干气密封摩擦副启停阶段摩擦特性的仿真研究

针对干气密封非稳态下摩擦特性对密封性能的影响进行研究,考虑动、静环材料属性,微凸体之间的相互作用以及摩擦热流耦合,建立了三维粗糙实体与理想光滑刚体滑动摩擦热力耦合模型。运用ANSYS软件数值模拟了摩擦热以及应力变化规律。研究发现,粗糙表面最高接触温度随滑动时间增加呈逐步上升趋势,并且温升呈现了一定的波动性;粗糙表面的VonMises等效应力分布极其不均匀呈非线性变化;同时,还发现最大x方向应力分量σxx并未出现在最高接触微凸体上;在沿三维粗糙实体厚度方向存在一拉应力区,随着滑动时间的持续,拉应力区有一定程度扩大。从而说明两端面间的温升和波动性以热传导为主要影响因素,应力的变化是由于微凸体发生了弹塑性变形。研究成果为今后干气密封启停阶段特性研究以及参数优化奠定了基础。

基于DLC薄膜的干气密封端面摩擦试验分析

在干气密封工程应用中为了降低动静环的变形,出现了"硬对硬"的摩擦副设计,但是存在端面磨损和密封失效等问题。因此,在静环表面制备类金刚石碳膜(DLC)对改善干气密封运行情况和摩擦性能至关重要。首先利用磁控溅射法在静环表面制备了2μm的DLC薄膜,其次利用端面摩擦磨损试验机分析了不同工况下静环表面DLC薄膜的摩擦系数、温升和摩擦系数波动。并采用光学显微镜观察了静环的磨损表面形貌。试验结果表明:随着转速与载荷的增大,端面温升增大,摩擦系数减小且摩擦系数的波动幅度也逐渐减小,并在较短时间内保持稳定。这是由于DLC薄膜表面的石墨化进程与高润滑性;同时,随着载荷的增大,未出现较为严重的表面擦痕,说明DLC薄膜改善了端面间的摩擦特性,从而减缓了动静环表面的损伤。试验结果对提高干气密封端面摩擦特性有一定的指导作用。

干气密封两种典型螺旋角与DLC薄膜的摩擦性能

低转速和高压力的操作工况对干气密封端面磨损情况十分严重,因此提出静环制备类金刚石(DLC)薄膜,结合槽型结构,分析其动静环端面的摩擦特性。利用摩擦磨损实验机对不同螺旋角下的干气密封进行实验,测试端面温升、摩擦系数及表面磨损形貌的变化规律。实验结果表明,随着载荷和转速的增加,16°螺旋角的摩擦温升、摩擦系数、磨痕均小于18°。在同一工况下18°螺旋角平均摩擦系数比16°大0.02,平均摩擦温升高5℃。一方面由于螺旋角的不同引起界面法向力大小不同,使18°螺旋角的端面磨损程度大于16°。另一方面随着载荷和转速的增大,DLC薄膜石墨化程度加剧,提高润滑性;说明DLC薄膜和螺旋槽对端面摩擦磨损起到了关键作用。另外,端面内圈的磨损程度大于外圈,可以推断螺旋槽能减缓端面的磨损。实验结果为今后螺旋槽干气密封优化设计和工程实际应用奠定了一定基础。

高强度管线钢的开发

通过管线长距离运输天然气、石油是能源运输的主要方式。出于降低成本的需要,天然气运输管线的工作压力不断提高,这就要求应用X80或更高级别的管线钢。本文主要从成分设计、工艺设计以及性能分析等方面,论述了Φ1016mm×22.0mm管线用X80热轧钢板的研制。

板坯生产过程中的夹杂物及纯净度分析

对板坯生产过程中钢水及铸坯的夹杂物及纯净度进行分析和研究,结合产品的技术要求及生产实际,分析炼钢工艺的合理性,提出满足高质量纯净钢生产的炼钢工艺改进方法。

220 kV变电站35 kVⅡ段母线电压异常分析

造成母线电压互感器电压异常的因素有很多,大致可分为一次故障和二次电压回路故障两水方面。通过对一起母线电压异常案例分析,提出处理方法。

地板革套材下料研究与应用

通过对客车地板革分块、下料尺寸、排布方案的研究，提出一种地板革套裁下料的新思路与新方法。

三级公自转行星系统中弯月透镜表面膜厚均匀性的研究

为提高弯月透镜表面的膜厚均匀性,对三级公自转行星系统中弯月透镜表面进行了膜厚均匀性的研究。构建了三级公自转行星盘的运动轨迹方程,并根据膜厚计算公式,建立了与三级盘倾角、公转半径有关的弯月透镜表面相对膜厚分布模型,采用电子束蒸发和离子束辅助沉积技术对分布模型进行了实验验证。此外,根据多次实验结果优化三级公自转行星系统结构参数,以提高弯月透镜表面的膜厚均匀性。实验结果表明,在未使用修正挡板技术的情况下,当公转半径为650 mm、倾角为60°时,可将弯月透镜凸面表面膜厚均匀性控制在±2.45%以内。

环烯烃共聚物表面减反膜的制备及其可靠性研究

高分子材料以其优异的性能,近年来得到了广泛的应用。以一种新型高分子材料环烯烃共聚物为基底,设计并研制了400~700 nm波段的减反射膜。根据薄膜热应力理论分析了材料特性,选择ZrO_(2)作为黏结层,研究了等离子体处理时间对基底表面微观结构以及化学组成的影响。通过优化工艺参数和增加基底表面的活性,提高了基底与黏结层的结合力,再通过过渡层将黏结层与镀层结合,解决了薄膜与基底热膨胀系数不匹配的问题。采用镀后离子束轰击技术解决了恒温恒湿时的膜裂问题。测试结果表明,减反射膜在400~700 nm波段的平均反射率为0.117%,且具备良好的耐环境性能。