热-氧-辐照复合环境下硅泡沫加速老化研究进展

硅泡沫是特殊工程装置中的关键结构材料,其在服役过程中不仅承受机械载荷,还将长期承受气氛-温度-辐照等复杂环境载荷。研究发现,硅泡沫在热-氧-辐照-机械等多种应力作用下发生老化,从而导致材料性能下降,且硅泡沫内部具有多级复杂微结构,与传统的硅橡胶热降解相比,在热-氧-辐照组合条件下的硅泡沫老化本质上更复杂,准确预测硅泡沫寿命一直面临巨大挑战。开发新的实验技术、发展更强的数值建模能力、建立硅泡沫多应力因子老化的理论模型等,对于预测硅泡沫使用寿命和指导性能评估具有重要意义。本文从单因子热氧老化、辐射老化机理以及多因子加速老化三个方面对近年来硅泡沫加速老化研究成果进行了梳理,对当前的研究进展进行了综述。

谐波对变压器绝缘老化的影响分析

变压器作为必要的变电设备,其安全经济运行至关重要。为研究谐波对变压器绝缘老化的影响,从理论上分析最热点温度与谐波含量的关系,及最热点温度对变压器热老化率、老化加速因子及剩余寿命3个指标的影响,通过仿真分别绘制了自然油循环、强迫油循环、强迫油循环导向3种冷却方式下变压器热老化率、绝缘老化加速因子、剩余寿命与谐波电流总畸变率的关系曲线,量化了谐波对变压器绝缘寿命的影响。

一种固体火箭发动机寿命计算动态修正方法研究

为解决在役固体火箭发动机(SRM)剩余寿命计算不准确和研制阶段寿命设计不合理等问题,首次提出了一种SRM寿命计算动态修正方法。通过迭代不断提高寿命计算精度,最终建立寿命计算数学模型,从而得到SRM加速老化因子。该方法可较准确地计算SRM剩余寿命,同时还可用于指导SRM的寿命设计工作。运用该方法不但可找出SRM设计的薄弱环节,优化装药设计,而且能避免由于安全系数过高造成的设计不合理问题。通过对比SRM寿命计算动态修正方法计算数据和实测数据的结果,验证了该方法的准确性。

基于活化能的干式绝缘设备的寿命预测方法及应用研究

对干式绝缘设备用环氧树脂试样进行老化实验,对不同老化程度的试样进行电气强度和介电谱实验,计算其活化能。发现随着老化程度的加深,环氧树脂的活化能呈现降低-升高-略有降低-升高的变化趋势,电气强度呈现曲折下降的趋势。通过阿伦尼乌斯方程得到的热老化加速因子(AF)可将高温加速老化时间转化为工作温度运行时间。以试样电气强度下降至起始值的50%作为材料寿命终结的标志,得到环氧树脂材料寿命终结对应的活化能为209.7 kJ/mol。建立了基于活化能判断环氧树脂类干式绝缘状态和预测寿命的方法,并以干式变压器为例提出了干式绝缘设备的介电谱测量接线方式和测试方法。对工程实际的干式变压器运用寿命预测方法,得到干式变压器的活化能为69.4 kJ/mol,预测其最少剩余寿命为36.5年。