常州江苏大学工程技术研究院
Changzhou Engineering and Technology Institute of Jiangsu University
耐流动腐蚀、结垢堵塞的高风险传热设备结构、选材、制造优化技术
流动腐蚀是石油(煤)化工行业高风险特种设备的主要失效形式。我国原油劣质化及煤化工,运行工况非常苛刻,特种设备流动腐蚀失效风险与安全事故防控难度远超国际同行。目前的国内国际标准,通常是采用传统材料升级的办法来提升使用寿命。因流动腐蚀机理复杂、存在多机理的时空演变规律,材料升级不但价格高昂,并不能从根本上解决特种设备安全风险。本项目基于流动腐蚀预测方法与校核准则,开展高风险特种的的结构设计、材料选型、表面工程、制造工艺研发,提供耐流动腐蚀、磨损、智能化的专业设计方案与产品。技术指标:1、腐蚀机理包括:多相流冲蚀、磨损、气蚀、多相流结露、结晶、结焦等2、高风险设备包括:换热器、空冷器、水冷器、加热炉、阀门管道、机泵等3、设计方法:流动腐蚀校核准则与结构设计、基于不平衡度的配管设计方法4、选材制造:复合管材、板材研制;涂料、表面工程技术研发,再制造修复技术等5、流动腐蚀失效的过程分析与解剖分析、失效状态的智能传感等图例1复合衬管空冷器设计选材制造技术图例2设计选材制造方法图例3安全区域拓展设计方法拟合作方式:技术转让,合作开发,技术咨询,技术服务 查看详情非晶合金涂层的成套制备技术
所属领域:装备制造、新材料研究目的:因非晶成形所需的高临界冷却速度的要求,非晶合金的成形尺寸常常被限制在毫米级。本课题提出独特的成分设计方法,提出适于电弧喷涂、超音速喷涂、放电等离子烧结等表面技术的非晶合金涂层制备方法,以及重熔等后处理工艺,实现非晶合金涂层在各类零件表面的制备,大幅提升零部件的使役性能。目前开发阶段:实验室成熟技术成果简介:非晶合金是一种原子无序排布的金属,具有高强度、硬度和韧性,优异的磁性、耐磨性、耐蚀性,高电阻率和机电耦合性能等特殊的优异性能。在涂层设计方法上,通过综合热力学与原子结构的成分设计方法(授权发明专利号:ZL201310740734.9)设计非晶合金,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备非晶合金涂层(授权发明专利号:201610616457.4)。该涂层非晶含量高、硬度高(HV可控制在500~1000),耐蚀性显著好于304不锈钢。在30°冲击角度时,非晶合金的抗冲蚀性能比水轮机钢CA6NM约高2.6倍。进一步通过激光重熔,非晶颗粒瞬时熔化成液态后再凝固形成涂层,消除了颗粒的聚集状态,极大地减少涂层中的孔洞,进而大幅提高涂层的综合性能。将放电等离子烧结技术与激光重熔技术相结合,可以获得硬度强度更高及耐磨性更好的非晶涂层表面,从而提高工件的寿命,促进非晶涂层在耐磨耐腐等方面的应用。冲蚀磨损诱导非晶合金表面发生结构演变。通过合理调控成分,可以利用该结构演变机理,进一步增强合金的耐磨性。因此,如若在腐蚀环境下有抗冲蚀、耐磨损等需求,该非晶合金涂层是目前的一种理想材料。非晶合金涂层喷涂态及重熔后照片 查看详情一种具有优异抗腐蚀磨损的合金涂层激光熔覆技术
所属领域:装备制造、新材料研究目的:在腐蚀环境(包括海水)下服役的零部件,常常遭受严重的腐蚀磨损。不锈钢虽然具有良好的耐蚀性,但常常不能满足苛刻的抗腐蚀磨损要求。为此,本课题提出在不锈钢表面激光熔覆一种铁基合金,形成冶金结合、无裂纹和孔洞的合金涂层,并通过对不锈钢表面成分及组织结构的调控,以较低的成本大幅提升其抗腐蚀磨损性能。目前开发阶段:实验室成熟技术成果简介:为了能够满足在腐蚀环境下的抗腐蚀磨损要求,零部件常常采用不锈钢制造。而苛刻的腐蚀磨损工况下,不锈钢及一些传统的涂层材料难以满足使用要求。针对现有技术存在的问题,本课题提出一种应用于腐蚀环境下的金属涂层的激光熔覆制备方法。根据基体材料设计涂层合金成分,通过打底层等工艺手段调控涂层的合金成分。然后,通过利用激光束的高能量密度,将不锈钢和一层薄的铁基非晶粉末熔融,并经相互渗透和扩散互熔形成一种多相结构的复合涂层。该合金涂层呈冶金结合、无裂纹和孔洞。再采用添加剂及熔覆工艺方法调控涂层的合金成分及组织结构,形成具有比不锈钢更加优异的减磨性、耐磨性、耐腐蚀磨损性。具体方法包括:采用市售铁基非晶粉末(纯度99.9%,粒径200~325目)为原始材料,其各元素原子百分比分别为Fe:50~60%,Mo:7~15%,Cr:4~9%,Si:3~6%,Al:3~6%,Y:2~5%,Co:2~5%。采用GD-ECYW300型脉冲式光纤激光器对所制备好的粉末进行激光熔覆。峰值功率5.0~6.0kW,熔覆速度160~200mm/min,频率8~16Hz,并在熔覆过程中使用氩气做保护气沿激光加工方向吹气保护。所制备的合金涂层在Ringer’s腐蚀性溶液中,10N载荷下的摩擦系数非常低(前期低于0.1),说明所制备的涂层有很好的自润滑作用。与316L不锈钢相比,该涂层的摩擦系数降低35%,磨损率仅为316L的1/3。 查看详情非晶合金涂层的成套制备技术
所属领域:装备制造、新材料研究目的:因非晶成形所需的高临界冷却速度的要求,非晶合金的成形尺寸常常被限制在毫米级。本课题提出独特的成分设计方法,提出适于电弧喷涂、超音速喷涂、放电等离子烧结等表面技术的非晶合金涂层制备方法,以及重熔等后处理工艺,实现非晶合金涂层在各类零件表面的制备,大幅提升零部件的使役性能。目前开发阶段:实验室成熟技术成果简介:非晶合金是一种原子无序排布的金属,具有高强度、硬度和韧性,优异的磁性、耐磨性、耐蚀性,高电阻率和机电耦合性能等特殊的优异性能。在涂层设计方法上,通过综合热力学与原子结构的成分设计方法(授权发明专利号:ZL201310740734.9)设计非晶合金,采用放电等离子烧结(SPS)技术制备非晶合金涂层(授权发明专利号:201610616457.4)。该涂层非晶含量高、硬度高(HV可控制在500~1000),耐蚀性显著好于304不锈钢。在30°冲击角度时,非晶合金的抗冲蚀性能比水轮机钢CA6NM约高2.6倍。进一步通过激光重熔,非晶颗粒瞬时熔化成液态后再凝固形成涂层,消除了颗粒的聚集状态,极大地减少涂层中的孔洞,进而大幅提高涂层的综合性能。将放电等离子烧结技术与激光重熔技术相结合,可以获得硬度强度更高及耐磨性更好的非晶涂层表面,从而提高工件的寿命,促进非晶涂层在耐磨耐腐等方面的应用。冲蚀磨损诱导非晶合金表面发生结构演变。通过合理调控成分,可以利用该结构演变机理,进一步增强合金的耐磨性。因此,如若在腐蚀环境下有抗冲蚀、耐磨损等需求,该非晶合金涂层是目前的一种理想材料。图1非晶合金涂层喷涂态及重熔后照片 查看详情一种具有优异抗腐蚀磨损的合金涂层激光熔覆技术
所属领域:装备制造、新材料研究目的:在腐蚀环境(包括海水)下服役的零部件,常常遭受严重的腐蚀磨损。不锈钢虽然具有良好的耐蚀性,但常常不能满足苛刻的抗腐蚀磨损要求。为此,本课题提出在不锈钢表面激光熔覆一种铁基合金,形成冶金结合、无裂纹和孔洞的合金涂层,并通过对不锈钢表面成分及组织结构的调控,以较低的成本大幅提升其抗腐蚀磨损性能。目前开发阶段:实验室成熟技术成果简介:为了能够满足在腐蚀环境下的抗腐蚀磨损要求,零部件常常采用不锈钢制造。而苛刻的腐蚀磨损工况下,不锈钢及一些传统的涂层材料难以满足使用要求。针对现有技术存在的问题,本课题提出一种应用于腐蚀环境下的金属涂层的激光熔覆制备方法。根据基体材料设计涂层合金成分,通过打底层等工艺手段调控涂层的合金成分。然后,通过利用激光束的高能量密度,将不锈钢和一层薄的铁基非晶粉末熔融,并经相互渗透和扩散互熔形成一种多相结构的复合涂层。该合金涂层呈冶金结合、无裂纹和孔洞。再采用添加剂及熔覆工艺方法调控涂层的合金成分及组织结构,形成具有比不锈钢更加优异的减磨性、耐磨性、耐腐蚀磨损性。具体方法包括:采用市售铁基非晶粉末(纯度99.9%,粒径200~325目)为原始材料,其各元素原子百分比分别为Fe:50~60%,Mo:7~15%,Cr:4~9%,Si:3~6%,Al:3~6%,Y:2~5%,Co:2~5%。采用GD-ECYW300型脉冲式光纤激光器对所制备好的粉末进行激光熔覆。峰值功率5.0~6.0kW,熔覆速度160~200mm/min,频率8~16Hz,并在熔覆过程中使用氩气做保护气沿激光加工方向吹气保护。所制备的合金涂层在Ringer’s腐蚀性溶液中,10N载荷下的摩擦系数非常低(前期低于0.1),说明所制备的涂层有很好的自润滑作用。与316L不锈钢相比,该涂层的摩擦系数降低35%,磨损率仅为316L的1/3。 查看详情增强型机动车灯光示警装置及方法
机动车之间常通过鸣笛或晃闪大灯的方式示警。鸣笛方式不可避免地产生环境噪声,而且难以穿透密闭的车体;晃闪大灯示警解决了噪声问题,但效果取决于环境光线和两车距离。本成果采用光电技术,克服了传统示警方式的不足,实现了机动车无噪声有效示警。系统构成本系统由光电传感器、信号识别装置以及示警装置组成。主要技术特征光电传感器提取光线变化信号,通过信号识别装置对示警信号进行识别,然后通过示警装置显示。 查看详情自动灌装桶的加注口快速视觉定位方法
在石油、化工、医疗、饮料等生产领域中,桶装液体的灌装非常普遍。对于盛装汽油、柴油等化工液体的偏心口容器,加注口的定位问题严重制约着灌装过程的自动化。人工定位方式既影响生产效率,又会因灌装渗透能力较强剧毒液体如枝椒油、TDA、氰化钠、氢氟酸等,危害操作人员的身体健康。采用加注口视觉自动定位则可以解决上述问题。系统构成本系统由摄像头、三个步进电机及相关传动装置组成,三个步进电机控制加注枪及摄像头实现三维空间移动,摄像头获取加注口周边图像信息,由微处理器计算加注口中心位置。主要技术特征采用仿生学技术计算加注口中心位置,计算速度快,对加注口形状没有限制。 查看详情智慧城市大规模群集监测空气颗粒物与气溶胶的传感模型与系统
充分利用低成本传感器和公共交通网络,构建大规模、全覆盖、实时响应的空气质量监测模式,与移动互联网相结合,构建一套低成本、大规模、实时空气质量监测平台。包括低精度感知技术与专业监测技术的融合补充模式、公益事业的大众参与机制建设、应用技术与前沿研究相融合的创新模式。通过大数据分析,为治理和控制空气质量污染提供数据支撑和科学依据,为智慧交通和智慧城市提供基于空气质量的信息服务系统。技术水平:整体达到国际先进水平。拥有实用新型专利2项,发明专利1项。合作情况:与徐州贾汪区、常州市环境监测中心合作。预期效益:通过平台汇集精细尺度上的数据,以数据服务和附加社会互动等功能获得经济效益。项目在环保以及科普方面具有重大社会效益。希望与从事智慧城市、互联网信息服务的公司合作。 查看详情基于虹膜识别技术的危险化学品仓储门禁及信息化管理
融合虹膜生物识别技术、物联网技术和多米诺效应风险评估技术于一体,多学科交叉,集成创新。将虹膜生物识别技术应用于门禁控制系统,具有非接触式身份采集,不易假造、简单方便,无需动手、快速准确等优势,提高了化工危险品仓储系统门禁身份认证的精度和可靠性。运用物联网技术实现对采集信息自动感知、无线传输、智能信息处理、手机APP查询管理等功能,提升了化工危险品仓储安全的智能化和精细化管理水平。运用多米诺效应风险评估技术,规避化工危险品事故产生的多米诺效应的安全风险,为预警和控制重大事故以及连锁事故的发生提供信息和决策支持。主要技术特征危险化学品仓储虹膜身份识别门禁控制;基于RFID标签的出入库门禁管理;化学品库存信息化管理;服务器多终端服务;仓库环境参数检测(温度、湿度、烟雾等)与报警;风险管理与预警拥有知识产权①授权发明专利——一种基于传输延迟的无线传感器网络环形定位方法及其改进方法ZL201110063622.5——基于三维空间锚球交域重点的无线传感器网络定位方法,ZL201110083309.8②授权实用新型专利——基于无线传感器网络的仓库环境状态在线监测节点装置ZL201020282539.8——便携式移动监控终端”ZL200720036931.2③授权软件著作权——基于物联网的智能仓储系统管理软件,2011SR028299——基于ARM的无线视频采集系统软件,2009SR054312——基于WSNX信息采集及环境监测系统软件,2011SR019382 查看详情开关磁阻调速电机驱动系统
开关磁阻调速电机系统(简称SRD)是一种新型的机电一体化无级调速电机系统,由电机本体和控制器两部分组成。它兼有交流调速系统电机简单坚固、无刷、无整流子和直流调速系统调速性能好的优点。开关磁阻调速电机系统具有广阔的应用前景,可以在各行各业应用,如电动车传动节能型风机和水泵的变速传动、节能装备、矿山设备、风力发电机及新能源发电、飞行器、航天器、船舶、机器人驱动、数控机床、电动工具、电动轮椅、智能家居、医疗器械、电动农具、家用电器电机变速传动、吸尘泵、离心干燥机等高速电气传动,具有良好的应用前景。开关磁阻调速电动机系统因其电机结构坚固耐用、制造成本低、维护方便,系统调控性能好,四象限控制灵活,运行效率高;转子是叠片结构,无线圈绕组和永磁材料,对高温、高转速等恶劣环境适应强,具有高可靠性、高功率密度等特点;相间磁场耦合弱,相绕组独立供电,容错性强,所以,自问世以来便引起国际电气工程界的广泛关注。其电机不用永磁材料,不受稀土资源的制约。其电机定子采用集中式绕组,线圈嵌装容易、牢固。热耗大部分集中于定子,电机易于冷却。这些特点使得SRD系统具有广阔的应用前景。一、主要技术特点开关磁阻调速电机由开关磁阻电机和控制器两部分组成。同传统的直流及交流电机调速系统比较,具有以下优点:1、电机结构坚固、制造成本低。电机结构比直流电机、同步电机、感应电机都坚固,转子无刷、无绕组、无永久磁体,可免维护。电机成本比直流电机、同步电机、感应电机都低,控制器的成本比变频控制器的成本低10%~15%。2、效率高。不仅在额定输出状态下有比其它电机调速系统高的效率,而且在宽广的调速范围内也能保持高效率运行。几种调速电动机比较开关磁阻调速电动机滑差调速电动机直流调速电动机异步电动机变频调速效100%额定转速100%额定转矩90%75%76%87%率50%额定转速100%额定转矩80%38%65%65%价格1.20.81.01.53、起动力矩大、起动电流小。4、制动性能好,能实现再生制动,节约电能。5、适合高速运行,可靠性高,可免维护。6、具有无刷结构,适合在高粉尘、高速、易燃易爆等恶劣环境下运行。二、应用情况与效益分析开关磁阻电机调速系统其综合性能指标远高于一般的调速系统,其性能价格比高,以SR7KW5-5TX/E工矿电机车牵引用双开关磁阻调速电机并联传动系统为例(5吨隔爆蓄电池型),它由牵引电动机和控制器组成。1.额定电源电压DC(直流)88V~96V,容量330安时;2.调速系统小时制电流224A;3.两台三相开关磁阻电动机,其额定功率为2X7.5KW,额定转速为1110r/min,调速范围200r/min~2220r/min,4.机车额定牵引力7.056千牛,机车额定速度7Km/h;机车最大牵引力12.25千牛,机车最大速度14Km/h,5.控制器为双开关磁阻调速电动机并联拖动系统控制器。其功率变换器主开关采用IGBT或VDMOSFET;6.经济技术指标:(1)实现了电机车再生制动控制,可节约电能;(2)系统效率达83.4%;(3)开关磁阻电动机结构坚固耐用,电机转子上无碳刷、无换向器、无串激直流电动机整流子故障,免除了对电机转子维护的要求,不易发生烧电机故障,电机车牵引系统维修量少。 查看详情