光伏支架用550 MPa级热镀锌高强钢的研发

为了满足光伏制造行业领域对高强度、高耐蚀性材料的需求,马鞍山钢铁股份有限公司通过采用在低含量C-Mn成分体系下添加一定量的Nb、Ti微合金元素,并基于现有的卧式退火炉生产设备特点,配合各段退火炉区域的温度工艺控制,成功研发了光伏支架用550 MPa级热镀锌高强钢产品。该产品的力学性能满足客户技术条件要求,可批量应用于光伏支架上的结构承载件。

550kV HPL柱式断路器地震模拟振动台抗震试验研究

对550kV HPL柱式断路器原型进行模拟地震振动台试验研究。试验通过白噪声动态特性扫频及标准人工波的抗震性能测试,得到了断路器的动力特性、关键部位的加速度响应与应变响应,并计算分析了位移差值及安全系数。试验现象及数据分析结果表明550kV HPL柱式断路器结构设计合理,绝缘子动应变峰值最大值出现在其根部为2182με,换算安全系数为2.35,满足规范规定抗震性能要求,本次试验可为同类电力设施性能研究提供借鉴。

550NH耐候钢在3种典型大气环境中的初期腐蚀行为

针对广西壮族自治区不同区域的气候特征,选择城市、工业、海岸3种典型大气环境开展了耐候钢的初期腐蚀行为研究。分别采用大气暴露腐蚀试验和电化学测量试验对550 MPa强度级别的550NH耐候钢的耐腐蚀性进行评估。结果表明,550NH耐候钢在城市大气、工业、海岸3种环境中的腐蚀速率依次增加。550NH耐候钢在3地腐蚀6个月后的腐蚀产物主要为Fe_(3)O_(4)、α-FeOOH、γ-FeOOH。腐蚀产物层致密且无贯穿性裂纹主要归因于550NH耐候钢中Cu和Cr元素对裂纹和孔洞的修复作用。550NH在模拟海洋环境和模拟工业环境中的电化学阻抗谱随着腐蚀时间的延长逐渐由1个容抗弧转变为2个容抗弧组成。

激光熔覆TF550阻燃钛合金的组织和性能研究

研究了工艺参数对激光熔覆TF550阻燃钛合金成形质量的影响,以及微观组织和力学性能演变规律。结果表明,对试样成形的影响因素主次为激光功率>扫描速度>送粉率。不同激光功率下的激光熔覆TF550阻燃钛合金块体试样顶部及底部均由等轴Prior-β晶粒组成,中间区域为粗大的柱状Prior-β晶粒。随着激光功率的增大,各区域的晶粒尺寸也随之增大。激光熔覆TF550阻燃钛合金试样的显微组织主要由鸡爪状的TiC相、点状的Ti_(5)Si_(3)以及针状的α组成。激光熔覆TF550试样的平均显微硬度均呈现出沉积区>热影响区>基材的规律。激光熔覆TF550试样水平方向的抗拉强度以及屈服强度均略高于锻件,但伸长率仅为锻件的72%,其断口形貌呈现出混合断裂的特征。

±550 kV直流GIS长期带电试验研究

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网的安全可靠性。文中以±550 kV直流GIS作为研究对象,对其进行了相关介绍,提出了±550 kV直流GIS的长期带电试验方案,设计了长期带电试验回路并分析了回路中设备的选取方法,最后对±550 kV直流GIS开展了实际试验,验证了所提±550 kV直流GIS长期带电试验回路的可行性,为后续进一步开展直流GIS在全工况下长期运行时的相关性能研究工作奠定了坚实的基础。

海上风电用±550 kV直流GIS过电压与绝缘配合研究

海上风电经柔性直流送出已成为风电消纳的重要途径。直流气体绝缘开关设备(gas insulated switchgear,GIS)用于海上风电换流平台,可以降低整体海上换流站平台体积及设备造价,降低了海上设备的运维成本。围绕海上风电用±550 kV直流GIS的过电压与绝缘配合进行研究,首先确定柔直系统的结构与参数、控制保护策略和避雷器配置方案,进而通过仿真获得最大过电压水平,对于不同运行方式下故障极与非故障极的直流极线过电压进行分析,最后明确±550 kV直流GIS中避雷器参数与±550 kV直流GIS设备的绝缘水平要求。

LCJ550-2高寿命大型铝电解槽用钢焊接工艺研究

传统铝电解槽用钢Q355B长时间服役于高温应力状态下,钢中的珠光体会析出碳化物,产生石墨,强度和塑性降低,导致钢材发生脆断,且随着工件使用时间的增长,在应力作用下材料形变严重,即钢壳在高温应力状态下发生变形破损,变形力传递到脆性的内部耐材后导致耐材破裂,致使电解槽内部铝液渗漏致使电解槽整体报废,这是影响电解槽钢寿命的一个重要原因。文章通过控制焊接热循环,寻找铁素体与珠光体理想配比。调整每一条焊道的焊接速度及冷却速度,实现LCJ550-2高寿命大型铝电解槽用钢焊后冲击韧性符合标准要求,进而提高LCJ550-2在大型铝电解槽方面的应用。

KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

目的研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al_(2)O_(3)-SiO_(2)体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌,通过X射线能量色散能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素分布,使用X射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面润滑膜的元素价态,探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。结果经过修饰后,纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优,摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现,KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度,修复磨损表面。KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点,首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面,在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成;其次,KH-mullite能够进入润滑膜中,将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。结论Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用,经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。

Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力数值模拟

基于ABAQUS有限元软件,开发了应用于模拟焊接残余应力的热—弹—塑性有限元计算方法。利用所开发的计算方法,研究Q550E高强钢不等厚焊接接头残余应力大小和分布。同时,采用热循环测量仪和XRD,分别测量焊接过程的热循环曲线和焊后残余应力的分布。将数值模拟结果与试验进行对比,验证有限元模型的准确性。研究结果表明:纵向残余应力的峰值接近材料的屈服强度;由于试验采用不等厚焊接接头,使得焊接件的残余应力分布不对称;此外,不同焊接材料显著影响焊接接头的峰值应力大小和分布。

不同卷取温度对Q550D组织性能的影响

通过对不同卷取温度工艺参数下生产的6.0 mm规格Q550D热卷进行热轧组织性能对比,分析了卷取温度对Q550D热轧组织性能的影响。结果表明,在相同的化学成分、加热制度、层流冷却模式下,采用较高的卷取温度620℃时,可获得铁素体+珠光体的组织,平均粒径4.98μm,晶粒度12级,钢的抗拉强度为683 MPa,冲击功为62.7 J,均为最低值,但延伸率为24%,塑性最高;随着卷取温度的降低,组织中开始产生细小弥散的贝氏体,使得钢具有更好的抗拉强度、低温冲击韧性,但塑性有所下降;当卷取温度降到300℃时,组织为铁素体、贝氏体和少量的M/A岛,平均粒径约5.58μm,晶粒度12级,钢的抗拉强度为731 MPa,冲击功为106.4 J,塑性明显降低,断后延伸率低于国标下限。实际生产Q550D的过程中,应在保持钢板较高晶粒度的前提下,控制珠光体或贝氏体组织的析出,以满足Q550D综合性能的要求,过低的卷取温度不利于钢板综合性能的控制。

1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢异种接头组织性能研究

通过采用MAG熔焊方法并选择合适的高强钢焊丝,进行1700 MPa级超高强钢和Q550D高强钢板的异种焊接,得出了最佳焊接工艺参数,并对焊接机头进行了组织及力学性能试验。结果表明,异种焊缝组织主要由羽毛状的下贝氏体组成,在焊态焊缝组织中没有发现马氏体组织;而在1700 MPa级超高强钢的熔合线附近一侧,发现大量沿熔合线垂直生长的板条马氏体组织;力学性能测试表明,焊接接头性能满足生产使用要求,为超高强钢的应用提供了试验依据。

静电场仿真在550 kV隔离开关VFTO故障解决中的应用

快速暂态过电压(VFTO)一直是高电压等级气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)运行中不容忽视的问题,尤其是550 kV及以上的设备。现结合一起典型的550 kV隔离开关(DS)产生的VFTO导致接地故障的案例,对故障原因进行了分析推断;通过静电场仿真结果的对比,对设计进行了改善;新方案通过了开合母线充电电流方式1和方式3的型式试验,随后对客户的设备进行了升级替换;改善后的设备带电运行数年后的结果表明,改善效果良好,再没有出现过VFTO引发的故障。

热处理工艺对水电站用钢SXQ500/550DZ35奥氏体晶粒的影响

通过系列加热温度、保温时间试验、析出相的检测,对水电站用钢SXQ500/550DZ35奥氏体晶粒的长大进行研究,确定完全奥氏体化的推荐温度为900~950℃,推荐保温时间在20~60 min,目的在于通过细化晶粒钢保证其低温冲击韧性,并为后期热处理工艺的完善提供相关依据。

低合金高强钢Q550D焊接工艺研究

通过采用裂纹敏感指数及预热温度理论计算、斜Y型坡口焊接裂纹敏感性试验及钢板焊接工艺性试验相结合的方法,对比分析不同焊接工艺下接头力学性能及微观金相组织,确定了采用JM-100焊丝及80%Ar+20%CO_(2)的富氩气体,焊接20 mm厚Q550D钢板,裂纹敏感指数为0.28,最低预热温度为13℃,焊接时无需进行预热处理。焊接热输入量控制在9.0~24.8 kJ/cm之间,焊接道次间温度控制在200℃以下,接头各项力学性能指标达到最佳,且焊缝及热影响区均未出现粗大及异常组织。

550kV/80kA断路器大容量试验回路研究

随着电网容量的不断增加,电力系统对断路器开断短路电流的能力要求也越来越高,550 kV/63kA断路器已不能满足某些电网的需要,为了配合550 kV/80 kA断路器的研制,文中设计和建立了550kV/80kA断路器大容量试验的试验回路,介绍试验回路设计中遇到的问题以及解决方法。

高温高应变率下G550冷弯钢的动态力学行为

为研究G550冷弯钢在高温和高应变率下的动态力学性能,采用高温同步控制霍普金森拉杆装置,开展了不同温度下的高应变率拉伸试验,并在高速液压拉伸试验机上进行了室温下的中应变率拉伸试验。通过获得的应力-应变曲线,得到了材料的本构模型,结合微观形貌分析,探究了温度和应变率对流变应力的影响。结果表明:G550冷弯钢具有明显的应变率强化和温度软化效应。在特定的高应变率范围内(1000~1500 s-1),温度对流变应力的影响大于应变率。基于温度软化系数随温度变化的特征,提出了G550冷弯钢的修正Johnson-Cook本构模型。该模型可以较好地描述G550冷弯钢在高温和高应变率下的动态力学行为,从而为G550冷弯钢在高温、爆炸冲击相关的有限元仿真提供参考。

硅烷偶联剂KH550改性白炭黑及其在环氧树脂中的应用

利用硅烷偶联剂KH550对白炭黑纳米粉体进行表面接枝改性,并制备改性白炭黑(m Si O_(2))/环氧树脂(EP)浇铸体,利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、粒度分析、拉伸性能测试、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)等手段对改性前后的白炭黑粒、m Si O_(2)/EP浇铸体进行表征分析,探究了KH550对白炭黑的改性效果以及m Si O_(2)用量对浇铸体力学性能、耐热性和结构的影响。结果表明:以异丙醇作为分散剂,当KH550质量分数为20%,反应温度为90℃,反应时间为5h,在醇、水混合溶剂中可以实现KH550对白炭黑的表面改性;当改性白炭黑用量为8%(wt.)时,浇铸体综合性能最好,拉伸强度为41.29MPa,较纯EP提升了95.2%;其最大分解速率时的温度为377℃,较纯EP提升了14℃。

高海拔条件下550kV空气绝缘隔离开关均压装置的结构优化

550 kV空气绝缘隔离开关是电力系统中普遍应用的开关电器,其运行性能直接影响电力系统的安全稳定性。为合理确定GW6A-550D(W)/J4000-63型单柱双臂垂直伸缩式空气绝缘隔离开关适用于2 000 m高海拔条件下的结构形式和外形尺寸,并使其顺利通过绝缘型式试验,开展了以下研究工作:首先根据隔离开关的初步结构设计,通过高海拔修正条件下的绝缘型式试验和三维仿真电场计算,确定隔离开关发生电晕放电的具体部位;其次,针对隔离开关发生电晕放电的部位,从增加均压环、改变均压环的外径和管径进行优化,优化后的计算结果显示,隔离开关的各部位表面场强值均满足设计要求的临界击穿场强值22 kV/cm;最后,对隔离开关开展高海拔修正条件下的绝缘型式试验。研究结果表明,优化后的隔离开关满足高海拔修正条件下的绝缘型式试验要求,可为适用于高海拔条件下的隔离开关结构参数设计提供参考。

550kVGIS隔离开关特快速瞬态过电压危害分析及其预防措施

550kVGIS隔离开关在分合闸过程中可能产生VFTO值超标及危害,必须采取措施预防。以成功治理VFTO危害为例,用工程建设中对550kVGISVFTO的研究成果,分析VFTO值超标及危害原因,提出在550kVGIS隔离开关全生命周期内预防VFTO危害的措施。

硅烷偶联剂KH550改性白炭黑的研究

利用硅烷偶联剂KH550改性二氧化硅(SiO_(2)),使丙胺基团接枝在SiO_(2)上,得到氨基化二氧化硅(N-SiO_(2))。分别采用红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、元素分析(EA)、粒径分析(DLS)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角表征了SiO_(2)改性前后的结构和性能。结果表明,硅烷偶联剂KH550成功接枝在SiO_(2)上,改性后表面变得更粗糙,D_(50)粒径由17.69μm增大到38.38μm,水接触角从0°提高到25.84°,改善了其亲水性。