煤机零件的检测、修复及疲劳寿命预测研究

大量的煤矿机械设备因腐蚀,磨损等原因不能继续使用,废弃于露天,造成严重的浪费。煤机设备的再制造便应用而生。该文侧重讨论了煤机零件的再制造工艺流程,重点阐述了煤机零件的检测,修复及疲劳寿命方面的问题,归纳了元部件检验的主要内容,工具和方法。应用ANSYS11．0疲劳寿命分析模块,对两个阶梯轴的疲劳寿命进行预测。可为煤机零件的检测,修复及疲劳寿命预测提供参考与借鉴。     

凝汽器管程组合转子运行寿命分析

对组合转子在凝汽器中的运行寿命进行了研究,采用长度测量及称重法对转子、钢丝绳和限位件的磨损情况进行了分析,并讨论了转子、钢丝绳和限位件对组合转子寿命的影响。结果显示,经过17个月的运行,转子的最大径向减少量为0.25mm,占转子外径的1.17%;限位件与转子配合的大端面有划痕,划痕的大小跟限位件大端面的平整度有关;限位件大端的平均磨损质量为0.0150g,若按大端面占总质量最低限度的20%计算,限位件大端面的工作时间为94个月;钢丝绳外径尺寸无变化。以上结果说明转子与钢丝绳对组合转子的寿命影响比较小,限位件大端的寿命对装置正常运行的稳定性起决定性作用。     

铝青铜合金粉末涂层制备中Fe元素的扩散特性

利用等离子喷焊和激光熔敷技术,将铝青铜合金粉末涂敷在45#钢表面,通过对涂层金相组织观察、界面金相观察、X-ray分析、表面EDS分析、对Fe元素的EPMA分析,研究Fe元素在铜合金涂层中的扩散特性.结果表明,采用等离子喷焊技术制备的涂层中,Fe元素从基材到合金涂层有较强烈持续的扩散过程;采用激光熔敷技术制备的涂层中,Fe元素在基体与合金涂层之间无明显的扩散现象.可见,Fe元素在等离子喷焊层中扩散率较高,在激光熔敷层中扩散率较低.     

等离子喷焊耐磨涂层制备及性能分析

针对石油化工行业中关键零部件的磨损问题,采用等离子喷焊技术喷焊Fe基和Ni基自熔性合金粉末,获得超厚涂层,从而达到表面改性的目的.结果表明,采用该工艺制备的涂层与基体呈冶金结合,耐磨性能相较于基体金属分别提高约6倍和4倍,大大延长了零部件的使用寿命.进而对涂层的微观组织和耐磨机理进行了分析和研究,并且与氧乙炔火焰喷焊技术所制备的涂层进行了对比测试分析,结果表明,利用等离子喷焊技术所制备的超厚涂层耐磨性能更为出色.     

基于二维模型的连杆齿形配合面微动数值分析

以某柴油机锯齿定位型连杆大端为研究对象,应用有限元技术对连杆大端齿形配合面的微动作用进行数值计算和研究.对连杆体作必要简化并建立二维有限元模型,以连杆预紧工况、最大受拉工况、最大受压工况为基础,对齿形配合面的微动滑移量、法向和切向应力进行了计算,分析了微动磨损摩擦功参数W与扩展裂纹位置的预测参数G;定量解释连杆大端齿形配合面的微动损伤问题.研究结果表明,适当减小接触面摩擦系数并在合理范围内降低螺栓预紧力,均会对减少锯齿处微动磨损行为产生积极影响.     

四通道多频涡流定量评价曲轴圆角疲劳裂纹深度的试验研究

再制造前曲轴圆角疲劳裂纹扩展深度是影响其剩余疲劳寿命的重要因素,采用无损评估方法评价圆角疲劳裂纹扩展深度对于再制造前曲轴的质量控制至关重要. 根据曲轴圆角的几何特征,应用多频涡流技术结合曲轴四通道涡流检测探头对圆角疲劳裂纹扩展深度进行定量评价. 结果表明:多频涡流信号幅值的变化可以准确判断裂纹位置,进而可根据多频涡流信号的幅值反演裂纹的深度信息,为再制造前曲轴的质量控制提供依据.      

等离子喷焊技术在加重钻杆耐磨带中的应用

加重钻杆运用等离子喷焊技术，在钻杆两端接头部及中间加厚段上喷焊耐磨带后使此产品的寿命大大增加，大幅度地减轻了原来手工电弧堆焊的劳动强度。实践证明，在加重钻杆上应用这一新技术将产生明显的经济效益。     

基于二阶粒子群算法优化的神经网络再制造工件疲劳寿命预测

再制造工件多元异质材料特性及工艺参数对疲劳寿命的影响,使得传统的疲劳寿命计算方法无法适用于再制造工件,针对此问题建立了再制造工件疲劳损伤预测修正模型,并通过疲劳试验分析了不同熔覆厚度和宽度条件下对试件疲劳强度和可靠性寿命的影响,同时获取了寿命预测修正系数;进而采用二阶粒子群算法优化的反向传播(back propagation,BP)神经网络,构建了材料性能参数、应力水平及再制造工艺影响因素与疲劳寿命之间的关系模型,针对再制造工件进行寿命预测。结果表明,神经网络的预测结果与试验数据相符,优于数值计算预测模型,为实现再制造工件的疲劳寿命预测提供了一种新的方法和手段。     

NiWC喷焊层冲蚀磨损性能的研究

本文通过对NiWC喷焊层的冲蚀实验以及扫描电镜分析,研究NiWC喷焊层的冲蚀性能.结果表明在Al_2O_3硬粒子冲蚀条件下,NiWC喷焊层显示介于延性、脆性材料之间的冲蚀特性.NiWC喷焊层的冲蚀率随WC%增加而增加.     

镍基碳化钨高温磨损特性的研究

本文用不同碳化钨含量的镍基自熔合金粉末喷焊层的试样,进行扫描电镜形貌观察和X光衍射分析,同时进行了高温磨粒磨损试验,试验结果发现粉末中碳化钨的含量对喷焊层的磨损特性及组织结构有重要的影响,其中以35%碳化钨喷焊层的高温耐磨性最佳.     

新型高铝铜合金喷焊层的组织与形成过程

利用等离子喷焊技术在45#钢表面制备新型高铝铜合金(Cu-14Al-X)喷焊层.采用光学显微镜、场发射扫描电镜(SEM)、电子探针显微分析仪(EPMA)、X射线衍射仪(XRD)研究喷焊层金相组织特征、宏观硬度和显微硬度、喷焊层与基体的结合特点以及喷焊层形成过程.结果表明,该合金粉末喷焊层的重熔过程具有快速凝固的特征.在重结晶过程中,富含Fe、Co等元素的高熔点、高硬度相首先析出,在喷焊层中形成硬质相,使得合金喷焊层的宏观硬度和显微硬度均较普通铜合金涂层高,宏观硬度高达261 HV,显微硬度高达424.2 HV.     

两种镍基合金喷焊层的相分布与热疲劳性能

利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪及透射电子显微镜观察分析了含Cu和Mo(Ni-A)、不含Cu和Mo(Ni-B)两种镍基合金喷焊层样品的组织、相分布和成分分布,分别测定了基体部位、热影响区、结合区及涂层内的显微硬度. 利用高频加热炉对两种喷焊层进行了热疲劳实验,对经热疲劳实验后喷焊层微观组织进行了观察,分析了喷焊层内的相分布和成分分布状态,探讨了热疲劳裂纹产生和扩展的过程及规律. 结果表明:两种喷焊层内均有针状富Cr第二相弥散分布,具有较好的热疲劳性能. Ni-A样品喷焊层可以分成两个区域:在靠近基体的区域均匀地分布着块状富Cr第二相;在离表层200μm左右的区域内分布有针状富Cr第二相,体积比块状富Cr第二相小几十倍. Ni-B样品喷焊层内只有针状富Cr第二相,在整个喷焊层内均匀分布. Ni-A样品喷焊层由于过渡区域的存在,具有比Ni-B样品喷焊层更好的热疲劳性能. 热疲劳实验前后样品的EDS分析结果表明两种喷焊层内的各相有较好的热稳定性.     

一种化工厂专用柱塞表面氧乙炔火焰喷焊修复强化技术

采用两步法氧乙炔火焰喷焊技术对某化工厂一种专用柱塞进行修复强化,喷焊层材料为Ni60自熔性合金粉末,并进行了工艺试验和硬度试验.结果表明:喷焊层的硬度明显提高;该修复强化工艺可满足柱塞的技术使用要求,该工艺质量高、成本低,对柱塞表面修复强化具有广泛的应用前景.     

LOGO!在等离子喷焊过程控制中的应用

等离子喷焊工艺过程控制系统中采用 LOGO!控制 ,有助于提高喷焊质量 .介绍了等离子喷焊过程的控制要求 ,LOGO!的软件和硬件设计 ,实践证明 ,该系统结构简单 ,运行可靠 ,易于调整 ,便于推广和应用     

WC的质量分数对喷熔层耐磨性能的影响

在自熔性合金粉末Ni60中机械混合不同质量分数的WC进行火焰喷熔,通过喷熔工艺性能试验、喷熔层宏观硬度测试、喷熔层低应力磨粒磨损试验、喷熔层冲击磨粒磨损试验和显微组织分析,研究了w(WC)对喷焊层耐磨性能的影响。试验证明:随着合金粉中w(WC)的增大,喷焊工艺性能变差,但当w(WC)低于50%时,WC的加入对喷焊工艺性能影响不很明显,喷熔层硬度变化不大,喷熔层低应力磨粒磨损性能随w(WC)的增大而提高;当w(WC)大于50%时,WC的加入使喷熔工艺性能变得极差,喷熔层的硬度和耐低应力磨粒磨损性能降低。由于WC硬而脆的性能和在喷熔层显微组织中起分割基体的作用,喷熔层耐冲击磨粒磨损性能随w(WC)的增大而降低。     

基于近似模型和遗传算法的等离子喷焊工艺参数多目标优化

为了对等离子喷焊工艺参数进行优化,提高喷焊层的质量,通过径向基函数(radical basis function,RBF)神经网络近似模型和非支配排序遗传算法(non dominated sorting genetic algorithmⅡ,NSGA-Ⅱ)遗传算法相结合的方法,对等离子喷焊试验数据,基于MATLAB平台进行训练,以此来构建显微硬度、磨损量和稀释率的近似模型,利用NSGA-Ⅱ遗传算法对模型进行下一步的多目标优化,最终得到帕累托最优解集,研究了工艺参数间的交互作用.结果表明:利用RBF-NSGA-Ⅱ遗传算法比响应面法能更显著地提高喷焊层质量.可见对等离子喷焊工艺的优化具有一定的参考价值.     

新型高寿命切土元件耐磨材料及其磨损机理的研究

针对我军用快速挖掘机械切土元件寿命过低,难以满足战备需要的迫切问题,本文成功地研制出了新型高寿命的切土元件耐磨材料——超耐磨硬面复合合金323。采用氧——乙炔火焰喷焊工艺,将其喷焊在所选母材表面,并通过施加过渡层的方法,成功地解决了复合合金与母材结合成整体的耐冲击磨损性能问题。本文详细研究了复合合金的磨损机理,并系统地研究了影响其耐磨性能的参数,为研制新型高寿命的切土元件提供了可靠的依据,并可起直接的指导作用。     

细WC添加量对Ni基WC喷焊涂层性能的影响

采用金相显微镜和X射线衍射仪分析了氧乙炔火焰喷焊WC含量不同的Ni基WC涂层的显微组织和相结构,采用湿砂橡胶轮式磨粒磨损实验机对各涂层的抗磨粒磨损性能进行了比较研究,并采用扫描电镜观察了喷焊粉末的形貌和喷焊层的磨损形貌.结果表明,喷焊层的组织为在γ-Ni固溶体基体上弥散分布着细小的碳(硼)化物硬质相,这些细小的硬质相主...     

超细碳化钨体积分数对喷焊层耐磨性的影响

为了获得质量较好的喷焊层,提高喷焊层的耐磨性,在镍基自熔性合金粉末F102中加入不同体积分数的亚微米碳化钨（WC）进行氧一乙炔火焰喷焊．通过磨粒磨损试验、显微硬度测试和显微组织分析,研究了不同WC体积分数对喷焊层质量及其耐磨性的影响．试验结果表明WC的体积分数为1％时,喷焊层的质量最优,耐磨性最好,硬度也最高．但随着WC体积分数的进一步增加,喷焊层的耐磨性和硬度反而有所下降．涂层的耐磨性主要与涂层硬度．WC硬相的含量,空洞的数量及大小等有关．硬度越高,WC硬相越多,空洞越少、越小,涂层的耐磨性越好,反之越差．     

裂纹参数对深水海底管道疲劳寿命的影响

分析海底管道在运行期间产生缺陷的类型,并统计了近几年发生的海底管道事故的原因,发现裂纹缺陷的出现是引发这些管道事故的首要原因.裂纹缺陷会引发管道泄漏甚至断裂.针对裂纹缺陷对海底管道疲劳寿命的影响,考虑断裂力学的相关理论,运用ANSYS有限元软件对管道所受的载荷情况、管壁上裂纹的长度、深度等参数进行了敏感性分析,研究了各参数对管道疲劳寿命的影响规律,并得出了管道失效的主要原因.仿真结果表明:载荷区间、裂纹长度、深度变化都会对管道的疲劳寿命产生较大的影响,其中裂纹深度的变化是管道疲劳寿命的主要影响因素.分析结果可以为海洋工程实际提供参考.