再制造毛坯表面變性層及形成機(jī)理研究.pdf

1、再制造是對舊產(chǎn)品通過成熟的科學(xué)理論、高效的技術(shù)手段進(jìn)行修復(fù)和改造,針對的對象為已損壞或者即將報(bào)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(jī)械設(shè)備的投入,設(shè)備的維護(hù)及零件的維修費(fèi)用逐年攀升,同時(shí)再制造業(yè)受到各工業(yè)領(lǐng)域的重視,尤其在需求大型設(shè)備產(chǎn)業(yè)的領(lǐng)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(yùn)作設(shè)備管線式壓縮機(jī),由于工況的復(fù)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(shè)備的正

2、常運(yùn)轉(zhuǎn),并對再制造產(chǎn)生影響。
　　本文分析了管線式壓縮機(jī)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(qiáng)、氣體作用力,提出葉輪變性層模擬設(shè)備方案。因高速運(yùn)轉(zhuǎn)的葉輪通道內(nèi)工況復(fù)雜,結(jié)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(qiáng)模型,計(jì)算了葉輪表面氣體流速、表面受力情況。對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行進(jìn)一步修正,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件確定了模擬葉輪變性層設(shè)備方案,并予以實(shí)施。
　　借助熱力學(xué)知識,計(jì)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(chǔ)上,計(jì)算了CH4-H2、CH4-CO混合氣體的熱力學(xué)反應(yīng)方程,得到環(huán)境氣氛中各反應(yīng)的熱力學(xué)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(yīng)的類型。同時(shí),對酸性氣體CH4-H2S、CH4-CO2(H2O)進(jìn)行熱力學(xué)計(jì)算,結(jié)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(yīng),生成FeS、FeCO3,且硫化氫反應(yīng)平衡分壓小于二氧化碳分壓,腐蝕反應(yīng)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(jìn)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(kuò)散較為嚴(yán)重,但各化合物比例不同,同樣呈現(xiàn)出多層膜結(jié)構(gòu)。1Cr18Ni9Ti低轉(zhuǎn)速下最外層為Fe3O4,高轉(zhuǎn)速下最外層為Fe2O3,因基體Cr含量的影響,變性層中有Cr2O3、CrO3的