝露试验场>佛罗里达曝露试验场>亚利桑那曝露试验场>广州花都曝露试验场。

耐候钢中微量元素的测定

本文分别用化学法和电感耦合等离子体发射光谱法(ICP- AES)测定了Corten-B和Sten3两种耐候钢中Cr、Cu、Mn、Sb、Si、V、P、Ti等8种微量元素的含量,并与传统的化学法进行了对比。试验证明ICP-AES光谱法不但技术简便、快速、易于推广应用,而且ICP-AES光谱法和微波消解技术联用在微量元素测量上有更准确、安全等方面的优点。另外,ICP-AES仅通过对少量样屑的一次溶样即可得到全部元素的分析结果,节省了钢样,这对于难以取样的情况尤为有利。

室温硫化硅橡胶的激光诱导击穿光谱特性与老化研究

硅橡胶复合材料被广泛应用于高压输电外绝缘领域,特别是室温硫化硅橡胶(room temperature vulcanized,RTV),被广泛用作防污闪涂料。目前其检测分析方式以取样后实验室分析为主,尚无可现场检测RTV材料成分及老化状态的技术。该文利用激光诱导击穿光谱技术,开展了RTV材料的激光诱导等离子体特性研究,为后续利用LIBS技术进行现场检测提供参考。文中主要研究了单脉冲纳秒激光作用下,RTV复合材料的烧蚀特性、等离子体温度、电子数密度、光谱强度与激光诱导击穿光谱(laser-induced breakdown spectroscopy,LIBS)参数的关系,给出了表征老化特性的方法。研究表明,LIBS技术可以有效表征RTV材料的成分,测试其老化厚度、元素变化等状态信息,其现场应用有利于维护输电线路运行安全。

阻燃剂微胶囊制备及在聚合物中的应用研究进展

聚合物常用阻燃剂,如卤素阻燃剂、磷类阻燃剂、磷氮类阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂等通常都存在一些缺陷或不足,因此需要对阻燃剂进行一些表面改性。微胶囊化是一种常用的表面改性方法。阻燃剂经过微胶囊化改性之后,可以改善其稳定性、阻燃性、分散性、与树脂基体之间的相容性等。文中主要介绍采用聚合物为囊材的不同类型阻燃剂微胶囊化的制备技术、结构与性能表征,及在聚合物中应用方面的研究进展。

纳米二氧化钛浓缩浆对硼酚醛环氧涂料性能的影响

目的提高硼酚醛环氧涂料的耐腐蚀性、表面接触角、粘结强度及耐磨性等。方法用纳米二氧化钛浓缩浆改性硼酚醛环氧涂料,制备耐温耐蚀型纳米复合涂料。通过高温高硫原油浸泡试验评价纳米复合涂层的耐腐蚀性能,通过扫描电镜观察、表面接触角测试、粘结强度测试和耐磨性测试等手段分析纳米二氧化钛浓缩浆对涂层性能的影响。结果硼酚醛环氧纳米复合涂层在100℃高硫原油腐蚀浸泡后,微观上没有出现腐蚀坑和裂纹。添加2%纳米二氧化钛浓缩浆的硼酚醛环氧纳米复合涂层与未添加纳米粒子的硼酚醛环氧涂层相比,抗渗性与耐磨性有所提高。720 h腐蚀试验后,纳米复合涂料的粘结强度由试验前的7.7 MPa降低至6.9 MPa。腐蚀过程中,其表面接触角比非纳米涂层高4°-7°。结论高温高硫原油没有破坏硼酚醛环氧纳米复合涂层的形貌结构、粘结强度和耐磨性。添加2%纳米二氧化钛提高了涂层的抗渗透性和表面接触角。

聚磷酸铵微胶囊对环氧树脂阻燃性能和力学性能的影响

研究了聚磷酸铵(APP)以及APP两种微胶囊,即环氧树脂包覆的APP(EPAPP)和密胺甲醛树脂包覆的APP(MFAPP)在环氧树脂(EP)中阻燃性能、力学性能以及阻燃剂与EP之间的相容性。结果表明,APP在EP中具有较好阻燃效果。与未包覆的APP相比,环氧树脂和密胺甲醛树脂包覆APP(EPAPP和MFAPP)在环氧树脂(EP)中氧指数和垂直燃烧级别基本不变;但添加APP微胶囊的阻燃EP体系的力学性能都有所改善,尤其是冲击强度有较大幅度提高。表面电阻的实验发现,在EP体系中添加APP或APP微胶囊对体系绝缘性能基本上没有影响。

太阳辐射下汽车仪表板热负荷的数值模拟与实验研究

为降低太阳辐射下仪表板的热负荷,基于热平衡方程,对在海南夏季天气条件下汽车的换热过程进行数值模拟,所算得的车内温度场与实验结果很好吻合。在此基础上,分析了不同传热方式等因素对仪表板温度场的影响。结果表明,辐射和传导是仪表板温度场的主要影响因素;减小前车窗玻璃透射率、放置遮阳挡、合理增加仪表板导热系数和选择适当的停车位置都能显著降低仪表板的热负荷。

聚氯乙烯电缆料老化前后的火灾危险性研究

利用微型燃烧量热计(MCC)、热重分析(TGA)、实时红外光谱(RTFTIR)以及热重-红外联用技术(TG-FT-IR)研究了PVC电缆料老化前后火灾危险性的变化。MCC结果表明,老化后的PVC的最大热释放速率增加了56.3%,总热释放量从10.6kJ/g增加到16.8kJ/g,点燃温度也由302℃提前到282℃。TG-FTIR和RTFTIR的分析结果显示,PVC的主要降解产物有水、碳氢化合物、二氧化碳和一氧化碳。PVC达到最大降解速率的温度约为240℃,与MCC、TG的结果相符合。PVC的裂解气体中包含CO2和CO,还有剧毒气体HCl。这些实验数据说明PVC材料在使用过程中火灾危险性加大,为老城区电气线路和设备的改造提供了理论依据和实验基础。

表面沉积氯化钠的7A04铝合金在模拟环境中的腐蚀行为

在实验室模拟条件下((25±2)℃,相对湿度(95±5)%),采用增重法、扫描电子显微镜、傅立叶红外光谱和X射线衍射等方法研究氯化钠和几种模拟环境气氛对7A04铝合金大气腐蚀行为的影响,并对其腐蚀机理进行讨论。结果表明:表面沉积氯化钠的7A04铝合金在几种模拟气氛环境中均明显地加速了材料的腐蚀;随腐蚀时间的延长,腐蚀产物不断增多;腐蚀产物微观形貌呈团块状且凹凸不平;腐蚀增重△m/A与暴露时间t之间符合指数衰减规律;气氛腐蚀性由强到弱的顺序为50×10-6SO2>1%CO2>空气。

汽车仪表板材料和保险杠材料光老化性能研究

采用汽车行业内常用的光老化试验方法,主要针对汽车仪表板材料和汽车保险杠材料,展开了光老化研究,一方面比较了常用的光老化试验方法对汽车零部件材料老化严酷程度的影响,另一方面对比了不同零部件材料的耐光老化性能。研究结果显示,对于仪表板材料的光老化行为,3种常用试验方法的老化严酷程度基本表现为方法二>方法三>方法一,仪表板材料A和材料B的耐老化性能基本一致;对于保险杠材料的光老化行为,3种常用试验方法的老化严酷程度基本表现为方法四>方法六>方法五,保险杠材料D的耐光老化性能优于材料C。

老化试验过程中汽车内外表面传热特性和温度场变化的研究

针对目前汽车气候老化研究仍处于耗时长、成本高、操作难度大的试验阶段,在时间和空间上都是离散的试验数据,无法全面、准确地描述汽车整车或零部件的抗老化性能的问题,提出了一种汽车气候老化的数值研究方法。基于汽车整车气候老化试验,在考虑了自然环境因素(如太阳辐射、水分、气温、风速等),车内热辐射的多次反射和车内空气吸热、传热的影响的条件下,建立了自然曝晒下汽车内外表面的传热模型,并进行仿真和测试,仿真结果与测试数据基本一致。仿真和测试的结果,得到了车身外表面温度分布和传热特性及其主要影响因素,对比了热辐射、热对流和热传导3种传热方式的强度和总传热量,确定了零部件表面温度场中局部高温点、低温点的位置。该数值方法和仿真模型可用于预测和评估各种典型气候下汽车的耐候性。

灰色理论在汽车涂层自然老化预测中的应用研究

根据灰色理论构建GM(1,1)预测模型,对干热环境下自然暴晒黑色汽车涂层的光泽变化和色差变化情况进行预测,研究所建预测模型在黑色汽车涂层自然老化行为预测中的适用性;对黑色汽车涂层的光泽和色差的预测结果表明:所建模型的预测精度等级为2级以上,模拟值与实际值的最大相对误差为5.4%,模型可以用于黑色汽车涂层自然老化行为的预测,并预测某车型汽车后保险杠涂层在吐鲁番典型干热环境下使用寿命为24个月。