再制造毛坯表面變性層及形成機理研究.pdf

1、再制造是對舊產(chǎn)品通過成熟的科學理論、高效的技術手段進行修復和改造,針對的對象為已損壞或者即將報廢的產(chǎn)品和零部件,其原材料和最終產(chǎn)品不同于傳統(tǒng)的制造過程。隨著國內(nèi)大量工程機械設備的投入,設備的維護及零件的維修費用逐年攀升,同時再制造業(yè)受到各工業(yè)領域的重視,尤其在需求大型設備產(chǎn)業(yè)的領域。國家在大力發(fā)展西氣東輸工程,然而管道工程中重要運作設備管線式壓縮機,由于工況的復雜性,面臨著諸多問題,在重要零部件葉輪、主軸表面會產(chǎn)生變性層,影響著設備的正

2、常運轉,并對再制造產(chǎn)生影響。
　　本文分析了管線式壓縮機葉輪工作方式、環(huán)境,明確了影響葉輪變性層主要因素:溫度、壓強、氣體作用力,提出葉輪變性層模擬設備方案。因高速運轉的葉輪通道內(nèi)工況復雜,結合ansys建模劃分葉輪網(wǎng)格,建立葉輪內(nèi)氣體流速模型和溫度場、壓強模型,計算了葉輪表面氣體流速、表面受力情況。對實驗方案進行進一步修正,結合實驗室條件確定了模擬葉輪變性層設備方案,并予以實施。
　　借助熱力學知識,計算了影響氣體狀態(tài)方程

3、的修正參數(shù)-壓縮因子,在此基礎上,計算了CH4-H2、CH4-CO混合氣體的熱力學反應方程,得到環(huán)境氣氛中各反應的熱力學吉布斯△G溫度函數(shù),獲得發(fā)生金屬塵化腐蝕的溫度區(qū)間,得到葉輪在各氣氛中發(fā)生反應的類型。同時,對酸性氣體CH4-H2S、CH4-CO2(H2O)進行熱力學計算,結果表明:在各溫度區(qū)間下,H2S、CO2(H2O)均能與葉片基體發(fā)生反應,生成FeS、FeCO3,且硫化氫反應平衡分壓小于二氧化碳分壓,腐蝕反應趨勢大于二氧化碳。

4、
　　采用兩種軸材料在不同的條件下制備變性層,利用XPS對變性層表面、刻蝕進行元素分析,研究了變性層的形成規(guī)律,40CrNiMo7和1Cr18Ni9Ti變性層存在明顯區(qū)別。40CrNiMo7在低速下變性層最外層為Fe2O3,且分層明顯,高速下各層間擴散較為嚴重,但各化合物比例不同,同樣呈現(xiàn)出多層膜結構。1Cr18Ni9Ti低轉速下最外層為Fe3O4,高轉速下最外層為Fe2O3,因基體Cr含量的影響,變性層中有Cr2O3、CrO3的