本文關(guān)鍵詞：基于電化學(xué)阻抗譜的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子鋼熱脆化檢測(cè)方法研究

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【摘要】：全世界發(fā)電總量的80%左右是由汽輪發(fā)電機(jī)組發(fā)出的,汽輪機(jī)是現(xiàn)代化國(guó)家中極為重要的動(dòng)力機(jī)械設(shè)備,按照國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn),運(yùn)行超過30年即屬于老舊機(jī)組,如何對(duì)老舊機(jī)組的安全性進(jìn)行合理評(píng)判,預(yù)測(cè)甚至延長(zhǎng)在役汽輪發(fā)電機(jī)組的殘余壽命具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。轉(zhuǎn)子是汽輪機(jī)的關(guān)鍵部件,長(zhǎng)期在高溫下高速運(yùn)行,所受應(yīng)力復(fù)雜,在運(yùn)行一段時(shí)間后不可避免地會(huì)出現(xiàn)熱脆化破壞,若不能及時(shí)檢測(cè)并修改工藝參數(shù),將嚴(yán)重影響機(jī)組運(yùn)行的安全性。本文采用韌脆轉(zhuǎn)變溫度FATT50作為表征轉(zhuǎn)子鋼熱脆化程度的指標(biāo)。利用實(shí)驗(yàn)室制備的磷含量不同的試樣進(jìn)行研究,分析其化學(xué)成分、機(jī)械性能等參數(shù)認(rèn)為影響材料FATT50的元素包括碳、硫、磷、錳、鉬、硅、鈮、鈦等,其中影響最大的是磷元素；材料的化學(xué)成分、組織和熱處理狀態(tài)的影響是相互關(guān)聯(lián)的；能否發(fā)生韌性-脆性轉(zhuǎn)變?cè)诤艽蟪潭壬蠜Q定于金屬的晶格類型,體心立方晶格的金屬的熱脆性傾向最大,而面心立方晶格的金屬則不具有熱脆性；粗晶粒的材料其韌脆轉(zhuǎn)變溫度較細(xì)晶粒的為高；分析表明步冷熱處理對(duì)FATT50的提高是有影響的。在研究汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子熱脆化形成機(jī)理及特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,本文提出了用交流阻抗譜方法來評(píng)判轉(zhuǎn)子鋼材料劣化程度的非破壞性檢測(cè)方法。交流阻抗譜方法測(cè)量的前提是必須滿足因果性、線性和穩(wěn)定性三個(gè)基本條件。本文在測(cè)量過程中采取屏蔽箱等有效措施排除外界噪音等干擾,使測(cè)量盡量滿足因果性條件；施加擾動(dòng)信號(hào)幅值為5 mV,滿足線性條件：施加的擾動(dòng)電壓很小,在擾動(dòng)消失后體系恢復(fù)到熱力學(xué)平衡的狀態(tài),未過多考慮穩(wěn)定性問題。本文用鉬酸鈉溶液做電解液,采用正交實(shí)驗(yàn)法確定最佳實(shí)驗(yàn)條件為溫度25℃、電解液濃度0.01 mol/L、酸堿值pH=5.5。在此條件下對(duì)工作電極施加不同的極化電壓,研究其界面結(jié)構(gòu)的變化,結(jié)果表明隨著電極電位的正移,材料在前活化區(qū)、過渡區(qū)、活化區(qū)、鈍化區(qū)和過鈍化區(qū)等區(qū)域具有不同的電極／溶液界面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。在一系列溫度下對(duì)試樣進(jìn)行阻抗測(cè)量,結(jié)果表明在極化電壓不變的前提下,溫度的變化不會(huì)從根本上改變電極/溶液界面結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。在開路電壓下極化,研究各試樣的阻抗譜,結(jié)果表明只要測(cè)量頻率足夠高,界面阻抗就會(huì)與材料的FATT50呈現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性,該阻抗的變化基本可以反映材料熱脆化程度。本文采用SPSS軟件進(jìn)行全回歸分析,取測(cè)量頻率為103Hz時(shí)測(cè)得的界面阻抗、元素P、S、Cr的百分含量、脆化指數(shù)J、相關(guān)系數(shù)R、晶粒度N、硬度Hv為自變量,FATT50值為因變量,建立轉(zhuǎn)子鋼FATT50預(yù)測(cè)模型,結(jié)果表明預(yù)測(cè)誤差在15℃之內(nèi),誤差較小,該模型合理有效,證實(shí)這一技術(shù)具有一定的實(shí)用性和可靠性。
【關(guān)鍵詞】：轉(zhuǎn)子鋼 30Cr2MoV 熱脆化 交流阻抗 無損檢測(cè)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK263.61;O657.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 物理量名稱及符號(hào)表13-15
• 第1章 緒論15-22
• 1.1 研究的背景與意義15-20
• 1.2 國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀20
• 1.3 論文的主要研究?jī)?nèi)容和研究方案20-22
• 第2章 轉(zhuǎn)子鋼熱脆化機(jī)理分析22-34
• 2.1 熱脆化定義22
• 2.2 熱脆化形成機(jī)理22-23
• 2.3 韌脆轉(zhuǎn)變溫度影響因素分析23-25
• 2.3.1 影響鋼材韌脆轉(zhuǎn)變溫度的化學(xué)元素23-24
• 2.3.2 影響韌脆轉(zhuǎn)變溫度的組織及熱處理狀態(tài)24-25
• 2.4 韌脆轉(zhuǎn)變溫度檢測(cè)方法25-32
• 2.4.1 有損檢測(cè)方法26-27
• 2.4.2 無損檢測(cè)方法27-32
• 2.5 本章小結(jié)32-34
• 第3章 電化學(xué)阻抗譜方法及應(yīng)用34-46
• 3.1 阻抗譜測(cè)試技術(shù)基本原理34
• 3.2 阻抗譜表示方式及其分析34-43
• 3.2.1 阻抗譜表示方式34-38
• 3.2.2 直觀分析阻抗譜38-42
• 3.2.3 等效電路分析阻抗譜42-43
• 3.3 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試優(yōu)缺點(diǎn)43
• 3.4 電化學(xué)阻抗譜測(cè)試方法應(yīng)用現(xiàn)狀43-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 實(shí)驗(yàn)材料、裝置及測(cè)試方法46-60
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料制備46-49
• 4.2 試樣制備49-50
• 4.3 實(shí)驗(yàn)方案確定50-53
• 4.4 實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)53-54
• 4.5 極化曲線測(cè)定54-58
• 4.6 電化學(xué)阻抗譜測(cè)量58-59
• 4.7 本章小結(jié)59-60
• 第5章 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果分析60-90
• 5.1 界面結(jié)構(gòu)分析60-75
• 5.1.1 阻抗譜測(cè)量60
• 5.1.2 阻抗譜分析60-75
• 5.2 開路電壓下極化阻抗規(guī)律75-82
• 5.2.1 阻抗譜測(cè)量75-76
• 5.2.2 阻抗譜分析76-82
• 5.3 溫度對(duì)界面性質(zhì)的影響82-88
• 5.3.1 阻抗譜測(cè)量82-83
• 5.3.2 阻抗譜分析83-88
• 5.4 本章小結(jié)88-90
• 第6章 預(yù)測(cè)模型建立90-103
• 6.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析90-99
• 6.1.1 模型中自變量和因變量的確定90-96
• 6.1.2 電化學(xué)阻抗譜方法預(yù)測(cè)FATT_(50)數(shù)學(xué)模型的建立96-99
• 6.2 模型精度檢驗(yàn)99-101
• 6.3 本章小結(jié)101-103
• 第7章 結(jié)論與建議103-106
• 7.1 主要結(jié)論103-104
• 7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)104
• 7.3 對(duì)未來研究工作的展望104-106
• 參考文獻(xiàn)106-117
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果117-118
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研工作118-119
• 致謝119-120
• 作者簡(jiǎn)介120

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1 李妍婕;;川東北·南充 鍋盔夾涼粉——當(dāng)香酥熱脆遇上麻辣冷軟[J];四川黨的建設(shè)(城市版);2013年03期

2 李延峰;劉多智;鞠春利;周玉龍;;防止鋼形成熱脆的加熱規(guī)范[J];大型鑄鍛件;2007年05期

3 劉富有;;殘余元素的表面富集與晶界氧化——關(guān)于低碳鋼熱脆機(jī)理的討論[J];金屬學(xué)報(bào);1978年03期

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本文編號(hào)：676447