核电厂电仪设备的服役环境监测

电仪设备的老化与其服役环境密切相关,设备的服役环境参数(如温度、辐射和湿度等)决定着设备及部件的老化速率,影响着设备的寿命和可靠性。本文就核电厂安全重要电仪设备环境监测的通用要求和监测流程,监测参数和监测仪表,监测位置和监测频度等内容进行了论述,可为核电厂电仪设备老化管理、故障根本原因分析、运行许可证延续等所需的电仪设备的服役环境参数获取提供支持和指导。

热障涂层服役环境模拟试验方法的研究进展

热障涂层是航空涡轮发动机高温环境部件的关键材料。在恶劣的服役工况以及多场耦合作用下涂层容易剥落失效是急需解决的关键问题,而服役环境试验模拟装置的研发是解决该问题的必然途径,也是提升涂层性能的重要手段和方法。本文从单一服役环境、多耦合服役环境两个方面对试验模拟装置的研究现状进行了详细的综述,重点阐述了静态试验装置和动态试验装置。最后分析了将来需要研究的关键科学问题,展望了热障涂层服役环境模拟试验方法的发展趋势。

模拟空间服役环境下低温共烧陶瓷材料特性评价

从航天器产品空间可靠性要求的角度出发,提出了低温共烧陶瓷(LTCC)材料在模拟空间服役环境下材料特性评价的方法,主要包括大温域、温度循环、辐照等试验的条件及试验后力/热性能及电性能评价方法,采用该方法对某国产LTCC材料进行了评价。结果表明,在大温域试验条件下,热导率从-65℃时的4.77 W/(m·K)下降到了175℃时的2.89 W/(m·K),弯曲强度从-65℃时的445 MPa下降到了0℃时的310MPa并稳定在了310 MPa左右,热膨胀系数虽随温度的升高而增大,但随温度的变化趋势与同类进口材料基本一致,而在温度循环及模拟空间环境辐照试验条件下,各考核项目均变化不大,表明其性能基本可以满足宇航应用的可靠性要求,该研究成果可为LTCC材料的宇航应用提供技术指导。

复杂服役环境下轨道车辆风源装置性能研究

随着我国轨道交通运营里程的不断增加,轨道车辆装备的服役环境也面临着更复杂的变化。文中根据轨道交通车辆风源装置主要部件的工作机制建立了各部件工作过程的数学模型,并以此为基础耦合成风源装置的系统模型。以各部件参数作为系统模型的计算输入条件,通过模型计算结果与试验结果的对比验证了系统模型的准确性。利用理论模型研究了环境大气压力、温度、湿度对风源装置性能的影响规律。最后以环境较为恶劣的青藏线铁路为例,计算了车辆风源装置的性能随车辆沿青藏线行驶过程中的变化规律,并给出了风源装置的设计建议。

海军导弹服役环境对导弹寿命的影响及防护包装对策的研究

通过对海军导弹服役环境因素的分析,确定了影响导弹寿命的单一或复合环境因素,研究了弹上典型材料的失效模式和失效机理,提出了针对性技术解决措施和导弹装备防护包装建议,为现役导弹延寿工作提供理论支撑,为新研导弹论证、设计提供指导。

服役环境下腐蚀坑等效为表面裂纹的有效性分析

对取自退役飞机机翼蒙皮的光滑试件进行了等幅疲劳试验,通过疲劳断口分析得到了服役环境下飞机主体材料LY12CZ铝合金蚀坑的拓扑特征。基于飞机结构的实际腐蚀尺寸,将蚀坑的宽度和深度作为等效裂纹的长轴和短轴,并应用Stress Check软件对蚀坑等效为裂纹的可行性进行了有限元分析。结果表明:实际蚀坑与等效裂纹对结构应力分布的影响十分相似;应力强度因子在蚀坑等效前后数值大小和变化趋势不大。在分析蚀坑对典型试件疲劳寿命影响时将蚀坑等效成半椭圆形裂纹,选取Walker公式作为扩展速率模型,并与试验值进行了对比。结果表明:预测值与试验值比较吻合,最大误差为9.23%,满足工程需求。

服役环境对高强铝合金疲劳损伤行为影响的研究进展

从温度、湿度、腐蚀介质、气体介质、加载条件等方面综述了不同服役环境下高强铝合金疲劳损伤行为的研究现状,阐述了环境因素对高强铝合金疲劳损伤行为的影响机理,指出了目前高强铝合金疲劳损伤行为研究存在的问题与今后的发展方向。

7050-T7452锻件模拟高温服役环境下组织性能的演化

通过拉伸试验和微观组织观察等方法对经过不同温度和时间模拟高温服役环境热暴露处理后7050-T7452锻件的室温拉伸性能以及合金金相组织、析出相的变化情况进行系统研究。结果表明：7050-T7452锻件在100-175℃下热暴露处理后，合金的强度随热暴露温度的提高和时间的延长而降低，伸长率随之增加；当热暴露温度超过125℃后，变化更为明显；随热暴露温度和时间的变化，合金的晶粒尺寸以及再结晶程度没有明显改变；当热暴露温度≤125℃时，合金晶粒内部析出相的尺寸和种类没有明显变化；随热暴露时间的增加，晶界无析出带的宽度略有增宽；当热暴露温度超过125℃时，合金晶内的析出相随温度以及热暴露时间的增加而迅速粗化，卵相的体积分数增加，晶界无析出带加宽，合金的强度明显下降。

舰炮身管海洋服役环境与腐蚀机理分析

除烧蚀和磨损外,舰炮身管腐蚀同样会显著影响其在海洋环境下的服役寿命。针对目前缺乏舰炮身管腐蚀方面研究的现状,分析了舰炮身管在内膛发射环境和海洋腐蚀环境交互作用下的协同腐蚀形式。提出了舰炮身管全服役周期腐蚀的研究观点,并以此为依据总结出了舰炮身管Cr涂层未开裂、涂层开裂和剥落、身管基体裸露3个阶段的腐蚀机理。

“临近空间服役环境及其与飞行器材料的耦合研究”专题序言

临近空间飞行器包括大尺度的低速/亚声速浮空器和高升力、低阻力气动外形的超声速/高超声速飞行器,其发展可满足国家军事战略装备的需求,也起到带动国家民用科技强劲发展的作用。在温度、压力、太阳辐照和臭氧含量等多种临近空间服役环境因素条件下,临近空间飞行器表现出复杂的结构/材料与环境耦合效应,对飞行器及其分系统长时间工作提出了新的挑战。

某矿副井混凝土井壁服役环境分析

通过分析抽水试验数据,得出刘家沟组砂岩裂隙含水层的水文地质特征;根据地下水质化验结果,判定了地下水的侵蚀性.根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)的规定,分别对混凝土的侵蚀性、钢筋混凝土结构中钢筋的腐蚀性及其钢结构的腐蚀性做出评价.据此,对井壁混凝土的服役环境进行了分析,能为井壁的建设提供一定的参考意见.

光伏背板材料在湿热服役环境条件下的老化行为

选用7种不同类型的光伏组件用背板高分子材料为研究对象,在海南湿热环境条件下进行28个月的自然暴露试验,研究不同背板材料老化前后外观、力学性能、透水性和热性能等关键性能的变化。研究结果表明:背板C(PET/PET/PE)综合性能较稳定,耐高温高湿环境性能较好,是湿热环境中光伏组件背板材料的首选;含氟背板在透湿性及热性能上表现不稳定,不建议在湿热环境中使用。

服役环境下镀锌钢丝力学性能影响因素分析

以腐蚀时间、加载方式为变化参数,对16组镀锌钢丝试件进行荷载与环境耦合作用试验,研究服役环境下镀锌钢丝的力学性能.结果表明:随着腐蚀时间的延长,试件腐蚀失重率增长趋势与Boxlucass函数相吻合,屈服强度、断后伸长率呈逐渐下降趋势;当腐蚀时间相同时,加载方式对试件腐蚀失重率、屈服强度的影响程度依次为交变应力>静态应力>无应力;试件抗拉强度受荷载类型和腐蚀时间影响相对较小;经1200h交变应力与腐蚀环境耦合作用后,试件弹性模量出现较为明显的下降.基于钢丝5级锈蚀标准,对钢丝各级锈蚀程度给出了更为详细的定性描述及相关分析,并基于Boxlucass模型提出了试件在不同应力作用下的腐蚀失重率计算公式.

荷载与服役环境作用下混凝土耐久性的研究和进展

混凝土是基础设施建设不可或缺的工程材料,其耐久性是服役环境下混凝土结构寿命的重要保障。荷载作用引起混凝土材料微结构变化,荷载较大时,混凝土内的孔隙连通和微裂纹扩展影响到介质的渗透和传输。荷载和服役环境的叠加作用加速混凝土性能劣化,因此耦合作用下混凝土耐久性研究成为了国际关注的热点。综述了荷载与服役环境耦合作用下混凝土耐久性研究的探索和研究进展,总结了国内外在荷载-冻融循环、荷载-氯盐、荷载-碳化耦合作用下混凝土耐久性评价方法和表征参数等方面取得的重要突破,并介绍了荷载-冻融循环、荷载-氯盐耦合作用下混凝土寿命预测模型与方法的最新研究成果。最后,指出了现有荷载与典型服役环境作用下混凝土耐久性研究的局限性和后续的研究方向。

热障涂层服役环境模拟实验方法

热障涂层的服役工况恶劣、存在多耦合因素作用的失效机制和自身复杂多界面多相特征,使其研究极具挑战性。热障涂层的性能主要由其特殊的成分和微结构决定,在服役过程中受到温度、时间、环境等因素导致涂层发生退化。热障涂层使役性能评价是涂层性能改进和新涂层研发的必要途径,为了合理评价涂层寿命和深入研究涂层组织结构及性能演变规律,利用高温炉、火焰、红外灯、激光等不同热源,建立具有快速升降温、温度梯度模拟、腐蚀及CMAS沉积环境模拟、交变载荷功能的服役环境模拟实验装置,以获得低成本、测试条件灵活可控的表征手段及方法,用来研究涂层的失效机制、改善涂层材料及工艺和快速评价涂层的耐久性。

海上风电机组服役环境条件监测方案研究

海上风电机组面临着高盐雾、高湿度的恶劣海洋环境,影响着风机的长期稳定运行,海洋环境条件评估对于风机的影响分析是极其重要的。本文主要研究了海上风电机组服役环境条件监测方案,包括温湿度监测、海盐粒子浓度监测、大气腐蚀等级测试及电器设备腐蚀环境监测,为我国海上风电的环境条件的在线监测和评估提供了参考和依据。

轨道车辆橡胶东部海洋典型服役环境适应性分析

具有密封、阻尼减震等功能的轨道车辆用橡胶材料,在贮存和服役过程中受到自然环境中的光、热、氧、盐雾等作用或在服役环境中受到外应力的作用,性能逐渐劣化导致最终失去使用价值。针对轨道车辆用橡胶材料在东部海洋典型服役环境的老化因素分析,建立试验是加速老化评价方法,对其长期性能进行评估,对于准确地预测材料的有效性具有重要的意义。

服役环境对牙科氧化锆陶瓷可靠性和疲劳性能的影响

目的:探讨服役环境对牙科氧化锆陶瓷弯曲强度可靠性和疲劳性能的影响。方法:将60个烧结好的锆瓷试样随机分成4组(A、AF、B和BF,n=15),对试样表面打磨、抛光。A组的弯曲试验在空气环境下进行,B组在人工唾液中进行。使用独立样本T检验分析A、B组弯曲强度的统计学差异,使用Weibull函数分析A、B组弯曲强度的可靠性。AF组的疲劳试验在空气环境中进行,BF组在37℃的人工唾液中进行。结果:A组和B组的弯曲强度分别为(1198.88±118.22)MPa和(1139.56±143.67)MPa(P>0.05);A组、B组弯曲强度的Weibull模数分别为11.85和9.61;AF组和BF组试样发生亚临界裂纹扩展时的应力强度因子分别为2.77 MPa·m^(1/2)和2.65 MPa·m^(1/2)。结论:在人工唾液中,牙科氧化锆陶瓷弯曲强度的可靠性和疲劳性能降低。

琼海湿热服役环境数据分析

叙通过统计琼海2007年~2016年太阳辐照、温湿度等环境数据,利用标准偏差及变异系数,分析了湿热服役环境条件近十年的数据稳定性。结果显示,太阳辐照季节性特征明显,夏季变异系数一般在10%~15%之间,冬季最高可达40%,影响冬季开始的自然暴露试验结果的重复性;温湿度数据具有较好的稳定性,变异系数分别在15%及10%内,对自然暴露试验结果的重复性影响较小。

空调换热器在海洋环境条件下服役的大气腐蚀仿真

为解决海洋环境下空调换热器会发生严重腐蚀,进而影响空调换热器的性能。提出一种大气腐蚀仿真方法来分析和预测海洋环境条件以及空调换热器的工况条件对其腐蚀状况的影响。从材料参数的获取、模型的创建、边界条件的设置,介绍了空调换热器在海洋环境条件下服役的大气腐蚀仿真过程;提供了利用人工加速环境实验箱来验证仿真模型准确度的方法。通过该仿真结果可观察到空调换热器主要发生腐蚀的位置及样貌,获得相关腐蚀数据,并且可分析出影响空调换热器腐蚀的主要因素以及改善方法。