炼油装置高温管道测厚

主要阐述了高温管道测厚中测厚点的选择、测厚点保温设计、耦合剂的评选及高温测厚探头支架的研制及测厚数据的管理。通过试验,评选出了用于不同温度范围的高温耦合剂,研制了一种用于高温管道测厚的探头辅助支架,另外还研制出了一套数据管理软件,便于管理人员及时更换和维修管理。提高了测厚准确性及工作效率,避免了重大事故发生。     

高温工业管道超声测厚系统

通过分析声速在高温管道壁厚方向上的不均匀性以及壁温和壁厚对超声测厚的影响,研制了一套高温工业管道超声测厚系统,将试验得出的温度-厚度-声速之间的两维函数关系v=f(t,H0)嵌于所研制的高温测厚仪内。该方法与现场使用的便携式测厚仪结合在一起,能够根据壁温及壁厚快速进行数据转换获得校核过的声速,从而修正测厚数据,精度大为提高。     

采用导波杆方式超声检测高高压管道壁厚的方法

为了测量高温高压的管道壁厚,将与管道材料相同的导波杆以全焊透的形式垂直地焊接在管道的监测部位。导波杆端部采用风冷或水冷,使端部温度降低,直到可以使用常规的超声波探头及耦合剂进行测厚。讨论了测厚系统温度与声速的关系及测量数据的修正方法,以不锈钢材料为例;对焊接导波杆的圆平板、直管及弯管试件进行了测量和修正,测量结果与壁厚实际值能较好地吻合。     

电磁超声高温测厚原理及应用案例

电磁超声是超声波无损检测的一个分支。该技术利用电磁场的相互作用,在被测材料表面产生超声波。因此,电磁超声无损检测过程无需使用耦合剂,并且支持非接触检测。不停工情况下的在役管道以及其他压力容器的剩余壁厚测量是当今无损检测领域的一个研究热点。在常温管道测量方面,使用传统的压电超声可以比较精确地测量管道的剩余壁厚。但是,在高温管道测量方面,目前高温耦合剂还是存在易于挥发、效果不稳定的缺点,而且价格昂贵,不利于实际应用。文章介绍了电磁超声测厚的基本原理、电磁超声厚度测量的仪器设备、探头及其使用范围。结合高温管道测厚的实际应用案例,对电磁超声测厚应用进行了阐述、分析和总结。最后得出,电磁超声由于无需接触、不需要耦合剂等特点,对材料的高温测厚具有独特的优势。     

采用声速法对高温部件进行定点测厚监测

定点测厚是设备和管道腐蚀简单、可靠、通用、有效的监控手段。笔者结合多年定点测厚经验,分析了定点测厚和常规测厚的不同及定点测厚精度要求高的原因,分析了高温测厚的难点在于声速的不确定性,提出与公式法不同的调整声速法。分析了两种方法的原理和各自的优缺点,介绍了两种方法共同用到的试块,讨论了高温试块的材料、表面粗糙度、面积、应力、均匀性、晶粒度及测厚仪检测下限、线性及气温等要点。分析了马弗炉内加热和电磁炉加热的缺点,推荐了高温试块加热方法。     

输油管道自校正超声波在线监测系统

超声波测厚是维护管道安全性的重要无损检测技术,其测量原理是利用超声波脉冲反射法在线监测石油管道的厚度和腐蚀情况.超声波脉冲反射法测厚的精度主要依赖于声速,而声速受环境温度的影响较大,故对超声波在固体中的传播速度和温度关系进行了大量的试验,在这些研究的基础上,提出了温度与声速的神经网络误差补偿模型和线性回归误差补偿模型....     

基于水平剪切超声导波的高温管道壁厚在线监测

设计了一种基于水平剪切(SH)导波的高温管道壁厚在线监测方法,该方法通过采用波导条作为热缓冲结构,在压电换能器和高温管道之间快速隔热降温,同时传递用于测量壁厚的非频散SH导波信号。提出了一种波导条上非频散水平剪切导波激励和接收方法,设计了波导条和高温管道干耦合夹持连接装置,通过试验验证了这种SH超声导波法在高温(600℃)下在线监测管道壁厚的可行性。     

超声波自动爬壁系统在大型储罐壁厚检测中的应用

介绍一种罐壁自动超声波测厚系统.采用永磁吸附方式将四轮驱动小车吸附在罐壁,采用橡胶轮式超声波探头进行测厚,无需耦合剂.小车爬行时,系统自动测量并存储罐壁厚度数据.分析厚度数据时,按不同层板厚设置安全厚度,对测得数据进行厚度识别.试验结果表明该方法与一般方法测厚结果吻合,具有推广使用价值.     

管道的在线监测型自校正超声波测厚技术

提出了一种具有自校正功能的超声波测厚技术,该技术可以有效消除温度变化等对声速的影响,还可用于在线监测油气金属管道腐蚀情况等。利用快速傅里叶变换滤除了自校正超声波中的干扰杂波,然后选取回波信号的多个极值点来准确计算管道的厚度。结果表明,该自校正超声波测厚技术具有良好的检测精度和稳定性。     

耦合剂及粗糙度对超声波法检测蠕化率声速的影响

超声波法检测蠕化率是依据预先建立的超声波声速与蠕墨铸铁蠕化率之间的关系模型来快速预测的,声速的测量至关重要。借助ECHOMETER1076超声波声速仪、探针式表面粗糙度测量仪、定量金相等,结合试验和数值模拟方法,详细研究了耦合剂种类及厚度、试样表面粗糙度等因素在超声波法检测蠕化率时对声速测量的影响规律。结果表明,声阻抗在(0.13～0.3)×10~6 g/cm^2·s之间的常用耦合剂对声速测量造成的影响不大。在耦合剂最常涂抹的厚度0.2 mm之内,声速的变化范围在77 m/s以内。当试样表面粗糙度R_a≤5μm时对声速测量基本无影响。这些为精确测量声速和准确预测蠕化率提供了依据。     

间隙比对燃油泵滑动轴承承载特性的影响分析

针对高负载、高转速工况下燃油齿轮泵的滑动轴承因油膜厚度较薄易发生磨损从而导致滑动轴承失效的问题,鉴于间隙比是滑动轴承最小油膜厚度的主要影响因素,以某型燃油泵用滑动轴承为研究对象,通过PumpLinx仿真分析不同间隙比下轴承最小油膜厚度、承载力、压力及温度分布情况等。分析某型燃油泵齿轮轴的挠性变形问题,进而在泵最低转速和最高转速两种工况下,分别分析滑动轴承间隙比与最小油膜厚度、承载力之间的关系,分析轴承温度及周向和径向压力的分布情况。结果表明：在相同的配合间隙比下,油膜厚度减小时,滑动轴承承载能力增加;间隙比减小时,轴承承载能力增加;转速提高时,轴承承载能力增加;无论压力分布还是温升情况,在齿轮轴和滑动轴承配合间隙比最小时情况最佳。     

An approach to predict the solid film thickness possibly yielded from an alumina sol-gel liquid film

The Landau-Levich-Derjaguin (LLD) equation is widely used to predict the thickness of wet layer deposited on substrate by dip-coating. But it cannot effectively predict the solid film thickness yielded from the sol-gel liquid layer. Considering the solid content, the amount of solution sticking to the surface of substrate and the density of the sol-gel derived solids materials are the main factors determining the solid film thickness, a new approach capable of directly predicting what an oxide film thickness of a liquid layer on the substrate could yield without really sintering at high temperature was developed. It was found that the predicted and measured thicknesses for both compact and porous Al₂O₃ films were in good accordance. The approach uses very common testing techniques and does not concern the aspects such as solution composition, Newtonian or non-Newtonian fluid, withdrawal speed, viscosity, and liquid-vapor surface tension, etc. So the method is much timesaving and economical, and will be a good supplement for thickness determination techniques, especially under some circumstances where use of SEM, XRR, ellipsometer analyses are limited.     

高线轧机辊箱油膜轴承润滑特性分析

高线轧机油膜轴承工况条件极为恶劣,为了保证轧机油膜轴承在多种工况下的安全性,采用有限元方法耦合求解润滑方程和温黏方程,分析了不同工况下轧机油膜轴承的关键静动特性润滑性能参数,并对多种工况条件下轴承的润滑特性进行了校核。在高速重载工况下,轴承的温升偏高,可以通过增加冷却润滑油的流量或采用具有高热导率的轴承材料来加强散热;在低速重载工况下,轴承的比压较高,油膜厚度较小,可以通过增大轴承宽度来提高轴承的安全性。同时,应当减小轧机在恶劣工况条件下的连续运行时间,降低对轴承的损伤,延长其使用寿命。     

不同工况下弹流润滑与齿轮动力学耦合研究

为探究线接触下齿轮传动系统与弹性流体动力润滑的耦合特性,研究采用广义有限元法建立两级齿轮传动系统,通过有限元法求啮合刚度,考虑齿轮润滑状态下的油膜刚度效应,综合叠加齿轮油膜刚度与啮合刚度,使用Newmark积分法对动力学方程进行求解,分析了耦合润滑后不同工况下齿轮啮合位置处的动力学特性和润滑特性。结果表明：齿轮综合刚度会随转速的增加而减小,随负载增加而增大;转速相比于负载对于油膜厚度影响较大,且考虑了轴的柔性后,传动系统在共振转速区内振幅变化显著,会对油膜厚度和系统振动产生一定影响,耦合油膜后在高速共振区内齿面动载荷变化明显。     

CBN砂轮磨削镍基高温合金磨削温度实验研究

磨削高温是限制磨削技术发展的主要瓶颈之一,因而研究磨削过程中产生高温的机理及磨削温度的变化规律十分重要。采用260 mm的单层钎焊有序排布CBN砂轮,对镍基高温合金GH4169进行不同速度下的磨削实验。实验过程中,保持砂轮线速度和工件进给速度的比值不变,从而保持单颗磨粒最大未变形切屑厚度不变,发现比磨削能得到有效控制,磨削温度的上升主要由材料去除率的提高所导致;随着砂轮线速度的增加,磨削弧区热量分配关系发生显著变化,传入工件的能量增加;磨粒排布方式对传入工件的热量有影响,同一磨削工艺参数下,磨粒斜排布的砂轮磨削温度要低于磨粒直排布的砂轮,最佳磨粒排布方案还有待进一步的研究。     

铝合金轧制过程中的热力耦合分析

通过铝合金在Gleeble-1500上的实验数据,建立了本构方程.根据弹塑性热力耦合大变形有限元理论,获得了热轧过程中的数值仿真模型,分析了压下率、轧制速度以及接触传热系数等参数对温度和流动应力变化规律的影响,并与某铝厂热轧板带生产过程中不同压下率下的力能参数变化进行了对比,计算结果表明模拟值与实测值吻合较好,误差低于15%.     

IN718合金增材制造温度场仿真及微观组织分析

针对微观组织的调控相关问题,构建了IN718材料激光选区熔化(selective laser melting,SLM)温度场仿真的三维有限元模型,研究了激光功率和扫描速度对熔池温度场和凝固机理的影响,进而预测增材制造材料的微观组织,为微观组织的调控提供理论依据.首先分析了激光功率和扫描速度对熔池尺寸的影响,分析了不同工...     

钢板连续移动感应淬火温度场数值模拟及实验研究

目的 通过数值模拟,研究电源频率、电流密度、钢板移动速度对感应淬火过程中钢板温度场的影响规律,为实际应用中的参数选取提供参考。方法 利用ANSYS APDL语言建立钢板连续移动感应淬火过程的有限元计算模型,对不同工艺参数下的钢板温度场进行数值模拟。以优化后的工艺参数对20 mm厚的40Cr钢板进行感应淬火实验,利用热电偶对钢板关键点温度进行测量,通过金相显微镜和显微硬度计对淬火后的钢板进行微观组织和硬度分析。结果 钢板关键点温度计算结果与测量结果的最大误差率约为4%,表明该模型具有较高的计算精度。不同工艺参数下钢板温度场的分析结果表明：电源频率越高,电流密度越大,则加热速度越快,且随着电源频率的升高,高温区深度先增大后减小;而电流密度越大,钢板移动速度越慢,则高温区深度越大。钢板淬火后,其厚度方向上的微观组织基本上分为三个区：相变硬化区、热影响过渡区和未相变区。相变硬化区组织为细小的针状马氏体,最高硬度达700HV,淬硬层深度约6 mm;热影响过渡区中马氏体逐渐减少;未相变区仍保持原始珠光体和铁素体组织。结论 模拟计算结果与实验结果基本吻合,可用来指导实际应用中的参数选取。     

表面织构及供油量对润滑性能影响的建模分析

目的研究不同供油条件下织构表面的润滑性能。方法首先,建立考虑表面织构的乏油润滑模型,求解修正雷诺方程获得乏油工况下考虑织构表面的润滑油膜厚度以及压力分布。然后,依据求得的润滑油膜厚度判断计算域内各点润滑状态,通过接触压力及油膜厚度分别计算边界润滑、混合润滑以及流体润滑状态下的切应力,并积分求得摩擦力进而得到摩擦系数。结果模拟了供油层厚度为50~500 nm以及充分供油条件下三种织构的润滑行为,获得了不同润滑状态下表面织构的摩擦系数。速度为0.1 m/s时,供油量对接触区油膜厚度的影响较小,不同润滑状态下织构表现出不同的润滑性能。速度为0.2 m/s时,供油层厚度对油膜厚度的影响较大,随着供油层厚度的增大,膜厚明显增加,摩擦系数在供油层厚度为200 nm时最小。结论接触副处于流体润滑状态时,织构表面不具有减摩效果。接触副处于边界润滑状态时,织构表面具有减摩效果,并且织构较密时,摩擦系数较小。接触副处于混合润滑状态时,织构过于稀疏或密集时均不具有减摩效果,但是合理分布的织构具有减摩效果。     

焊接温度场的实时检测及熔透闭环控制

图像比色法是在普通的比色测温方法的基础上发展起来的新的温度场检测方法,它具有对检测距离,目标材料及发射率依赖性小等特点,本文介绍使用图像比色法进行焊接温度场检测的系统构成和基本原理,实时地获得了焊接温度场全面信息,从中得到焊接方向及横断面方向上的温度分布,从而获得热循环参数信息,利用这些信息进行了等温线宽度闭环控制,试验结果表明：温度场实时检测速度快（０．５ｓ之内／场）等温线宽度闭环动态响应品质好