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预制综合管廊U盾架管机施工技术研究与应用

隧道建设（中英文） 2024年第6期44卷 1305-1312页

作者：薛广记董志伟巢利伟马润波沈超中铁工程装备集团有限公司河南郑州450016 中铁高新工业股份有限公司城市地下空间开发技术与装备研发分中心河南郑州450016 中国中铁股份有限公司雄安分公司河北雄安071800 中国中铁一局第二工程有限公司河北唐山063004 中铁科工集团有限公司湖北武汉430070

为探索预制综合管廊盾架一体化施工关键技术,提升预制综合管廊机械化施工水平及效率,以雄安新区某综合管廊项目为依托,对U盾架管机开挖、推进、调向等关键技术进行研究。通过构建U盾架管机推进受力模型,探索掌子面预留核心土对推进阻力... 详细信息

为探索预制综合管廊盾架一体化施工关键技术,提升预制综合管廊机械化施工水平及效率,以雄安新区某综合管廊项目为依托,对U盾架管机开挖、推进、调向等关键技术进行研究。通过构建U盾架管机推进受力模型,探索掌子面预留核心土对推进阻力的影响,得出不同断面管节所需的管节密封压紧力对应的核心土欠挖量,验证U盾架管机采用主顶油缸压紧管节密封的可行性;采用插刀、推板超欠挖进行辅助纠偏,联合主顶油缸、铰接油缸分组协同控制,将掘进姿态控制在±20 mm以内;针对U盾架管机平、纵断面折线转弯工况,采用可调节环宽的楔形过渡桥施工技术,实现最大7.7°水平折线转弯、70‰纵坡折线转弯;同时,对U盾部分与架管机部分在掘进、调向、管节安装过程中的协同施工技术进行研究。现场应用试验表明:U盾架管机施工可以满足预制综合管廊沟槽开挖、设备推进、掘进调向、管节安装等工序的一体化施工需求。

关键词：综合管廊施工装备 U盾架管机密封压紧力姿态控制折线转弯

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化学气相沉积陶瓷薄膜高温摩擦磨损性能研究

表面技术 2024年第15期53卷 68-76页

作者：王旋殷宇张立业代野周富彭冬白懿心丁星星董玲抒花泽荟戴明辉丛大龙中国兵器装备集团西南技术工程研究所重庆401329 渤海造船厂集团有限公司辽宁葫芦岛125004

目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附... 详细信息

目的对比研究不同陶瓷薄膜的耐高温磨损性能。方法采用化学气相沉积工艺制备了TiN/TiCN、TiN/Al_(2)O_(3)、TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)3种陶瓷薄膜。通过划痕测试、显微硬度测试、高温摩擦磨损试验等测试方法,分别表征并评价3种陶瓷薄膜的附着力、硬度、耐600℃高温磨损性能,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。结果化学气相沉积制备的3种陶瓷薄膜结构致密,无孔隙、裂纹等缺陷,且与基材结合界面良好,其中,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜与基体结合力最佳,为68.53 N,但其表层Al_(2)O_(3)薄膜与中间层TiCN薄膜结合强度较弱。600℃高温摩擦磨损结果表明,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜具有最高的高温摩擦因数,平均为0.51,但其耐高温磨损性能最佳,体积磨损率为0.58×10^(‒5)mm^(3)/(N·m);而TiN/TiCN薄膜具有最低的高温摩擦因数,平均为0.37,但其耐高温磨损性能最差,体积磨损率为4.23×10^(‒5) mm^(3)/(N·m)。结论3种陶瓷薄膜高温摩擦磨损的主要损伤形式各异,TiN/TiCN薄膜的主要磨损机制为黏着磨损、氧化磨损和疲劳磨损,TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损,TiN/TiCN/Al_(2)O_(3)多层薄膜的主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损。TiN/Al_(2)O_(3)薄膜的耐高温磨损性能最佳是由于其硬度较高,且化学性质稳定,主要磨损形式为磨粒磨损,较难被磨损去除。而TiN/TiCN薄膜耐高温磨损性能最差是由于TiCN薄膜硬度较低,在高温摩擦作用下,会发生氧化磨损、黏着磨损、疲劳磨损等多种损伤形式。

关键词：化学气相沉积陶瓷薄膜高温摩擦磨损结合力耐磨性磨损机制

冷喷涂参数对合金钢表面Ni涂层显微组织和腐蚀防护性能的影响

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表面技术 2024年第15期53卷 242-251页

作者：丛大龙殷宇张立业代野周富花泽荟王旋白懿心彭冬丁星星中国兵器装备集团西南技术工程研究所重庆401329 渤海造船厂集团有限公司辽宁葫芦岛125004

目的提高核电管道用合金钢材料的耐腐蚀性能。方法采用中低压冷喷涂工艺在30CrMnSi低合金钢表面制备了Ni涂层,使用数码相机、扫描电镜、电化学工作站等重点研究了喷涂工艺参数(喷涂气体压力和温度)对涂层显微组织、电化学性能和耐盐水... 详细信息

目的提高核电管道用合金钢材料的耐腐蚀性能。方法采用中低压冷喷涂工艺在30CrMnSi低合金钢表面制备了Ni涂层,使用数码相机、扫描电镜、电化学工作站等重点研究了喷涂工艺参数(喷涂气体压力和温度)对涂层显微组织、电化学性能和耐盐水性能的影响。结果采用CS1(0.8 MPa-150℃)、CS_(2)(1.0 MPa-200℃)、CS3(1.5 MPa-200℃)和CS4(1.7 MPa-250℃)参数制备的冷喷Ni涂层,涂层厚度由155μm增加至265μm,涂层孔隙率由3.5%降低至0.9%,自腐蚀电位(Ecorr)由‒0.623V增加至‒0.328V(***),腐蚀电流密度(Jcorr)由4.3×10^(‒5)A/cm^(2)降低至4.4×10^(‒6) A/cm^(2);4种工艺条件下的冷喷Ni涂层经1000 h人造海水浸泡试验后,对基体仍存在腐蚀保护作用。结论冷喷Ni涂层在人造海水环境中的退化机制源于涂层表面的疏松性质和内部孔隙。浸泡初期,氯离子快速渗透进涂层内部并形成可溶性的氯化物,生成较为封闭的腐蚀坑;随着浸泡时间的延长,涂层内部的孔隙逐渐被这些产物填充满,腐蚀表层变得更加稳定和致密,并逐渐形成了保护层,从而阻断了新鲜氯离子的进一步补充;浸泡后期,阻塞区内外电化学条件的显著差异,加速了腐蚀坑内金属的腐蚀进程,堆积在表层的腐蚀产物体积膨胀或在应力作用下产生了裂纹,氯离子通道再次打开,腐蚀产物不断向外排出,腐蚀表层逐渐脱落。通过提高喷涂压力和喷涂温度,可有效提高冷喷Ni涂层的致密度和结合强度,有力抑制了涂层在盐水环境中的腐蚀扩展过程。通过积累不同工艺条件下冷喷涂Ni基涂层在人造海水环境中的腐蚀失效数据,为冷喷涂Ni基涂层工程化应用提供理论支撑。

关键词：冷喷涂合金钢 Ni涂层显微组织腐蚀防护耐盐水性能

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与工程实践

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 280-287页

作者：王虹李发泉张小峰中国煤炭科工集团有限公司北京100013 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司山西太原030006 煤矿采掘机械国家工程实验室山西太原030006

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速... 详细信息

软弱围岩掘锚一体化快速掘进关键技术与装备是煤矿安全高效开采以及智能化建设的迫切需求。以具备膨胀性、节理化等软岩特征的煤矿回采巷道工程为背景,梳理了国内外掘锚一体机快速掘进技术发展现状,剖析了软弱围岩条件下掘锚一体机快速掘进面临3个方面的难题,包括全宽截割对围岩的扰动控制,软弱围岩及时高效永久支护,软弱围岩快速掘进煤帮临时支护。提出了软弱围岩掘锚一体化快速掘进的5项关键技术,包括:(1)低扰动截割技术。主要包括椭型全宽截割滚筒、截齿排布优化、截割动力学优化等。(2)减小空顶空帮距的及时支护技术。该技术是在掘锚一体化技术基础上,研制了集双圆柱导向、多连杆升降、支护油缸撑顶撑底、随动挡矸帘防护于一体的多钻机整体滑移平台,将掘锚一体机作业空顶距由2.5 m降至1 m,作业空帮距由3.5 m降至1 m。(3)软弱围岩多维度协同支护技术。综合考虑锚杆锚索支护参数间的时空协同效应和支护体与围岩的协同效应,掘进工作面采用低密度强力锚杆支护控制顶板,后部同步实施增强永久支护。(4)钻锚一体化技术。主要包括锚杆结构和力学特性、锚固剂材料及泵注技术等。(5)煤帮喷涂临时支护技术。主要包括快反应高延伸率喷涂材料、高比例精度喷涂泵送、不规则煤壁表面自适应轨迹控制、矿用防爆高精度机械臂、喷涂材料配套补给等。基于以上内容,研制了可控作业空顶距掘锚一体机,并进行了井下试验。试验表明,该装备有效缩短了作业空顶距和空帮距,实现了作业空顶距“可控”,适应于软弱围岩巷道快速掘进,掘进效率提高了1倍。

关键词：软岩巷道快速掘进掘锚一体化钻锚一体化协同支护

新型二次硬化钢25CrMo3NiTiVNbZr的高温力学性能和强化机理

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材料研究学报 2024年第5期38卷 390-400页

作者：李若浩胡霄雨王中成李浩杨勇徐乐梁恩溥何肖飞钢铁研究总院有限公司特殊钢研究院北京100081 中国金属学会北京100010 内蒙古北方重工业集团有限公司包头014010 重庆长安望江工业集团有限公司重庆400020

使用JMatpro和Thermo-Calc软件优化25Cr3Mo3NiNbZr钢的成分,使用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和相分析等手段表征在700℃高温拉伸前后试样的显微组织和析出相以研究其高温强化机理。结果表明:25CrMo3NiTiVNbZr钢700℃的高温抗... 详细信息

使用JMatpro和Thermo-Calc软件优化25Cr3Mo3NiNbZr钢的成分,使用透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)和相分析等手段表征在700℃高温拉伸前后试样的显微组织和析出相以研究其高温强化机理。结果表明:25CrMo3NiTiVNbZr钢700℃的高温抗拉强度和屈服强度分别为543 MPa、409 MPa,比25Cr3Mo3NiNbZr钢提高了139 MPa和123 MPa。根据对这种钢高温强化机理的分析,析出强化是主要强化方式。在700℃高温拉伸25CrMo3NiTiVNbZr钢其析出强化增量为367 MPa,比25Cr3Mo3NiNbZr钢提高147 MPa,其主要原因是在25CrMo3NiTiVNbZr中析出了热稳定性更高、尺寸更小(平均尺寸为7.93 nm)的析出相。

关键词：金属材料高温强度成分优化强化机理纳米析出相

道岔护轨间隔和翼轨间隔限值合理性分析与优化

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交通运输工程学报 2024年第2期24卷 102-111页

作者：王璞赵振华葛晶马俊琦王树国刘孝寒中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 铁科(北京)轨道装备技术有限公司北京102202 柏林工业大学设计建造环境学院柏林13355

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化... 详细信息

针对近年来多次出现的普速铁路道岔护轨位置脱轨问题,研究了脱轨过程与机理,分析了目前护轨间隔、翼轨间隔限值与计算方法的合理性;在全国范围内选取19个车站、124组道岔开展了系统的现场试验研究,探讨了护轨间隔、翼轨间隔限值的优化方法。研究结果表明:道岔护轨位置脱轨的主要原因为车轮冲击护轨开口段导致护轨螺栓松动、护轨低头、顶部磨耗,最终造成车轮爬上护轨脱轨;现场养护维修中,护轨、翼轨间隔分布较离散,合格率较低,为68.97%~73.83%;目前的翼轨间隔限值安全裕量较大,可适当放松,为现场维修提供方便;与同号码复式交分道岔相比,单开道岔护轨开口段轮轨冲击概率略小;随着道岔号码的增大,护轨开口段冲击概率呈减小趋势;目前的护轨间隔限值设置可将车轮冲击直向护轨以及侧向护轨跟端开口段的概率控制在12%以内,但并不能有效防止侧向护轨趾端开口段的轮轨冲击,概率仍高达53.85%~75.00%;实际养护维修过程中,建议将护轨间隔限值修改为1365 mm,可满足大部分主型道岔的需求,有效减少和避免护轨趾端开口段的轮轨冲击。

关键词：铁道工程普速铁路道岔脱轨机理护轨间隔翼轨间隔现场试验

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加快我国高分子材料高端化步伐

石油炼制与化工 2024年第1期55卷 1-6页

作者：曹湘洪中国石油化工集团有限公司北京100728

概述了我国高分子产业的发展现状,指出我国高分子产业存在产品结构类同、低端产品结构性过剩、技术支撑能力不足等问题,必须加快高端高分子材料的研究与开发。分析了三大通用高分子材料的消费趋势,预测了近中期市场需求有较快增长、长... 详细信息

概述了我国高分子产业的发展现状,指出我国高分子产业存在产品结构类同、低端产品结构性过剩、技术支撑能力不足等问题,必须加快高端高分子材料的研究与开发。分析了三大通用高分子材料的消费趋势,预测了近中期市场需求有较快增长、长期市场需求可能保持稳定的十一类高端高分子材料。提出了高分子材料高端化的研发思路:一是既要重视特种材料的研究开发,也必须高度重视高端通用材料的研究开发;二是深入研究高分子材料结构与性能的关系,尽快实现从定性分析向定量建模的深化;三是重视高分子材料高端化的技术路径的优化与选择,实现低能耗、低投资和低成本的高端化;四是突破高端分子材料的单体制约;五是加强加工应用技术及装备的研究开发。

关键词：高分子材料合成树脂合成纤维合成橡胶单体

非挤土嵌岩预应力高强度混凝土管桩的桩端承载性能研究

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岩土力学 2024年第1期45卷 97-107页

作者：凌造唐孟雄胡贺松刘春林李波苏定立广州建筑股份有限公司广东广州510030 广州市建筑集团有限公司广东广州510030 广州市建筑科学研究院集团有限公司广东广州510440

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为5... 详细信息

施工装备和工艺的不断创新使得非挤土嵌岩预应力高强度混凝土(prestressed high-strength concrete,简称PHC)管桩逐渐得到推广和应用。为揭示嵌入中微风化岩PHC管桩的桩端承载机制,以随钻跟管工法桩为背景,基于泥质粉砂岩地区5组桩径为500 mm的PHC管桩桩端现场静载破坏性试验,分析了不同条件下嵌岩PHC管桩的桩端承载性能及宏观破坏模式,并提出桩端承载力计算方法。试验表明:对于采用敞口桩靴的PHC管桩,未封底时,敞口桩靴削弱了PHC管桩桩端承载性能,呈现刺入岩基的破坏,极限荷载下桩端沉降为11~15 mm;混凝土封底后,显著提高了桩端承载性能,极限承载力较非封底时提升340%,封底混凝土和桩靴的桩端阻力分担比分别为78%和22%,桩端呈整体剪切破坏。基于Hoek-Brown强度准则,提出了嵌岩PHC管桩桩端承力简化计算方法,计算精度得到了试验验证,可供非挤土嵌岩PHC管桩的设计与施工参考。

关键词：预应力高强度混凝土管桩(PHC管桩) 嵌岩桩桩端静载试验承载性能

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缆式焊丝GMAW焊缝截面侧偏行为机理分析

焊接学报 2024年第1期45卷 83-87,I0008页

作者：杨泽坤徐锴杨战利张焱费大奎周坤杨永波中国机械科学研究总院集团有限公司北京100048 中国机械总院集团哈尔滨焊接研究所有限公司哈尔滨150028 哈尔滨威尔焊接有限责任公司哈尔滨150000

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于... 详细信息

缆式焊丝熔化极气体保护电弧焊(gas metal arc welding,GMAW)中存在的焊缝截面侧偏现象会导致焊接接头熔合不良,基于熔滴受力分析和最小电压理论对焊缝截面侧偏现象的变化规律进行机理分析.结果表明,电流是影响截面侧偏的关键因素,由于缆式焊丝独特的绞合结构引起电弧旋转,进而导致出现熔滴受力不均的现象,熔滴过渡方向与焊丝轴线存在夹角,在熔滴冲击力的作用下导致焊缝截面出现侧偏现象,随着电流的增加,电弧对熔滴的拘束增强,熔滴过渡方向逐渐趋于轴线,因而焊缝截面侧偏的趋势随着电流增加而减小.

关键词：缆式焊丝熔化极气体保护焊焊缝截面侧偏熔滴过渡最小电压原理