机械制造企业危险等级划分及计算方法的应用

一、划分危险等级的由来 机械制造企业危险等级划分与计算方法起始于1987年《机械工厂安全性评价标准》，原《危险等级划分表》确定的设备（物品）种类为16项，它的依据是机械工业1068家重点企业35年（1950～1985）重大伤亡事故调查统计分析资料，其中危险容量取值依据机械制造不同行业分类和企业规模按算术平均将其分高中低三类。表式设计则应用统计数学方法，由专家组确定。《机械制造企业安全质量标准化考核评级标准》（下称《考评标准》）中《危险等级划分表》确定的设备（物品）种类为18项，其中：个别设备统计单位作了更改，例：煤气发生炉；有的设备（物品）类别作了整合，例：原电弧炼钢炉与冲天炉整合为铸造熔炼炉，将锻锤整合为锻造机械，扩大了覆盖范围；取消了空压机；增设了压力容器、汽油及液化气槽车、金切机床与试验台站等。     

Cr-Mo钢炉管表面改性涂层的耐氧化试验研究

以5Cr-0.5Mo和9Cr-1Mo两种炉管材料为基材,分别采用Al、FeCrAl和CrNi为喷涂材料,运用超音速电弧喷涂法制备了Cr-Mo钢炉管表面改性涂层试样。用静态空气氧化法进行了500℃和600℃下1000 h的对比试验,得到了炉管试样与涂层试样的氧化动力学曲线,为炉管抗高温腐蚀涂层的优化选择提供试验依据,并对涂层试样的开裂与剥落现象与机理进行了探讨。     

TIG焊接电弧与熔池统一模型有限元分析

根据磁流体动力学理论以及焊接的实际情况，建立了三维TIG焊接电弧与熔池的统一数学模型，避免了对电弧以及熔池界面条件的假定，使得对焊接电弧与熔池行为的分析与实际情况更近了一步。运用该数学模型对TIG焊接电弧和熔池的流场和热场进行了有限元分析。采用等效比热法来确定液相分数，假定固液相等同区来解决工件熔化区与非熔化区的移动边界。结果表明：用数学模型模拟出的电弧行为特征以及熔池形状与试验结果相吻合。     

喷嘴形状对铝合金复合焊接头成形质量的影响

为了研究气体喷嘴形状对焊接成形质量的影响,采用了建立不同形状喷嘴的外流场数值模型的方法,进行了数值仿真和实验验证。在相同工艺参量下,采用YAG激光-MIG电弧复合热源,对10mm厚的5083铝合金板进行了平板堆焊试验。结果表明,多排圆管喷嘴的焊接过程最稳定,焊缝熔深和熔宽最大,分别为9.41mm和4.45mm,但其气孔率却最高达7.34%;单个方管的保护效果最好,但其焊接过程稳定性、熔深和熔宽均介于多排圆管与单个圆管喷嘴之间;而单个圆管除了保护效果介于多排圆管与单个方管之间外,其过程稳定性最差,焊缝形貌特征值最小;保护气体喷嘴为方形时,保护效果最佳。该结果验证了数值模型计算所得到的各种喷嘴有效保护范围和气流挺度。     

聚丙烯纤维混凝土中硫酸盐扩散过程数值模拟

为了研究聚丙烯纤维混凝土中硫酸盐的扩散过程,首先根据聚丙烯纤维在混凝土中的空间分布特征,将其空间分布分为贯通型、半贯通型和内嵌型3种类型,分别计算了3种类型聚丙烯纤维对孔隙率的影响规律,然后基于Fick第二定律及反应动力学方程,建立了硫酸根离子在聚丙烯纤维混凝土中的扩散模型,并采用有限差分法进行数值求解,实现了对任意位置处硫酸根离子浓度的数值求解;最后采用聚丙烯纤维混凝土硫酸盐侵蚀试验对数值模拟结果进行对比验证.结果表明,数值计算结果与实际试验结果相对误差不超过17.65%,精度较高.     

水侵蚀对钢渣沥青混合料动态模量影响研究

利用钢渣代替石灰岩沥青混合料粗集料,采用Superpave旋转压实制备钢渣沥青混合料.测量不同水侵蚀循环次数(0次、1次、2次、3次、4次、5次)后,不同温度和荷载作用频率下两种沥青混合料的动态模量.分析了不同水侵蚀循环次数对钢渣沥青混合料动态模量的影响,并利用XRD和SEM技术手段观察胀落物的物相组成和微观形貌变化,分析了钢渣沥青混合料性能劣化机理.实验结果表明,未受水侵蚀的钢渣沥青混合料试件,其动态模量明显高于普通沥青混合料;经过水侵蚀5次后,钢渣沥青混合料0 ℃和20 ℃的动态模量明显衰减,但残余动态模量仍大于普通沥青混合料;水侵蚀对钢渣沥青混合料的高温动态模量影响明显高于普通沥青混合料.通过XRD与SEM分析发现,钢渣沥青混合料性能劣化的主要机理是由于钢渣水化生成氢氧化钙(Ca(OH)2)、碳酸钙(CaCO3)和水化硅酸钙(C-S-H),使试件局部发生膨胀开裂,从而加剧了水的浸入,导致混合料性能衰减.     

卤水侵蚀对水泥粉煤灰浆体微结构影响

采用XRD、29Si和27Al MAS NMR测试技术,研究了粉煤灰掺量和侵蚀龄期对卤水侵蚀下水泥-粉煤灰浆体水化产物相组成、含铝相产物迁移与转变、C-S-H凝胶微结构变化的影响规律.研究结果表明:卤水侵蚀导致浆体Ca (OH)2含量降低,AFm和TAH向AFt转变,同时生成大量Friedel盐,C-S-H凝胶中Al[4]脱出;随粉煤灰掺量增加,浆体中AFt、AFm和TAH生成量降低,C-S-H的MCL和Al[4]/Si增大,Friedel盐生成量先增后减;侵蚀早期,水泥-粉煤灰浆体结构疏松,AFt生成量较纯水泥高,后期浆体致密性提高,抑制卤水侵蚀,AFt生成量较少,C-A-S-H脱铝作用减弱.     

煤矸石集料混凝土Na2SO4侵蚀试验研究

以Na2 SO4溶液浓度、水胶比、粉煤灰质量浓度和煤矸石质量浓度作为试验因素,进行了四因素三水平正交试验,对长期浸泡、干湿循环两种环境中的煤矸石集料混凝土抗硫酸盐侵蚀性能劣化规律展开研究.研究表明,混凝土在Na2 SO4溶液中的破坏过程分为两个阶段,侵蚀初期:混凝土的孔隙被侵蚀产物填充,致密了结构,抗压强度、动弹性模量、抗折强度等指标有所增加;侵蚀后期:膨胀性物质仍持续生成,结晶压力超过混凝土的抗拉强度,各指标从高位下降;在干湿循环作用下,各强度指标变化速率较长期浸泡组更快,说明干湿循环对试块的性能劣化更加显著;在各因素对抗压强度耐腐蚀系数、相对动弹性模量与抗压强度耐腐蚀系数的影响中,Na2 SO4溶液浓度和水胶比占主导作用;适量掺入煤矸石和粉煤灰对混凝土性能劣化起到一定的抑制作用.     

固化淤泥土的干湿循环劣化特征

干湿循环作用将对固化淤泥土造成持续的侵蚀和劣化效应.基于无侧限抗压强度试验和固结试验等宏观试验方法,和电镜扫描分析、压汞孔隙分析和氮吸附孔隙分析等微细观分析手段,探索了干湿循环作用下固化淤泥土的宏观指标衰减规律和微细观侵蚀特征.宏观试验结果表明:经历18次干湿循环作用,固化淤泥土的初始孔隙比降低10％,无侧限抗压强度降低13％,弹性模量降低62％,破坏应变增加1.12倍,压缩模量减小32％.微细观分析结果表明:固化骨架被侵蚀成蜂窝状,固化骨架与填充其间的黏土颗粒发生剥离而产生微裂隙,黏土颗粒发生重组和扩容.固化骨架因为黏土颗粒的剥离和重组而失去支撑,是固化淤泥土干湿循环劣化的主要驱动来源.     

硫酸盐侵蚀对不同养护制度UHPC水化产物微结构的影响

采用29Si和27Al MAS NMR、XRD、SEM等测试技术研究了硫酸盐侵蚀对不同养护制度的超高性能混凝土(UHPC)水化产物微结构的影响.结果表明:标准养护和80 ℃高温蒸汽养护条件下,UHPC水化产物主要为C-S-H、Ca(OH)2、AFt、AFm和TAH;210 ℃、2 MPa蒸压养护8 h后,水化产物主要为tobermorite、Ca(OH)2和TAH.硫酸盐侵蚀对不同养护制度的UHPC抗压强度和水化产物微结构的影响微弱,但可促进210 ℃蒸压养护的UHPC胶凝浆体中TAH向AFm和AFt的转化.同时硫酸盐侵蚀180 d时,C-S-H凝胶MCL和Al[4]/Si略有降低,但降低幅度较小,UHPC具有良好的抗硫酸盐侵蚀能力.