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高低溫環境檢測范文1
1FPGA邏輯控制方案
1.1模塊說明
1.1.1I/O模塊主控卡上的FPGA芯片的I/O信號通過LBC總線傳送到CPU;系統初始化完成后,CPU會通過LBC掃描FP-GA上的所有I/O信息;另外,實時監控某些I/O的電平狀態,然后發中斷給CPU,CPU接到中斷后會啟動ISP,掃描被監控的I/O上的電平。涉及到主備倒換的I/O信號有主控卡的槽位ID信號、主備之間的心跳信號、主備之間的在位信號、主備之間的復位信號、主備之間的工作狀態信號。
1.1.2復位模塊主控卡的復位模塊是在FPGA中完成的。上電時,通過MAX706輸入給FPGA的復位信號,首先給CPU卡復位;當CPU初始化完成后,再通過LBC總線向FPGA寫復位寄存器,完成復位過程。
1.1.3看門狗模塊主控卡的看門狗模塊是完成對CPU模塊的監控,如果CPU模塊“死機”,看門狗會執行主備倒換到備主控上,同時復位自己本主控系統。實現過程如下:1)上電后,FPGA初始化所有寄存器的值,FPGA的喂狗信號開始輸出周期性的脈沖。2)如果檢測包含初始化信息的寄存器為0,則FPGA輸出給MAX706的看門狗信號由FPGA的喂狗信號提供;如果檢測為1,則看門狗信號由CPU的喂狗信號提供。3)如果看門狗失效,則會產生主復位信號PORE-SET。
1.2編碼原則兩塊主控卡之間的3根線可以組成8種狀態編碼。通過對這些編碼賦予特殊的定義,當對方的FPGA監聽和讀取到主備互傳的這些編碼,上報給CPU,從而來實現主備狀態快速傳遞。信號定義和編碼規則如表1所示。主/備控在位(Line1):主控卡的在位狀態。1表示主控卡在位;0表示主控卡不在位。主/備主控主備(Line2):主控卡的運行狀態,用來指示本主控卡是否為主主控。1表示本卡為主主控卡;0表示本卡為備主控卡。主/備主控好壞標志(Line3):周期性的心跳信號。1表示運行正常;0表示為初始化未完畢或者運行非正常。
1.3主備倒換原理和實現
1.3.1設備啟動過程中的主備倒換1)上電啟動時,若FPGA檢測到本主控處在6號槽位,而7號槽位沒有主控卡時,則6號槽位主控按照正常初始化過程進行啟動,當CPU完成初始化時,該主控就自動升級為主主控。2)若FPGA檢測到本主控處在7號槽位,而6號槽位沒有主控卡時,則7號槽位的主控仍然按照正常初始化過程進行啟動,整個啟動過程同上。3)若6號槽位的主控正常啟動,完成初始化并獲得主主控狀態。與此同時,7號槽位的主控上電時,檢測到備主控在位且處在7號槽位。這時,FPGA就需要控制本主控的啟動時間,通過控制整個系統的復位狀態,將本主控的啟動時間延時10s。當10s延時到達后,7號槽位的主控通過主備之間的3根線判斷6號槽位的主控已經升級到主主控狀態時,7號槽位的主控就自動降為備主控。并一直處于監聽主主控狀態,當監聽到主主控狀態編碼為復位狀態(100),主備倒換請求狀態(101),拔出(故障)狀態(000)時,7號槽位主控就自動升級為主主控狀態。上電啟動過程中狀態關系如圖2所示,邏輯框圖如圖3所示。邏輯代碼結構如下:
1.3.2設備運行過程中的主備倒換1)主動倒換:當后臺主動發出指令要求系統主備倒換時,主主控進入主備倒換請求狀態,當備主控監控到該請求時,升級為主主控狀態,同時主主控自動降級為備主控狀態。2)自動倒換:當主主控出現故障或者拔出時,備主控檢測到主主控處于該狀態(000)時,備主控自動升級為主主控。3)復位倒換:當主主控被復位時,主主控輸出復位狀態編碼(100),當備主控檢測到此狀態編碼后,自動升級為主主控狀態。被復位后的主控按照備主控方式啟動,并處于備主控監聽狀態(011)。
2實驗驗證
驗證方法:根據測試用例對OLT進行主控卡1+1冗余保護測試。正常數據業務收發時,執行主備倒換,觀察數據業務是否正常。環境搭建拓撲如圖4所示。
2.1常溫環境測試測試過程:1)通過網管配置數據業務,測試儀通過ONU/OLT發送上下行數據,觀察在OLT上聯口和ONU的UNI口接收的流量,數據業務正常。2)串口連接至主控制卡,show當前主控主備狀態。3)后臺執行主備倒換。4)測試停止,觀察數據業務丟包是否嚴重。流量測試如圖5所示。5)計算倒換時間計算方法:倒換時間可以通過主備倒換過程中丟包數量和發送速率的比值來確定丟包時間。發送速率如圖圖5常溫環境下Smartbit流量測試結果(截圖)6所示。式中:RateRx為接收端速率,Tsw為倒換時間。
2.2高低溫環境測試將OLT設備置于高低溫測試箱,對主控進行主備倒換測試。目的是在高低溫環境下,測試主控執行主備倒換的穩定性。測試條件:1)高低溫沖擊實驗高溫40℃±5℃,持續4h;低溫0℃±5℃,持續4h;2)高低溫交變濕熱實驗相對濕度為50%~60%。測試過程:重復2.1節測試實驗。測試結果如圖7所示。
2.3熱插拔測試對兩塊主控卡交替插拔50次,通過串口打印信息,觀察主控卡都能自動完成主備倒換過程,并無出現數據流完全中斷。通過測試主備的倒換時間約為20ms,遠遠少于傳統方案(勉強臨近電信50ms[4])的標準。同時通過高低溫環境測試和熱插拔測試,并未發現不良情形,進一步保證了設備的穩定性。此結果說明了該方案實現了主備的無縫式倒換。
3小結
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【關鍵詞】液化石油氣瓶;附件安全;試驗技術
液化石油氣瓶依據《氣瓶安全監察規程》的規定屬于壓力容器,盛裝的液化石油氣方便、快捷、清潔衛生、居民使用普遍#涉及到千家萬戶,但也存在著潛在危險。通過對事故的總結分析發現,發生事故的主要原因是操作不當和氣瓶附件質量問題。目前的氣瓶附件主要為氣瓶閥門,為了減少事故、保障人民的生命財產安全,國家一直在考慮從多個方面加強該類產品的監管。國家質檢總局通盤考慮,從氣瓶附件的設計、設計審查、型式試驗、制造評審、制造、使用、充裝、定期檢驗等各環節進行控制。特別是近幾年來,加強了附件的制造及檢驗監管,對減少事故、保障安全起到了重要作用。
1.液化石油氣瓶安全特點
1.1 液化石油氣瓶閥介紹
早期的產品是可拆卸式的,由于液化石油氣鋼瓶使用范圍廣,使用環境復雜,如果出現問題直接對零部件進行更換,可以節省不少中間環節,也便于各種環境的使用。但拆卸更換需要有一定的技術,特別是液化石油氣是危險性很高的易燃易爆氣體。所以在gb7512-2006 《液化石油氣瓶閥》的新國家標準中,將產品設計成了不可拆卸的結構。
1.2 車用壓縮天然氣瓶閥介紹
隨著近幾年天然氣的廣泛應用,特別是西氣東輸的運行,天然氣在全國各地都得到了大量的使用。在天然氣產地重慶、新疆等地,目前大量的公交車、出租車甚至私家車都在使用車用天然氣作為汽車燃料。使用天然氣好處明顯,其價格只有汽油的三分之一左右,因此目前在全國各地都掀起了使用天然氣作為汽車燃料的熱潮。
1.3 機動車用液化石油氣集成閥介紹
氣瓶行業還有一個危險性很高的產品就是車用液化石油氣鋼瓶。這類產品目前主要應用場合為:各地在出租車上使用的液化石油氣鋼瓶;目前在場內車輛上大量使用的液化石油氣鋼瓶。這些鋼瓶都處于運動狀態,一旦發生碰撞等事故,很容易導致事故發生。
1.4 工業用非重復充裝焊接鋼瓶用瓶閥
這類產品目前主要應用在空調行業,比如制冷劑的充裝。將鋼瓶及閥設計成一次使用的主要原因,是因為這些產品每年會出口近1,000 萬只到歐美市場,這些鋼瓶在出口時,會攜帶制冷劑一起出口。制冷劑被用完后,在當地就被棄用,因此這類鋼瓶的設計壁厚很薄,其使用壽命只有一次。由于設計壁厚薄,這類鋼瓶不能反復充裝,為了避免有的用戶反復充裝來節約成本,瓶跟瓶閥的結合是采用焊接的方式。同時,閥內結構也比較特殊,在第一次開啟并充裝時,就會將內部的一個組件拉斷,阻斷以后的再次充裝。
1.5 其他高壓瓶閥
其他的高壓瓶閥目前主要也有分類。首先是易燃易爆介質的,包括了溶解乙炔氣瓶閥和液化丙烯丙烷瓶閥、液化二甲醚瓶閥。對于溶解乙炔氣瓶閥,目前隨著溶解乙炔氣的使用量下降,這類產品的產量也在下降,取而代之的就是液化丙烯丙烷瓶閥。由于液化丙烯丙烷價格便宜,燃燒值也比較高,因此目前正在逐步取代溶解乙炔氣作為切割氣的作用。對于液化二甲醚瓶閥,除了內部的密封元件有所區別,與液化石油氣瓶閥完全一樣。
2.氣瓶閥試驗項目分析
2.1 試驗項目介紹
常規的氣瓶閥主要的試驗項目為外觀及幾何尺寸、重量檢查。螺紋檢查主要是配合適當的鋼瓶品種進行螺紋的環規止規、通規檢查。為了驗證閥的性能,一般的驗證性試驗為耐壓性試驗。國外一般把耐壓性作為第一個試驗,如果耐壓性實驗不通過,則后面的試驗都無須再作。而國內現有標準則對閥的材料性能首先進行分析,包括材料的化學成份和力學性能。還有的常規檢測項目就是啟閉力矩試驗、耐振性試驗、耐溫性試驗。啟閉力矩試驗從操作角度出發,對力矩的大小進行規定;振動和溫度測試則從運輸和使用環境出發,進行模擬測試。另外,為了測試閥的可操作性,還有一個耐用性試驗,來測試閥的操作壽命,通過這種疲勞測試,來驗證閥在2 個氣瓶檢驗周期內,在極限的操作次數下,會出現失效。很多種類的閥, 還需要做安全泄放裝置動作試驗,包括爆破片的爆破試驗和易熔合金塞的動作溫度試驗。
由于我國的氣瓶在使用環節普遍沒有瓶帽,因此新的標準中普遍增加了機械沖擊試驗。模擬氣瓶頭朝下落地時閥的耐機械沖擊性能。氣密性測試在每只閥的出廠檢驗中都需要開展。在型式試驗過程中,還需要增加高溫和低溫的氣密。同時,很多測試如耐溫性試驗和機械沖擊試驗后,也需要再增加氣密性復試。很多閥還需要開展非金屬密封件的浸泡及老化的測試,以驗證非金屬密封件的性能。
2.2 試驗難點介紹
對于氣瓶閥門產品,進行試驗檢測有幾個難點,一個是產品的疲勞檢測,也就是瓶閥行業通用的耐用性檢測。對于很多制造精度不高產品來說,經過8,000次的全行程開啟關閉測試后,都會出現螺紋卡阻的現象,一旦在實際中出現這類問題,就會導致閥無法正常開啟關閉而發生事故。
特別是對于車用壓縮天然氣瓶閥,這類產品需要先經過9,600次的常溫疲勞,然后再作200 次高溫和200 次低溫疲勞,對于測試設備及產品都有很高的要求。氧氣壓力激燃試驗同樣是對產品的嚴峻考驗。由于氧氣壓力比較高,很多普通材料的非金屬材料都被沖擊后燃燒擊穿,因此新材料的研發也顯得非常重要。
對于氣瓶閥門產品來說,要保證產品質量,就需要保證材料和加工精度。由于目前銅價高漲, 很多企業選用的材料都存在問題,在做試驗時,很容易發生材料檢測不合格的情況。為了檢測瓶閥的性能,參照iso10297的要求, 新增加了氣瓶閥門的落錘沖擊試驗,測試瓶閥選用的材料是否合格。
3.試驗設備介紹
為了能滿足幾個技術難點和檢測項目,研制了大量的瓶閥檢測設備,下面介紹幾臺有代表性的檢測設備。
3.1 高低溫瓶閥壽命試驗機
圖1 高低溫疲勞測試原理圖
對于車用壓縮天然氣鋼瓶用瓶閥來說,需要有高低溫的疲勞測試。為了實現這個功能, 研制了壽命試驗機,主要功能及參數如下:
(1)管路最高工作壓力45mpa,耐用試驗溫度-57℃、82℃之間溫度變換,力矩瞬間采集,200n·m 大力矩扭轉,試驗過程全計算機控制;
(2) 伺服電機動力,耐用操作機頭在高低溫試驗箱內動作,實驗箱提供溫度控制,溫度控制度±2℃;
(3) 耐用性試驗機,特別是其中的關鍵部件在完成10萬次以上的耐用性試驗次數后,仍然無故障,設備的測試過程自動化程度高,試驗數據準確。具體原理如圖1 所示。
3.2 液化石油氣瓶閥耐用性試驗機
依據國家標準gb7512-2006 專門針對氣瓶閥的耐用性試驗裝置及帶自閉裝置的閥門的耐用性試驗的基本要求、試驗方法和操作要點所設計。設備主要由耐用性試驗裝置本體和plc 計算機控制系統兩大部分組成。設備最高使用壓力為40mpa 的壓縮空氣,通過耐用性試驗控制單元和壓力傳感器自動記錄壓力與循環次數的關系,且按照預先設定的壓力-時間關系特性曲線自動繪制相應的出口壓力與時間曲線,具有良好的密封性能,具有排氣功能,能夠排出試驗機內部及受試閥內的空氣。自動控制閥門壽命試驗機系統原理如圖2所示。
圖2 自動控制閥門壽命試驗機系統原理圖
4.結束語
總之,液化石油氣瓶安全試驗是落實國務院部署的五項安全專項整治中危險化學品整治的一項重要內容和具體措施;是明晰氣瓶產權和加強氣瓶安全監督管理的制度創新;是督促充裝單位充分履行法定職責和確保用戶安全雙贏的舉措。
參考文獻:
[1] tsg rf001-2009 《氣瓶附件安全技術監察規程》
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【關鍵詞】加速可靠性試驗;設計缺陷;應力;溫度循環
由于加速可靠性試驗可使用戶很快確定電子電工產品的可靠性,它是有效的實際質量控制手段。高加速壽命試驗(HALT)和高加速篩選試驗(HASS)是非常有效的加速可靠性技術,在制造行業被廣泛使用。其中,HALT是在電子電工產品設計階段使用,它可快速暴露設計缺陷以便更改設計,消除缺陷,從而減少維修費用。HASS是在電子電工產品的生產階段使用,它可快速暴露任何工藝缺陷。傳統的環境試驗和可靠性試驗,基本屬于模擬試驗,試驗應力的考慮都是盡量模擬真實的環境。傳統模擬試驗的環境應力與電子電工產品未來實際使用的應力相當,其至多把技術條件中實測環境應力適當提高,以確保電子電工產品耐環境應力的余量。環境適應性和可靠性令人滿意,但事實并非如此,很多通過鑒定、驗收的電子電工產品潛在缺陷還是很多,可靠性差和返修率較高,維修費用成為電子電工產品生產商考慮的重點。從而我們要大幅提高電子電工產品可靠性的裕度,在不提高試驗費用的同時只能提高試驗應力,而HALT和HASS成為即快捷、成本比較低的試驗工具,圖1是HALT/HASS試驗設備。
一、可靠性測試中的HALT & HASS
HALT & HASS是由美國軍方所延伸出的設計質量驗證與制造質量驗證的試驗方法,現已成為美國電子業界的標準電子電工產品驗證方法。它將原需花費6個月甚至1年的新電子電工產品可靠性試驗周期縮短至一周,且在這一周中所發現的電子電工產品問題幾乎與客戶應用后所發現的問題一致,故HALT & HASS的試驗方式已成為新電子電工產品上市前所必需通過的驗證。在美國之外的其他國家,許多國際的3C電子電工產品大廠也都使用相同或類似的手法來提升電子電工產品質量,圖2是HALT和HASS與電子電工產品設計和生產周期的關系。
HALT是一種通過讓被測物承受不同的應力,進而發現其設計上的缺限,以及潛在弱點的實驗方法。其主要目的是通過增加被測物的極限值,進而增加其堅固性及可靠性。HALT利用階梯應力的方式加諸于電子電工產品,能夠在早期發現電子電工產品缺陷、操作設計邊際及結構強度極限。其加諸于電子電工產品的應力有振動、高低溫、溫度循環、電力開關循環、電壓邊際及頻率邊際測試等。利用該測試可迅速找出電子電工產品設計及制造的缺陷,改善設計缺陷,增加電子電工產品可靠性并縮短其上市周期,同時還可建立設計能力、電子電工產品可靠性的基礎數據及日后研發的重要依據。簡單地說,HALT是以連續的測試、分析、驗證及改正構成了整個程序,關鍵在于分析所有故障的根本原因。
HASS是專為清除生產過程中引入電子電工產品的缺陷而設計的最快最有效地篩選過程,需要100%的電子電工產品參加篩選。HASS不是采用步進的形式施加應力,而選用比未來使用過程中更高的恒定環境應力和其它應力,在較短時間內激發出電子電工產品在外場可能出現的各種早期失效形式,從而大大縮短篩選時間,表1是HALT & HASS對比。
二、HALT & HASS可靠性測試步驟
1.HALT可靠性測試步驟
HALT可靠性測試步驟共分為4個主要試程,如圖3所示。
在HALT試驗中可找到被測物在溫度及振動應力下的可操作界限與破壞界限。此試驗所用設備為QualMark公司所設計的綜合環境試驗機,溫度范圍為-100℃~+200℃,溫度變化最大速率為60℃/min,最大加速度可到60Grms。以下就四個試程的一般情況分別加以說明。
(1)溫度步進
如圖4所示,此項試驗分為低溫及高溫兩個階段應力。首先執行低溫階段應力,設定起始溫度為20℃,每階段降溫10℃,階段溫度穩定后維持10min,之后在階段穩定溫度下執行至少一次的功能測試,如一切正常則將溫度再降10℃,并待溫度穩定后維持10min再執行功能,依此類推直至發生功能故障,以判斷是否達到操作界限或破壞界限。在完成低溫應力試驗后,可依相同程序執行高溫應力試驗,即將綜合環境應力試驗機自20℃開始,每階段升溫10℃,待溫度穩定后維持10min,而后執行功能測試直到發現高溫操作界限及高溫破壞界限為止。
(2)高速溫度循環
如圖5所示,此項試驗將先前在溫度階段應力測試中所得到的低溫及高溫操控界限作為此處的高低溫度界限,并以每分鐘60℃的快速溫度變化率在此區間內進行6個循環的高低溫度變化。在每個循環的最高溫度及最低溫度都要停留10min,并使溫度穩定后再執行功能測試。檢查待測物是否發生可回復性故障,尋找其可操作界限。在此試驗中不需尋找破壞界限。
(3)振動步進
如圖6所示,此項試驗是將G值自5g開始,且每階段增加5g,并在每個階段維持10min后在振動持續的條件下執行功能測試,以判斷其是否達到可操作界限或破壞界限。
(4)溫度及振動綜合應力
如圖7所示,此項試驗將高速溫度傳導及隨機振動測試合并同時進行,使加速老化的效果更加顯著。此處使用先前的快速溫變循環條件及溫變率,并將隨機振動自5g開始配合每個循環遞增5g,且使每個循環的最高及最低溫度持續10min,待溫度穩定后執行功能測試,如此重復進行直至達到可操作界限及破壞界限為止。
對在以上四個試程中被測物所產生的任何異常狀態進行記錄,分析是否可由更改設計克服這些問題,加以修改后再進行下一步驟的測試。通過提高電子電工產品的可操作界限及破壞界限,從而達到提升可靠性的目的。
2.HASS可靠性測試步驟
應用HASS的目的是要在極短的時間內發現批量生產的成品是否存在生產質量上的隱患,該試驗包括三個主要試程發,如圖8所示。
(1)試驗計劃階段
HASS試驗計劃必須參考前面HALT試驗所得到的結果。一般是將溫度及振動合并應力中的高、低溫度的可操作界限一般為80%,而振動條件則以破壞界限G值的50%做為HASS試驗計劃的初始條件。然后再依據此條件開始執行溫度及振動合并應力測試,并觀察被測物是否有故障出現。如有故障出現,須先判斷是因過大的環境應力造成的,還是由被測物本身的質量引起的。屬前者時應再放寬溫度及振動應力10%再進行測試,屬后者時表示目前測試條件有效。如無故障情況發生,則須再加嚴測試環境應力10%再進行測試。
(2)計劃驗證階段
在建立HASS Profile(HASS程序)時應注意兩個原則:首先,須能檢測出可能造成設備故障的隱患;其次,經試驗后不致造成設備損壞或“內傷”。為了確保HASS試驗計劃階段所得到的結果符合上述兩個原則,必須準備3個試驗品,并在每個試品上制作一些未依標準工藝制造或組裝的缺陷,如零件浮插、空焊及組裝不當等。以HASS試驗計劃階段所得到的條件測試各試驗品,并觀察各試品上的人造缺陷是否能被檢測出來,以決定是否加嚴或放寬測試條件,而能使HASS Profile達到預期效果。
在完成有效性測試后,應再以新的試驗品,以調整過的條件測試30~50次,如皆未發生因應力不當而被破壞的現象,此時即可判定HASS Profile通過計劃驗證階段測試,并可做為執行階段之用。反之則須再檢討,調整測試條件以求獲得最佳的組合。
(3)執行階段
任何一個經過試驗計劃階段考驗過的HASS Profile皆被視為快速有效的質量篩選利器,但仍須配合電子電工產品經客戶使用后所回饋的異常再做適當的調整。另外,當設計變更時,亦相應修改測試條件。
圖9是篩選試驗流程示意圖。
三、HALT/HASS應用
從20世紀80年代末到90年初開始,國外特別是美國在各工業部門開始推廣應用HALT/HASS試驗技術,到目前已廣泛地應用于通訊、電子、電腦、醫療、能源、交通、航空、航天和軍事等領域,呈現出蓬勃發展的趨勢,取得了巨大的成功。首先,國外大多數為機械、電子工業提供設計、制造和試驗服務的公司,已經把HALT/HASS作為一項很重要的服務內容。其次,國外機械、通訊、交通運輸、航空航天、國防等行業的設備,特別是電子電子電工產品的供應商們,已經高度認識到HALT/HASS在其電子電工產品質量和可靠性保障方面的重要性,把HAL T/HASS作為改進和優化電子電工產品、加快新電子電工產品研制步伐、提高電子電工產品質量、贏得用戶和市場的重要技術手段??傊?,在國外一些工業發達的國家特別是美國,HALT/HASS試驗技術由于它本身的魅力和激烈的市場競爭,已經被商家廣泛的接受,并得到普遍的應用。
參考文獻
[1]祝耀昌.國外典型電子產品HALT和HASS結果淺析[A].國防科技工業可靠性技術交流會論文集,2003: 779-786.
[2]陳循.可靠性強化試驗與加速壽命試驗綜述[J].國防科技大學報,2002,24(4):29-32.
高低溫環境檢測范文4
【關鍵詞】橡膠瀝青;道路;施工技術
0.前言
橡膠瀝青在道路工程的建設過程中主要起到的作用就是能夠進一步改進瀝青路面具有的性質,延長路面的使用壽命,減少路面的維護費用,有效的緩解由于交通的荷載而對路面造成的損害,除此之外,還有利于廢舊輪胎的循環利用,降低對生態環境的污染。
1.概述
采用回收廢輪胎制成膠粉,用于加工橡膠瀝青,并應用于路面工程,既可以提高路面使用性能,又能夠節約資源、保護環境。橡膠瀝青作為膠結料可用于各種路面,其路用性能有以下特點:可明顯減少交通噪音5-8dB;減緩瀝青路面的老化,延長使用壽命;增加路面彈性,車輛行駛舒適;可縮短車輛的剎車距離,減輕路面反光,提供車輛行駛安全;粘結力強,耐磨性,抗水剝落性大為提高;降低路面維修費用;提高路面冬季的抗撕裂性能和夏季的抗融變形能;改善改性瀝青與酸性石料粘附性。
目前橡膠瀝青的路用性能已在實踐中逐步得到證實,其生產技術日漸成熟,現場加工也開始推廣,在加工工藝和質量控制上也可更好發揮橡膠瀝青的性能。
1.1橡膠瀝青的生產
噴灑和拌和的橡膠瀝青的生產方法是一致的,橡膠瀝青生產中的最關鍵的環節是對溫度的控制。生產前,基質瀝青需加熱到204-226度的高溫,橡膠瀝青膠結料必須在攪動狀態下反應至少45分鐘才能達到較為理想的反應效果,反應溫度應保持在規定的190-218度。其間不斷監測橡膠瀝青的品質,主要監測粘度指標,待反應結束后,檢驗橡膠瀝青是否滿足有關的技術要求,如合格則可用于生產或施工,否則,需要重新調整橡膠瀝青的配比,進一步加工。
橡膠瀝青生產完成后,應將橡膠瀝青保溫儲存,用于儲存橡膠瀝青和基質瀝青的儲存罐要有加熱和保溫裝置,以使儲存罐能保持在規定的溫度,溫度范圍一般為 190-218度儲存灌還應有攪動裝置攪動橡膠瀝青以保持膠粉顆粒良好地分散,否則顆粒就會下沉到罐底或者上浮到表面。
1.2橡膠瀝青的作用機制
橡膠瀝青是由基質瀝青按照一定比例摻配橡膠顆粒拌制而成,呈現液固態,由于橡膠顆粒的存在使得瀝青結合料變稠變硬,從而體現出一部分固體橡膠的性質。橡膠瀝青的性質不僅僅與基質瀝青和凝膠體的特性有關,還與固體橡膠顆粒的性質息息相關。正是這些被凝膠體包圍的橡膠顆粒核心的存在,才使得瀝青結合料變稠、變硬,而展現出某些固體橡膠的功能,而普通基質瀝青是沒有固體核心存在的。因此,一些用以評價普通瀝青或改性瀝青的性能指標,對橡膠瀝青結合料來說是不完全適用的。
2.橡膠瀝青的路用性能
2.1橡膠瀝青的主要特性
橡膠瀝青與一般的瀝青相比,其性能有很大的改善,主要表現在以下方面:高溫穩定性提高,低溫性能改善,抗老化、抗疲勞性能提高,水穩定性增強等。
2.2高溫穩定性提高
橡膠粉的摻入能夠大大提高瀝青的粘度,而且,隨著摻入量的增加,橡膠瀝青的粘度表現出良好的規律性。有試驗表明:膠粉含量為20%的瀝青,190度的動力粘度與4%SBS含量的改性瀝青在,135度時的動力粘度值相當,橡膠瀝青的軟化點較基質瀝青能提高,由于橡膠瀝青具有較高的粘性和高溫穩定性,彈性恢復好,因而路面用橡膠瀝青混合料具有高粘性和不易流動性,有良好的抗車轍能力。
2.3低溫性能改善
瀝青的低溫性能包括低溫的脆性和抗裂性,膠瀝青能使兩者都有顯著改善。橡膠本身的可塑性和延展性,使得橡膠瀝青低溫延度增大。有資料顯示,橡膠瀝青的低溫模量較基質瀝青降低近1倍,其在5度時的延度明顯大于相同溫度下基質瀝青的延度。
2.4抗老化、抗疲勞性能提高
橡膠粉中含有豐富的炭黑、防老化劑等化學成分,而炭黑是一種性能良好的瀝青補強劑,它能迅速提高瀝青的抗老化、抗疲勞等性能。研究表明,橡膠瀝青老化后25度針入度比可達到76.3%,15度,5度時的延度也大于基質瀝青,這足以說明其抗老化性能比較強。
3.影響橡膠瀝青性能的因素
影響橡膠瀝青路用性能的因素很多,包括工藝條件、基質瀝青、橡膠粉細度以及橡膠粉摻量等。
3.1工藝條件、基質瀝青對橡膠瀝青性能的影響
由于輪胎橡膠是天然橡膠、順丁橡膠、丁苯橡膠和熱塑性丁苯橡膠"防老化劑等的網狀結構,將其粉碎后加入瀝青中,只有在高溫作用下才能通過物理溶脹和化學解聚,從而使瀝青具有橡膠的部分特性,達到改善瀝青高低溫性能的目的!因此反應時間和反應溫度是影響橡膠瀝青性能非常重要的參數。目前現場加工設備配備基質瀝青快速升溫裝置成為必備條件。
3.2橡膠粉細度對橡膠瀝青性能的影響
隨著膠粉顆粒變得越來越細,顆粒在瀝青中的分布越均勻,改性加工過程中就越容易與瀝青中的成分發生反應,瀝青中的輕質組分就越容易進入橡膠顆粒,從而改善瀝青的高低溫性能。國內科研單位的研究結果也顯示隨著膠粉細度的增大,改性瀝青的彈性恢復性能呈拋物線變化。說明隨著膠粉細度的增大,改性瀝青低溫性能越好,但是當膠粉的細度達到一定程度時,繼續增加膠粉的細度,改性瀝青的效果反而降低。
3.3橡膠粉摻量對橡膠瀝青性能的影響
摻加膠粉可明顯改善基質瀝青的低溫延展性能,隨著膠粉摻量增加,對低溫性能的改變效果越明顯。
4.施工技術
4.1防水粘結材料采取的施工流程
在完成路面的清潔工作之后,在路面上鋪設一層乳化瀝青粘層油,如果路段比較特殊,還需要繼續涂刷一層二階反應型防水粘結層,進一步鞏固層與層之間的粘結力。一般在涂刷的過程中都會采取人工的方式進行,在涂刷之前需要先把二階反應型防水粘結材料倒入到相應的容器當中,持續攪拌,直到均勻為止,利用滾筒將攪拌好的材料均勻的涂刷到混凝土路面上,等待材料凝固之后進行拉拔力檢測,確保路面能到達到相應的性能要求。
4.2橡膠瀝青應力吸收層施工流程
粘結層在干燥完成后還應該對橡膠瀝青應力吸收層進行相應的施工操作。其中具體的施工內容有: 灑布: 要求橡膠改性瀝青的具體灑布量控制在之間,溫度控制在180度,在灑布的過程中應該盡可能的均勻;撒鋪碎石: 灑布工作完成之后,應該及時的進行碎石的撒鋪,要求將撒鋪量保持在15-22kg/m2之間,按照施工的相關規定來選擇撒鋪的標準,如果局部撒鋪不妥,應該做好補充工作;利用輪胎壓路機完成路面的碾壓工作,清理路面,確保正常的交通運行,保持施工暢通。
5.結語
雖然橡膠瀝青在國外已研究應用多年,但在國內還是一項較新的材料,橡膠瀝青突出的優越性能決定了它在今后的工程建設中必將有巨大的發展空間。尤其是我國,在廢舊橡膠日益增多的情況下,推廣應用橡膠瀝青,對降低能耗、減少環境污染、發展綠色產業、保護生態環境、實現經濟的可持續發展都有重要意義。但在具體應用中,還有很多問題值得研究,比如橡膠瀝青的改性機理、性能的影響因素、膠粉的合適摻加量、混合料合理的級配范圍等。
【參考文獻】
高低溫環境檢測范文5
關鍵詞:高功率熱電池 二硫化鈷制備 性能測試
熱電池屬于熱激活貯備電池,在常溫情況下,電解質為固體,在使用時,電解質會在自身的加熱系統的作用下熔融成為離子型導體,然后電池開始放電。隨著科技的飛速發展,目前常用的正極材料為二硫化鐵的鋰系熱電池,已經不能滿足熱電池性能的需求。而二氧化鈷具有與二硫化鐵相似的性能,并且還具有二硫化鐵所沒有的如導電性能好、自放電率低、工作電壓高等優點。目前作為新型熱電池正極材料的二氧化鈷在國內還未得到廣泛的應用,因此,本文對高功率熱電池用二硫化鈷制備及性能進行了測試與研究。
一、高功率熱電池用二硫化鈷制備的實驗過程
1.熱電池和二硫化鈷制備
熱電池零部件的準備和生產需要在露點>2%的干燥房里進行。以鋰化后的二硫化鈷為正極材料,鋰硅合金為負極材料,隔離粉由全鋰電解質和氧化鎂構成,加熱材料選用由一定配比組成的Fe-KClO4。通過復合模工藝將四種粉料制成單體電池,再把28片單體電池組串聯成電堆,保溫材料選用石棉,然后密封入不銹鋼金屬殼體內,制作成熱電池。
二硫化鈷采用高溫硫化法制備,其選用的原料有鈷粉和硫磺粉。把裝有金屬鈷粉和單質硫粉混合物的石英管,密封入不銹鋼反應釜中,長時間的置于高溫環境下,使鈷和硫充分反應,然后再進行自然冷卻,粉碎過篩。最后從經過高溫脫硫和鋰化削峰處理的半成品中,獲得高純度的晶化二硫化鈷。
2.測定樣品的組成元素
樣品元素組成的測定,采用的是電感耦合等離子體發射光譜儀。物相組成用X-射線粉末衍射儀進行檢測,采用0.15418nm的Cu Kα線波長,40kV的管電壓,200mA的管電流,15度-80度的掃描范圍,0.02度的步長,0.15秒的停留時間進行測試。采用掃描電子顯微鏡對樣品的表面形貌進行分析,并對所選區域表面的元素組成進行檢測。在樣品經過高純氬氣保護的手套箱中加熱至600-700攝氏度并保溫1小時后,利用前后質量的變化研究其熱穩定性。
3.放電性能測試
在一定溫度下,把熱電池放入高低溫箱中保溫6個小時以上,取出后立刻對其放電性能進行測試。放電測試采用10A的恒流模式,并在測試過程中疊加30A的脈沖放電,帶載激活并記錄電壓。
二、高功率熱電池用二硫化鈷制備的實驗結果
1.二硫化鈷樣品的表面形貌和粒度
二硫化鈷樣品成微米級顆粒狀結構,顆粒表面凹凸不平,有大量的孔道結構,這對擴大其與電解質的接觸面積,降低放電過程的真實電流密度,提高放電能力起到了有利作用。這種大量孔道結構,使通過自然堆積法測量得出的二硫化鈷堆積密度,要遠遠低于其實際密度。
2.二硫化鈷樣品的元素和物相組成
電感耦合等離子體發射光譜儀測定的二硫化鈷樣品的元素組成中,合成二硫化鈷的原料為分析純、純度高的金屬鈷粉和硫磺粉,在元素分析中檢測出來的主要金屬元素雜質為鐵和鎳,總質量分數較小。
二硫化鈷樣品中的鈷元素均以二硫化鈷的形式存在,所以二硫化鈷的質量分數非常高,純度也相應較高。在采用電感耦合等離子體發射光譜儀進行測試的過程中,需要先將樣品溶解,然后配成水溶液,由于水本身含有大量的氧元素,因此無法對樣品的氧元素進行測量,二硫化鈷、雜質鐵和鎳的質量分數總和非常高,而剩余較少部分的質量分數則都是氧元素產生的,這就說明,樣品中除了二硫化鈷、雜質鐵和鎳三種物質以外,再無其它物質。
3.二硫化鈷樣品的熱穩定性
二氧化鈷的分解溫度是650攝氏度,在600攝氏度進行處理時,樣品不會發生分解反應,其發生這種情況的主要原因,是由于合成殘余單質硫以及吸附的雜質脫附,導致失重總量較少。而在700攝氏度進行處理時,部分二硫化鈷會發生分解反應,但是其分解率相對較低,展示出二氧化鈷良好的熱穩定性,也顯示出其被應用于高功率熱電池中,具有較高的可行性。
三、二硫化鈷制備成的高功率熱電池的應用
將二硫化鈷作為正極材料,在經過高溫活化、物化改性和鋰化削峰處理以后,制備成熱電池樣機,并確定其處于最佳狀態。熱電池樣機在高溫條件下放電,激活之前的電堆溫度較高,以至于激活以后的電堆溫度和正負極材料的活性也較高。與此同時,電解質在高溫的情況下離子遷移速度較快,進行放電時濃差極化小,這就使熱電池樣機在高溫情況下放電時,內阻變小,因內阻產生的壓降也隨之變小,其具體表現為熱電池高溫放電時,峰壓要高于低溫放電。
本實驗的熱電池樣機是由28片單體電池組成的,其峰壓數值已經接近于高低溫放電平臺時的電壓,這就表明二硫化鈷在經過高溫脫硫和鋰化削峰處理后,把二硫化鈷放電初期的高電壓消除了。該熱電池樣機高溫放電時,其峰值電壓和脈沖下限電壓都比低溫放電時要高,這種情況是由于在高溫放電時,熱電池的內阻較小導致的。本實驗中二硫化鈷體系單體熱電池的內阻要遠遠低于二硫化鐵體系單體熱電池的內阻,這就導致熱電池在進行大脈沖放電時,電壓降變得更小,與二硫化鐵相比,二硫化鈷體系熱電池更適合在高功率環境下使用。
結語:
綜上所述,本文通過實驗對高功率熱電池用二硫化鈷制備以及性能進行了研究和測試,結果表明,二硫化鈷相較于二硫化鐵,擁有高熱穩定性、高電導率、高利用率和低自放電率等優點,其在高功率熱電池中的應用,展示了良好的性能,值得在生產中得到推廣與應用。
參考文獻:
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高低溫環境檢測范文6
關鍵詞 鍋爐壓力容器;檢驗工作;事故預防策略
中圖分類號TK22 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)78-0140-02
隨著我國工業化水平的不斷提高,科學技術在工業生產中的應用日益廣泛,各種先進的工業設備層出不窮,隨之出現的各種工業事故也屢見不鮮。在當前的工業化生產中,鍋爐壓力容器屬于常見的工業設備,鍋爐壓力容器的工作狀態不僅關系著相對應的工業生產活動的質量,而且直接影響著我國的工業化水平。因此,我們必須要對鍋爐壓力容器的檢查工作給予高度的重視,采取行之有效的事故預防策略。
1 鍋爐壓力容器
鍋爐壓力容器是由其特殊的結構形式和操作條件確定的,屬于特種設備的一種。鍋爐壓力容器在特定的溫度和特定的壓力下工作,爆炸系數非常高,一旦由于檢驗工作不到位發生了爆炸事故,將會產生非常嚴重,甚至是災難性的后果。鍋爐壓力容器一旦發生事故,不僅會直接影響到企業正常的生產秩序,而且會給造成一定的經濟損失,甚至會影響到人民的生命財產安全,影響到社會生活的正常運行。在近幾年來,在我國出現的各種與鍋爐壓力容器相關的安全事故越來越多,給社會的穩定和人民的安全帶來了嚴峻的考驗。因此,諸如鍋爐壓力容器這樣的特種設備,檢驗工作非常重要,在進行檢查工作時一定要加強對事故的預防。
2 鍋爐壓力容器檢驗工作中的常見事故
在對鍋爐壓力容器進行檢驗時,要以鍋爐壓力容器等相關設備的種類和使用范圍為基礎,通過物理、化學等方法全面檢驗容器內部的各個部件。設備自身的結構不同、用途不同、檢驗方法不同,都會導致各種不同的危險存在,并且會引起各種事故。
1)在設備設置上常見的缺陷主要有強度不足、剛度不夠,以及穩定性相對較差等;諸如管道、漏蒸汽、化學介質等設備設施之間的密封性不好等;缺乏檢驗平臺和手腳架等防護設施等;防護距離不合適,用材不對,支撐不當等;這樣的危險因素造成的事故主要包括窒息、中毒、墜落,以及燙傷等;2)電磁輻射危險,諸如一些帶電的設備出現漏電現象,發生靜電、雷電,以及非法用電等;與此同時,還有各種射線現場的輻射等,這樣的危險因素主要導致的事故類型是爆炸、觸電,以及人體的損傷等;3)粉塵、有害有毒物質,以及高低溫物質和腐蝕性物質等造成的危害,比如熱水的運行設備、高溫蒸汽設備,以及高溫爐渣等;煤灰、煤粉,以及煤渣等,以及煙灰、煙垢,以及煙塵等;同時還有鍋爐的爐膛油然氣,鍋爐尾部煙道等。以上這些危險的因素導致的事故主要有凍傷、燙傷、視力下降、呼吸道感染,以及爆燃、爆炸等;4)環境因素導致的危險也是非常常見的,比如在不良的環境中作業、內部空間不足、通風系統不達標,以及通風方式不合適等,這樣的環境因素導致的事故主要表現在對人體的損傷和缺氧窒息上;5)除了以上四個方面的事故意外,還有一個非常重要的因素導致的事故,即人為因素。比如檢驗工作人員的聽力不好,視力不佳,體力不支;或者患有高血壓、暈高病,以及心臟病等;以及情緒化、冒險意識強烈等心理方面的異常情況等;再如出現了指揮性錯誤等;此外還有一些誤操作導致的危險等。這些危險因素導致的事故主要包括對工作人員身體的傷害,以及一定程度的爆炸等。
3 鍋爐壓力容器檢驗工作中的事故預防策略
要想保證工業化的發展,促進工業生產的正常進行,就必須要保證相關設備的安全運行。鍋爐壓力容器檢驗工作中常見的事故主要由以上五個方面的危險因素導致的,要想有效預防這些事故,就必須要采取科學的事故預防措施,
3.1 設備與設施的缺陷預防策略
要想對設備和設施的缺陷進行有效的預防,就必須要認真檢測設備設施的每一個部件,保證每一個部件的穩定性和剛度要求,同時要對和相關設備相連的閥門、管道等進行全面的檢查,保證其是封閉完好的,避免出現泄漏的現象。對于盲板的安全數量與安裝位置進行科學的確定,并且要設立相關的標識來起到警示的作用。此外,還要按照相關要求來搭設腳手架和檢驗的平臺。
3.2 電危害的預防策略
對于電危害的預防要從以下幾個方面著手:首先,要對設備的接零和接地的保護裝置進行全面的檢查和檢驗,對于漏電保護裝置一定要科學安裝;其次,必須要加強對諸如手套、靴鞋等絕緣用品的使用,認真細致地檢查避雷裝置的安裝,以及雷雨電氣的停電工作等;第三,要使用12V~24V的安全電壓。
3.3 電磁輻射的預防策略
對于電磁輻射的預防首先要對作業區和警戒區明確標識,最好要懸掛一些明顯的警示標識;其次,要在設備的作業時間里加強工作人員的監督,沒有關系的人員不得入內;第三,操作人員在進行工作時,要穿戴相關的防輻射產品,嚴格按照作業指導書來操作;第四,要對放射源派專人保護、保存,切不可流失。
3.4 高低溫物質的預防策略
對于高低溫物質的預防策略,最常用的,也是最有效的方法就是對警示牌明確標識,而且要按照一定的周期進行全面的巡查。
3.5 運動物體的預防策略
對于一些運動著的物體造成的傷害,采取的預防策略要從以下幾個方面入手:首先,對于檢測工具和拆裝的部件,要做到輕拿輕放,切不可隨意丟失、任意拋接,一些比較小的零件,可以系上保險繩;其次,如果低層正在進行檢驗活動,那么上部切不可施焊,如果需要進行施焊活動,一定要明確標識,避免出現火災;第三,如果爐膛內部結焦材料,一定要全面檢驗外部的保溫層,在危險品還沒有得到全面的清除之前,切不可私自闖入。
3.6 粉塵預防策略
針對粉塵造成的危害,主要的預防策略是徹底清掃沉降物,一定要人工清掃,切不可使用機械進行草略的吹掃,同時工作人員在進行檢驗時,一定要佩戴好防護工具,尤其是防護面具。
3.7 易燃易爆預防策略
易燃易爆是鍋爐壓力容器檢驗中切不可出現的事故,一旦發生,后果不堪設想。因此,在進行了徹底的吹掃以后,一定要對抽樣測試高度重視,盡量多點抽樣。在沒有經過批準的情況下,切不可動用明火和施焊。
3.8 有毒和腐蝕性物質的預防策略
對于有毒物質和帶有腐蝕性的物質,要進行徹底的吹掃和收集,甚至要中和置換。同時,要進行多點測試,和動物實驗測試。此外,工作人員一定要佩戴防毒防腐蝕用具,要酸堿物質派專人保護。
3.9 壓力試驗預防策略
對于壓力試驗可能造成的危害,要盡量配備壓力等級與其相適用的設備和壓力表,量程要為試驗壓力能達到的2倍~3倍最為合適。在進行試驗介質的選擇時,水壓試驗一定要用純凈水質,用于氣壓試驗的氣體一定不能使有毒和易燃易爆的氣體,通常使用壓縮空氣,或者氮氣即可。同時,要對區域進行清場和必要的標識,無關人員切不可入內。此外,要加強責任人員的任命,嚴格按照指導書進行科學的試驗。
3.10 環境因素的預防策略
對于環境因素造成的危害,要從三個方面如手,首先在進行機械通風的選用時,要明確通風方式,切不可用氧氣瓶直接進行增氧;其次,要加強內外監控聯絡人員的設置;第三,要科學設置內部檢驗系統的實施狀態的標識,不同的實施狀態要有明顯區別的標識。
3.11 人為因素的預防策略
針對人為因素造成的危害,預防策略要從以下途徑進行實施:首先要加強對工作人員體能的重視,選擇身體健康的人上崗就業,同時要保證勞逸結合,切不可搞疲勞戰術。此外,要對員工的培訓工作正確操作,科學制定誤操作的預防制度。
3.12 其他策略
除了以上十一個預防策略以外,還有很多,諸如規定檢驗制度,加強監督;控制試驗質量,制造試驗管理制等。在進性檢驗制度時,要編制試驗規程、加強試驗的管理、試樣的取樣要科學加工、合理檢測。在工業產品的制造過程中,由于受到各方面因素的影響,出現工件不符合規定和標準現象是非常多的。因此,制造單位一定要制訂嚴格的控制管理制度,并付諸實施,以此來合格的鍋爐壓力容器,提高鍋爐壓力容器的質量,促進工業化水平的提高。
4 結論
近年來,科學技術的各個領域的應用得到了廣泛的認可,各種先進的設備逐漸引入到相關領域。鍋爐壓力容器是工業化生產的必須設備,在工業生產制造中有著舉足輕重的作用。鍋爐壓力容器的檢驗工作對于工業生產的正常性有著關鍵性的地位,直接關系著工業化的發展方向。在工業化飛速發展的今天,我們要加強對工業生產中鍋爐壓力容器檢驗工作的重視,研究分析事故發生的原因,采取行之有效的事故預防策略,進而促進工業生產的正常進行,提高我國工業化的發展水平。
參考文獻
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