第一篇：桑塔纳轿车活塞环早期磨损的原因分析的论文
活塞环是活塞组中的重要组件，工作环境恶劣，损坏形式主要是磨损。正常的磨损应能使用到发动机的大修期，如果磨损导致它的寿命大幅缩减，这种磨损就属早期异常磨损简称早期磨损，早期磨损会使发动机动力性和经济性下降，从而缩短发动机大修期限。以上海桑塔纳轿车为例，活塞环的使用寿命多则30万公里，少则10 多万km，同一型号的发动机活塞环寿命为什么有这样大的差别，原因何在? 笔者通过对徐州上海大众4S 店的发动机维修记录分析、部分客户的调查及活塞环的检测后发现，活塞环的材质选择、制造质量、油的品质、使用和维护方法等是导致其早期磨损的主要原因，具体分析如下：活塞环的材质选择不当
桑塔纳轿车发动机活塞环原为德国柯茨公司生产。目前，国产桑塔纳轿车零部件均实现国产化，活塞环质量与柯茨公司产品比较，存在一定的差距，因而不同程度的影响了活塞环的使用寿命。主要存在如下问题：
1.1 有的厂家将第一道环的材质由球墨铸铁改为钢质环，并经氮化处理，硬度提高了，耐磨性极好。但其径向厚度由原来的3.45±0.10 变为3.00±0.10，由于钢的弹性模量值大，球墨铸铁的弹性模量值小，为了达到同样的弹力值迫使径向厚度减小，装入活塞环槽后，环的背隙增大了，背隙的增大使活塞环的背压增大，加大了活塞环与气缸壁的径向压力，加剧了活塞环的磨损。另一方面，活塞环在环槽中的侧隙过大，容易使活塞环在环槽中产生颤动，造成活塞环的疲劳破坏。此外，这种活塞环一旦外圆周边磨损，将直接导致开口间隙和背隙的增大，背隙的增大必然会引起背压的减小，活塞环的背压减小使得活塞环的密封性能大幅度下降，甚至失效。
1.2 对于第二道环来说，国内大多数厂家用普通低合金材料来顶替柯茨公司的磷化铸铁环，这种普通低合金材料一般为多元合金，石墨较细小，使环具有较高的强度和较高的弹性模量，虽使耐磨情况有所改善，但与柯茨公司的产品相比仍有较大差距，所以二道环往往成为活塞环组的薄弱环节。活塞环的制造质量下降
2.1 第一道环的镀铬质量不够稳定，镀铬层不均匀且又薄(个别的铬层厚度仅为0.04～0.06mm)，硬度值往往较低，明显不耐磨。
2.2 柯茨公司的第一道环椭圆度为正圆，其高点值在-0.3mm--0.2mm 范围之内。国产的活塞环常为正椭圆，高点在0.05mm～0.85mm之间，很明显国产活塞环的高点值高出柯茨公司许多。台架试验表明凡正椭圆值在上限者，一般容易在环的开口及其附近处出现不同程度的拉缸现象，这一点常是活塞环生产厂家所忽视或不易觉察的要害之外，从而影响活塞环的使用寿命。
2.3 钢带组合油环的情况相对较好些，但由于国内材料及制造水平不一，差距也较大，也直接影响整个环组使用寿命。不注重燃油、润滑油的规格和品质
桑塔纳轿车发动机对燃油和润滑油的规格和型号有明确的要求，特别是桑塔纳2000 豪华型电喷发动机要求更高，但往往不为车主重视，一旦出现问题，对发动机的损害是很严重的。
3.1 桑塔纳轿车发动机必须使用无铅汽油。桑塔纳轿车发动机的压缩比高，低牌号、低质量的燃油容易产生发动机爆燃和过热，发动机长期过热又会引起活塞顶和活塞环岸、排气门烧蚀甚至穿透等严重故障，并且容易产生积炭，加剧活塞环的磨损。
3.2 桑塔纳轿车发动机必须使用API 标号的SF 级或SG 级润滑油或VW5000 改良润滑油，不可使用其它型号润滑油及劣质机油，不同牌号机油不可混合使用，并按规定定期更换润滑油。新车或大修后的车辆，最初行驶走合期为1500km，行驶1500km 后，必须每7500km 定期更换润滑油。加注润滑油不能加得过多，否则，不仅增加曲轴转动阻力，发动机功率下降，而且容易导致机油窜入燃烧室烧掉，造成排气管冒蓝烟，机油消耗量增加，同时使燃烧室积炭增多，引起活塞环与气缸壁的快速磨损。使用与维护方法不当
4.1 不注意“三滤”装置的清洁工作
发动机的空气滤清器、燃油滤清器和机油油滤清器的“三清”作业是必不可少的。在正常情况下，桑塔纳轿车每行驶2000～3000km，空气滤清器滤芯需要清除一次，在多尘的道路上，清除滤芯灰尘的周期要适当缩短，滤芯堵塞情况严重，要及时更换为合格的滤芯。“三滤”装置的所有管路通道都必须保持密封状态，稍许破损、泄漏，形同虚设，尘土都会侵入气缸，加大活塞环与气缸壁间的磨损。
4.2 私自改动发动机的通风装置
桑塔纳轿车发动机的曲轴通风装置将来自曲轴箱的废气通过气门室罩上的通气孔引进空气滤清器下的小孔中，绝大部分工况下的曲轴箱排放物全部回收进发动机气缸。但车辆经行驶一定里程之后，通风管会因油污而堵塞，特别是PVC 通风阀极易堵塞，不少修理工和驾驶员把这一通管从空滤器下的小口上拔下，直接通到发动机外侧，排到大气之中，不仅造成环境污染，同时，空气中的灰尘从空滤器的小孔处长驱直入，导致活塞环和气缸壁的快速磨损。
4.3 不重视发动机的初期磨合，造成活塞环的异常磨损
现代汽车的初期磨合十分重要，发动机通过初期磨合，活塞和气缸臂的粗糙度会发生变化，磨合后，活塞环-气缸壁这一摩擦副相对均称、平衡，从而改善摩擦副表面间的接触质量，使其润滑油膜易于形成，并且提高油膜的承载能力，达到良好的润滑状态，使其获得最佳的摩擦匹配。所以车辆应根据磨合期的润滑及要求，严格执行磨合期的规定，限速减载，避免猛踩加速踏板和突发载荷。
4.4 走合期过后的长时间高速运转
桑塔纳发动机最高转速允许高达6300r/min，但其最佳转速应在3500r/min～4000r/min 左右，走合期过后，若发动机长时间处于高速运转状态，则热负荷严重，极易引起高温下活塞环和气缸壁之前的油膜建立，导致润滑质量下降。
4.5 冷车起动频繁或使发动机处于长时间的怠速运转状态
冷车起动时，机油的温度低，粘度大，润滑性能差。另一方面，发动机温度较低时，燃料雾化不良，液态的燃料会稀释润滑油，破坏润滑油在汽缸壁活塞环之间形成的保护膜，影响润滑效果，加剧活塞环和气缸壁之间的磨损，也会促使机油的老化变质。
4.6 操作方法不当
发动机的温度在未到正常温度之前就全速行驶或强行超车，在行驶中高挡低车速或低挡高车速运行。发动机在达到正常工作温度之前，润滑油的润滑性能未能达到最佳，此时发动机大负荷运行，气缸和气缸壁之间因润滑不良而加速磨损。在行驶途中，高挡位低车速运行，发动机输出扭矩大，要求曲和活塞等运动件的速度要低，但此时变速箱处于高挡位，运动件的速度较高必然会导至活塞、曲轴之间的冲击严重，使得活塞环与缸臂之间的侧向力加大，加剧磨损;低挡位高车速行驶时，因挡位低，发动机只高速运转，功率损失大，油耗高，积炭严重，加剧活塞环与缸壁之音磨损。
活塞环的早期磨损严重影响发动机的动力性和经济性，作为使用者一定要养成良好的用车习惯，掌握合理地使用、维护和保养方法，特别是出车前的燃油、机油及冷却水液面的检查，正常后，方可起动发动机，对桑塔纳轿车而言，在寒冷季节要让发动机怠速运转约30s 后，使润滑油到达各摩擦副的润滑部位后，方可平稳起步，尽量减少超短程和短程用车，这些也是减少活塞环早期磨损的重要措施。
第二篇：汽车发动机早期磨损原因分析和防止措施
汽车发动机早期磨损原因分析和防止措施：发动机机油杂质较多，水温油温长期偏高，长时间超负荷工作。应该定期更换机油及过滤器。经常检查冷却水和机油是否足够，多些留意冷却水和机油温度的变化。保持发动机在额定转速范围内工作。
第三篇：T90推土机引导轮轴磨损原因分析及改进
T90推土机引导轮轴磨损原因分析及改进
东方红T90工业推土机是我公司1998年自行开发的一种新产品，因其吨位小、推力大，特别适应于I～Ⅲ级土壤中小型工程的土方作业，所以受到了广大用户的欢迎。
但是在上市初期，有用户反映在使用一段时间后出现引导轮损坏、引导轮轴严重磨损、轴套烧毁的现象。为此，我公司对此展开了质量攻关，并找出了解决办法。
一、T90推土机引导轮的结构原理引导轮用以支撑履带和引导履带卷绕，其轮缘卡住履带链轨节外缘，防止横向脱落，并通过与之相连的张紧缓冲装置张紧履带，缓和从地面传向机架的冲击力。图l为其结构图。引导轮为钢板焊接结构，其径向断面呈箱形。引导轮通过轮辋孔内的双金属套滑动轴承装在引导轮轴上，轴的两端固定在左右支架上。引导轮与左右支架采用浮动油封密封，并通过左右支架与引导轮轴之间的锁紧销压紧浮动油封和O型圈。在引导轮腔内加入润滑油，保证滑动轴承的润滑与散热。
二、磨损原因分析 经检查论证，引导轮轴磨损、滑动轴承的轴套烧毁是由于引导轮轴与滑动轴承轴套之间的润滑状态发生恶化，由边界润滑转化为部分干摩擦状态而引起的。在正常工作中，引导轮轴与滑动轴承轴套之间有一定的间隙并有油膜存在，形成液体润滑，由此产生的热量较小，并由润滑油带走，使轴承工作温度处于正常状态。如果轴承套与轴润滑状态恶化，形成部分干摩擦状态，则摩擦功耗急剧增大，产生大量的摩擦热；当温度超过轴套表面的合金熔点时，轴套表面开始熔化，直至完全烧损。
导致引导轮轴润滑不良的主要因素有：
(1)引导轮双金属套滑动轴承同轴度∮0.025超差。履带行走中会产生振跳和冲击，强大的冲击力通过滑动轴承支承和传递，因此要求滑动轴承与轴之间的配合间隙均匀，对轴承的同轴度要求较高。若其几何尺寸超差，致使引导轮轴与轴套间隙过小或无间隙，润滑油膜厚度不够甚至无润滑油膜。(2)引导轮轴表面粗糙度Ra1.6超差。如果引导轮轴粗糙度超差，在轴表面上存在许多金属棱峰，这些金属棱峰破坏了轴与滑动轴承之间润滑油膜的完整性和连续性。工作时，润滑油中会产生大量金属磨屑，使轴与轴承表面粗糙度增加，润滑状态愈加恶化，严重时造成引导轮轴与滑动轴承磨损。
(3)原结构存在缺陷。由图l可以看出，润滑油从引导轮轴端螺塞孔注入，然后逐渐充满整个腔体。在实际操作中，如果没有注油专用工具，润滑油仅在自身重力的作用下很难通过引导轮内迂回的腔体，且腔内气体排出不畅，润滑油很难注满；且原设计腔体充油空间太小，造成润滑油量严重不足。另外，引导轮轴和轴套间隙内的润滑油因没有油道而不能将轴承工作产生的摩擦热带走，致使轴承的工作温度升高，润滑油粘度下降，润滑油膜厚度减小。
三、解决措施
3.1提高加工质量在加工时，要保证轴套的同轴度在规定的范围∮0.025内；引导轮轴表面粗糙度应符合勋1.6的要求。3.2 在结构上加以改进
(1)在轮毂焊合件上增加油道和蓄油箱，增加蓄油量，使注油量由原150ml增加到1182ml，改善了润滑油的循环状态；
(2)改制原有注油工具。如图3所示，将原注油器的注油嘴锥度由90°改变为120°，保证与引导轮轴内阶梯孔处锥度尺寸一致。加油时将注油器油嘴用力压在阶梯孔处，靠压力使润滑油通过迂回的油道，注入蓄油腔。空气从A处排出
第四篇：主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案.精讲
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大 电 机 技 术
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主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案
胡 冬 清
（海南核电有限公司维修处，海南 昌江 572733）
[摘 要]
针对田湾1，2号机组主泵运行一年后轴瓦表面上存在异常磨损情况，本文从多种角度进行了原因分析，并积极采取了针对性措施。从验证结论来看，有效的解决了轴瓦磨损的技术难点，保证了机组正常稳定的运行，其研究成果可为其他电站同类型泵提供参考依据。[关键词]
主泵；渗硅石墨；空化磨损 CFD
[中图分类号] TM301
[文献标识码] A
[文章编号] 1000-3983(2014)07-0303-04 Main Pump Graphite Bearing Wear Cause Analysis and Treatment Scheme
HU Dongqing(Hainan nuclear power co., LTD Maintenance department, ChangJiang 572733, China)Abstract: For tianwan unit 1, 2, one year after the main pump running bearing abnormal wear on the surface, this paper analysis from the perspective of a variety of reasons, and actively take the corresponding measures.From the authentication conclusion, effectively solve the bearing wear the technical difficulties, to ensure the normal and stable operation, the research results can provide the reference for other power plants with type pump.Key words: Main pump;Permeability of silica ink;Cavitation and wear CFD
1引言
田湾核电站一、二号机组主冷却剂泵（以下简称主泵）为立式单级离心泵，采用了水润滑轴承，以水为润滑剂的水润滑轴承具有诸多优点：水不燃烧，没有安全隐患；价格低廉，较之油润滑轴承成本低，易维护保养；简化润滑轴承系统的结构
图1 动轴瓦瓦片及其磨损图
等。
但水润滑方式也带来了一些相应的技术难点和问题，比如：在核电站一个换料周期，主泵运行约一年后，检修人员发现主泵轴瓦表面存在较为明显304
主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案 2014.№7 的磨损现象（见图1和图2），主泵轴承冷却水释热率监控参数持续上升超过标准线，导致机组停机小修，严重影响了机组的安全稳定运行和经济效益。因此，分析主泵轴瓦磨损产生的机理，并采取有效应对措施刻不容缓。
图2 静轴瓦瓦片及其磨损图
2水润滑轴承特性分析
主泵的水润滑轴承动静摩擦副材质均为渗硅石墨СГ-П0.5，是由碳、石墨基体材料经硅化处理形成的，具有摩擦系数小、自润滑性能好、硬度高耐磨损等优点，石墨材料СГ-П0.5摩擦系数和工况的关联性遵循下图盖尔西－什特里别克曲线。
图3 盖尔西－什特里别克摩擦与润滑状态曲线
图4 实测的СГ-П0.5对СГ-П0.5摩擦曲线
其中：μ为动力粘度，V为磨擦副线速度，P为磨擦副轴向载荷，f为摩擦系数
图3中I区为液体润滑区，摩擦表面完全为连续的润滑剂膜所分隔开，由低摩擦的润滑剂膜承受载
荷，磨损轻微；Ⅱ区（黄色区域）为混合润滑区，几种润滑状态同时存在，此状态摩擦表面的一部分为润滑剂膜分隔开，承受部分载荷，也会发生部分表面微凸间的接触，以及由边界润滑剂膜承受部分载荷；Ⅲ区为边界润滑区，此状态摩擦表面微凸体接触较多，润滑剂的液体润滑作用减少，甚至完全不起作用，载荷几乎全部通过微凸体以及润滑剂和表面相互作用所生成的边界润滑剂膜来承受。
图4给出了在介质温度为50℃时，不同滑动速度和摩擦副的摩擦系数СГ-П0.5对СГ-П0.5与参数1/P的关系(盖尔西-什特里别克曲线图, 在此P-单位负荷 N/㎝2).主泵轴承在设计工况下V=33.8m/s，P≈200（N/㎝2）, 对应的 f= 0.00624，该工况点在斯特里贝克
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曲线的Ⅱ区，即混合润滑区。
由斯特里贝克曲线可以看出，随着工况参数的改变，可能导致润滑状态的变化，润滑膜的结构特征发生变化，摩擦系数也随之改变。对应到主泵的运行工况，曲线横坐标中引起磨擦副线速度V变化的因素仅为主泵的转速N，在主泵的起停过程中，转速低于设计工况导致运行工况向曲线左端偏移，甚至进入Ⅲ区边界润滑区，摩擦系数升高。同时，随着不同工况下一回路压力变化，直接影响到轴向载荷P的变化，也影响到摩擦副的运行状态。
综上，使轴瓦摩擦副运行在设计工况下，即混合润滑区，可有效减缓磨损。由于主泵转速和一回路压力变化由机组运行状态决定，无法改变。因此，只能从降低参数P单位轴向载荷寻求解决方案。
3轴瓦磨损机理分析
在历次检修过程中，维修人员对主泵止推轴承进行检查时，发现轴瓦表面出现了疑似水蚀的细沟道（见图1），委托中国核动力研究设计院核燃料及材料国家级重点实验室对轴瓦样品进行了沟道的形貌特征观察，并分析了沟道的形成机理。报告中指出，轴瓦表面细沟道的损坏形式具有明显的空化腐蚀特征。在硅化石墨轴瓦材料中，石墨相最
305 弱，最容易产生空化磨蚀。在石墨相中，各处的结合程度也不相同，如石墨是层状材料，层间结合相对较弱，于是空化磨蚀在石墨中结合较弱的部位产生蚀坑。
从流体力学角度分析，主泵轴承室内部件较多，结构复杂，润滑剂在流通这些区域时，压力突降至低于该温度下饱和蒸汽气体压力，就有水蒸汽及溶解在水中的不凝性气体逸出，形成水蒸汽与不凝性气体混合的小汽泡，压力越低，汽泡越多，流体进入高压区后压力上升，当压力恢复到高于液体的饱和蒸汽压力，汽泡在外部高压的作用下，迅速凝结而破裂，在汽泡破裂的瞬间会产生局部空穴，高压水以极高的速度流向这些原本被汽泡占有的空间，形成一个极大的冲击力。由于汽泡中的水蒸汽和不凝性气体来不及在这一瞬间全部凝结和溶解，因此在冲击力作用下又会分成数目众多的小汽泡，再次被高压水压缩和凝结，如此反复多次直至气泡消亡，即产生“空化”。
4轴瓦质量影响分析
另外，主泵轴瓦在生产过程中，多孔石墨胚体对工艺参数控制如成型压力、升降温速度和工艺稳定性要求极高，否则将影响硅化石墨的质量。硅化石墨制备工艺的稳定性控制至今仍是一个世界性难题，譬如俄罗斯硅化石墨轴瓦的成品率至今仍306
主泵石墨轴瓦磨损原因分析及处理方案 2014.№7
较低。核电站现场也出现过轴瓦成品在仓库中长时间存放后由于应力释放导致轴瓦表面剥落。即轴瓦的加工质量也是影响主泵运行状态的一个因素。
综合上述分析，除了加强在轴瓦成品验收，轴瓦装配质量方面入手外，降低轴瓦的轴向载荷P，抑制轴承室内空化现象是避免轴瓦磨损的有效措施。
5处理方案
5.1 降低轴向载荷的方案
通过主泵制造厂提供的设计文件，影响主泵轴瓦轴向载荷P的影响因素为一回路压力和主泵轴承设置的卸载电磁铁，由于一回路压力不具备调节条件，因此仅对卸载电磁铁进行分析。
但电磁铁仅在启停过程中投用，现投运的逻辑如下：
启泵：当一回路压力大于6.8MPa时，启动主泵过程中投运电磁铁6秒钟；
停泵：在一回路压力大于13MPa的情况下切除主泵时，为减少轴向压力，启动电磁铁自动启动并运行4min后切除（考虑主泵惰转因素）。
如电磁铁可长期投用，可以减小轴瓦承受的轴向载荷，并有效的避免磨损及降低释热量，目前正在主泵制造厂的试验台进行主泵电磁铁长期投用的试验。
5.2 抑制空化现象的方案
为了避免轴瓦表面出现空化，可以通过提高轴承润滑回路压力的方法解决。结合到现场实际，可以采用下述方法：
（1）提高水箱高度
提高轴承冷却水箱高度的方法可有效提高回路
压力，但现场主泵水箱在机组调试初期已提高到反
应堆厂房+48m，不具备继续升高的可能。
（2）将主泵水箱改为封闭式，外置增压泵以提高系统压力
由于对轴承室存在空化现象仅是建立在理论的分析上，无法在台架试验上验证，同时对增加多少压力可以避免空化现象的发生也不得而知。此时，可以采用CFD（计算流体动力学）方法，通过计算机模拟试验，完成主泵轴承室内压力场和速度场的计算工作，根据计算结果判断主泵轴承室内是否存在空化现象，同时确定避免空化现象的发生所需要增加回路压力的定值，为后续主泵水箱技改提供理论依据。
田湾核电站委托中国核动力研究设计院二所对主泵轴承室进行了水力计算，通过对轴承室流场三维建模（见图5），划分网格，边界条件设置，计算及后处理等阶段，在计算机上模拟主泵轴承室内流场状态。计算结果可以直观的显示流场内的压力
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分布，图6显示了上部轴瓦动静交界面上的空化压力云图，可以看出上部轴瓦存在空化压力小于0的区域，说明在上部轴瓦发生了空化。
另外通过设置不同的边界条件（调整进口流量、压力），计算不同工况下的流场状态，图7为将轴承室入口压力提高15m后获得的压力云图，从图中可以看出空化现象已经消失。
图5 静轴瓦三维建模
图6 上部轴瓦动静交界面空化压力云图
根据主泵轴承室CFD水力计算结果，确定对轴承回路外置增压的方法能够有效的缓解和避免空化现象。结合现场的实际情况，在充分地计算、分析及论证的基础上，确定了将主泵水箱封闭，将
307
其他除盐水系统压力引入到主泵水箱以提高轴瓦冷却回路静压头的方案。
2011年6月对二号机组三号主泵水箱进行了封闭改造，2011年11月小修后投用该系统。该泵在改造后释热率参数明显下降，2012年机组大修期间对该泵轴瓦解体检查发现，轴瓦磨损程度较改造前明显减轻，见图8，证明增加轴承冷却回路压力很好的抑制了轴瓦的空化损伤。
图7 进口压力提高15m后计算得到的压力云图
图8 大修期间3号主泵上推力瓦磨损情况
6结论
针对主泵轴瓦在运行期间表面出现磨损的情308
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况，从水润滑轴承运行特性角度分析，采取降低轴向载荷的方案，目前正在制造厂进行台架试验，工业运用指日可待。通过对轴瓦磨损表面形貌特征的分析，初步认定主泵运行中石墨轴瓦表面出现了空化腐蚀，并结合CFD方法验证这一分析结果，给出了针对较强的解决方案。实践证明，根据计算结果对轴承冷却水系统实施改造后，能够有效的避免轴瓦表面磨损，保证了电站的安全稳定运行。
[参 考 文 献]
[1] 龙冲生, 唐睿, 等.田湾核电站主泵推力轴承
轴瓦表面细沟道成因分析.[2] 曾小康, 周慧辉.田湾主泵径向止推轴承水力
计算.[作者简介]
胡冬清(1972-)，江西万载人，1995年6月毕业于华中理工大学热能动力工程专业，本科学历，一直从事转动机械设备的维修处管理工作，高级工程师，现任海南核电有限公司维修处副处长（2013年12月前在田湾核电站工作）。
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(上接第284页)处理完成后，再次进行铁耗试验检查，铁心最大温差8K左右，热点温差有显著下降，符合厂内铁耗试验最
短路处理方法[J].上海大中型电机，2008大温差10K标准。
（01）：11-13.[4] 方险峰.发电机铁心损伤的分析及处理[J].华东
电力，2000（02）：12-13.[5] 倪志英, 倪志华.发电机定子铁心过热缺陷查找
及消除[J].高电压技术，2006（04）：118-121.[6] 苏旻佳，陈春榕，丁辉，等.Q0A962F166定子
铁心表面热点修理汽轮发电机操作规范.工艺文件，2013.11.[参 考 文 献] [1] 汪耕，李希明.大型汽轮发电机设计、制造与运行[M].上海：上海科学技术出版社，2012.1.[2] 刘健鸽，张平.300MW汽轮发电机故障修复[J].[7] E.L.Cox, R.T.Ward.88107GE Repair of turbine
generator stator cores PGBU Process Specification.Siemens Westinghouse Power Corporation, Orlando, FL U.S.A.,Rev.1, 1991.01.[作者简介]
陈春榕(1982-)，男，福建漳平人，厦门大学工学硕士，上海电气电站设备
湖南电力，2006（06）：45-48.[3] 尹志军，刁立民.大型汽轮发电机定子铁心片间5 结语
本文详细介绍了发电机定子铁心表面热点磷酸电解处理的方法。该方法经过实践应用，有效解决了E1151A水溶性漆冲片铁心表面热点问题，保证了发电机定子铁心厂内制造、电厂运行的质量，防止运行过程中出现铁心局部过热、烧毁等问题。
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309 有限公司发电机厂工艺部，工程师，研究方向为大中型汽轮发电机定子铁
心压装工艺。
第五篇：公路沥青路面早期病害的原因分析及处置措施
公路沥青路面早期病害的原因分析及处置措施
摘要:沥青路面长期在车辆行驶作用和自然影响下,会发生很多病害,最为常见的有:坑槽、车撤、波浪、松散、沉陷等,为了保持公路沥青路面良好的使用性能和最大限度地延长使用寿命,本文对病害的原因做了分析并提出了处理的措施。
关键词:沥青路面;早期病害;原因分析;预防性养护前言
随着公路沥青路面的里程的快速增长,公路管养部门的管理与养护工作任务的压力越来越重,如何确正确、合理地采取养护维修措施养好沥青路面,确保沥青路面养护质量,降低管养成本,节约养护费用,提高资金的投资效益,成为公路养护管部门重要的研究课题。下面就针对公路沥青路面早期产生的病害进行分析及如何采取预防性措施进行探讨。公路沥青路面早期病害产生的原因分析
公路沥青路面早期病害主要有裂缝、坑槽等病害。
2.1 裂缝
形成裂缝的原因主要是路面结构、路面材料和底基层以及路基填土强度等缺陷引起的。
横向裂缝的主要原因是公路路面基层多采用高强度、高密度的半刚性结构设计,虽然强度高、变形小、整体性能好,但温差涨缩路面的影响十分明显,容易造成横向反射裂缝。当路面铺筑材料级配控制不严,混合料中存在含水量、粉尘含量、骨料的针片状等含量超标的情况下,通车后在车辆荷载、车辆变速(加速、刹车)、交变轮荷的剪切冲击作用下,容易产生横向裂缝。
纵向裂缝的产生的原因主要是在路基部分,高填方路段路基压实度不够不密实。在路基土自重和车辆荷载作用下产生不均匀沉落,路基发生滑动,特别是在半挖半填路基填方部分压实不密实,在路基土自重和车辆作用下产生不均匀沉落。老路加宽改善路段,加宽部分的路基强度不足也是产生纵向裂缝的原因之一。
2.2 坑槽、沉陷
龟裂、网裂出现之后,未及时加以养护处理,路面逐步松散形成裂块脱落,被行驶的车轮带走,从而形成坑槽。沉陷是由于部分施工段落控制不严,路基压实度达不到要求在反复行车荷载的作用下形成的病害。根据调查,目前公路沥青路面出现的早期病害主要表现为水损害坑槽、沉陷,损害主要发生在雨季,特别是梅雨和暴雨季节;行车道比超车道严重:下坡车道刹车水的侵蚀比上坡车道严重。发生水害的地方一般在排水不畅的部位,并且路面透水性较为
严重,挖开路面面层,可见基层有积水;路面破坏之处一般先有小块的网裂。初步分析原因主要是:
a.该路段的结构层没有设置排水系统,造成水分长期滞留在面层中。
b.在弯道路段超高排水是通过中央分隔带的开口,使到路面水从路面高的一幅排到低的一幅。水经常会滞留在路面,特别是中央分隔带的周围,造成路面积水。
c.重车在下坡路段时频频刹车,刹车片靠源源不断的淋水来降温,大量的刹车水不断的流向路面,特别是超载超限车辆更是明显。交通量大的路段,即使是烈日的晴天,下坡路段的一幅都是潮湿的,沥青路面长时间的处于潮湿状态,加剧沥青路面的损坏出现坑槽。
d.随着行车的作用和自然条件(风、雨、雪、阳光)的侵袭,出现路面露骨泛白,沥青路面的老化。随着时间的延长路面中的沥青逐渐变脆,抗剥落性逐渐变弱,路面集合料之间的沾结力减弱,面层颗粒松动逐渐分离脱离原路面形成坑槽。
e.油石比、级配不合要求。路面施工时沥青混合料中沥青用量偏小,出现花白料,导致颗粒间的沾结力不强,粒料在车的作用下容易与路面松动分离脱落,造成路面早期损坏。级配不合要求,粗集料过多导致沥青混合了碾压不密实,封水性不强,路表水浸入路面。细集料过多,路面强度不足在车作用下会产生推移形成波浪、车辙。
f.路面稳定基层材料拌合不均或有离析现象导致路面基层强度不均,在车辆长时间的作用下产生不均匀沉陷,出现路面积水而龟裂破坏。
g.路面基层碾压局部(或边缘)不密实,强度不符合要求。在车辆荷载多次重复作用下形成车辙,行车道比超车到明显,特别行车道比较严重。对沥青路面出现的坑槽,采取事后进行修补,目前大多有冷补,但效果不理想,耐久性差;也有热补方式(如热再生),且效率低,经济效益较差。上述的传统方法都不能根本上解决沥青路面的早期损坏的问题。早期病害处理的措施
沥青路面早期病害的处理主要突出预防性养护。预防性养护是指沥青路面产生轻微病害尚未破损之前,采取前瞻性、预见性的对策和切实可行的保养措施,把公路病害及造成的病害因素发现在先,处置在前,防止病害的发展,最大限度地延长公路的使用寿命,提高养护资金的使用效益。预防性养护的前提是路面基层强度充足,其实质是在适当的时间,对路面相应病害采取相应的技术措施。其核心是强调养护的主动性、计划性、合理性。其目的是达到养护的最佳成本效益。可根据不同的早期病害和公路的等级采取不同的预防性养护措施:
3.1 灌缝、封缝
灌缝、封缝是为了阻止地表水进入出现的裂缝中,灌缝、封缝适用于处理不活动的已经相对稳定的裂缝和正在温度及车辆荷载下发展的裂缝。
3.1.1 灌缝:由于路面基层结构采用半刚性基层沥青路面结构,因而路面出现了不同程
度的反射裂缝,为防止雨水冲刷作用下裂缝的继续扩展,及时对反射裂缝进行灌缝处理。目前,我国常采用灌缝方法有:普通热沥青灌缝、SBR改性乳化沥青灌缝、路面裂缝密封胶修补裂缝和压浆法修补裂缝。
3.1.2 “压缝带”封缝:裂缝是沥青路面常见的早期病害之一,道路早期裂缝多以横向裂缝和纵向裂缝为主。对沥青路面采用“压缝带”处理是一种较好的处理沥青路面裂缝的措施,对延长路面的使用寿命有着非常重要的作用。2005年在盐(津)水(富)公路k48+000——k50+000路段油路预防性养护中就开始试用了“魁道”压缝带,经过两年多的使用观察效果较好。无需任何机械设备的投入,在不改变裂缝原有结构的情况下可直接沿裂缝贴上去,施工完成后,立即可开放交通。
3.1.3 增设聚酯玻纤布:为了有效根除基层反射裂缝所产生的拉应力对路面的影响,对有病害但基层强度较好地段,采取将路面铣刨,在基层表面喷洒热沥青,贴聚酯玻纤布,再在上面铺筑沥青面层。在威(信)叙(永)二级公路k2+000——k6+000养护中证明效果较好。
3.2 坑槽修补
由于油路面基层施工过程中局部质量控制不严,路面会出现局部龟裂逐步形成松散、坑槽,针对路面出现的局部破坏如坑槽、松散等,常采用的修补方法是:热补法、就地热再生法、热拌冷补法和冷拌冷补法。
3.2.1 路面基层结构未变形、强度充足路段时:过去常采用热补法,通常的做法是将破坏区域内的旧沥青料全部清除,然后再用新热沥青混合料填补,这种方法可以保证修补质量,但大量的旧沥青混合料被废弃,造成极大的资源浪费和环境污染。为了避免资源的浪费,许多段进行了废料回收研究,将废旧沥青混合料回收集中堆放,到一定数量后应运沥青再生拌和技术进行再生利用。有的段进行了冷补材料的开发和应用,使用冷补添加剂、稀释剂(柴油)、沥青、集料组成的混合料修补路面。有的总段还购买了“就地热再生机械”等进行路面修补。
3.2.2 路面基层结构强度不足或已破坏路段时:将已破坏的路面基层清除到基层底,整平。根据坑槽面积大小采取不同的压实机械(压路机或冲击夯、平板夯)压实,根据原有的基层厚度确定摊铺两层或三层水稳碎石与原基层高度一致,分层压石密实达到压实度要求,水稳基层养生7天。喷洒粘层油后铺筑油面层。
3.3 路表(封层)处置
在路面养护生产过程中除对坑槽进行规范的修补外,对坑槽较多和水损坏比较严重的路段采用路面表面封层处理。常用的路表封层措施有:雾状封层、稀浆封层、碎石封层、沥青表处、刮油封层等。
3.3.1 雾状封层:沥青路面的很多病害都是由于水渗透的原因造成的,有效的预防路面进水是非常必要的,而路面雾封层技术措施是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。雾封层就是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性的高分子改良乳化沥青,以形成一层严密的防水层将路面封闭,起到隔水防渗、保护路面的功能,最大限度地减少路面的水破坏,增大路面集料间的粘结力,同时减少由于空气和水渗透引起的表层沥青老化问题,延长路面使
用寿命以及改善外观等作用。
3.3.2 稀浆封层:沥青路面经过使用,路面基层基本处于稳定状态。但随着通车年限的增加,路面开始出现不同程度的氧化、疲劳龟裂、坑洞等病害。稀浆封层是由良好级配的集料(细砂和矿粉构成)和乳化沥青构成的混合物通过专用喷洒器均匀地喷洒在路面上的一层封层,它具有防水、防滑、耐磨等性能以及延长路面使用寿命的作用。稀浆封层对原路面条件有一定要求,原路面基层必须具有足够的强度和刚度,施工表面平整且无坑洞等病害。因此为了使稀浆封层能够取得良好效果必须事先对路面病害进行处理,车辙较深路段可先进行车辙修补。稀浆封层预防养护措施,还将会使旧路面焕然一新。
3.3.3 同步碎石封层:同步碎石封层由于胶结料和石料的粘结,使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能,减少了路面的裂缝,对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙,改善了原路面的抗滑性能,提高公路路面的使用功能及服务水平。同时可以节省材料、设备成本,降低工程造价,提高工作效率,由于同步碎石封层设备的高精确度,也使得劳动强度大大降低。施工完成后,2小时内即可通车,缩短了封闭交通的时间,提高了公路的运输效益。
3.3.4 沥青表处:沥青表处路面简称沥青表处,是由沥青和细粒碎石按比例组成的一种不大于3厘米的薄层路面。沥青表处路面薄、造价低、施工简便、行车性能好,成为提高低等级公路行车质量和通行能力的主要路面处置措施。沥青表处常用的施工方法有层铺法和拌和法两种。层铺法是一种在路面基层上分层浇油、分层撒布细粒碎石集料,经辗压成型的沥青表处施工方法。层铺法施工的特点是分层施工,常用的有两层法和三层法。拌合法就是在旧路面上铺筑一薄层热拌沥青混合料,其厚度一般在19--38mm,如原路面有坑洞等病害时应先将坑洞等病害进行处理。
3.3.5 刮油封层:用特殊的刮油耙在原有路面表面刮一层热沥青,将热沥青刮入裂缝和空隙中,再均匀地洒一层细集料,最后用压路机碾压将细集料压入沥青中,集料控制在0.1-5mm之间。它具有路面封裂,阻止路面开裂松散,延缓路面老化,提高路面抗滑性能的作用。刮油封层适用于低等级路的预防性养护。结束语
总之,沥青路面预防性养护实质上是一种预见性、前瞻性、主动性、合理性的保养措施。它并不考虑路面是否已经损坏,养护管理人员要经常对管养的路段进行巡查,应根据沥青路面使用过程中的实际情况,正确、合理地选择不同的预防性养护技术措施及时进行保养维护,确保路面质量,延长路面使用寿命,提高资金的使用效率。
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