Cr35Ni45钢高温长期服役过程的氧化与渗碳机理

采用扫描电镜、电子探针和X射线衍射等手段对不同服役时间(原始态、1.5a和6a)Cr35Ni45乙烯裂解炉管内壁的氧化与渗碳机理进行了系统分析.结果表明:高温长时服役后炉管内壁出现了氧化层、碳化物贫化区和碳化物富集区三个区域,其氧化行为包括Cr2O3外氧化和SiO2内氧化,且服役过程中外氧化膜发生反复破坏和重建;炉管服役过程的渗碳行为主要由内表面结焦引起,外氧化膜的反复破坏可以加重渗碳,但外氧化膜在破坏后能自动修复,所以服役态两个炉管的渗碳程度较轻;外氧化膜的反复破坏和重建使亚表层贫铬,导致形成碳化物的临界碳浓度增加,在内壁亚表层形成贫碳化物区,多余的碳原子在其内侧析出,形成碳化物富集区.     

锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测

为预测锅炉过热器剩余寿命,利用超声波技术对已运行12a的某锅炉过热器管内壁氧化膜厚度进行无损测量,并以等间距时间序列为基础,把非等间距数列转化为等间距时间序列,进行1次累加生成处理,建立锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测模型GM(1,1);利用锅炉过热器管内壁氧化膜厚度部分检测数据对锅炉过热器剩余寿命进行非等间隔灰色预测。研究结果表明:锅炉过热器剩余寿命非等间隔灰色预测结果精度高,该锅炉过热器剩余寿命至少还有3.7a。     

蒸汽发生器炉管壁减薄机理

从腐蚀理论和影响因素来解释了“蒸汽发生器炉管失效分析”一文中所揭示的现象,蒸汽发生器炉管减薄主要源于内表面腐蚀,炉管径向截面出现裂纹和次生裂纹,腐蚀表面有冲蚀和气蚀痕迹。介绍了蒸汽发生器炉管壁减薄机理,炉管壁在高温高压的工况下,金属与水汽接触产生汽水腐蚀,形成以氧化铁为主的腐蚀产物。炉管内液体在流动过程中地被加热,产生大量的蒸汽泡,蒸汽泡溃灭过程中造成氧化膜甚至母体金属破坏。与此同时,应力和活性阴离子对氧化膜的破坏造成孔蚀;氧的存在加剧了腐蚀作用。气蚀作用能使脱落的固体颗粒在水汽中形成固液汽三相流冲蚀作用,使材料被除去,母体金属与介质直接接触,周而复始的连续作用使管壁减薄。通过论述,以期对炉管减薄有更清晰的认识,从而对蒸汽发生器的使用起到一定的指导作用。     

油田专用蒸汽发生器辐射段炉管爆裂失效分析

从材质、显微组织、断口形貌等方面分析了炉管爆裂的原因。结果表明，水质不良使管子内壁向火面产生严重的氧化腐蚀。腐蚀坑底形成大量微裂纹，在腐蚀和应力的共同作用下裂纹快速扩展导致断裂。     

油田专用蒸汽发生器辐射段炉管爆裂失效分析

从材质，显微组织，断口形貌等方面分析了炉管爆裂的原因，结果表明，水质不良使管子内壁向火面产生严重的氧化腐蚀，腐蚀坑底形成大量微裂纹，在腐蚀和应力的共同作用下裂纹快速扩展导致断裂。     

离子注镧对镍氧化膜生长及其膜内应力的影响

对纯镍及其表面离子注镧样品在900℃空气中的恒温氧化规律进行研究.用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对NiO膜的微观形貌和结构进行测试.用激光拉曼(Raman)光谱仪和X射线衍射仪(XRD)对2种样品表面氧化膜的应力状态进行测量.用次级离子质谱仪(SIMS)对氧化膜内元素Ni、O和La的深度分布情况进行测量.结果表明:离子注镧显著降低了镍的恒温氧化速率,细化了表面NiO膜的晶粒尺寸;同时将氧化膜的生长由注镧前Ni2+阳离子的向外扩散转变为注镧后O2-阴离子的向内扩散为主.X射线衍射和激光拉曼光谱测量均反映出注镧引起的膜内应力降低效应,并且结合氧化膜内应力深度分布的不均匀性及膜生长过程中存在的稀土元素效应,对2种应力测量结果之间存在的偏差进行了细致分析.     

核燃料组件氧化膜检测装置及其柔顺测量方法

核燃料组件由于长期处于高温、高压、高辐照等复杂多变环境中,变形燃料棒的锆合金包壳表面极易发生氧化现象。因此,研究组件氧化膜高精度检测装置与柔顺测量方法对核电站的安全运营至关重要。为此,通过借鉴胡克铰构型机理,研制出一款核燃料组件氧化膜检测装置,配合其搭载的膜厚测量探头,实现组件氧化膜厚度的高精度检测。同时,基于装置自身结构及各传感检测信息,建立装置检测过程中力控模型,并提出柔顺测量方法,以解决高危核燃料组件的柔顺检测问题。实验结果表明,装置能够满足组件氧化膜厚度检测精度要求,且其柔顺检测性能具备核电领域安全应用技术条件。     

用Marker技术和沟道方向的RBS研究等离子体阳极化膜

等离子阳极化是一种低温半导体材料氧化技术。本文用Marker技术证实了这种膜的氧化机制,并用RBS测量研究了过渡层厚度和膜的成分。并介绍了实验方法与结果。     

微区气氛保护法冷却壁铸造防氧化试验研究

冷却壁在铸造过程中其冷却管内壁产生的氧化膜影响其使用寿命.本试验根据气氛保护原理提出一种新的保护措施,通过对比目前的保护措施,表明新方法具有较好的防氧化效果.     

水化学和腐蚀温度对锆合金氧化膜中压应力的影响

在不同水化学条件下,对Zr-4和N18管状样品进行腐蚀实验,然后用氧化膜卷曲法测量腐蚀样品氧化膜中的压应力,研究腐蚀温度、水化学对氧化膜中压应力随厚度变化的影响规律.实验结果表明,Zr-4和N18样品氧化膜中的压应力均按360℃去离子水>400℃过热蒸汽>360℃L iOH水溶液的顺序依次减小.在360℃L iOH水溶液中腐蚀时,氧化膜中的压应力最低,这与L i+和OH-会渗入氧化膜,降低氧化锆表面自由能,从而加速氧化膜中空位的扩散凝聚、孔隙的形成和微裂纹发展的过程有关.高温使空位的扩散加快,促进了氧化膜中压应力的弛豫过程.     

板栗抗性淀粉消化前后的益生作用及结构变化

制备与纯化得到了板栗抗性淀粉及消化抗性淀粉,研究了它们的益生作用与结构变化.结果表明：板栗抗性淀粉及消化抗性淀粉对双歧杆菌和乳酸杆菌都有显著的增殖作用,对大肠杆菌和产气荚膜梭菌有强抑制作用,对粪肠球菌、梭状杆菌、兼性细菌无明显影响;它们的发酵液总酸度增大,说明它们能被肠道益生菌发酵利用;板栗抗性淀粉经消化处理后比表面积增加,经发酵后比表面积更大.板栗抗性淀粉的平均聚合度较之原淀粉显著变小,发酵后板栗抗性淀粉或消化抗性淀粉的平均聚合度降低;板粟抗性淀粉的晶型为V型,经消化后转变为B型,板栗抗性淀粉及消化抗性淀粉经发酵后,晶型都转变为A型,微晶度、亚微晶度及总结晶度较之发酵前都明显降低.     

胀管器工作机理分析

本文运用刚体力学理论阐明了胀管器的工作机理,并导出相关参量的计算公式。文中通过对胀管器的运动分析,导出胀杆的轴向进量计算方法。并对胀珠在管内壁作纯滚动的几何条件作了定量计算。     

600 MW超临界W型火焰锅炉水冷壁爆管原因分析

某电厂600 MW超临界W火焰锅炉在投入运行后多次出现水冷壁爆管事故.本研究以两相流模型为基础,结合锅炉机组水动力计算方法和圆管壁温计算模型,对锅炉水冷壁水动力特性、应力及壁温特性进行了计算和分析,研究了超临界压力变压运行直流锅炉炉膛水冷壁超温爆管的原因.研究结果表明,锅炉炉内温度场分布不均匀,使水冷壁管受热不均,水冷壁管的膨胀量不一致并产生较大的应力,引起水冷壁管变形,水冷壁管的界限强度下降,导致锅炉水冷壁爆管.对此提出了对锅炉进行燃烧调整和对水冷壁下集箱等限制受热面膨胀的部位进行改进的措施,实施后效果良好.     

300MW机组直流锅炉调峰运行水冷壁安全性分析

用计算机辅助计算方法，以国产３００ＭＷ机组ＵＰ直流锅炉水冷壁为对象，在机组调峰运行过程中炉内火焰中心发生偏斜的非正常工况的热负荷分布情况下，对３００ＭＷ、２６０ＭＷ、２４０ＭＷ和２１０ＭＷ的不同机组负荷，计算水冷壁各管屏内工质的水力偏差和热偏差。并据此计算水冷壁管内工质的传热特性和管壁金属温度，以确定水冷壁发生爆管事故的条件。通过计算得出了不同机组负荷下所能允许的最大炉内火焰中心偏斜系数，为提出防止发生爆管事故的措施和机组的安全运行分析提供了根据     

直流锅炉螺旋管圈型水冷壁敏感性研究

为解决直流锅炉由于热敏感性强,在负荷扰动时水冷壁的壁温有可能会急剧增长,导致水冷壁超温爆管,对锅炉的运行安全造成极大威胁的问题,对直流锅炉的热敏感性进行了研究,在国内首次推导出直流锅炉水冷壁流量敏感系数、压降敏感系数、出口焓值敏感系数的计算公式.以600MW超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁为例,对3种热敏感系数进行了定量计算.所得结果可用于超临界直流锅炉螺旋管圈水冷壁敏感性分析,同时也可用于研究其他水冷壁形式的直流锅炉的热敏感性.     

电站锅炉壁温安全监测系统研究

借助于过程仿真和热力系统建模技术,建立了一套锅炉高温受热面金属壁温在线监测与寿命预测系统．该系统以一体化过程模型开发平台（IMMS）为基础,通过高温受热面热力计算模型、金属壁温计算模型和管道寿命计算模型,利用火电厂现有的DCS、SIS及MIS等信息系统采集的机组运行数据,在线计算受热面管壁温度和寿命．应用结果表明,该系统可有效减少受热面超温爆管次数,保证锅炉安全、经济运行．     

弯曲血管可渗透边界条件计算

用数值模拟的方法研究了血管壁为可渗透的情况下弯曲血管的传质问题。在不同的Dean数下,10≤De≤10800,计算了弯曲血管内的二次流、轴向速度场和剪应力沿管壁分布的情况。计算求得了在不同Dean数和Peclet数下,其中10≤De≤2000,1≤Pe≤4,在可渗透边界条件下弯曲血管内的浓度场分布,并分析了诸如壁面剪应力及跨壁流量等参数对传质的影响。计算表明随着Dean数的增加,定常层流开始失稳。血管截面内侧区是浓度分布较高区域,并且随着Dean数和Peclet数的增加,内侧区浓度明显增大。证实了在边界可渗的情况下,大分子更易聚集在弯曲血管内轴向速度较低的低剪切区。这也可解释动脉粥样硬化病灶发生部位多在弯曲血管内侧壁的原因。     

超临界锅炉水冷壁爆管原因分析和预防措施

针对某电厂660 MW超临界锅炉水冷壁发生爆管的问题,分析了该故障产生的原因,认为水冷壁爆管为长期超温及短期严重过热所致,提出了处理故障的措施和预防水冷壁爆管的建议。     

基于磁场强度的锅炉管内氧化皮测量精度实验

因高温高压蒸汽作用,超临界电站锅炉受热管内易形成氧化皮,氧化皮的剥落会堵塞管道,发生超温爆管。提前探测氧化皮的状况并采取相应措施对预防爆管十分必要.文中在比较几种氧化皮探测方法的基础上,应用磁场检测法,通过实验研究了探头与管道的间隙、探头与管径的偏角、永磁体相对氧化皮的位置等因素对磁场探测结果的影响,发现间隙小于1.07mm、角度偏离中法线25.9°内、相对位置在26.4°内时,测量误差可控制在5%的工程误差以下,且探头与管道的间隙是影响磁场测量结果的主要因素;随着偏角与相对位置的增大,测得的磁场强度呈指数增长.