發(fā)布時(shí)間：2017-09-22 21:27

  本文關(guān)鍵詞：離心壓縮機(jī)葉輪葉片表面硫化變性層激光清洗機(jī)理與試驗(yàn)研究

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【摘要】：在“西氣東輸”工程中,管線中的離心壓縮機(jī)葉輪葉片長(zhǎng)時(shí)間工作以后,由于其表面一直暴露于腐蝕性氣體中,材料表面會(huì)形成硫化變性層,從而加速基體的點(diǎn)蝕和磨損,影響葉輪的工作效率和使用壽命。由于葉輪尺寸大、制造成本高、更換費(fèi)時(shí)費(fèi)力,直接報(bào)廢將造成資源浪費(fèi),因此一般采用再制造的方式恢復(fù)其使用性能。但是,變性層的存在會(huì)對(duì)再制造過(guò)程產(chǎn)生一定的干擾,所以有必要先對(duì)硫化變性層進(jìn)行清洗。傳統(tǒng)清洗變性層的方法包括酸洗和噴砂都會(huì)對(duì)材料基體造成損傷,同時(shí),噴砂帶來(lái)的粉塵和酸洗帶來(lái)的廢水都會(huì)造成環(huán)境污染。而新興的激光清洗方式不僅具有良好的環(huán)境性能,還能夠在不損傷材料基體的前提下徹底清洗硫化變性層。因此,采用激光技術(shù)對(duì)壓縮機(jī)葉輪葉片表面變性層進(jìn)行清洗具有一定的研究?jī)r(jià)值。論文的主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)通過(guò)試驗(yàn)裝置制備了壓縮機(jī)葉輪葉片表面的變性層試樣。利用高溫高壓反應(yīng)釜模擬葉片工作環(huán)境,制備出與工況相似的變性層。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)葉輪葉片表面變性層的厚度隨著工作時(shí)間的推移而遞增,并逐漸分為兩層。(2)分析了激光清洗變性層的機(jī)理,解釋了選擇脈沖光纖激光器的原因。對(duì)離心壓縮機(jī)葉輪葉片表面變性層進(jìn)行了元素成分檢測(cè),同時(shí)分析了變性層與基體之間的相互作用機(jī)理；揭示了激光清洗作用力與硫化腐蝕層吸附力之間的關(guān)系。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),采用脈沖光纖激光對(duì)葉輪葉片變性層進(jìn)行清洗無(wú)氧化現(xiàn)象發(fā)生。(3)采用激光發(fā)生裝置對(duì)變性層進(jìn)行了清洗試驗(yàn)。利用顯微硬度儀、SEM-EDS、三維形貌儀等分析了清洗后的試樣表面,測(cè)定了變性層各分層的清洗閾值能量和基體損傷閾值能量。結(jié)果表明,變性層外層的清洗能量閡值和內(nèi)層的清洗能量閾值均小于基體材料的損傷能量閾值,說(shuō)明激光清洗對(duì)葉片表面沒(méi)有造成損傷；同時(shí),三維形貌儀檢測(cè)結(jié)果顯示,激光清洗后的葉片表面粗糙度可以降到次微米級(jí)。
【關(guān)鍵詞】：離心壓縮機(jī) 葉輪葉片 硫化變性層 激光清洗
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH452;TB490
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 研究背景及意義15-18
• 1.1.1 清洗技術(shù)的研究背景15-16
• 1.1.2 激光清洗技術(shù)的意義16-17
• 1.1.3 激光清洗技術(shù)的特點(diǎn)17-18
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀19-20
• 1.3 論文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)20-22
• 1.3.1 論文的選題20
• 1.3.2 主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)20-22
• 第二章 試驗(yàn)材料制備與分析方法22-27
• 2.1 試驗(yàn)材料及試樣制備22-23
• 2.1.1 初始試樣22-23
• 2.1.2 制備變性層設(shè)備23
• 2.2 試驗(yàn)分析測(cè)試方法23-26
• 2.2.1 金相觀察23-24
• 2.2.2 掃描電鏡與能譜分析24
• 2.2.3 顯微硬度測(cè)試24-25
• 2.2.4 表面三維形貌測(cè)試25-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第三章 激光清洗變性層機(jī)理研究27-44
• 3.1 激光產(chǎn)生的機(jī)理27-29
• 3.1.1 原子的能級(jí)27-28
• 3.1.2 受激輻射和自發(fā)輻射28-29
• 3.1.3 光的受激輻射放大29
• 3.2 激光器的輸出特性29-33
• 3.2.1 激光波長(zhǎng)30
• 3.2.2 時(shí)間特性30-31
• 3.2.3 輸出功率31
• 3.2.4 空間分布特性31-33
• 3.3 離心壓縮機(jī)葉輪葉片表面分析33-38
• 3.3.1 表面硫化層分析33-37
• 3.3.2 硫化層與基體表面的相互作用37-38
• 3.4 激光的清洗機(jī)制38-43
• 3.4.1 金屬材料對(duì)激光的吸收38-39
• 3.4.2 激光對(duì)金屬材料的作用39-42
• 3.4.3 非汽化清洗機(jī)制42-43
• 3.5 本章小結(jié)43-44
• 第四章 光纖激光清洗試驗(yàn)研究44-52
• 4.1 激光清洗試驗(yàn)臺(tái)44-46
• 4.1.1 試驗(yàn)裝置44-45
• 4.1.2 光纖激光器性能參數(shù)45-46
• 4.2 基體損傷閾值試驗(yàn)46-48
• 4.3 變性層清洗閾值試驗(yàn)48-51
• 4.3.1 變性層外層清洗試驗(yàn)49-50
• 4.3.2 變性層內(nèi)層清洗試驗(yàn)50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 激光清洗結(jié)果分析52-63
• 5.1 掃描電子顯微鏡分析52-56
• 5.1.1 掃描電鏡分析52-54
• 5.1.2 能譜分析54-56
• 5.2 三維形貌儀分析56-60
• 5.2.1 表面形貌56-58
• 5.2.2 表面粗糙度58
• 5.2.3 表面輪廓58-60
• 5.3 激光清洗效果評(píng)價(jià)方法60-62
• 5.3.1 硫化層去除率評(píng)定60-61
• 5.3.2 表面粗糙度評(píng)定61
• 5.3.3 表面質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)61-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動(dòng)及成果情況69

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本文編號(hào)：902961