高低温环境检测范例6篇

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高低温环境检测

高低温环境检测范文1

1FPGA逻辑控制方案

1.1模块说明

1.1.1I/O模块主控卡上的FPGA芯片的I/O信号通过LBC总线传送到CPU;系统初始化完成后,CPU会通过LBC扫描FP-GA上的所有I/O信息;另外,实时监控某些I/O的电平状态,然后发中断给CPU,CPU接到中断后会启动ISP,扫描被监控的I/O上的电平。涉及到主备倒换的I/O信号有主控卡的槽位ID信号、主备之间的心跳信号、主备之间的在位信号、主备之间的复位信号、主备之间的工作状态信号。

1.1.2复位模块主控卡的复位模块是在FPGA中完成的。上电时,通过MAX706输入给FPGA的复位信号,首先给CPU卡复位;当CPU初始化完成后,再通过LBC总线向FPGA写复位寄存器,完成复位过程。

1.1.3看门狗模块主控卡的看门狗模块是完成对CPU模块的监控,如果CPU模块“死机”,看门狗会执行主备倒换到备主控上,同时复位自己本主控系统。实现过程如下:1)上电后,FPGA初始化所有寄存器的值,FPGA的喂狗信号开始输出周期性的脉冲。2)如果检测包含初始化信息的寄存器为0,则FPGA输出给MAX706的看门狗信号由FPGA的喂狗信号提供;如果检测为1,则看门狗信号由CPU的喂狗信号提供。3)如果看门狗失效,则会产生主复位信号PORE-SET。

1.2编码原则两块主控卡之间的3根线可以组成8种状态编码。通过对这些编码赋予特殊的定义,当对方的FPGA监听和读取到主备互传的这些编码,上报给CPU,从而来实现主备状态快速传递。信号定义和编码规则如表1所示。主/备控在位(Line1):主控卡的在位状态。1表示主控卡在位;0表示主控卡不在位。主/备主控主备(Line2):主控卡的运行状态,用来指示本主控卡是否为主主控。1表示本卡为主主控卡;0表示本卡为备主控卡。主/备主控好坏标志(Line3):周期性的心跳信号。1表示运行正常;0表示为初始化未完毕或者运行非正常。

1.3主备倒换原理和实现

1.3.1设备启动过程中的主备倒换1)上电启动时,若FPGA检测到本主控处在6号槽位,而7号槽位没有主控卡时,则6号槽位主控按照正常初始化过程进行启动,当CPU完成初始化时,该主控就自动升级为主主控。2)若FPGA检测到本主控处在7号槽位,而6号槽位没有主控卡时,则7号槽位的主控仍然按照正常初始化过程进行启动,整个启动过程同上。3)若6号槽位的主控正常启动,完成初始化并获得主主控状态。与此同时,7号槽位的主控上电时,检测到备主控在位且处在7号槽位。这时,FPGA就需要控制本主控的启动时间,通过控制整个系统的复位状态,将本主控的启动时间延时10s。当10s延时到达后,7号槽位的主控通过主备之间的3根线判断6号槽位的主控已经升级到主主控状态时,7号槽位的主控就自动降为备主控。并一直处于监听主主控状态,当监听到主主控状态编码为复位状态(100),主备倒换请求状态(101),拔出(故障)状态(000)时,7号槽位主控就自动升级为主主控状态。上电启动过程中状态关系如图2所示,逻辑框图如图3所示。逻辑代码结构如下:

1.3.2设备运行过程中的主备倒换1)主动倒换:当后台主动发出指令要求系统主备倒换时,主主控进入主备倒换请求状态,当备主控监控到该请求时,升级为主主控状态,同时主主控自动降级为备主控状态。2)自动倒换:当主主控出现故障或者拔出时,备主控检测到主主控处于该状态(000)时,备主控自动升级为主主控。3)复位倒换:当主主控被复位时,主主控输出复位状态编码(100),当备主控检测到此状态编码后,自动升级为主主控状态。被复位后的主控按照备主控方式启动,并处于备主控监听状态(011)。

2实验验证

验证方法:根据测试用例对OLT进行主控卡1+1冗余保护测试。正常数据业务收发时,执行主备倒换,观察数据业务是否正常。环境搭建拓扑如图4所示。

2.1常温环境测试测试过程:1)通过网管配置数据业务,测试仪通过ONU/OLT发送上下行数据,观察在OLT上联口和ONU的UNI口接收的流量,数据业务正常。2)串口连接至主控制卡,show当前主控主备状态。3)后台执行主备倒换。4)测试停止,观察数据业务丢包是否严重。流量测试如图5所示。5)计算倒换时间计算方法:倒换时间可以通过主备倒换过程中丢包数量和发送速率的比值来确定丢包时间。发送速率如图图5常温环境下Smartbit流量测试结果(截图)6所示。式中:RateRx为接收端速率,Tsw为倒换时间。

2.2高低温环境测试将OLT设备置于高低温测试箱,对主控进行主备倒换测试。目的是在高低温环境下,测试主控执行主备倒换的稳定性。测试条件:1)高低温冲击实验高温40℃±5℃,持续4h;低温0℃±5℃,持续4h;2)高低温交变湿热实验相对湿度为50%~60%。测试过程:重复2.1节测试实验。测试结果如图7所示。

2.3热插拔测试对两块主控卡交替插拔50次,通过串口打印信息,观察主控卡都能自动完成主备倒换过程,并无出现数据流完全中断。通过测试主备的倒换时间约为20ms,远远少于传统方案(勉强临近电信50ms[4])的标准。同时通过高低温环境测试和热插拔测试,并未发现不良情形,进一步保证了设备的稳定性。此结果说明了该方案实现了主备的无缝式倒换。

3小结

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【关键词】液化石油气瓶;附件安全;试验技术

液化石油气瓶依据《气瓶安全监察规程》的规定属于压力容器,盛装的液化石油气方便、快捷、清洁卫生、居民使用普遍#涉及到千家万户,但也存在着潜在危险。通过对事故的总结分析发现,发生事故的主要原因是操作不当和气瓶附件质量问题。目前的气瓶附件主要为气瓶阀门,为了减少事故、保障人民的生命财产安全,国家一直在考虑从多个方面加强该类产品的监管。国家质检总局通盘考虑,从气瓶附件的设计、设计审查、型式试验、制造评审、制造、使用、充装、定期检验等各环节进行控制。特别是近几年来,加强了附件的制造及检验监管,对减少事故、保障安全起到了重要作用。

1.液化石油气瓶安全特点

1.1 液化石油气瓶阀介绍

早期的产品是可拆卸式的,由于液化石油气钢瓶使用范围广,使用环境复杂,如果出现问题直接对零部件进行更换,可以节省不少中间环节,也便于各种环境的使用。但拆卸更换需要有一定的技术,特别是液化石油气是危险性很高的易燃易爆气体。所以在gb7512-2006 《液化石油气瓶阀》的新国家标准中,将产品设计成了不可拆卸的结构。

1.2 车用压缩天然气瓶阀介绍

随着近几年天然气的广泛应用,特别是西气东输的运行,天然气在全国各地都得到了大量的使用。在天然气产地重庆、新疆等地,目前大量的公交车、出租车甚至私家车都在使用车用天然气作为汽车燃料。使用天然气好处明显,其价格只有汽油的三分之一左右,因此目前在全国各地都掀起了使用天然气作为汽车燃料的热潮。

1.3 机动车用液化石油气集成阀介绍

气瓶行业还有一个危险性很高的产品就是车用液化石油气钢瓶。这类产品目前主要应用场合为:各地在出租车上使用的液化石油气钢瓶;目前在场内车辆上大量使用的液化石油气钢瓶。这些钢瓶都处于运动状态,一旦发生碰撞等事故,很容易导致事故发生。

1.4 工业用非重复充装焊接钢瓶用瓶阀

这类产品目前主要应用在空调行业,比如制冷剂的充装。将钢瓶及阀设计成一次使用的主要原因,是因为这些产品每年会出口近1,000 万只到欧美市场,这些钢瓶在出口时,会携带制冷剂一起出口。制冷剂被用完后,在当地就被弃用,因此这类钢瓶的设计壁厚很薄,其使用寿命只有一次。由于设计壁厚薄,这类钢瓶不能反复充装,为了避免有的用户反复充装来节约成本,瓶跟瓶阀的结合是采用焊接的方式。同时,阀内结构也比较特殊,在第一次开启并充装时,就会将内部的一个组件拉断,阻断以后的再次充装。

1.5 其他高压瓶阀

其他的高压瓶阀目前主要也有分类。首先是易燃易爆介质的,包括了溶解乙炔气瓶阀和液化丙烯丙烷瓶阀、液化二甲醚瓶阀。对于溶解乙炔气瓶阀,目前随着溶解乙炔气的使用量下降,这类产品的产量也在下降,取而代之的就是液化丙烯丙烷瓶阀。由于液化丙烯丙烷价格便宜,燃烧值也比较高,因此目前正在逐步取代溶解乙炔气作为切割气的作用。对于液化二甲醚瓶阀,除了内部的密封元件有所区别,与液化石油气瓶阀完全一样。

2.气瓶阀试验项目分析

2.1 试验项目介绍

常规的气瓶阀主要的试验项目为外观及几何尺寸、重量检查。螺纹检查主要是配合适当的钢瓶品种进行螺纹的环规止规、通规检查。为了验证阀的性能,一般的验证性试验为耐压性试验。国外一般把耐压性作为第一个试验,如果耐压性实验不通过,则后面的试验都无须再作。而国内现有标准则对阀的材料性能首先进行分析,包括材料的化学成份和力学性能。还有的常规检测项目就是启闭力矩试验、耐振性试验、耐温性试验。启闭力矩试验从操作角度出发,对力矩的大小进行规定;振动和温度测试则从运输和使用环境出发,进行模拟测试。另外,为了测试阀的可操作性,还有一个耐用性试验,来测试阀的操作寿命,通过这种疲劳测试,来验证阀在2 个气瓶检验周期内,在极限的操作次数下,会出现失效。很多种类的阀, 还需要做安全泄放装置动作试验,包括爆破片的爆破试验和易熔合金塞的动作温度试验。

由于我国的气瓶在使用环节普遍没有瓶帽,因此新的标准中普遍增加了机械冲击试验。模拟气瓶头朝下落地时阀的耐机械冲击性能。气密性测试在每只阀的出厂检验中都需要开展。在型式试验过程中,还需要增加高温和低温的气密。同时,很多测试如耐温性试验和机械冲击试验后,也需要再增加气密性复试。很多阀还需要开展非金属密封件的浸泡及老化的测试,以验证非金属密封件的性能。

2.2 试验难点介绍

对于气瓶阀门产品,进行试验检测有几个难点,一个是产品的疲劳检测,也就是瓶阀行业通用的耐用性检测。对于很多制造精度不高产品来说,经过8,000次的全行程开启关闭测试后,都会出现螺纹卡阻的现象,一旦在实际中出现这类问题,就会导致阀无法正常开启关闭而发生事故。

特别是对于车用压缩天然气瓶阀,这类产品需要先经过9,600次的常温疲劳,然后再作200 次高温和200 次低温疲劳,对于测试设备及产品都有很高的要求。氧气压力激燃试验同样是对产品的严峻考验。由于氧气压力比较高,很多普通材料的非金属材料都被冲击后燃烧击穿,因此新材料的研发也显得非常重要。

对于气瓶阀门产品来说,要保证产品质量,就需要保证材料和加工精度。由于目前铜价高涨, 很多企业选用的材料都存在问题,在做试验时,很容易发生材料检测不合格的情况。为了检测瓶阀的性能,参照iso10297的要求, 新增加了气瓶阀门的落锤冲击试验,测试瓶阀选用的材料是否合格。

3.试验设备介绍

为了能满足几个技术难点和检测项目,研制了大量的瓶阀检测设备,下面介绍几台有代表性的检测设备。

3.1 高低温瓶阀寿命试验机

图1 高低温疲劳测试原理图

对于车用压缩天然气钢瓶用瓶阀来说,需要有高低温的疲劳测试。为了实现这个功能, 研制了寿命试验机,主要功能及参数如下:

(1)管路最高工作压力45mpa,耐用试验温度-57℃、82℃之间温度变换,力矩瞬间采集,200n·m 大力矩扭转,试验过程全计算机控制;

(2) 伺服电机动力,耐用操作机头在高低温试验箱内动作,实验箱提供温度控制,温度控制度±2℃;

(3) 耐用性试验机,特别是其中的关键部件在完成10万次以上的耐用性试验次数后,仍然无故障,设备的测试过程自动化程度高,试验数据准确。具体原理如图1 所示。

3.2 液化石油气瓶阀耐用性试验机

依据国家标准gb7512-2006 专门针对气瓶阀的耐用性试验装置及带自闭装置的阀门的耐用性试验的基本要求、试验方法和操作要点所设计。设备主要由耐用性试验装置本体和plc 计算机控制系统两大部分组成。设备最高使用压力为40mpa 的压缩空气,通过耐用性试验控制单元和压力传感器自动记录压力与循环次数的关系,且按照预先设定的压力-时间关系特性曲线自动绘制相应的出口压力与时间曲线,具有良好的密封性能,具有排气功能,能够排出试验机内部及受试阀内的空气。自动控制阀门寿命试验机系统原理如图2所示。

图2 自动控制阀门寿命试验机系统原理图

4.结束语

总之,液化石油气瓶安全试验是落实国务院部署的五项安全专项整治中危险化学品整治的一项重要内容和具体措施;是明晰气瓶产权和加强气瓶安全监督管理的制度创新;是督促充装单位充分履行法定职责和确保用户安全双赢的举措。

参考文献:

[1] tsg rf001-2009 《气瓶附件安全技术监察规程》

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【关键词】加速可靠性试验;设计缺陷;应力;温度循环

由于加速可靠性试验可使用户很快确定电子电工产品的可靠性,它是有效的实际质量控制手段。高加速寿命试验(HALT)和高加速筛选试验(HASS)是非常有效的加速可靠性技术,在制造行业被广泛使用。其中,HALT是在电子电工产品设计阶段使用,它可快速暴露设计缺陷以便更改设计,消除缺陷,从而减少维修费用。HASS是在电子电工产品的生产阶段使用,它可快速暴露任何工艺缺陷。传统的环境试验和可靠性试验,基本属于模拟试验,试验应力的考虑都是尽量模拟真实的环境。传统模拟试验的环境应力与电子电工产品未来实际使用的应力相当,其至多把技术条件中实测环境应力适当提高,以确保电子电工产品耐环境应力的余量。环境适应性和可靠性令人满意,但事实并非如此,很多通过鉴定、验收的电子电工产品潜在缺陷还是很多,可靠性差和返修率较高,维修费用成为电子电工产品生产商考虑的重点。从而我们要大幅提高电子电工产品可靠性的裕度,在不提高试验费用的同时只能提高试验应力,而HALT和HASS成为即快捷、成本比较低的试验工具,图1是HALT/HASS试验设备。

一、可靠性测试中的HALT & HASS

HALT & HASS是由美国军方所延伸出的设计质量验证与制造质量验证的试验方法,现已成为美国电子业界的标准电子电工产品验证方法。它将原需花费6个月甚至1年的新电子电工产品可靠性试验周期缩短至一周,且在这一周中所发现的电子电工产品问题几乎与客户应用后所发现的问题一致,故HALT & HASS的试验方式已成为新电子电工产品上市前所必需通过的验证。在美国之外的其他国家,许多国际的3C电子电工产品大厂也都使用相同或类似的手法来提升电子电工产品质量,图2是HALT和HASS与电子电工产品设计和生产周期的关系。

HALT是一种通过让被测物承受不同的应力,进而发现其设计上的缺限,以及潜在弱点的实验方法。其主要目的是通过增加被测物的极限值,进而增加其坚固性及可靠性。HALT利用阶梯应力的方式加诸于电子电工产品,能够在早期发现电子电工产品缺陷、操作设计边际及结构强度极限。其加诸于电子电工产品的应力有振动、高低温、温度循环、电力开关循环、电压边际及频率边际测试等。利用该测试可迅速找出电子电工产品设计及制造的缺陷,改善设计缺陷,增加电子电工产品可靠性并缩短其上市周期,同时还可建立设计能力、电子电工产品可靠性的基础数据及日后研发的重要依据。简单地说,HALT是以连续的测试、分析、验证及改正构成了整个程序,关键在于分析所有故障的根本原因。

HASS是专为清除生产过程中引入电子电工产品的缺陷而设计的最快最有效地筛选过程,需要100%的电子电工产品参加筛选。HASS不是采用步进的形式施加应力,而选用比未来使用过程中更高的恒定环境应力和其它应力,在较短时间内激发出电子电工产品在外场可能出现的各种早期失效形式,从而大大缩短筛选时间,表1是HALT & HASS对比。

二、HALT & HASS可靠性测试步骤

1.HALT可靠性测试步骤

HALT可靠性测试步骤共分为4个主要试程,如图3所示。

在HALT试验中可找到被测物在温度及振动应力下的可操作界限与破坏界限。此试验所用设备为QualMark公司所设计的综合环境试验机,温度范围为-100℃~+200℃,温度变化最大速率为60℃/min,最大加速度可到60Grms。以下就四个试程的一般情況分别加以说明。

(1)温度步进

如图4所示,此项试验分为低温及高温两个阶段应力。首先执行低温阶段应力,设定起始温度为20℃,每阶段降温10℃,阶段温度稳定后维持10min,之后在阶段稳定温度下执行至少一次的功能测试,如一切正常则将温度再降10℃,并待温度稳定后维持10min再执行功能,依此类推直至发生功能故障,以判断是否达到操作界限或破坏界限。在完成低温应力试验后,可依相同程序执行高温应力试验,即将综合环境应力试验机自20℃开始,每阶段升温10℃,待温度稳定后维持10min,而后执行功能测试直到发现高温操作界限及高温破坏界限为止。

(2)高速温度循环

如图5所示,此项试验将先前在温度阶段应力测试中所得到的低温及高温操控界限作为此处的高低温度界限,并以每分钟60℃的快速温度变化率在此区间内进行6个循环的高低温度变化。在每个循环的最高温度及最低温度都要停留10min,并使温度稳定后再执行功能测试。检查待测物是否发生可回复性故障,寻找其可操作界限。在此试验中不需寻找破坏界限。

(3)振动步进

如图6所示,此项试验是将G值自5g开始,且每阶段增加5g,并在每个阶段维持10min后在振动持续的条件下执行功能测试,以判断其是否达到可操作界限或破坏界限。

(4)温度及振动综合应力

如图7所示,此项试验将高速温度传导及随机振动测试合并同时进行,使加速老化的效果更加显著。此处使用先前的快速温变循环条件及温变率,并将随机振动自5g开始配合每个循环递增5g,且使每个循环的最高及最低温度持续10min,待温度稳定后执行功能测试,如此重复进行直至达到可操作界限及破坏界限为止。

对在以上四个试程中被测物所产生的任何异常状态进行记录,分析是否可由更改设计克服这些问题,加以修改后再进行下一步骤的测试。通过提高电子电工产品的可操作界限及破坏界限,从而达到提升可靠性的目的。

2.HASS可靠性测试步骤

应用HASS的目的是要在极短的时间内发现批量生产的成品是否存在生产质量上的隐患,该试验包括三个主要试程发,如图8所示。

(1)试验计划阶段

HASS试验计划必须参考前面HALT试验所得到的结果。一般是将温度及振动合并应力中的高、低温度的可操作界限一般为80%,而振动条件则以破坏界限G值的50%做为HASS试验计划的初始条件。然后再依据此条件开始执行温度及振动合并应力测试,并观察被测物是否有故障出现。如有故障出现,须先判断是因过大的环境应力造成的,还是由被测物本身的质量引起的。属前者时应再放宽温度及振动应力10%再进行测试,属后者时表示目前测试条件有效。如无故障情况发生,则须再加严测试环境应力10%再进行测试。

(2)计划验证阶段

在建立HASS Profile(HASS程序)时应注意两个原则:首先,须能检测出可能造成设备故障的隐患;其次,经试验后不致造成设备损坏或“内伤”。为了确保HASS试验计划阶段所得到的结果符合上述两个原则,必须准备3个试验品,并在每个试品上制作一些未依标准工艺制造或组装的缺陷,如零件浮插、空焊及组装不当等。以HASS试验计划阶段所得到的条件测试各试验品,并观察各试品上的人造缺陷是否能被检测出来,以决定是否加严或放宽测试条件,而能使HASS Profile达到预期效果。

在完成有效性测试后,应再以新的试验品,以调整过的条件测试30~50次,如皆未发生因应力不当而被破坏的现象,此时即可判定HASS Profile通过计划验证阶段测试,并可做为执行阶段之用。反之则须再检讨,调整测试条件以求获得最佳的组合。

(3)执行阶段

任何一个经过试验计划阶段考验过的HASS Profile皆被视为快速有效的质量筛选利器,但仍须配合电子电工产品经客户使用后所回馈的异常再做适当的调整。另外,当设计变更时,亦相应修改测试条件。

图9是筛选试验流程示意图。

三、HALT/HASS应用

从20世纪80年代末到90年初开始,国外特别是美国在各工业部门开始推广应用HALT/HASS试验技术,到目前已广泛地应用于通讯、电子、电脑、医疗、能源、交通、航空、航天和军事等领域,呈现出蓬勃发展的趋势,取得了巨大的成功。首先,国外大多数为机械、电子工业提供设计、制造和试验服务的公司,已经把HALT/HASS作为一项很重要的服务内容。其次,国外机械、通讯、交通运输、航空航天、国防等行业的设备,特别是电子电子电工产品的供应商们,已经高度认识到HALT/HASS在其电子电工产品质量和可靠性保障方面的重要性,把HAL T/HASS作为改进和优化电子电工产品、加快新电子电工产品研制步伐、提高电子电工产品质量、赢得用户和市场的重要技术手段。总之,在国外一些工业发达的国家特别是美国,HALT/HASS试验技术由于它本身的魅力和激烈的市场竞争,已经被商家广泛的接受,并得到普遍的应用。

参考文献

[1]祝耀昌.国外典型电子产品HALT和HASS结果浅析[A].国防科技工业可靠性技术交流会论文集,2003: 779-786.

[2]陈循.可靠性强化试验与加速寿命试验综述[J].国防科技大学报,2002,24(4):29-32.

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【关键词】橡胶沥青;道路;施工技术

0.前言

橡胶沥青在道路工程的建设过程中主要起到的作用就是能够进一步改进沥青路面具有的性质,延长路面的使用寿命,减少路面的维护费用,有效的缓解由于交通的荷载而对路面造成的损害,除此之外,还有利于废旧轮胎的循环利用,降低对生态环境的污染。

1.概述

采用回收废轮胎制成胶粉,用于加工橡胶沥青,并应用于路面工程,既可以提高路面使用性能,又能够节约资源、保护环境。橡胶沥青作为胶结料可用于各种路面,其路用性能有以下特点:可明显减少交通噪音5-8dB;减缓沥青路面的老化,延长使用寿命;增加路面弹性,车辆行驶舒适;可缩短车辆的刹车距离,减轻路面反光,提供车辆行驶安全;粘结力强,耐磨性,抗水剥落性大为提高;降低路面维修费用;提高路面冬季的抗撕裂性能和夏季的抗融变形能;改善改性沥青与酸性石料粘附性。

目前橡胶沥青的路用性能已在实践中逐步得到证实,其生产技术日渐成熟,现场加工也开始推广,在加工工艺和质量控制上也可更好发挥橡胶沥青的性能。

1.1橡胶沥青的生产

喷洒和拌和的橡胶沥青的生产方法是一致的,橡胶沥青生产中的最关键的环节是对温度的控制。生产前,基质沥青需加热到204-226度的高温,橡胶沥青胶结料必须在搅动状态下反应至少45分钟才能达到较为理想的反应效果,反应温度应保持在规定的190-218度。其间不断监测橡胶沥青的品质,主要监测粘度指标,待反应结束后,检验橡胶沥青是否满足有关的技术要求,如合格则可用于生产或施工,否则,需要重新调整橡胶沥青的配比,进一步加工。

橡胶沥青生产完成后,应将橡胶沥青保温储存,用于储存橡胶沥青和基质沥青的储存罐要有加热和保温装置,以使储存罐能保持在规定的温度,温度范围一般为 190-218度储存灌还应有搅动装置搅动橡胶沥青以保持胶粉颗粒良好地分散,否则颗粒就会下沉到罐底或者上浮到表面。

1.2橡胶沥青的作用机制

橡胶沥青是由基质沥青按照一定比例掺配橡胶颗粒拌制而成,呈现液固态,由于橡胶颗粒的存在使得沥青结合料变稠变硬,从而体现出一部分固体橡胶的性质。橡胶沥青的性质不仅仅与基质沥青和凝胶体的特性有关,还与固体橡胶颗粒的性质息息相关。正是这些被凝胶体包围的橡胶颗粒核心的存在,才使得沥青结合料变稠、变硬,而展现出某些固体橡胶的功能,而普通基质沥青是没有固体核心存在的。因此,一些用以评价普通沥青或改性沥青的性能指标,对橡胶沥青结合料来说是不完全适用的。

2.橡胶沥青的路用性能

2.1橡胶沥青的主要特性

橡胶沥青与一般的沥青相比,其性能有很大的改善,主要表现在以下方面:高温稳定性提高,低温性能改善,抗老化、抗疲劳性能提高,水稳定性增强等。

2.2高温稳定性提高

橡胶粉的掺入能够大大提高沥青的粘度,而且,随着掺入量的增加,橡胶沥青的粘度表现出良好的规律性。有试验表明:胶粉含量为20%的沥青,190度的动力粘度与4%SBS含量的改性沥青在,135度时的动力粘度值相当,橡胶沥青的软化点较基质沥青能提高,由于橡胶沥青具有较高的粘性和高温稳定性,弹性恢复好,因而路面用橡胶沥青混合料具有高粘性和不易流动性,有良好的抗车辙能力。

2.3低温性能改善

沥青的低温性能包括低温的脆性和抗裂性,胶沥青能使两者都有显著改善。橡胶本身的可塑性和延展性,使得橡胶沥青低温延度增大。有资料显示,橡胶沥青的低温模量较基质沥青降低近1倍,其在5度时的延度明显大于相同温度下基质沥青的延度。

2.4抗老化、抗疲劳性能提高

橡胶粉中含有丰富的炭黑、防老化剂等化学成分,而炭黑是一种性能良好的沥青补强剂,它能迅速提高沥青的抗老化、抗疲劳等性能。研究表明,橡胶沥青老化后25度针入度比可达到76.3%,15度,5度时的延度也大于基质沥青,这足以说明其抗老化性能比较强。

3.影响橡胶沥青性能的因素

影响橡胶沥青路用性能的因素很多,包括工艺条件、基质沥青、橡胶粉细度以及橡胶粉掺量等。

3.1工艺条件、基质沥青对橡胶沥青性能的影响

由于轮胎橡胶是天然橡胶、顺丁橡胶、丁苯橡胶和热塑性丁苯橡胶"防老化剂等的网状结构,将其粉碎后加入沥青中,只有在高温作用下才能通过物理溶胀和化学解聚,从而使沥青具有橡胶的部分特性,达到改善沥青高低温性能的目的!因此反应时间和反应温度是影响橡胶沥青性能非常重要的参数。目前现场加工设备配备基质沥青快速升温装置成为必备条件。

3.2橡胶粉细度对橡胶沥青性能的影响

随着胶粉颗粒变得越来越细,颗粒在沥青中的分布越均匀,改性加工过程中就越容易与沥青中的成分发生反应,沥青中的轻质组分就越容易进入橡胶颗粒,从而改善沥青的高低温性能。国内科研单位的研究结果也显示随着胶粉细度的增大,改性沥青的弹性恢复性能呈抛物线变化。说明随着胶粉细度的增大,改性沥青低温性能越好,但是当胶粉的细度达到一定程度时,继续增加胶粉的细度,改性沥青的效果反而降低。

3.3橡胶粉掺量对橡胶沥青性能的影响

掺加胶粉可明显改善基质沥青的低温延展性能,随着胶粉掺量增加,对低温性能的改变效果越明显。

4.施工技术

4.1防水粘结材料采取的施工流程

在完成路面的清洁工作之后,在路面上铺设一层乳化沥青粘层油,如果路段比较特殊,还需要继续涂刷一层二阶反应型防水粘结层,进一步巩固层与层之间的粘结力。一般在涂刷的过程中都会采取人工的方式进行,在涂刷之前需要先把二阶反应型防水粘结材料倒入到相应的容器当中,持续搅拌,直到均匀为止,利用滚筒将搅拌好的材料均匀的涂刷到混凝土路面上,等待材料凝固之后进行拉拔力检测,确保路面能到达到相应的性能要求。

4.2橡胶沥青应力吸收层施工流程

粘结层在干燥完成后还应该对橡胶沥青应力吸收层进行相应的施工操作。其中具体的施工内容有: 洒布: 要求橡胶改性沥青的具体洒布量控制在之间,温度控制在180度,在洒布的过程中应该尽可能的均匀;撒铺碎石: 洒布工作完成之后,应该及时的进行碎石的撒铺,要求将撒铺量保持在15-22kg/m2之间,按照施工的相关规定来选择撒铺的标准,如果局部撒铺不妥,应该做好补充工作;利用轮胎压路机完成路面的碾压工作,清理路面,确保正常的交通运行,保持施工畅通。

5.结语

虽然橡胶沥青在国外已研究应用多年,但在国内还是一项较新的材料,橡胶沥青突出的优越性能决定了它在今后的工程建设中必将有巨大的发展空间。尤其是我国,在废旧橡胶日益增多的情况下,推广应用橡胶沥青,对降低能耗、减少环境污染、发展绿色产业、保护生态环境、实现经济的可持续发展都有重要意义。但在具体应用中,还有很多问题值得研究,比如橡胶沥青的改性机理、性能的影响因素、胶粉的合适掺加量、混合料合理的级配范围等。

【参考文献】

高低温环境检测范文5

关键词:高功率热电池 二硫化钴制备 性能测试

热电池属于热激活贮备电池,在常温情况下,电解质为固体,在使用时,电解质会在自身的加热系统的作用下熔融成为离子型导体,然后电池开始放电。随着科技的飞速发展,目前常用的正极材料为二硫化铁的锂系热电池,已经不能满足热电池性能的需求。而二氧化钴具有与二硫化铁相似的性能,并且还具有二硫化铁所没有的如导电性能好、自放电率低、工作电压高等优点。目前作为新型热电池正极材料的二氧化钴在国内还未得到广泛的应用,因此,本文对高功率热电池用二硫化钴制备及性能进行了测试与研究。

一、高功率热电池用二硫化钴制备的实验过程

1.热电池和二硫化钴制备

热电池零部件的准备和生产需要在露点>2%的干燥房里进行。以锂化后的二硫化钴为正极材料,锂硅合金为负极材料,隔离粉由全锂电解质和氧化镁构成,加热材料选用由一定配比组成的Fe-KClO4。通过复合模工艺将四种粉料制成单体电池,再把28片单体电池组串联成电堆,保温材料选用石棉,然后密封入不锈钢金属壳体内,制作成热电池。

二硫化钴采用高温硫化法制备,其选用的原料有钴粉和硫磺粉。把装有金属钴粉和单质硫粉混合物的石英管,密封入不锈钢反应釜中,长时间的置于高温环境下,使钴和硫充分反应,然后再进行自然冷却,粉碎过筛。最后从经过高温脱硫和锂化削峰处理的半成品中,获得高纯度的晶化二硫化钴。

2.测定样品的组成元素

样品元素组成的测定,采用的是电感耦合等离子体发射光谱仪。物相组成用X-射线粉末衍射仪进行检测,采用0.15418nm的Cu Kα线波长,40kV的管电压,200mA的管电流,15度-80度的扫描范围,0.02度的步长,0.15秒的停留时间进行测试。采用扫描电子显微镜对样品的表面形貌进行分析,并对所选区域表面的元素组成进行检测。在样品经过高纯氩气保护的手套箱中加热至600-700摄氏度并保温1小时后,利用前后质量的变化研究其热稳定性。

3.放电性能测试

在一定温度下,把热电池放入高低温箱中保温6个小时以上,取出后立刻对其放电性能进行测试。放电测试采用10A的恒流模式,并在测试过程中叠加30A的脉冲放电,带载激活并记录电压。

二、高功率热电池用二硫化钴制备的实验结果

1.二硫化钴样品的表面形貌和粒度

二硫化钴样品成微米级颗粒状结构,颗粒表面凹凸不平,有大量的孔道结构,这对扩大其与电解质的接触面积,降低放电过程的真实电流密度,提高放电能力起到了有利作用。这种大量孔道结构,使通过自然堆积法测量得出的二硫化钴堆积密度,要远远低于其实际密度。

2.二硫化钴样品的元素和物相组成

电感耦合等离子体发射光谱仪测定的二硫化钴样品的元素组成中,合成二硫化钴的原料为分析纯、纯度高的金属钴粉和硫磺粉,在元素分析中检测出来的主要金属元素杂质为铁和镍,总质量分数较小。

二硫化钴样品中的钴元素均以二硫化钴的形式存在,所以二硫化钴的质量分数非常高,纯度也相应较高。在采用电感耦合等离子体发射光谱仪进行测试的过程中,需要先将样品溶解,然后配成水溶液,由于水本身含有大量的氧元素,因此无法对样品的氧元素进行测量,二硫化钴、杂质铁和镍的质量分数总和非常高,而剩余较少部分的质量分数则都是氧元素产生的,这就说明,样品中除了二硫化钴、杂质铁和镍三种物质以外,再无其它物质。

3.二硫化钴样品的热稳定性

二氧化钴的分解温度是650摄氏度,在600摄氏度进行处理时,样品不会发生分解反应,其发生这种情况的主要原因,是由于合成残余单质硫以及吸附的杂质脱附,导致失重总量较少。而在700摄氏度进行处理时,部分二硫化钴会发生分解反应,但是其分解率相对较低,展示出二氧化钴良好的热稳定性,也显示出其被应用于高功率热电池中,具有较高的可行性。

三、二硫化钴制备成的高功率热电池的应用

将二硫化钴作为正极材料,在经过高温活化、物化改性和锂化削峰处理以后,制备成热电池样机,并确定其处于最佳状态。热电池样机在高温条件下放电,激活之前的电堆温度较高,以至于激活以后的电堆温度和正负极材料的活性也较高。与此同时,电解质在高温的情况下离子迁移速度较快,进行放电时浓差极化小,这就使热电池样机在高温情况下放电时,内阻变小,因内阻产生的压降也随之变小,其具体表现为热电池高温放电时,峰压要高于低温放电。

本实验的热电池样机是由28片单体电池组成的,其峰压数值已经接近于高低温放电平台时的电压,这就表明二硫化钴在经过高温脱硫和锂化削峰处理后,把二硫化钴放电初期的高电压消除了。该热电池样机高温放电时,其峰值电压和脉冲下限电压都比低温放电时要高,这种情况是由于在高温放电时,热电池的内阻较小导致的。本实验中二硫化钴体系单体热电池的内阻要远远低于二硫化铁体系单体热电池的内阻,这就导致热电池在进行大脉冲放电时,电压降变得更小,与二硫化铁相比,二硫化钴体系热电池更适合在高功率环境下使用。

结语:

综上所述,本文通过实验对高功率热电池用二硫化钴制备以及性能进行了研究和测试,结果表明,二硫化钴相较于二硫化铁,拥有高热稳定性、高电导率、高利用率和低自放电率等优点,其在高功率热电池中的应用,展示了良好的性能,值得在生产中得到推广与应用。

参考文献:

[1]赵琳琳,赵平,高虹,曹晓辉,韩大冬.热电池正极材料研究新进展[J].电池工业,2010(04).

高低温环境检测范文6

关键词 锅炉压力容器;检验工作;事故预防策略

中图分类号TK22 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2012)78-0140-02

随着我国工业化水平的不断提高,科学技术在工业生产中的应用日益广泛,各种先进的工业设备层出不穷,随之出现的各种工业事故也屡见不鲜。在当前的工业化生产中,锅炉压力容器属于常见的工业设备,锅炉压力容器的工作状态不仅关系着相对应的工业生产活动的质量,而且直接影响着我国的工业化水平。因此,我们必须要对锅炉压力容器的检查工作给予高度的重视,采取行之有效的事故预防策略。

1 锅炉压力容器

锅炉压力容器是由其特殊的结构形式和操作条件确定的,属于特种设备的一种。锅炉压力容器在特定的温度和特定的压力下工作,爆炸系数非常高,一旦由于检验工作不到位发生了爆炸事故,将会产生非常严重,甚至是灾难性的后果。锅炉压力容器一旦发生事故,不仅会直接影响到企业正常的生产秩序,而且会给造成一定的经济损失,甚至会影响到人民的生命财产安全,影响到社会生活的正常运行。在近几年来,在我国出现的各种与锅炉压力容器相关的安全事故越来越多,给社会的稳定和人民的安全带来了严峻的考验。因此,诸如锅炉压力容器这样的特种设备,检验工作非常重要,在进行检查工作时一定要加强对事故的预防。

2 锅炉压力容器检验工作中的常见事故

在对锅炉压力容器进行检验时,要以锅炉压力容器等相关设备的种类和使用范围为基础,通过物理、化学等方法全面检验容器内部的各个部件。设备自身的结构不同、用途不同、检验方法不同,都会导致各种不同的危险存在,并且会引起各种事故。

1)在设备设置上常见的缺陷主要有强度不足、刚度不够,以及稳定性相对较差等;诸如管道、漏蒸汽、化学介质等设备设施之间的密封性不好等;缺乏检验平台和手脚架等防护设施等;防护距离不合适,用材不对,支撑不当等;这样的危险因素造成的事故主要包括窒息、中毒、坠落,以及烫伤等;2)电磁辐射危险,诸如一些带电的设备出现漏电现象,发生静电、雷电,以及非法用电等;与此同时,还有各种射线现场的辐射等,这样的危险因素主要导致的事故类型是爆炸、触电,以及人体的损伤等;3)粉尘、有害有毒物质,以及高低温物质和腐蚀性物质等造成的危害,比如热水的运行设备、高温蒸汽设备,以及高温炉渣等;煤灰、煤粉,以及煤渣等,以及烟灰、烟垢,以及烟尘等;同时还有锅炉的炉膛油然气,锅炉尾部烟道等。以上这些危险的因素导致的事故主要有冻伤、烫伤、视力下降、呼吸道感染,以及爆燃、爆炸等;4)环境因素导致的危险也是非常常见的,比如在不良的环境中作业、内部空间不足、通风系统不达标,以及通风方式不合适等,这样的环境因素导致的事故主要表现在对人体的损伤和缺氧窒息上;5)除了以上四个方面的事故意外,还有一个非常重要的因素导致的事故,即人为因素。比如检验工作人员的听力不好,视力不佳,体力不支;或者患有高血压、晕高病,以及心脏病等;以及情绪化、冒险意识强烈等心理方面的异常情况等;再如出现了指挥性错误等;此外还有一些误操作导致的危险等。这些危险因素导致的事故主要包括对工作人员身体的伤害,以及一定程度的爆炸等。

3 锅炉压力容器检验工作中的事故预防策略

要想保证工业化的发展,促进工业生产的正常进行,就必须要保证相关设备的安全运行。锅炉压力容器检验工作中常见的事故主要由以上五个方面的危险因素导致的,要想有效预防这些事故,就必须要采取科学的事故预防措施,

3.1 设备与设施的缺陷预防策略

要想对设备和设施的缺陷进行有效的预防,就必须要认真检测设备设施的每一个部件,保证每一个部件的稳定性和刚度要求,同时要对和相关设备相连的阀门、管道等进行全面的检查,保证其是封闭完好的,避免出现泄漏的现象。对于盲板的安全数量与安装位置进行科学的确定,并且要设立相关的标识来起到警示的作用。此外,还要按照相关要求来搭设脚手架和检验的平台。

3.2 电危害的预防策略

对于电危害的预防要从以下几个方面着手:首先,要对设备的接零和接地的保护装置进行全面的检查和检验,对于漏电保护装置一定要科学安装;其次,必须要加强对诸如手套、靴鞋等绝缘用品的使用,认真细致地检查避雷装置的安装,以及雷雨电气的停电工作等;第三,要使用12V~24V的安全电压。

3.3 电磁辐射的预防策略

对于电磁辐射的预防首先要对作业区和警戒区明确标识,最好要悬挂一些明显的警示标识;其次,要在设备的作业时间里加强工作人员的监督,没有关系的人员不得入内;第三,操作人员在进行工作时,要穿戴相关的防辐射产品,严格按照作业指导书来操作;第四,要对放射源派专人保护、保存,切不可流失。

3.4 高低温物质的预防策略

对于高低温物质的预防策略,最常用的,也是最有效的方法就是对警示牌明确标识,而且要按照一定的周期进行全面的巡查。

3.5 运动物体的预防策略

对于一些运动着的物体造成的伤害,采取的预防策略要从以下几个方面入手:首先,对于检测工具和拆装的部件,要做到轻拿轻放,切不可随意丢失、任意抛接,一些比较小的零件,可以系上保险绳;其次,如果低层正在进行检验活动,那么上部切不可施焊,如果需要进行施焊活动,一定要明确标识,避免出现火灾;第三,如果炉膛内部结焦材料,一定要全面检验外部的保温层,在危险品还没有得到全面的清除之前,切不可私自闯入。

3.6 粉尘预防策略

针对粉尘造成的危害,主要的预防策略是彻底清扫沉降物,一定要人工清扫,切不可使用机械进行草略的吹扫,同时工作人员在进行检验时,一定要佩戴好防护工具,尤其是防护面具。

3.7 易燃易爆预防策略

易燃易爆是锅炉压力容器检验中切不可出现的事故,一旦发生,后果不堪设想。因此,在进行了彻底的吹扫以后,一定要对抽样测试高度重视,尽量多点抽样。在没有经过批准的情况下,切不可动用明火和施焊。

3.8 有毒和腐蚀性物质的预防策略

对于有毒物质和带有腐蚀性的物质,要进行彻底的吹扫和收集,甚至要中和置换。同时,要进行多点测试,和动物实验测试。此外,工作人员一定要佩戴防毒防腐蚀用具,要酸碱物质派专人保护。

3.9 压力试验预防策略

对于压力试验可能造成的危害,要尽量配备压力等级与其相适用的设备和压力表,量程要为试验压力能达到的2倍~3倍最为合适。在进行试验介质的选择时,水压试验一定要用纯净水质,用于气压试验的气体一定不能使有毒和易燃易爆的气体,通常使用压缩空气,或者氮气即可。同时,要对区域进行清场和必要的标识,无关人员切不可入内。此外,要加强责任人员的任命,严格按照指导书进行科学的试验。

3.10 环境因素的预防策略

对于环境因素造成的危害,要从三个方面如手,首先在进行机械通风的选用时,要明确通风方式,切不可用氧气瓶直接进行增氧;其次,要加强内外监控联络人员的设置;第三,要科学设置内部检验系统的实施状态的标识,不同的实施状态要有明显区别的标识。

3.11 人为因素的预防策略

针对人为因素造成的危害,预防策略要从以下途径进行实施:首先要加强对工作人员体能的重视,选择身体健康的人上岗就业,同时要保证劳逸结合,切不可搞疲劳战术。此外,要对员工的培训工作正确操作,科学制定误操作的预防制度。

3.12 其他策略

除了以上十一个预防策略以外,还有很多,诸如规定检验制度,加强监督;控制试验质量,制造试验管理制等。在进性检验制度时,要编制试验规程、加强试验的管理、试样的取样要科学加工、合理检测。在工业产品的制造过程中,由于受到各方面因素的影响,出现工件不符合规定和标准现象是非常多的。因此,制造单位一定要制订严格的控制管理制度,并付诸实施,以此来合格的锅炉压力容器,提高锅炉压力容器的质量,促进工业化水平的提高。

4 结论

近年来,科学技术的各个领域的应用得到了广泛的认可,各种先进的设备逐渐引入到相关领域。锅炉压力容器是工业化生产的必须设备,在工业生产制造中有着举足轻重的作用。锅炉压力容器的检验工作对于工业生产的正常性有着关键性的地位,直接关系着工业化的发展方向。在工业化飞速发展的今天,我们要加强对工业生产中锅炉压力容器检验工作的重视,研究分析事故发生的原因,采取行之有效的事故预防策略,进而促进工业生产的正常进行,提高我国工业化的发展水平。

参考文献

[1]伊凡,孙中南.一起压力容器破坏事故分析[J].电站系统工程,2000,16(1).

[2]陈瑞祥.压力容器失效事故原因分析与预防[J].内蒙古石油化工,2010,36(19).

[3]吕锡志.浅析锅炉压力容器检验工作中的事故预防策略[J].中国科技纵横,2011(7).