石油化工设备论文范文

导语：如何才能写好一篇石油化工设备论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

篇1

根据化工企业生产特点可知，技术改造的实质就是进一步优化设备检测、维护方法。总结现阶段常见的设备检测、维护技术，无损检测方法是一种常见的故障检测技术，通过微型计算机清晰显示设备内部情况，为维修人员解决相关故障提供真实资料。对化工企业而言，应用无损检测技术具有以下几方面优势：①无损检测技术无需拆卸设备外壳，并且能在设备运行过程中完成检测，满足化工企业设备工作量大的特点；②无损检测技术适用于多种设备检测，满足化工企业设备种类繁多等特点，可为企业降低维修成本。因此，对于化工企业而言，应在技术改造过程中，可进一步扩大无损检测技术的应用范围。

2设备维修

设备维修的主要目的，是为保证设备能恢复良好的工作状态，与设备日常维护相比，设备维修属于一种消极的补救办法。但总体而言，设备维修在提升设备运行能力中发挥着重要作用，能提高设备品质，改善设备使用效率。（1）设备维修方法①预防性维修：预防性维修是指通过设备检修，发现潜在故障风险并进行维修，以防止更大的故障发生。常见的预防性维修方法主要为：设备内部擦拭、向设备内部添加油等。②修复性维修：修复性维修是指在设备发生故障后，为保证设备能恢复到最佳工作状态而进行的维修活动，常见的修复性维修方法主要为：更换设备零件与设备经济性改良等。（2）维修方法选择从设备运行角度来讲，设备的故障具有征兆，是可以预测的，因此，在选择维修方法之前，可通过预测、观察和记录，及时判断设备的状态维修。一般而言，具有规律性但无明显发展期的故障，可按照设备使用寿命，开展定期修理；或设备故障不明显，可采用事后维修。对于部分偶发性并具有发展期的故障，例如轴承故障等，由于轴承出现故障的概率的不确定的，但故障却具有相应的发展期，可通过日常检测发现故障，所以应当采用状态维修。对于部分易于修理的零部件，可选择事后维修方式，并将维修工作的重点转移到其他故障处理中。对于偶发性但无发展期的故障，因无从得知其将要发生故障，只有采用事后维修，但对于重点设备，突然停机损失较大，应设置备用机器，出现故障时可立即更换或代用，直到故障排除为止。

3结语

篇2

2013年新入选 CODE 期刊名称

L034 石油化工高等学校学报

L021 石油化工设备技术

L019 石油机械

L031 石油勘探与开发

L030 石油炼制与化工

E126 石油实验地质

L005 石油物探

L028 石油学报

L012 石油学报石油加工

L006 石油与天然气地质

L008 石油钻采工艺

L025 石油钻探技术

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A113 实验技术与管理

C009 实验力学

Y018 实验流体力学

A115 实验室研究与探索

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G875 实用儿科临床杂志

G534 实用放射学杂志

G586 实用妇产科杂志

G746 实用肝脏病杂志

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G324 实用医学杂志

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G856 实用肿瘤学杂志

G890 实用肿瘤杂志

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U641 食品与发酵科技

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A201 世界科技研究与发展

G906 世界科学技术-中医药现代化

G485 世界临床药物

G484 世界中西医结合杂志

G483 世界中医药

A023 首都师范大学学报自然科学版

G073 首都医科大学学报

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B006 数学学报

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中国科技核心期刊（中国科技论文统计源期刊） 2013

2013年新入选 CODE 期刊名称

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G575 四川医学

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G074 苏州大学学报医学版

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T527 炭素

T015 炭素技术

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V027 特种结构

T999 特种橡胶制品

L505 特种油气藏

N065 特种铸造及有色合金

A041 天津大学学报

篇3

现场安装调整很不方便的缺点。本论文对蝶形弹簧支吊架进行设计说明，主要完成以下内容：介绍弹簧支吊架在国内的使用情况，本着节能环保的目的提出改进弹簧支吊架的必要性。说明自限式弹簧支吊架的主要部分以及工作原理，明确了设计改造自限式弹簧支吊架的重要性。

关键词：自限式弹簧支吊架设计 支吊架 集锁紧系统 限位系统。

根据国家可持续发展规划要求，在生产生活中都要努力降低能源消耗和降低废气物等对环境污染。

市场前景广阔。自限式弹簧支吊架主要用于锅炉本体、电厂的汽、水、烟、风四大管道，化工设备及管道以及燃烧器的悬吊部分，产品主要用于国内外各大石油化工产区、电厂，其中国内用于整个油田市场年建安生产产值总量在600亿左右，且年需求量正在以20%的速度递增。项目产品主要为中、外石油及石化产业相关装置配套，随着“中石油”、“中石化”在海外业务快速拓展，产品销售前景广阔。

1、行业经济运行情况

2003 年我国支吊架行业总产值为200亿元，2012年，中国支吊架产业继续速迅猛发展，支吊架行业总体经济效益均稳步上涨。全行业销售收入600亿元，同比增长90.4%；

单位：万元

中国的管道支吊架产业，它既不是“朝阳产业”，也不是“夕阳产业”，而是与人类共存的永恒产业，且在中国还是一个不断发展的产业。20世纪80年代以后，中国的经济发生了突飞猛进的变化，管件行业更加突出，全国管道支吊架制造厂家近千家，并形成了独立开发研制一代又一代新产品的能力，产品的技术性能已接近发达国家水平。管道支吊架是经济发展时代不可缺少的商品，未来将如何发展，是非常值得研究的。

中国管道支架制造业取得了长足的进步，目前已可以生产多种不同规格，品种的管道支吊架，已成为当今世界管道支吊架生产和使用最多的国家。同时，轻工纺织、能源化工、电力等支吊架相关产业的迅速发展给支吊架行业带来了广阔的发展空间和发展动力。

2、行业生产技术情况

国内生产普通支吊架的的企业很多，主要有大庆油田装备制造公司等企业。现有的弹簧支吊架是按GB10182-88及华东电力设计院，西北电力设计院的技术标准等设计制造。由于使用了圆柱螺旋弹簧支吊架体积大，重量重，特别是对于一些大载荷、小位移要求的场合，用传统的支吊架，不但材料难以组织、国内工艺加工水平很困难，而且成本很高、重量重，结构不尽合理，现场安装调整很不方便。而自限式弹簧支吊架架克服了上诉缺点，在应用范围、生产效率、生产成本上有绝对优势。

管道在工作状态下承受的应力分为一次应力和二次应力。一次应力是指管道在内压、自重和其它持续外载（包括支吊架反力等）作用下所产生的应力；二次应力是指管道在热胀、冷缩或其它位移受约束时产生的应力。

自限式弹簧支吊架克服了以往的不足，满足外部及内部的力或力矩的平衡法则。自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体，便于现场安装位、维护及调试。考虑了一次应力的特点是没有自限性的缺陷，使管道在使用过程中不会受压变形。同样，自限式弹簧支吊架也充分对管道使用时易受到二次应力的破坏进行了解决。采用绝热管托同时具有隔热、保冷和承重的双重作用，它采用保温垫层和保冷垫层，有效地解决了管道的热量损失和冷量损失的问题，从而保证了管道热介质和冷介质的安全运行，与非绝热管托相比可节能70%。

产品结构、制造工艺流程

2.1产品结构

自限式弹簧支吊架按其结构分为：管部、根部结构件、功能件及连接件。功能件主要包括恒力弹簧支吊架、可变弹簧支吊架、液压阻尼器等。

图1自限式弹簧支吊架结构件图

2.2 制造工艺流程

详见图2 制造工艺流程图

结论：

本文在自限式弹簧支吊架的设计上，采用蝶形弹簧 ，自限式弹簧支吊架集锁紧系统、限位系统及防护系统于一体，便于现场安装位、维护及调试；可在高温和恶劣工作条件下工作；在承受冲击作用时固有频率基本保持不变，且在大冲击负载作用产生共振时，具有限制系统响应振幅的功能；具有低频特性并可承受超载；结构紧凑。整个机构的厚度尺寸方面，其尺寸更小，减小了体积、减轻了重量，降低了成本并且可使用于很多空间的夹紧的装置。通过试验校核可知：设计结果能够以自限式弹簧支吊架为研究对象，设计的重点是自限式弹簧支吊架，将所学专业的理论知识与实际机械的设计相结合，通过对自限式弹簧支吊架的结构分析，设计自限式弹簧支吊架总体结构及各组成零件。该设计满足工作要求。

图2

参考文献：

[1]JB/T8130.1-1999 恒力弹簧支吊架 上海发电设备成套设计所 中国机械工业出版社

[2]HG/T20644-1998 变力弹簧支吊架

篇4

关键词：全日制工程硕士；化学工程领域；学科交叉；人才培养模式

化学工程领域含基本无机与有机化工、石油化工与煤化工、精细化工、生物化工、材料化工、冶金化工、环境化工等工业行业。化工产业既是国民经济建设与社会发展的重要支柱，又与信息、生物、材料、机械、计算机、资源、能源、海洋、航天、国防等高新技术领域相互渗透[1-9]。同时，社会经济的快速发展对化工产业的产品需求也提出了新的挑战，迫使传统化工产业积极开展产品研发和工程技术创新。产业的交叉发展促进了产业结构的调整与升级，与此同时，也促进了高层次应用型工程硕士人才培养模式的改革与探索[6-8]。因此，以化工为基础的技术革命和技术创新大力发展中高端终端产品迫在眉睫。通过专业学位研究生的培养，以“多学科交叉工程领域”应用型高层次人才培养为目标，搭建高校、企业的桥梁，是实现理论促进生产力发展的重要途径。

1“多学科交叉”化学工程领域人才培养目标的定位

化学工程领域工程硕士研究生的培养，本着“面向工业界、面向未来、面向世界”的工程教育理念，以西南地区以及国家化工支柱产业发展和社会需求为导向，以实际工程为背景，以工程技术为主线，依托交叉发展的行业需求，培养具有良好的工程职业道德和法规意识，丰富的人文科学素养，强烈的社会责任感，较强的组织管理能力和良好的合作意识，较强的工程技术创新意识和独立从事创新研发的能力，并能将“交叉学科”工程领域的基础理论有效应用于化工生产中的产品开发、工程设计、过程装备设计研发以及工艺技术改造的高层次应用型工程技术和工程管理的人才。

2重庆理工大学全日制化学工程领域工程硕士人才培养现状

经过多年的建设发展，我校化学工程学科在资源环境化工、精细化工、工业催化、化工装备与控制等领域已经形成了明显的优势和特色。在资源与环境化工领域，针对重庆及西南地区特色资源和社会经济发展重大需求，建有“重庆市化工废水与污染控制工程技术研究中心”，与企业联合建有“重庆市光气衍生物企业工程技术研究中心”。重点开展天然气资源精细化利用、化工产业废水污染控制与资源化、重金属污染土壤修复和固废处理等领域的研究。在精细化工与工业催化领域，重点开展催化材料、纳米材料、能源材料等化工新材料方面的研究，与企业联合建有“重庆市化工本质安全协同创新中心”。研究成果主要应用于电子工业、能源化工、天然气化工、石油化工、煤化工、氯碱化工等领域。在化工过程装备与控制领域，依托我校化学化工学院的“过程装备与控制工程”专业和学校“机械工程”一级学科硕士点建设发展。在新型环保设备、新型分离过程设备、化工设备腐蚀与控制技术研发方面形成了自己的特色和优势，与企业联合建有“重庆市防腐涂料工程技术研究中心”。在上述学科领域里，由于长期与重庆化工产业界合作，已经形成了基础研究与工程实际紧密结合的特色发展之路。因此，化学工程领域工程硕士培养已经实现了多学科交叉的人才培养格局，并开展了多学科交叉全日制工程硕士培养模式的改革与探索。通过化学工程与材料工程、机械工程、环境工程、车辆工程、生物工程、控制工程等工程领域的交叉融合，立足于企业的发展和需求，建立了较为完善的实践教学体系和多家校外实践教学基地，形成了多学科交叉的大综合工程性应用型高层次人才培养模式。

3“多学科交叉”全日制化学工程领域课程体系构建

化学工程领域专业学位硕士研究生的培养总体上分为校内与校企联合的两阶段培养模式。校内培养阶段主要完成课程学习，校企联合培养阶段采取实践、学习研究、论文相结合的培养模式。课程体系按照由基础向专业方向发展的分模块化设置，主要包括基础模块、基本技能模板与工程交叉融合模板、以及与地区化工产业特点相结合的工程实践模块，如图1所示。在公共基础模块，除了设置公共的工程英语，政治和工程数学外，还增设了工程经管课程，培养工程管理人才。在学位基础课程中，针对化工企业在反应和分离等基础知识方面，开设了高等反应工程和分离工程，并开设了化工过程设计，以期培养学生的工程设计能力。增设了知识产权和文献检索等课程，培养学生在科研成果方面的查询和写作能力。在工程交叉融合模板，立足于化工产业与机械工程、材料工程、车辆工程、控制工程、生物工程等方面的融合，每个模块都开设了3门课组课，比如化工与机械的结合，开设了过程原理与装备、压力容器的分析设计、高等化工流体力学等课组课。教学内容上突出化工理论与技术的先进性和实用性，通过精选教学内容，充分利用多媒体等现代化教学手段，采取理论结合实际的案例式教学、以问题为导向的启发式教学、课堂研讨式教学和课程结合课内实验等教学模式。根据工程硕士人才培养的要求，改革课程教学评价与考核方式，采取笔试、案例分析、小论文等灵活多样的考核方式，突出学生的问题分析与知识应用能力。实践教学与学位论文主要在实践基地完成，可采用集中实践与分段实践相结合的方式。通过在具体的生产岗位轮岗和企业主要管理岗位见习学习相结合的方式进行。企业学习培养采取以企业高级技术人员（管理人员）为主、学校指导教师为辅的校企联合指导的方式，学生在“双导师”指导下，通过在企业参加实践活动获得在实践中巩固和深化理论知识、培养学生发现并解决工程实践问题的能力，在企业完成论文选题和论文研究工作。论文选题应直接来源于生产实际或者具有明确的生产背景和应用价值，论文选题应有一定的技术难度，并有一定的理论基础，具有创新性、先进性、实用性。

4总结

随着科技的发展，高附加值的中高端化工产品的发展成为了发展方向，这需要机械，材料，控制工程等为支撑。同样，科技的发展也引领了产业的深度交叉融合，因此，在高层次的应用型工程硕士培养过程中，需要重新定位多学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士的人才培养目标，充分发挥行业和专业组织在培养标准制定、教学改革等方面的指导作用，建立学校与行业企业相结合的专业化教师团队和联合培养基地，强化专业学位研究生的实践能力和创业能力培养，推动学科交叉下全日制化学工程领域工程硕士人才培养改革与实践。

参考文献

[1]王干，薛怀国，刁国旺.“大工程领域”人才培养模式探索与实践—以扬州大学化学工程领域多学科交叉人才培养为例.研究生教育研究.2015（1）:71-74.

[2]刘峙嵘，乐长高，余春林，欧阳霞.产学研、创新创业创意耦合培养化学工程领域人才的实践.中国电力教育.2013（35）:34-35.

[3]张越，吕宏伟.地方高校化学工程领域工程硕士培养的实践探索.化工高等教育，2015（1）:11-13.

[4]徐心茹，马桂敏，房鼎业，沈本贤.化学工程领域工程硕士培养浅见.华东理工大学学报：社科版，2002（1）:112-113.

[5]赵钟兴，黄祖强，童张法.泛北部湾地区工程硕士化学工程领域招生现状与对策.化工高等教育，2009（4）:14-16.

[6]张海英，汪航.我国工程硕士专业学位教育发展若干问题分析[J].清华大学教育研究，2007（28）:63-67.

[7]房鼎业.制订学位标准，推进工程硕士教育可持续发展[J].化工高等教育，2007（1）:90，94-95.

[8]刘殿华．加强实践教学，产学研联合培养全日制工程硕士研究生．化工高等教育，2012（29）:11-14．

篇5

论文关键词：钛管焊接,气体保护罩装置,焊接工艺,参数

材质为（ASME-B861 Ti2）钛管，规格Φ57*5～Φ325*5共计10个规格尺寸。Ti2为工业纯钛，强度为σb 450～600 MPa，其具有良好的塑性、韧性和抗腐蚀性，尤其具有很好的低温性能，所以钛基材料广泛用于化工、电力项目中。在管道预制安装项目前我们制作了各种焊接试验，采用不同气体保护参数进行试验，最终获得了最佳保护效果的焊接工艺，并对钛管材料的焊接进行了焊接工艺评定，编制了详尽的焊接工艺卡，从而保证了焊接质量。

1 钛管的焊接工艺

1.1 焊接性分析

钛及其合金具有很强的化学活泼性，当温度超过400 ℃时即开始与氧、氮、氢及碳发生反应，高于600 ℃时反应剧烈。而氧、氮、氢及碳含量的增加会导致钛及其合金焊缝金属的脆化，所以TA2钛管焊接时的气体保护是关键问题，同时控制焊缝及热影响区的温度，避免因过热产生粗大晶粒、过热组织，导致金属的机械性能降低。

1.2 焊接易出现的焊接缺陷

（1）气孔问题。焊接钛及其合金时，经过焊缝RT后经常会发现在熔合线附近产生聚集型气孔。气孔主要为氢气孔；由于氢在钛中的溶解度随温度的升高而降低，焊接时熔合线附近的温度高，会引起氢脱溶而出。如果焊接区周围气氛中的氢分压高，则熔融金属中的氢不容易析出，于是便聚集形成氢气孔。

（2）裂纹问题。焊接钛基材料时由于材质的硫、磷杂质含量很少，所以很少会出现热裂纹；但是焊接钛材时很有可能出现冷裂纹且具有延迟现象。主要是由于钛的导热性较差，热量散失慢，容易出现焊缝晶粒粗大；当气体杂质含量较高时，焊接接头的塑性降低，特别是当焊缝中溶解较多的氢时会形成氢脆。

1.3 气体保护

钛材焊接时由于对气体的纯度要求较高，所以我们选用 99.999%高纯度氩气；氩气所要保护的范围为熔池、热影响区域以及两侧熔合线以外各10 mm区域的母材。为此需要制定特殊的气体保护装置；管道内部使用氩气室装置进行保护。

1.4 焊前准备

1.4.1 坡口加工

钛管切割后，采用氧化铝砂轮机打磨出坡口，如图1所示，加工坡口不允许使母材产生过热变色。

1.4.2 坡口及焊丝清理

（1）坡口及其两侧各50 mm以内的内外表面进行清理，清理程序如下：光机打磨→砂纸轮抛光→丙酮清洗。企业经营管理论文清洗后不能直接进行焊接作业，待坡口端面晾干后方可以作业。如果放置时间超过2小时，须重新清理一遍或者采用自粘胶带及塑料布对坡口予以保护。

（2）操作人员在焊接过程中必须戴洁净的手套。

1.5 焊接材料的选用

依据母材的分组故选择匹配性较好的ERTi-2，规格为Φ2.0/2.4化学成分如表1所示。

1.6 主要的焊接参数

（1）氩气的流量大小直接影响在焊接过程焊缝的保护效果，根据验证的结果得出能够满足要求的气体流量参数。

（2） 焊接电流大小直接影响在焊接过程中的热输入量，所以根据验证的结果得出能够满足要求的焊接参数，如表2所示。

2 焊缝质量评定

焊接完成后主要通过焊缝外观表面颜色判断焊缝质量的好坏，焊缝表面的颜色主要与氩气保护、破口清洁度等有直接关系；具体根据表面颜色判定焊缝质量好坏如表3所示。

如果在焊接过程中焊缝表面出现蓝色或是青紫色应立即停止焊接，查找原因及时改进焊接措施；如果焊缝表面出现暗灰色应立即停止焊接进行返修，将暗灰色部分全部铲除，重新焊接。

3 结语

综上所述，在钛管焊接过程中，需要从焊接可能产生的问题即气孔问题、焊接裂纹问题以及气体保护问题等，对焊接的流程进行严格把控，做好焊接前的准备工作，保证坡口加工过程中的温度正常，确定坡口与焊丝的清理工作的有效完成，焊接材料选用的过程中，也需要严格按照具体要求参数执行。另外，从焊接结果来看，外观观察上所有的焊缝表面色为银白色时，其焊接工艺最佳。结合焊接流程而言，为了保证TA2钛管在焊接时的气体有效保护、控制焊缝和热影响区温度，尽可能避免因为温度过热产生较大的晶粒、过热组织等，需要在施工中注重各个环节流程，从焊接选材、材料清理、焊接过程中的温度选择、焊接各方面参数的设定角度入手，不断进行工作总结，以便钛管焊接工艺水平的有效提高。

参考文献

[1] 王静，赵睿.钛管TIG焊接工艺探讨[J].石油化工设备技术，2010（1）：48-51，72.

[2] 王中年，强栓榜，贾月华，等.钛管的焊接[J].焊接技术，2011（3）：49-50.

篇6

关键词：直流伺服控制；dsPIC30F6010；PWM技术；PI控制

中图分类号：TM32 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）20-0054-02

1 概述

伺服系统隶属于自动控制的一个组成部分，最早是用经典的频率法来分析和设计的，50年展了根轨迹法。但这些方法对于多变量时变系统是无能为力的。60年展了现代控制理论，适用多变量时变系统，成为计算机在伺服系统设计理论的发展趋向。本文找出一种利用dsPIC30F6010控制直流调速的具体实现方法。从技术实现角度来看，充分发挥dsPIC运算速度快，控制能力强，精度高等优点，能够应用于被控目标要求较高的直流伺服系统，在电机控制领域具有广泛的应用前景。

2 直流电动机的控制系统简介

图1是采用dsPIC30F实现的直流电动机控制系统的示意图。在PC机上用MPLAB IDE编写的双闭环程序通过仿真器加载到dsPIC30F6010的芯片中，4路PWM信号经保护电路给功率驱动电路来驱动功率全桥电路，并由功率全桥电路来驱动直流电动机。

3 直流电动机控制系统的硬件设计

直流电动机控制系统硬件框图如图2所示。控制系统硬件主要由dsPIC30F6010 DSC硬件_发板、驱动电路、直流电动机、测速电动机及信号调理电路四部分组成。

驱动电路主要由光电耦合隔离电路、功率电路、保护电路组成。

3.1 速度信号采集电路的设计

信号采集包括直流电机电流信号采集和测速电机电压信号采集。信号采集电路采用TI（德州仪器）公司的高桥臂电流测量监视器芯片INA168。信号采集电路如图3所示，采样电阻采用2.5m？赘，电机的最大电流为5A，控制器AD输入电压信号为0～5V。按照INA168数据手册应在信号输出端接1M？赘的输出阻抗。

3.2 过流保护电路设计

由三级管和MOSFET共同组成的“泄流”电路共同实现驱动电路和电动机的过流保护。当直流电动机电流过大时，电流检测监视器INA168输出的电压信号经过有反向器组成的施密特触发整形电路后将触发电平信号使三级管和MOSFET导通，迫使直流母线电压降低，以保护驱动电路和直流电动机。电路如图4所示。

3.3 电压平移电路设计

MOSFET起动时，需要给电压平移电容充电。充电动作如图5所示，通过开通下桥臂（N侧）的MOSFET，电压平移电路电容被充电。控制信号应提供足够的脉冲数或脉宽使电压平移电路电容能被完全充电。

4 直流电动机控制系统的软件设计

软件设计分为开环和闭环两部分。其中闭环主要包括转速、电流PI调节；速度、电流采样；双、单极性控制等的设计。图6为电流PI调节子程序框图，从框图中可知防饱和积分PI调节。在实际当中，控制器受到电源额定电压、额定电流、占空比的影响，输出电流不可能达到100%。在这时，要求输出量在一定的范围内，这就要对输出量进行一定限制。

5 结束语

本论文设计是采用基于数字信号处理器（DSP）为核心的数字直流电动机伺服控制系统。本文选用H型PWM驱动方式进行控制，分别用单极性和双极性两种控制方法进行直流电机调速，为高精度直流电机数字控制提供可行性方案。

参考文献：

[1]胡建洲.调速技术的特性及其发展现状[J].石油化工设备，2007，24：47-49.

[2]谭建成.电机控制集成电路的发展[J].微电机，2004，37（5）：51-55.

[3]刘陆，杨丽英.基于dsPIC30F6010的无刷直流电动机的控制系统[J]，2012，35（23）：158-160.

篇7

关键词：14MnMoNbB钢；焊接性；焊接工艺

1. 低合金高强结构钢概念

低合金钢综合性能优异，经济效益显著，是焊接结构中用量最大的一类工程材料。这类钢的应用范围广泛，涉及国民经济和国防建设的各个领域。

1.1低合金高强度结构钢分类及特点

1.1.1低合金高强度结构钢的分类

低合金高强度结构钢低合金高强度结构钢是含碳量Wc0.20％的碳素结构钢基础上，加入少量的合金元素发展起来的，强度高于碳素结构钢 此类钢中除含有一定量硅或锰基本元素外，还含有其他适合我国资源情况的元素。

低合金高强度结构钢按钢的屈服强度级别及热处理状态又分为热轧及正火钢、低碳调质钢、中碳调质钢。国内外常见的低合金高强钢见表1.1。

表1.1国内外常见的低合金高强钢

类型 屈服强度/MPa 国内外常见钢牌号

热轧及正火钢 294-490 09Mn2（Cu），09Mn2Si，16Mn（Cu），14MnNb，15MnV,15MnVN,18MnMoNb，14MnMoV

低碳

调质钢 490-980 14MnMoVN, 14MnMoNbB,T-1,HT-80,Welten-80C，NS-63,HY-130,HP9-4-20,HQ70,HQ80,HQ100,HQ13O

中碳

调质钢 880-1176 35CrMoA,35CrMoVA, 30CrMnSiA, 30CrMnSiNi2A,

40CrMnSiMoA, 40CrNiMoA,4340,H-11

⑴热轧及正火钢

屈服强度为294-490MPa (30-50kgf/mm2)在热轧或正火的状态下使用属于非热处理强化钢，应用十分广泛。

⑵低碳调质钢

屈服强度为490-980MPa (50-100kgf/mm2)在调制状态下供货使用，属于热处理强化钢，他即有高的强度，又有较好的塑形和韧性，可以直接在调制的状态下焊接，焊后不需要调质处理。这类刚主要用于大型机械、压力容器及潜艇制造。

⑶中碳调质钢

屈服强度一般在880-1176MPa（90-120kfg/mm2）以上，钢中含碳量较高（0.25%~0.5%），常用于强度要很较高的产品或部件，如火箭发动机壳体、飞机起落架等。

1.1.2低合金高强度结构钢的特点

低合金高强度结构钢是在碳素结构钢的基础上，加入少量合金元素（一般不超过3%）冶炼的低合金钢。这类钢碳含量低（不超过0.2%），合金元素主要有钒、铌、钛、锰、硼等，这类钢与碳素结构钢相比，强度较高、韧性好，有较好的加工性能、焊接性能和耐蚀性。

1.214MnMoNbB钢的化学成分及力学性能

14MnMoNbB钢具有强度高、综合性能好、使用寿命长、应用范围广、比较经济等优点。该钢多轧制成板材、型材、无缝钢管等，被广泛用于桥梁、船舶、锅炉、车辆及重要建筑结构中。

14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分和力学性能见表1.2，1.3。

表1.214MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的化学成分

钢号 14MnMoNbB 14MnMoVN 15MnMoVNRE

C 0.12-0.18 0.14

Mn 1.30-1.80 1.41

Si 0.15-0.35 0.30

Mo 0.45-0.70 0.47 0.35-0.60

V 0.13 0.03-0.08

S

P

其他 Nb-0.04B-0.001 N0.015 RE0.10-0.20

表1.3 14MnMoNbB钢和部分低碳调质钢的力学性能

序号 牌号 拉伸试验 冲击试验

RmN/mm2 ReLN/mm2 A％ 试验温度℃ AKVJ

1 14MnMoVN ≥690 ≥590 ≥15 －40 ≥27

2 14MnMoNbB ≥755 ≥686 ≥14 －40 ≥31

3 15MnMoVNRE ― ≥666 ― －40 ≥27

2. 14MnMoNbB刚的焊接性分析

2.114MnMoNbB刚的焊接性

我国已开发出14MnMoNbB、HQ80和HQ80C等抗拉强度为800MPa的低碳调质钢及其配套焊材，并在工程中获得广泛应用。14MnMoNbB钢不含Ni、Cr但含有Nb元素。

14MnMoNbB刚以热轧状态或高温回火交货，也可以调质状态交货，但一般须经调质处理后使用。调质处理工艺为910-930℃，600～650℃回火，空冷。具体调质处理工艺应根据刚才化学成分上、下限，对热处理温度做适当调整。一般地，偏上限成分时，淬火温度选下限，回火温度选上限，这样可获得较好的综合力学性能。

板厚小于20mm的钢板焊接后易发生挠曲变形，对于箱型焊接结构来说，解决这种变形通常都是采用火焰方法矫正。但是，14MnMoNbB钢属于调质钢，是否可以进行火焰矫正是人们所担心的问题。实验结果表明，14MnMoNbB刚焊后进行单次货多次火焰矫正是可行的， 问题的关键在于控制加热温度和冷却速度。加热温度控制在900-1000℃范围为宜；800-500℃冷却速度以12-33℃/s为宜，即控制t8/5=9-25s范围内最好。火焰矫正后须进行650℃的局部回火处理。这样火焰矫正处理过的故为，其性能与钢板调质后的性能基本相当。4MnMoNbB刚焊接热影响区连续冷却曲线（SH-CCT）见图2.1，连续冷却转变曲线数据见表2.1；焊接连续冷却时间（t8/5）与热影响区组字组成的关系见图2.2，焊接时间（t8/5）与HAZ硬度的关系见图2.3。

表2.114MnMoNbB钢焊接连续冷却转变曲线数据

编号 t8/5/s HV 组织组成/% 临界冷却时间/s

1 5.8 475 M100 t′b55

2 10 455 M100

3 17 455 M100

4 33 440 M100

5 79 385 M20,B80

6 110 350 M10,B90

7 187 330 M2,B98 t′m200

8 234 290 B100

9 330 290 B100

10 486 305 B100

11 840 290 B100

12 2024 275 B100

13 4020 265 B100

注：t′b――形成贝氏体的临界时间，t′m――形成马氏体的临界时间

14MnMoNbB钢经焊接热循环作用后，淬硬倾向较大，热影响区硬度增高，但随预热温度增高其硬度随之降低。根据’铁延实验“和十字接头裂纹实验结果，14MnMoNbB钢避免焊接冷裂纹产生的余热温度约为150℃，采用较低的预热温度但增加后热处理可获得同样效果。板厚 小于6mm的薄板焊接时，如果环境温度大于14℃时，采用较大规范的手弧焊可以在不预热条件下施焊。

参考文献：