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阀门预测性维修技术进展

流体机械 2023年第10期51卷 49-58页

作者：张健常露丹蒋永兵刘柏圻郝娇山重庆川仪调节阀有限公司重庆400707

为了能够较大程度地降低阀门的维修频率及维修成本,提高系统的正常运行时间,有效提高系统运行产值,在阀门预测性维修技术领域提供一定的参考价值,对阀门预测性维修技术中所涉及的故障检测手段(包括振动检测技术、红外检测技术、声发射... 详细信息

为了能够较大程度地降低阀门的维修频率及维修成本,提高系统的正常运行时间,有效提高系统运行产值,在阀门预测性维修技术领域提供一定的参考价值,对阀门预测性维修技术中所涉及的故障检测手段(包括振动检测技术、红外检测技术、声发射测量技术和光纤传感技术),故障识别算法及维修策略3个方面的研究进展以及国内在相关技术领域(基于智能定位器、智能电动执行器的故障诊断技术,基于外接设备的阀门故障诊断技术,基于RBI的预测性维修技术)的应用现状进行阐述。基于应用现状以及对未来发展的预测,总结分析了阀门预测性维修在检测设备、故障识别和维修策略3个方面面临的技术挑战及管理挑战,并对今后的发展方向做出展望。

关键词：阀门预测性维修检测设备故障诊断维修策略

S31000不锈钢表面激光熔覆Stellite12合金层的组织和性能

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金属热处理 2023年第2期48卷 289-294页

作者：陈林蒋永兵尚洪宝李黎张鹏奇荆仁荣重庆川仪调节阀有限公司重庆400700

针对高温阀门密封副易发生擦伤、碰伤等问题,采用激光熔覆技术在S31000不锈钢密封副基体表面制备了Stellite12合金层。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、显微硬度计及均匀腐蚀全浸试验,研究了熔覆层微观组织、显微硬度... 详细信息

针对高温阀门密封副易发生擦伤、碰伤等问题,采用激光熔覆技术在S31000不锈钢密封副基体表面制备了Stellite12合金层。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪、显微硬度计及均匀腐蚀全浸试验,研究了熔覆层微观组织、显微硬度和均匀腐蚀性能。结果表明,熔覆层与基体形成了良好的冶金结合,微观组织主要由平面晶、柱状晶和等轴晶的枝晶结构组成。熔覆层显微硬度较高,平均显微硬度为600.68 HV0.3;基体的显微硬度最低,平均显微硬度为204.57 HV0.3。相比于S31000不锈钢的腐蚀速率,表面激光熔覆Stellite12合金后,腐蚀速率显著降低。同时,S31000不锈钢表现出尺寸不均的腐蚀坑现象,Stellite12合金层表现出较均匀的腐蚀行为,但在晶界处的腐蚀现象比晶内更为明显。

关键词：高温阀门激光熔覆微观组织显微硬度均匀腐蚀性能

钛合金表面等离子喷涂Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能

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表面技术 2023年第12期52卷 351-359,368页

作者：周志强郝娇山宋文文孙德恩李黎蒋永兵张健重庆川仪调节阀有限公司重庆400707 西南大学材料与能源学院重庆400715

目的研究温度对钛合金表面Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响,探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)... 详细信息

目的研究温度对钛合金表面Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响,探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS),对AT40陶瓷涂层中的微观形貌和物相进行定性分析。借助维氏显微硬度计,研究AT40陶瓷涂层在常温下的截面显微硬度分布规律,以及高温下的显微硬度。采用多功能摩擦磨损试验机,测试AT40陶瓷涂层在200、350、500℃下的摩擦磨损性能,并进行原位在线自动3D形貌表征。结果AT40陶瓷涂层呈典型的热喷涂层状结构,各相分布均匀,涂层结构致密,平均显微硬度相较于TC4钛合金基材提高了81%。AT40陶瓷涂层在200、350、500℃下的高温硬度分别为513HV0.3、463HV0.3、448HV0.3。在200、350℃时,AT40陶瓷涂层的平均摩擦系数分别为0.18±0.02和0.38±0.03,磨损率分别为(7.8±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m)和(37.2±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m),涂层具有优异的抗高温摩擦磨损性能。500℃时,涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.77±0.02和(134.4±0.01)×10^(–5)mm^(3)/(N·m),磨痕深度和磨损体积大幅增加,耐磨性能降低。结论AT40陶瓷涂层在200℃和350℃的磨损机制主要为微区脆性断裂,在500℃时的磨损机制表现为裂纹扩展引起的分层剥落和轻微磨料磨损。

关键词：钛合金表面等离子喷涂 Al_(2)O_(3)-40%TiO_(2)涂层高温摩擦磨损

单座调节阀阀芯曲面参数化设计及流场特性分析

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液压与气动 2023年第7期47卷 154-163页

作者：段大军王伟波郝娇山蒋继苇周忠云常露丹重庆川仪调节阀有限公司重庆400707 重庆川仪自动化股份有限公司调节阀研究所重庆400707

针对单座调节阀高精度阀芯曲面的设计难点,基于调节阀的节流方程和其调节特性理论方程,以及阀芯几何设计方程,对等百分比流量特性和线性流量特性的阀芯曲面进行了理论设计分析,结合ANSYS Fluent流体数值模拟软件,开展了阀芯曲面的正向... 详细信息

针对单座调节阀高精度阀芯曲面的设计难点,基于调节阀的节流方程和其调节特性理论方程,以及阀芯几何设计方程,对等百分比流量特性和线性流量特性的阀芯曲面进行了理论设计分析,结合ANSYS Fluent流体数值模拟软件,开展了阀芯曲面的正向设计方法研究。以可调比为50∶1的DN200-C_(vmax)300等百分比流量特性调节阀和DN200-C_(vmax)650线性流量特性调节阀为例,进行了其阀芯曲面的正向设计和数值模拟验证。结果表明,随开度的增大,两调节阀内部漩涡均逐渐增多;DN200-C_(vmax)300调节阀各开度模型的数值模拟Cv和理论Cv相对误差均在5%以内;DN200-C_(vmax)650调节阀各开度模型的数值模拟Cv和理论Cv相对误差均在4%以内;两调节阀数值模拟流量特性曲线和理论流量特性曲线趋势均高度吻合。研究成果弥补了单座调节阀阀芯曲面设计方法上的不足。

关键词：阀芯曲面流量特性理论研究参数化设计数值模拟

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偏心旋转阀气动噪声产生及控制机理研究

噪声与振动控制 2022年第6期42卷 285-292页

作者：廖静郝娇山刘柏圻杨恒虎王伟波重庆川仪自动化股份有限公司技术中心调节阀研究所重庆400707 重庆川仪调节阀有限公司重庆400707

针对煤气化装置中合成气洗涤塔的高压差压力调节用偏心旋转阀的高噪声问题,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)多步骤混合计算方法对偏心旋转阀进行声流固耦合数值... 详细信息

针对煤气化装置中合成气洗涤塔的高压差压力调节用偏心旋转阀的高噪声问题,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)多步骤混合计算方法对偏心旋转阀进行声流固耦合数值模拟,获得气动噪声的产生机理和计算模拟值;根据采用阀门选型软件Conval计算得到的标准噪声值,验证了数值模拟方法的可靠性;通过采取阀后加装降噪孔板、减小流量和增大进口压力等措施,研究对于偏心旋转阀气动噪声的控制效果及其机理。研究表明:距偏心旋转阀出口和管壁外1米处的模拟噪声值与标准噪声值的误差小于3 dB(A),证明了数值模拟方法的可靠性;流场中的湍流脉动和涡旋结构是偏心旋转阀气动噪声产生的根本原因,气动噪声源为偶极子声源和四极子声源;加装降噪孔板后偏心旋转阀噪声模拟值下降约9 dB(A);通过减小流量和增大进口压力可以实现噪声控制。

关键词：声学偏心旋转阀气动噪声有限元分析 SST-DDES模型 M?hring声类比

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套筒调节阀节流件正向设计方法

流体机械 2022年第11期50卷 27-36页

作者：王伟波郝娇山蒋永兵廖静周忠云重庆川仪自动化股份有限公司技术中心调节阀研究所重庆400707 重庆川仪调节阀有限公司重庆400707

针对调节类阀门流量调节性能差引发的阀门调节不稳定及振动等问题,以窗口型套筒调节阀和多孔式套筒调节阀为研究对象,基于调节阀节流方程、调节特性理论方程和节流件几何设计方程,对其节流件进行了等百分比流量特性的理论设计分析,结合A... 详细信息

针对调节类阀门流量调节性能差引发的阀门调节不稳定及振动等问题,以窗口型套筒调节阀和多孔式套筒调节阀为研究对象,基于调节阀节流方程、调节特性理论方程和节流件几何设计方程,对其节流件进行了等百分比流量特性的理论设计分析,结合ANSYS Fluent流体仿真分析,开展了节流件的正向设计方法研究。以DN200-Cvmax300的窗口型套筒调节阀和DN250-Cvmax200的多孔式套筒调节阀等百分比流量特性的节流件为例,进行了其正向设计和仿真验证。结果表明,两调节阀仿真流量特性曲线和理论流量特性曲线趋势均高度吻合;对窗口型套筒调节阀,各开度下仿真Cv和理论Cv误差均在-2%~3%之间;对多孔式套筒调节阀,各开度下仿真Cv和理论Cv误差均在-8%~6%之间。研究结果可以为因节流件设计不合理导致的调节阀不稳定调节及振动等问题提供解决思路,为行业的发展提供助力。

关键词：节流件正向设计流量特性理论分析流体仿真

钛合金表面等离子喷涂AlO-40%TiO陶瓷涂层的高温摩擦磨损性能

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表面技术 2023年

作者：周志强郝娇山宋文文孙德恩李黎蒋永兵张健重庆川仪调节阀有限公司西南大学材料与能源学院

目的研究温度对钛合金表面Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响，探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al2O3-40%TiO2(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS... 详细信息

目的研究温度对钛合金表面Al2O3-40%TiO2陶瓷涂层摩擦磨损性能的影响，探讨涂层在高温下的摩擦磨损机理。方法采用大气等离子喷涂技术(APS)在TC4钛合金表面制备Al2O3-40%TiO2(AT40)陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和能量分散谱仪(EDS)，对AT40陶瓷涂层中的微观形貌和物相进行定性分析。借助维氏显微硬度计，研究AT40陶瓷涂层在常温下的截面显微硬度分布规律及高温下的显微硬度。采用多功能摩擦磨损试验机测试AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的摩擦磨损性能并进行原位在线自动3D形貌表征。结果AT40陶瓷涂层呈典型的热喷涂层状结构，各相分布均匀，涂层结构致密，平均显微硬度相较于TC4钛合金基材提高了81%；AT40陶瓷涂层在200、350、500 ℃下的高温硬度分别为513、463、448HV0.3。200℃和350℃时，AT40陶瓷涂层的平均摩擦系数分别为0.18±0.02和0.38±0.03，磨损率分别为(7.8±0.01)×10-5mm3/(N·m)和(37.2±0.01)×10-5mm3/(N·m)，涂层具有优异的抗高温摩擦磨损性能。500 ℃时，涂层的平均摩擦系数和磨损率分别为0.77±0.02和(134.4±0.01)×10-5mm3/(N·m)，磨痕深度和磨损体积大幅增加，耐磨性能降低。结论AT40陶瓷涂层在200 ℃和350 ℃的磨损机制主要为微区脆性断裂，在500 ℃时的磨损机制表现为裂纹扩展引起的分层剥落和轻微磨料磨损。

关键词：钛合金表面等离子喷涂 Al O -40%TiO 涂层高温摩擦磨损

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矩形窗口球阀流体控制性能研究

机床与液压 2023年第1期51卷 177-182页

作者：杨恒虎刘柏圻廖静王伟波重庆川仪调节阀有限公司重庆401121 重庆川仪自动化股份有限公司技术中心调节阀研究所重庆400707

针对国内球阀适用工况少的现状,提出矩形窗口球阀,并采用有限元仿真分析方法,获得口径为DN50、窗口宽度为25 mm的矩形窗口球阀阀内流体的速度分布、流线分布及压力分布,分析其流场控制性能。此外,还分析了不同窗口宽度的矩形窗口球阀的... 详细信息

针对国内球阀适用工况少的现状,提出矩形窗口球阀,并采用有限元仿真分析方法,获得口径为DN50、窗口宽度为25 mm的矩形窗口球阀阀内流体的速度分布、流线分布及压力分布,分析其流场控制性能。此外,还分析了不同窗口宽度的矩形窗口球阀的流通面积变化规律和流量控制性能。分析结果表明:矩形窗口球阀在开启过程中形成的“S”形流道,实现了两级降压,扩大了压力控制范围;在流量控制方面,其控制性能与流通面积的变化规律呈现相关性与差异性,多数宽度的窗口球阀呈现等百分比特性,且流量变化率随窗口宽度的增加而增大;但也有少数小宽度的窗口球阀呈线性特性。

关键词：矩形窗口球阀流体控制性能流通面积有限元分析

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高调节性控制阀结构设计与分析

液压与气动 2023年第3期47卷 182-188页

作者：杨恒虎刘柏圻王伟波廖静重庆川仪调节阀有限公司重庆401121 重庆川仪自动化股份有限公司技术中心调节阀研究所重庆400707

针对某冶钢厂的流量控制需求,设计了一种特殊的控制阀调节特性曲线及阀内件流量控制结构,并利用有限元仿真技术模拟分析了不同开度下的流场,得到了控制阀相应开度的阀门流量系数值及调节特性曲线。通过4个开度实况下的体积流量与设计流... 详细信息

针对某冶钢厂的流量控制需求,设计了一种特殊的控制阀调节特性曲线及阀内件流量控制结构,并利用有限元仿真技术模拟分析了不同开度下的流场,得到了控制阀相应开度的阀门流量系数值及调节特性曲线。通过4个开度实况下的体积流量与设计流量对比分析,验证了设计的准确性。结果表明,标准的等百分比和线性调节特性均不能满足用户的调节要求,而特殊设计的调节特性及阀内件结构可满足用户实际的控制需求,达到了设计目标,为具有高调节性的控制阀设计提供了参考。

关键词：控制阀调节特性有限元