设备工程监理综述

关键词： 服务业 综述 引言 经济

设备工程监理综述（精选十篇）

设备工程监理综述 篇1

目前, 我国推行的设备工程监理制度所规范的设备工程监理活动主要是根据委托监理合同约定, 对设备工程设计、采购、制造、安装、调试及运行等阶段的质量、进度、投资等提供咨询服务和管理, 以及根据委托参与设备工程项目决策过程中的可行性研究和项目评估!招标服务等提供咨询服务。在国家和地方重大工程项目中, 特别是国家和企业投资的大中型工业项目和技术改造项目中, 设备投资一般占项目总投资额的绝大部分, 设备投资比例逐步增大, 科技含量日益增加, 设备的技术性!复杂性、多样性、专业性、成套性、系统性特点越来越明显, 项目实施中一旦出现设备质量问题, 会造成巨大的经济损失, 直接影响工程项目的质量和投资效益的发挥, 也关系着人民生命财产的安全能否得到有效保障, 社会公共利益能否得到有效维护。

1设备工程监理现状

目前我国的投资体制虽然推行了建设项目法人负责制, 但是由于国内市场法制还不完善, 人们的职业操守还不能达到应有的高度, 市场秩序及职业操守均还需规范, 加之我国原有计划经济体制下的某些弊端以及管理方式、观念、习惯的负面作用和不规范的市场经济下个人经济利益与小团体利益的结合, 也严重影响设备工程项目的顺利实施, 造成工程周期拉长, 质量得不到保证, 投资效益差。从国内重点工程和有关渠道反映的问题看, 影响设备工程质量的主要因素包括:一是在设备工程设计环节缺少有力监督;二是设备、原材料采购环节缺少有效控制;三是在制造环节, 由于管理和技术问题使得设备质量得不到保障;四是在安装、调试和试运行环节除安装、调试单位自身的技术、管理问题外, 设计、采购、制造等诸方面问题集中显现, 有关各方责任不清, 相互扯皮。

以上问题的解决需要进行综合治理, 即建立和完善有关法律法规, 建立和完善符合市场经济运作规律的相应机制, 监督设备工程业主严格责任、遵纪守法、行为规范, 建立对设备工程承包方的制约、监督机制。这种制约、监督机制包括政府的纵向监督和独立的设备监理单位的横向监督机制。其中, 横向监督机制的设备工程监理是最直接最有效的设备工程质量保证。因为独立的设备工程监理单位是以设备监理工程师为核心组成成员的法人机构, 他们是一批既懂设备专业又有丰富工程管理经验的专业工程师、专家的集合体, 他们从事的是智力型服务, 运用多学科知识和经验, 现代科学技术和管理方法, 遵循独立、科学、公正的原则, 能够为政府部门和投资者对经济建设和工程项目的投资决策与实施提供咨询服务, 以提高宏观和微观的经济效益。

2设备工程监理的发展

进入21世纪, 我国设备工程监理进入了开始建立统一有效的监理机制和规范有序的监理市场的崭新时期。经过几年的努力, 各重大项目实施中的相关利益方对设备工程监理的认识不断深化, 实施领域不断扩大设备工程监理相关法律法规建设, 以《设备工程监理管理条例》的起草为核心正在顺利进展, 良好的法制环境正在逐步形成设备工程监理单位和人员不断壮大, 全国已有家监理单位获得了由国家质检总局和国家发改委颁发的设备工程监理单位资格证书, 近万名设备工程领域的管理、技术人员取得了国家注册设备监理师资格。这些重要的资源、管理、技术的积累是我国设备工程监理今后进一步发展的宝贵财富。

总体上讲, 目前我国的设备工程监理的发展状况是:有成绩, 影响小有市场, 不成熟有机构, 品牌弱有人员, 队伍散。设备工程监理也大都只是以设备监造为主要表现形式, 与国际同行业的发展还有较大的差距。特别是作为世贸组织的成员国, 作为不断扩大对外开放的国家, 我国正面临着重大的历史机遇, 同时作为国际咨询服务市场的组成部分, 我们设备工程监理行业更面临着发达国家工程咨询业服务的激烈竞争。国际工程咨询在长期的竞争发展中己形成组织模式科学化、管理过程程序化、人员素质专业化、业务范围扩大化、竞争经验多样化的国际化重要产业。

与之相比, 我国设备工程监理业只不过是刚刚起步, 全国范围内并没有形成规范的设备监理服务市场机制, 设备工程监理服务理论与实践模式、方法、标准、规范等均需要加以研究与创建, 人才队伍需要从内在素质及数量上大古!幅度提高与增加, 才能适应国际国内工程咨询市场及社会的需求, 其任务之艰巨是可想而知的。近期, 国家先后制定和发布了《促进产业结构调整暂行规定》、《国家中长期科学技术发展规划提纲》、《中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划提纲》、《关于加快装备制造业的若干意见》等政策规划, 都提到了涉及设备工程监理的问题。因此, 设备监理服务行业的各级机构、人员必须把握全局, 立足基本国情与区域经济特色, 借鉴国际国内相关服务行业经验, 找准行业与企业的定位, 搞好发展规划, 做好规划实施, 不断优化设备监理服务模式与质量保证体系、实施流程与工作方法、控制手段等, 才能在经济社会的不断发展中, 共同将我国设备工程监理行业引向更加辉煌的未来。为此, 作为设备工程监理行业的国家主管部门, 国家质检总局委托中国设备监理协会组织有关专家制定出我国《一年的设备监理发展规划》, 进一步明确了有关指导方针、发展目标和措施等。

今后十五年设备工程监理行业发展的指导方针是以邓小平理论和“三个代表”重要思想为指导, 牢固树立科学发展观, 坚持走可持续发展的道路, 把握发展机遇, 引领行业健康发展完善法律体系, 培育良好市场环境积极应对竞争, 适应国际发展需求强化能力建设, 提升行业品牌影响提高业务水平, 服务经济社会发展重视理论研究, 指导监理工作实践塑造鲜明特色, 借鉴国际经验, 创立和形成具有中国特色并与国际接轨的设备工程监理行业。

未来我国设备工程监理行业发展的总体目标是法律法规体系日臻完善, 市场竞争行为科学规范, 设备工程监理全面推进实施, 监理体系有效运转, 监理单位和人员执业水平明显提升, 国内外市场竞争能力显著增强, 监理理论方法自成体系, 监理行业特色充分显现, 形成一批国际知名的设备工程监理单位和人员, 监理行业及行业自律组织成为在国内有重要影响、国际有较强竞争力和知名度, 在我国经济社会发展中发挥重要作用, 在国际工程咨询领域卓有建树、特色突出的国际化重要产业领域和社团组织。由此可以看出, 我国设备工程监理行业任重道远, 无论是理论研究还是实践运行都有大量工作需要开展, 需要创新。

结语:我国的设备工程监理制度伴随着改革开放的开始而孕育, 伴随着市场经济的需求而萌芽, 伴随着现代设备工程特点的变化发展而催生, 也将伴随全球经济一体化及激烈的市场竞争而发展壮大。

参考文献

[1]宋亚东.对设备监理服务测量的探讨[J].上海工程设备监理, 2005.

[2]宋振晖, 邓超.信息系统工程监理知识体系[M].北京:电子工业出版社, 2004.

[3]杨忠直.工程监理学引论[M].北京:科学出版社, 2004.

矿山测量设备的改进综述 篇2

关键词：矿山测量 激光测距 电子罗盘 激光投线

1 背景技术

目前在金属矿山和非金属矿山中的一些工程施工中，常常用悬挂式指针罗盘仪指导工程施工，虽然罗盘的精度不如全站仪经纬仪的精度高，但是在相对独立的小工程施工中和工程刚刚开始的时候已经满足需求，这给工程的施工带来了很大的方便，这样使工程技术人员就没有必要整天背着沉重的全站仪或者经纬仪下井施工，不仅减轻了技术人员的劳动强度，在满足了精度要求的情况下，也大大的提高了工作效率。

正是因为以上所述的优点，用罗盘指导工程施工是比较普及的。但是用罗盘施工的时候也有许多的不方便，具体体现以下几点。

①在悬挂式罗盘使用过程中如果罗盘不够水平，会影响指针的所指度数，造成错误的数据，给施工放样和井下测量工作带来错误。

②在用罗盘的过程中，极易读错数值，如本来罗盘度数是267度，有可能看成273度，有甚者读成87度，在实际的生产过程中此类事件时有发生。

③在用罗盘给方向线的时候，我们是用细线绳把罗盘悬挂起来，左右挪动线绳来放样出设计的角度值，然后再用手电把线绳投影到顶板上，用油漆画出方向线。因为人工用手电投影这时候画出的方向线可能偏差很大。

④当我们使用悬挂式罗盘时，就是我们读数正确的情况下，也存在着人为误差，因为用指针读数每个人读出的数值也不完全相同。如一个数值有的人读3.6度，有的人可能读3.4度。罗盘的系统误差加上人为的读数误差使我们工程施工的精度再次降低。

2 技术创新

以上问题如果不加以细心防范很容易给工程施工带来很大的错误。为了给我们施工带来更大的方便，我们要做到既保留现有罗盘的优点，又对现有的缺点加以消除，故设计一个新型的测量设备，暂命名为全能仪。全能仪主要由以下几个主要系统组成。

2.1 三维电子罗盘系统

三维电子罗盘由三维磁阻传感器、双轴倾角传感器和MCU构成。三维磁阻传感器用来测量地球磁场，双轴倾角传感器来测量俯仰和侧倾角。当仪器发生倾斜时，方位值的准确性将要受到很大的影响，该误差的大小取决于仪器所处的位置和倾斜角的大小。为减少该误差的影响，采用双轴倾角传感器来测量俯仰和侧倾角，这个俯仰角被定义为由前向后方向的角度变化；而侧倾角则为由左到右方向的角度变化。电子罗盘将俯仰和侧倾角的数据经过转换计算，将磁力仪在三个轴向上的矢量在原来的位置“拉”回到水平的位置，提高了测量方位的精度。

电子罗盘技术现在比较成熟。在现实生活中应用比较广泛，除了有专门的电子罗盘设备，电子罗盘技术也经常的应用到手持GPS、智能手机中，因此把该技术移植到“全能仪”设备中是不难的。

三维电子罗盘具有以下特点：

①三维电子罗盘在其内部加入了倾斜角补偿传感器，当罗盘倾斜时进行倾斜改正，这样即使不水平罗盘显示出来的值也是正确的。

②具有指向零点修正功能，可以通过校准去掉当地的磁偏角，读出来的数值就是当地的真是方位角。

③液晶屏幕数字显示方位角数值。

2.2 激光测距系统

激光测距的原理是根据从发出的激光遇到目标后至返回来的时间来测出距离的。手机测距仪、全站仪测距就是这个原理（有的全站仪用脉冲式测距，有的用光栅式测距）。

它的优点是：

①测距精度高，精度可达1.5毫米。

②单人作业即可。

③可以测出人员不能进入的危险区的距离。

2.3 激光投线系统

激光投线技术比较成熟，施工中也经常用到。如房屋装修中经常用到的激光投线仪，它是利用激光束通过柱透镜或玻璃棒形成扇形激光面，投射形成水平或铅垂激光线。

目前许多投线仪投出的线条在5米内线宽不超过2毫米，大大提高了投线的精度。把该技术应用到井下工程施工中，使投出的激光线方向就是仪器所指的方向，会给工程施工带来极大的方便同时也极大的提高了精度。

井下施工时直接把激光线投射到顶板上，方便用油漆画出来，或者直接在顶板投线的线条上打上眼用木桩定出方向线。代替了目前用手电把线绳投影到顶板，这样做不仅仅提高了精度而且也提高了作业效率。

2.4 液晶显示屏系统

在用该仪器工作时，方位角以及用激光测出的距离都显示在屏幕上。这样极大的避免了我们读错数值，同时也消除了我们人为的读数误差。

图1是目前我们使用的罗盘。结构如图1所示。

对图1中的主机部分改进后的内部结构示意图如下（图2）所示。

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图2 改进后的结构示意图

注释：1：电源开关；2：激光测距控制开关；3：激光投线开关；4：液晶显示屏；5：电子罗盘装置；6：激光投线装置；7：激光测距头；8：激光测距装置；9操作控制面板；10：可重复充电电池；11：激光投线发射孔。

3 使用说明

3.1 用挂钩挂在线绳上：在重力的作用下，使主机的上层表面与水平面大体相平行。

3.2 按1键电源键：这时可以从液晶屏幕上读出前进方向的方位角度数值。

3.3 当要测距离时候，可以按下2测距键，可以测出距离，并显示在液晶显示屏上。

3.4 当要放样时，通过移动线绳使液晶显示屏上的角度值是要放样的角度时，按3激光开关键，打开激光，这时激光投射到顶板上，此时可以指导工程前进方向。再次按3键，激光关掉。

4 总结

为了矿山工程施工有更高精度更高效率，对现行的测量设备、测量技术做出新的方案探索。根据目前激光技术、电子罗盘技术的成熟程度，相信一定能够在测量设备上提高矿山工程施工的精度和施工的效率。

参考文献：

[1]李德仁，袁修孝著.误差处理与可靠性理论[M].武汉大学出版社，2002.

[2]张国良主编.矿山测量学[M].中国矿业大学出版社.2006.

设备再制造工程综述(续一) 篇3

设备 (零件) 再制造的雏形——零星废旧机件修复再用, 已有很久的历史。现今逐渐发展成具有一定规模的新兴产业, 取决于人们观念的更新和新技术的研发与应用。

1. 发达国家积极发展再制造产业

20世纪中后期, 欧美日制造业特别是汽车工业获得大发展。汽车零部件再制造开始成为研究的热门领域。美国汽车工程师协会 (SAE) 经常举办学术研讨会和经验交流会, 并制订了多种汽车零部件 (例如发动机、变速箱、转向器等) 的再制造技术标准。美国汽车发动机产品再制造协会 (PERA) 主办了《汽车再制造》杂志, 还出版关于再制造产品生产管理与营销的“月报”。2000年, 福特汽车公司建立旧部件交流中心, 开始大规模的废旧汽车零件再制造业务。

在美国, 再制造从汽车制造业迅速扩展到冶金设备和机床修理业、轮胎翻修以及军工企业。例如, 20世纪60年代美国开始生产并部署服役的B-52型重型轰炸机, 曾于1980年和1998年两次进行技术改造和部分零件再制造, 大大延长其使用寿命。据1996年的统计数字, 美国专业化再制造公司数量超过7.3万家, 每年的销售额超过530亿美元。再制造业已成为美国经济发展中的重要产业。

与此同时, 2000年2月欧盟委员会通过新规定:欧盟成员国所有的汽车用户均可享受免费旧车回收服务。2002年旧汽车的可再生利用率达到85%, 预计到2015年将达到95%。

日本于2000年推出“循环型社会”计划, 包括“废旧产品或零件的再利用”。日本还制定一些法律推行再制造。例如:《绿色购买法》、《家用电器再生法》等。

2. 中国再制造产业艰难起步

我国的再制造产业启动较晚, 因为这需要有一个转变观念和加深认识的过程。先行开展再制造的多为合资企业和外资企业。1998年上海大众汽车公司动力总成分公司率先按照德国的技术与管理, 开展了发动机再制造业务。初期年产量已达2000台以上。与此同时, 中国重汽集团济南复强动力有限公司 (中英合资) 也积极开展载重汽车发动机的再制造, 年产近1万台, 为社会节电约1600万kW·h, 节约钢材、铝材8000t以上。

此外, 还有江苏南通电熔爆公司开展轧钢厂轧辊再制造和水泥厂生产线修复;宁夏银川橡胶厂等单位开展飞机和汽车轮胎翻修业务;北京奥宇可鑫技术公司和重庆第二机床厂开展机床导轨和传动轴的再制造;装甲兵工程学院采用等离子喷涂技术对重载坦克零件进行再制造, 大幅提高零件的相对耐磨性1.9～8.3倍, 提高使用寿命2～3倍。

然而再制造产业的发展 (特别是汽车再制造企业) 并不是一帆风顺的。由于一些企业的粗制滥造, 特别是一些乡镇企业违章进行汽车的拼装, 质量太差而引发大量交通事故。在质检、公安交通、工商等部门的强烈呼吁下, 2001年国务院以第307号令决定取缔非法汽车拼装市场;规定报废汽车的五大总成一律回炉冶炼。这就使合法的汽车旧件再制造企业的业务受到严重影响, 甚至波及到其他行业企业。

后来由于科研机构、大专院校和学术单位做了大量研究、实践与舆论宣传, 以事实证明规范的再制造是科学的, 是有发展前途的。例如:2002年9月, 国家自然科学基金委批准开展再制造基础理论和关键技术的研究工作;2003年12月, 中国工程院完成《废旧机电产品资源化》咨询报告, 论证大量废旧机电产品资源化的基本途径主要是再利用与再制造。由此, 发展再制造产业的问题再次被提到决策层的日程上。

3. 国家对再制造产业发展的推动

由于对再制造有了新的统一认识, 明确其在国民经济发展 (尤其在推动循环经济) 中的地位与作用后, 政府相关部门乃至国家领导人都对发展再制造产业提出指导意见, 做出规划、开展试点并制定政策与措施。

(1) 2005年7月, 国务院以国发[2005]第21号文印发《国务院关于做好建设节约型社会近期重点工作的通知》;以国发[2005]第22号文印发《国务院关于加快发展循环经济若干意见》。文件指出, 国家大力“支持废旧机电产品再制造”, 并把“绿色再制造技术”列为“要加大经费支持力度”的关键项目之一。

(2) 2005年10月, 国家发改委等6部委以发改环资[2005]第2149号文联合印发《关于组织开展循环经济试点 (第1批) 工作的通知》, 其中“再制造”被列为4个重点领域之一;“济南复强动力有限公司”被列为汽车发动机再制造试点单位。

(3) 2005年11月, 国家发政委批准下达, 由装备再制造技术国防科技重点实验室负责完成“推进再制造产业发展方案”的研究课题。

(4) 2006年4月, 国家发改委有关部门向国务院报送《关于汽车零件再制造产业发展及有关对策措施建议的报告》。国务院副总理曾培炎对此批示:“同意以汽车零部件为再制造产业试点, 探索经验, 研发技术;同意要考虑定时修订有关法律法规”。

(5) 2008年8月29日, 11届全国人大第4次常委会通过的《循环经济促进法》 (2009年1月起施行) , 有6处提及再制造的发展。

(6) 2009年4月23日, 国务院组织全国循环经济座谈会暨循环经济专家行启动仪式。国务院副总理李克强等出席。会上中国工程院院士徐滨士做题为《中国特色的再制造产业发展现状与对策建议》的发言。李克强针对发展循环经济提出4点意见: (1) 提高认识, 积极探索; (2) 开展关键和共性技术研发攻关; (3) 有序推进废旧物资和机电产品再利用、再制造, 提高资产综合利用效率; (4) 健全政策法规, 形成激励和约束机制。

(7) 2009年11月, 国家工业和信息化部节能与综合利用司以工信部节[2009]第663号文印发《关于组织开展机电产品再制造试点工作的通知》, 确定第1批试点单位包括工程机械、工业机电设备、机床、矿采机械、铁路机车装备、船舶、办公信息设备等7个门类的35个企业。

(8) 2009年12月, 中国工程院院长徐匡迪和院士徐滨士联署, 以工程院的名义向国务院呈报《我国再制造产业发展现状与对策建议的报告》, 引起国务院总理温家宝的高度重视, 并于12月8日作出批示:“再制造产业非常重要。它不仅关系循环经济的发展, 而且关系扩大内需和环境保护。再制造产业链条长, 涉及政策、法规、标准、技术和组织, 是一项比较复杂的系统工程。”

(9) 2010年5月13日, 国家发改委、科技部、工信部等11个部委以发改环资[2010]第991号文联合印发《关于推进再制造产业发展的意见》, 对发展再制造产业的意义、指导思想和基本原则做了全面阐述, 并明确了重点领域和政策保障措施。

4. 具有中国特色的再制造工程理论成果

由于政府各部门的大力推动, 不仅再制造产业得到健康发展, 而且再制造学科建设和新技术研究也有了新进展, 并初步总结出具有中国特色的设备再制造工程学术与理论成果。它不仅揭示了再制造的机理, 总结了再制造的实践经验, 还为再制造的发展指明了方向, 为其产业化成长提供了信心与动力。

(1) 淘汰设备零部件的寿命冗余是再制造的物质基础。对于多数设备产品 (或其主要组成零件) 在设计时为了保证其使用过程的可靠性与安全性, 一般在确定零件选用材质、结构尺寸和加工工艺等方面都要选取2～3倍的安全系数。这样的设备在淘汰报废时, 其大多数零部件仍有相当长的剩余寿命, 为我们继续利用提供了可能性。

为了可靠地开展再制造, 我们要对淘汰设备的零件进行剩余寿命的评估或鉴定。零件失效的表现方式主要为磨损、腐蚀和疲劳裂纹。对磨损和腐蚀的检查有多种简便方法。对剩余寿命影响最大的是疲劳裂纹, 要对其进行严格的检查, 例如应用强力涡流探伤和高频超声波探伤等检测仪器。

(2) 先进修复技术的研发与应用是再制造的技术保证。使失效零件恢复其原有设计性能与精度, 甚至达到新的水平, 要依赖成熟可靠的修复技术。对于明显的磨损和过度的腐蚀, 可以采取电刷镀、热喷涂和粘涂等表面工程技术;对于疲劳裂纹可以采取激光熔焊和局部再结晶技术等方法。近年来修复技术发展迅速, 例如纳米电刷镀、等离子喷涂、超音速喷涂等均有非常好的再制造成效。

再制造能使报废设备被重新利用, 甚至实现技术升级。这是因为面临淘汰的设备都是10～20年以前的产品, 其性能水平自然会相对落后。现在实施再制造, 可以采用当代的新技术、新工艺, 当然可以提高其性能, 还可以延长其使用寿命。

(3) 对失效零件附加值的利用是再制造产业经济效益和社会效益的主要来源。一部机器 (零件) 在制造时, 其成本是由4部分构成, 即原材料成本、能源成本、设备与工具损耗成本和劳动力成本。其中后3项成本被称为原材料成本的附加值, 一般占机器总成本的85%左右。若机器报废, 金属材料回炉冶炼, 仅能回收原材料的价值, 而附加值则全部丧失。若对报废机器的失效零件进行再制造则可最大限度地保留和利用了附加值, 可以减少材料、能源和设备与工具的损耗, 减少劳动力投入。所以再制造能降低50%的生产成本, 保证企业获得良好的经济效益。

同时, 由于节约资源和降低加工量, 也在很大程度上保护了环境, 减少了大气和水源的污染。这是不能用金钱去衡量的社会效益。正因为如此, 国家对再制造产业的发展给予了格外的重视与支持。

(4) 再制造产品的延续使用, 构成设备寿命周期的新形式。设备的寿命周期包括设计、制造、使用、维护、修理直至报废, 是一个直线式的开环系统。自从再制造发展成熟以后, 这个系统演变为研制、使用、维修、报废、再制造、继续使用, 形成新的循环式的闭环系统。

再制造环节不仅使一些废旧机电产品“起死回生”, 而且随着再制造产业的发展, 它会积极反馈影响产品的设计与制造, 使之有利于产品循环使用过程。比如, 设计时就考虑方便再制造, 而突出其易于运输、拆解、分类、清洗、修复和装配等工作。

(5) 运用科学的方法开展再制造产品的寿命评估与分析。产品再制造评估, 包括再制造前对废旧机器零件的寿命评估和再制造后对再制造产品未来使用寿命的预测。

对于废旧机件剩余寿命的评估, 要有科学的分类。对不同材质、结构和失效类型的零件要采用不同的检测手段, 并对照标准给出再制造的可能性和寿命值, 同时指出恢复性能的可靠方法。

关于再制造产品寿命预测是建立在大量试验和测定的基础上, 对磨损、腐蚀和疲劳裂纹的再制造产品, 可能发生新的失效的过程与数据进行积累与分析, 进而建立数学模型以及计算公式和数据表格。

确定未来使用期还涉及对再制造产品的质量验收标准和再次报废的鉴定标准, 这有待于科研机构研究和主管部门制定、发布。

设备工程监理综述 篇4

关键词：电气一次设备；智能化改造；传感技术；电子电力

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）20-0119-02

智能化电站是智能电网组建的重要环节。为了更好地实现变电站的智能化，往往需要保证电网的安全稳定，其中，所面临的因素很多，需要考虑方案的可行性、系统网架的合理性和运行方式等之间的关系。

智能电网研究的对象是电力系统，它是将信息技术、控制技术和管理技术相融合的系统，通过各个系统间的智能互动达到系统稳定的控制，为了使电力行业持续发展，需要考虑电力生产、消耗和消费的科学优化，从而使电力更好地服务人群。

在智能变电站中，智能电网的建设是必不可少的环节，也是实现智能化变电站必须通过的，就是将一次、二次设备无缝连接，实现设备的数字化。在电力的大力发展下，二次设备已经全部采用了数字化技术，仅仅需要软件升级和接口转换就能达到智能变电站的要求。但是传统的一次设备所面临的问题很大，实现设备模拟信号的数字化是很难的，解决一次设备的问题是变电站智能的一个重要问题。

在智能电网建立的初期，研究的对象主要是电气一次设备智能化，它作为电网智能化的物理基础，也是二次设备的连接设备，是电力行业关注的重要问题。为了提高整个网络系统的智能化，使各个系统更加稳定和可靠，需要实现一次设备遥信、遥测和遥控等设备间的信息互动。

1 一次设备智能化的现状

在变电站中，电气一次设备一般是通过变压器、互感器、可控电抗器和开关设备等组成的。为了实现电气一次设备的智能化，往往可以从两方面来实现，一方面是让传统的电气设备安装智能化终端，改造它的一些零件实现智能化；另一方面是增加智能化模块，通过数据采集、在线监测和故障判断等来实现变电站智能化。

1.1 电力变压器的智能化

在电力系统中，电力的可靠性是保障人们生活和用电的关键，而变压器是其中一个重要的设备，它的功能应用在法、供和用等方面，所以，在电网中它的地位极其

关键。

变压器的智能化是组成电气一次设备智能化的关键，在智能电网之前，许多企业、学者为了适合当前社会的发展和便捷，改造了传统的变压器，从而使产品更加智

能化。

1.1.1 传统变压器的智能化。为了实现电力变压器智能化，需要在变压器输入、输出线圈电路中分别串联智能保险丝，并在变压器电路的输入端并联一组电路，并联的电路是由电阻和发光二极管串联成的。为了避免电路中因出现过流、过温及雷电干扰等因素而引发供电系统和变压器烧坏的问题，需要在电路中安装智能型保险丝，从而起到保护电路的作用。在电路中，智能型保险丝往往只是在电路出问题时才会起保护作用，当电路正常工作的时候，智能型保险丝能够通过智能的控制从故障电路自动复原，连接电路。

在智能型变压器的基础上，可以通过远程来控制电路。通过设置智能控制箱、配置有锁控开关、设置电流互感器、交流接触器、显示器等设备，实现接口与电子式电能表对接，可通过遥控的方式是实现远程通讯和控制。

为了应付更加恶劣的环境，往往在变压器中安装了避雷器、熔断器、断路器等一些保护电路的设备的基本结构，这些结构可以增强保护电路和设备的能力。智能型变压器是由油浸入变压器配置断路器、智能化终端控制器组成，这种智能变压器有检测和调度的功能；这种变压器的智能化终端能够对电路进行安全检测和安全控制，使电网的安全性和稳定性更高。

1.1.2 电力电子变压器。随着社会的发展，电力行业中设备的不断革新，电力电子变压器作为一种新型电力变压器，随着大功率电子元件及控制技术而得到了大力的发展。它是将电力电子技术和高频电能转换技术相融的电子设备，从电压、频率、幅值、相位等转换为适合它电能特征的电子设备。

在应用电力电子变压器后，可将AC/AC、AC/AD/AC之间进行转换，能够使用直流电压，实现能量的转换和控制；根据它的功能，可以进行自我监控、自我保护、无功补偿等，不必添加额外的设备。由于电力电子器件的体积小、质量轻等特点，在航天、航空等领域应用相当广泛；而且在智能电网中，分布式电源系统不断的增加，使电力电子器件能够灵活地分布在这个系统中。因此，作为新型的变压器，电力电子将得到更大的发展。

1.2 互感器的智能化

作为变电站中一个重要的部分，互感器的功能体现在以下3个方面：安全、准确测量和自我诊断。根据国际电工委员会制定的标准，电子式互感器由所有的光电式互感器和其他使用电子设备的互感器组成。

电力系统光学电流互感器使用的是零和式光学电流传感技术，它的功能具有精度高、保护输出优质、绝缘性强和电磁兼容性高的特点，由于能够入网使用，所以可以进一步大量地应用在电网系统中。激光供电型110kV光电电流互感器采用了信号转化技术，运用光纤传输，所以，它具有绝缘性高、受电磁干扰小、测量频带宽、范围广等优点，在电力系统智能化建设中很有大的发展潜力和实用

价值。

1.3 可控电抗器

可控电抗器电网系统中关键的电气一次设备，它能够承受超高压以及以上电压的传输，在一些功能上有不可代替的作用，比如电网输电能力、电压质量、无功缺额补偿、系统稳定等。因为它融合了现代电力电子技术和控制技术，可对电抗器参数进行调节和控制。

1.4 开关设备智能化

1.4.1 智能断路器。高压断路器是电气设备智能化的基础设备，其功能是控制电力系统安全运行和保护设备。断路器智能化需要结合最近的传感技术、微电子技术和信息技术，才能让系统的可控操动达到最好的效果。和传统的断路器相比，智能断路器集合了计算机系统和传感装置，在功能上能够进行智能化控制、状态监测和诊断功

能等。

随着真空技术、新工艺、新材料和新操动技术的发展，使得真空断路器的容量越来越大，电压也相对较低，体积也较小，智能化程度也越来越大。

1.4.2 智能开关组合设备。智能组合开关是智能控制中的关键设备，它综合了断路器、隔离开关、地接开关、互感器、避雷器、母线和出线终端等，将新型传感技术、微电子技术和电力电子技术等技术相结合，从而达到智能化控制。为了更好地在电网中应用智能化，需要对智能组合开关提供数字化的平台，从而能够自我参数检测、就地综合评估和实时状态报告等。

在国内，组合开关在二次回路中的集成化程度不是很高，智能化终端和开关的应用上不够完善，所以新型的开关将取代原有的设备，例如河南公司开发的智能型高压开关，能够把多种设备整合为一体，更好地控制电网电路

系统。

2 一次设备智能化问题

2.1 技术的制约

在电气设备智能化发展过程中，往往关键的技术没有得到解决，导致了智能化的程度达不到理想状态。例如传感技术、微机技术、设备诊断技术等，大量的技术问题一直阻碍了电气智能化的发展。

2.2 不等寿命问题

由于电气一次设备智能化中高压电气设备的寿命高于电子设备的寿命，使得一次设备的价格较高，使用的年限不长，需要从材料和技术上得到改变，才能提高和大力推广智能化电气一次设备。

2.3 智能化系统自身问题

在电力工程中，电气一次设备智能化系统也是有一定问题的，例如断路器的跳闸方式、高压侧电源供电等，都是需要时间来验证的，所以，在一些外界环境的影响下，需要采用一些可抗干扰的设备。

3 电气一次设备智能化发展方向

随着社会的快速发展，变电站一次设备智能化是必然的结果，在智能化进展的同时，需要解决一些技术上的问题，也要考虑其材料的寿命、使用价值、工作性能的方面，从而更好地提高一次设备的智能化。

参考文献

[1] 宋友文.智能变电站一次设备智能化技术探讨[J].中国电力教育，2012，（2）.

[2] 王韬.变电站一次设备智能化概述[J].科技风，2012，（22）.

[3] 杨丽徙，曾新梅，刘蓉.变电站电气一次设备智能化问题的研究综述[J].高压电器，2012，（9）.

[4] 袁有祥.变电站电气一次设计的问题及对策探究[J].科技创业家，2012，（24）.

企业设备维修备件管理综述 篇5

关键词：备件管理,技术,计划,采购,资金占用

一、概述

1. 备件定义

在设备维修工作中, 为缩短修理的停歇时间, 根据设备运行特点与零件失效规律, 以及零件的设计使用寿命, 对容易损坏的零件在故障发生前按一定数量进行储备, 这部分用于维修而储备的零件称备件。

2. 备件管理内涵

为了满足设备维修需要、保证生产正常进行和提高企业经营效益, 而从事的对设备构成零件的统计与分析, 确定需要储备、生产零件的种类、数量, 制定备件自制加工、外购订货和储备供应工作计划和规章制度, 以及对备件占用资金的统计分析与经济效益核算等一系列活动的总称。

二、备件的技术管理

实施备件管理所进行的各项技术工作和采用的技术措施, 可以包括以下7个方面。

1. 收集、整理备件相关的资料与数据

(1) 汇总生产厂家供应的技术文件与图纸, 购置“通用设备备件手册”。对于进口设备要及时翻译包括备件图纸在内的各种资料。凡备件图纸不齐全的, 要利用设备解体检修的机会进行测绘, 核定相关尺寸、精度等技术数据。

(2) 建立备件管理的数据库。要对设备典型故障失效 (断裂、磨损、变形、腐蚀、老化等) 与备件更换情况进行分析、记录, 包括失效原因、更换频率及所采取的应对措施。

2. 对备件实行分类管理

根据各种零件在设备运行中的作用和失效速度以及零件采购的途径与价值, 将备件采购与储备品种范围进行分类界定。常用分类方法即ABC分类法。

所谓ABC分类法, 来源于意大利社会学家巴累特对社会财富占有的分析, 即10%左右的富人拥有社会财富的60%左右;相反, 60%的穷人只占有10%左右。后人将这个概略分析应用在诸多领域, 即比较重要的事物仅占少数 (即A类) , 不重要的事物反而较多 (即C类) , 居中的也比较多 (即B类) 。

传统的备件与分类界定, A类备件系指结构复杂、价值高的重要备件, 应优先保证储备, 约占备件总数10%~20%;C类备件系指价值低、易采购的普通备件, 约占备件总数的50%~60%;其余为B类备件。这种判定分类有一定的道理, 但也并非十分准确。例如, 有些零件结构不太复杂、价值也不高, 但在设备运行中更换频繁且采购不方便, 对这种备件也应优先储备。对此, 确定A类备件的条件应是: (1) 设备出现故障时, 更换率较高的零件; (2) 备件加工或采购比较困难的零件。

3. 认真履行备件质量验收

外购备件到货后, 要对其质量进行仔细检验, 包括零件尺寸、精度、表面粗糙度、硬度和外观等。有一个事例:由全国著名铣床生产厂购买一批工作台快速进给的凸形离合器, 在维修时发现, 更换后的离合器其使用寿命不超过3天, 连续更换多次后引起注意。后经检测发现, 该零件 (低碳合金钢材料) 表层未经渗碳, 所以在淬火后其硬度仍然很低, 当然不耐冲击。

除此, 还要对备件库存制定保养技术要求, 采取防止磕伤、锈蚀和变形的技术措施。

4. 制定备件自制或修复的加工工艺

凡有加工制造备件的企业要根据设计图纸的技术要求, 制定从选材下料到热处理的全套加工工艺, 还要配置所需的设备、工装和工具。

对修理更换下来的零件, 应进行技术鉴定, 判别它有无修复可能性, 并进行成本核算。对有修复价值的零件, 应选用成熟、可靠的修复技术 (如低温补焊、激光熔覆、纳米电刷镀、热喷涂、粘涂与粘接等) , 修复再用。这种旧件修复的“绿色维修”, 在经济性和节能减排方面都是可行的, 也是国家倡导的循环经济的重要组成部分。据权威资料介绍:再制造零件比新零件加工, 节材70%, 节能60%, 降低生产成本50%, 并明显减少对环境的污染。

零件再制造的显著效益, 吸引越来越多的企业积极开展这项工作, 收效突出。例如, 邯郸钢铁公司从2008年就推进这项工作, 年节约备件采购资金4000万元。

5. 积极推行备件标准化和通用化工作

由于企业配置的各种设备来自国内外四面八方, 各制造厂设计和加工的零件并非通用的标准形式, 甚至有的厂家将标准件设计成非标形式。这就给用户的检修带来极大不便。为了改变这种局面, 企业设备部门应在检修过程中, 组织技术人员逐步修改结构设计, 使相似规格的备件归向统一, 实现标准化和互换性, 减少备件品种, 便于采购与管理。

6. 加强设备日常维护与技术改造

(1) 众多设备故障, 如磨损、断裂等, 都是由于清洁、润滑、检查和调整等维护工作不到位造成的。为此, 管理部门要制定有针对性的设备维护规程, 详细规定不同类型设备的不同部位应做好哪些维护工作。维护工作要有计划、有记录、有分析和对发现问题的处理措施。这样可以大幅降低设备故障和备件消耗。

(2) 有些设备受设计、制造年代的局限, 结构不尽合理, 零件制造时选用的材料与生产工艺相对落后。所以, 设备使用若干年后弊端显露、故障多发、维修频繁, 自然就会耗用较多维修资源。针对这种情况, 企业应对老旧设备实施技术改造和选用质量上乘的备件, 以延长设备无故障运行周期。例如, 使用可编程控制器改造旧式设备电气控制系统, 能使故障率下降90%以上。

7. 普及计算机信息管理系统

备件管理作为设备管理的一部分, 应统筹规划、逐步实施, 建立起信息管理系统。对设备的各种备件和图纸、资料进行编码, 输入计算机。结合企业实际水平, 选择和编制适用的机型与软件, 实现备件分类与储备定额、储量与定货的动态管理, 以及资料、图纸检索、查阅的网络化管理等目标, 提高备件管理工作效率。

三、备件的计划供应与库存管理

1. 制定备件的储备定额

为了保证维修备件供应和尽量减少储备资金占用, 企业维修备件的储备应做到合理、合格。为此, 要定期核定各种备件的储备定额。其计算公式为:

式中D———备件储备量, 件

M———单位时间备件消耗量, 件/年·月

T———备件供货周期, 年·月

k———储备系数, k=1.0~1.5

公式中的M根据实际情况定期分析、调整;k根据订货供应难易程度确定。

2. 制订供应计划

依据备件储备定额和备件库存量, 及时制订备件加工计划或备件采购计划。计划经批准后立即实施并跟踪进度, 确保备件合理库存量。

3. 选择服务良好的供应商

现时设备备件供应总体是充足的, 但供应商的服务水平却参差不齐, 企业对此应通过比较进行选择。条件是: (1) 供应备件质量合格、稳定; (2) 价格公平合理; (3) 交货期准时; (4) 供应渠道畅通; (5) 交易中出现问题能负责解决。

订购备件要坚持签订规范的合同。对于可信的供应商应保持稳定的交易关系, 互信互利。对于大批量通用备件采购或初次采购价值高的备件, 可以试行招标采购, 择优而定。

4. 进口设备备件采购注意事项

采购进口备件相对复杂。为了减少交易风险、保证备件质量, 应处理好3方面工作。

(1) 为保证备件供应的可靠、稳定以及良好的后续服务, 选择进口备件供应商应考虑以下顺序: (1) 进口设备原制造厂或直属专营供应机构; (2) 进口设备制造厂在中国的分公司或备件经销部门; (3) 进口设备制造厂在中国的授权代理经销商; (4) 一般进口备件经销公司。

(2) 订购进口备件时, 要提出准确的采购要素, 包括进口设备订货合同号或生产厂家出厂序列号 (它是制造厂产品编号的唯一代号, 通过查询可知设备名称、规格和各种技术参数, 以及生产日期等信息) 、备件名称与件号、安装位置和订购数量等。

(3) 采购进口备件的付款、结算方式。首先核实、分析供货方资质、信誉与合作态度, 以及合同标的和发货、到货地点与运输方式等项目。对于金额较大的合同应规避风险, 一般采用信用证结算方式。这种方式是交易完成后由双方开户银行划拨, 风险小;同时这种方式可以减少操作成本和管理成本。为了减少企业资金占用, 应尽量在供方发货前夕开具信用证。此外, 在付款时应扣留10%保质抵押金, 在到货验收后支付。

对于金额较少的合同, 一般以现汇方式结算, 但尽量争取到货后付款。

5. 制定规范的备件库存管理制度

备件库存管理不仅对设备维修有保障作用, 而且备件占用资金还是企业资产的一部分, 应认真管理。

(1) 各种备件入库均应履行检验、清点、登记、建账、核资等手续。同时, 领用备件也要办理出库手续, 包括使用申请、批准、登记、记账、核资等项。

(2) 备件仓库要有专人保管, 除办理日常入出库手续外, 还要做好备件维护 (防尘、防腐蚀、防磕碰、防变形、防老化等) 工作和定期清点工作, 以及失效、淘汰备件的处理, 做到账、卡、物相符。

6. 借用供应商的资金, 采用新的库存方式

为了减少企业备件资金占用, 要利用备件市场供应过剩的局面, 要求供应商实行优惠供货及结算方式, 其中之一即VMI (Vendor Managed Inventory) , 称之为供应商管理库存方式。首先, 经双方协议供应商提供一定数量的常用备件, 存放在企业的备件库中, 暂不收费;待企业设备维修领用备件时, 再办理出库、记账、付款等手续。再进一步, 供应商不仅负责加工、运输、保管备件, 还延伸掌握企业制定的设备维修计划和生产任务调整等业务情况, 更主动安排备件供应。目前, 一些企业实行的JIT和寄售制等交易方式, 均包括在VMI范畴之中。

新的备件仓储形式对供需双方都很有利。供方虽然占用了资金, 但获得了稳定的备件销售渠道和销售利润;需方不仅有备件供应保证, 更主要是大大减少备件资金占用。例如, 沙钢集团淮钢特钢公司每年备件消耗量相当大, 2007年仅制动器和焊条两项, 全年采购金额就达到100余万元, 库存占用资金30余万元。2008年实行代管式赊购办法后, 虽然备件采购量比上一年增加了, 但库存占用资金始终为零。

四、备件的经济管理与常用的考核指标

1. 提高备件管理的经济性

企业提高备件管理经济性的基本原则, 就是在保证设备正常运转时, 减少备件消耗和资金占用。

(1) 动态核定备件资金。通常的做法是, 根据上年度备件储备金额和备件消耗金额, 核定本年度备件储备金额。在没有原始数据的情况下, 可按企业固定资产设备总原值的1%~2%作为起点。经核定的备件资金, 经厂长批准后, 由企业财务部门予以保证支出, 备件采购部门应合理节约使用。

(2) 鼓励零件修复再用。有条件的企业应在资金、技术和政策各方面给予支持。待备件再制造工作走上正轨, 企业可获得较大收益。

(3) 加强对企业生产部门维修费用的考核。企业产品的成本基本上由4部分组成, 即原材料费、能源费、人工费和固定资产损耗费, 补偿设备资产的维修开支占了较大比重, 而备件费又占3/4左右。多数企业对生产部门因操作不当、维护不及时和疏于检修所导致的设备故障缺乏管理, 特别是没有对维修费支出的考核。这是设备经济管理的一大漏洞。

(4) 多渠道、多方式减少备件储备。除VMI方式外, 还可以与城镇相邻企业协作分工储备备件, 可以节省很多资金。例如, 中海油湛江分公司就在南海分布的众多油气田作业区推行维修备件共享库存管理模式, 取得显著效果。分散独立储存备件时, 单个生产平台的备件库存金额, 一般都达到千万元级。实行新的合作储存方式后, 库存金额下降了40%以上, 整个作业区减少备件资金1000万元以上。

2. 备件管理考核指标设置

不同行业企业考核设备备件管理所设置的指标是多种多样的, 具有共性和较实用的有以下5种。

(1) 单位产品产量备件消耗水平。设备运行过程中产生有形磨损和采取补偿措施是正常的。但为了降低生产成本, 应尽量减少备件消耗。所以, 要对各生产部门考核备件消耗水平。

(2) 单位设备资产备件资金占用率。设备越多其备件消耗越多, 不能总量考核。为了体现设备资产经营效益, 应考核单位资产创造的价值和节约的费用。为此, 要考核单位设备资产备件资金占用率。

(3) 备件资金周转期。为了提高备件资金的利用率, 尽量用较少的占用资金满足备件耗用需求。方法之一即缩短订货周期、减少订货件数。对此要考核备件资金周转期, 一般应<1年。

(4) 备件库存滞留系数。由于制订备件采购或加工计划与备件实际耗用情况, 在时间与数量不可能完全同步与相符, 会产生多余备件积压。这会增加资金占用, 形成浪费。为了减少这种现象发生应考核备件库存滞留系数。

(5) 备件采购到货系数。企业设备备件部门按计划向备件供应商订购备件, 但供应商因各种原因延误交货, 可能影响企业设备检修工作顺利进行。为了与供货商交涉, 应对备件到货情况进行统计与计算。

五、备件管理模式的新探索

为了提高维修备件的管理水平, 许多企业都在认真总结经验, 提出新的备件管理思路和方法。

1. 宁波企业备件费用“标准+α”管理模式

宁波宝新不锈钢公司的设备管理工程师, 为了改进备件管理工作, 提出备件费用“标准+α”管理模式, 值得分析、借鉴。

该方案主张: (1) 保证基本的备件费用, 即标准费用, 包括有相对固定周期的零件费用或与产品产量直接相关的消耗备件费用; (2) 尽量压缩随机性备件费用, 即α费用, 包括不可预测更换零件费用和突发采购费用, 例如, 设备事故所更换或修复零件的费用。根据公式:年备件消耗定额=12/备件更换周期×周期更换数量×备件采购单价, 计算出年消耗定额, 并依此执行。

为了达到上述控制管理目的, 要做好细致、准确的统计、核算与分析工作:

(1) 根据年 (季) 度各单位备件领用清单, 汇总出主要领用备件的数量、时间、用途等项目, 计算出备件消耗费用额。

(2) 把统计结果与上年 (季) 度的数据进行对比, 分析增减变化的原因, 重新核定合理的费用支出定额, 作为计算标准费用的依据。

(3) 重点分析非正常耗用备件的领用情况:费用构成、原因、时间, 以及所占备件费的比重等, 并提出针对性措施, 尽可能防止这类费用的支出。

2. 江西企业备件“精益化管理”模式

江铃汽车底盘公司从2000年开始推行“精益生产管理”经营方式, 加强对设备维修与备件采购的控制, 取得很好的效果。

(1) 制定备件精益化管理的目标。其目标是:实现设备无 (少) 意外故障, 实现故障排除无等待, 实现备件库存无 (少) 积压, 实现备件占用资金最低化。

(2) 推行备件精益化管理措施。 (1) 从选型开始, 保证设备高可靠性, 降低运行故障发生, 减少备件消耗;同时在选购时, 尽量减少机型种类, 扩大备件的通用性, 降低备件储备品种; (2) 加强设备使用过程中对设备的维护与检查, 采取以诊断技术为主的预防性措施, 及时发现与排除隐患, 防止引发设备故障; (3) 实行ABC分类管理, 合理储备备件。对关键的A类备件, 优先保证储备。包括运转中容易磨损和疲劳损坏的零件, 如高速运转的小模数齿轮, 运动中受冲击的曲柄、连杆机构等。保证设备加工精度的重要零件, 如机床主轴、高精度齿轮和丝杠副、采购周期长的进口设备常用备件等。对于不易损坏和采购方便的C类备件, 则可以不储备。包括新购置的正规设备, 一般在3~5年不会发生正常的运行故障, 可以不存或少存关键备件;对有周期性故障的设备, 平时不存备件, 在临近检修期再准备备件;凡有多台相同型号的设备, 发生故障后不致对生产造成影响的, 可以通过调度生产任务, 然后边解体边准备备件进行修理; (4) 注重对维修工、操作工的培训, 保证正常使用、及时维护, 提高检修质量与效率, 减少故障发生的可能性。

江铃汽车底盘公司坚持10年的实践, 在备件管理方面成效突出。全公司设备型号减少了近1/3, 相同型号的设备基本上是同一厂家的产品, 备件储备品种减少了1/2以上。同时, 备件库存资金由原来占设备资产总值的3%, 下降到1%以下。

六、结论

设备维修备件管理虽是设备工作系统的一个分支, 但它对保障生产正常运行和为企业降耗增效有至关重要的作用。同时, 通过大量事例证明, 企业备件管理水平提高仍有很大潜力, 有待进一步研究与实践。要始终明确备件管理必须坚持的两个要点, 即保证设备维修的需要和尽可能节约费用的支出, 并上升为设备运行的可靠性与设备管理的经济性。

参考文献

[1] 赵风多.ABC分类法在备件管理中的应用[J].设备管理与维修, 2009 (6)

[2] 王克生.加强备件管理, 实现高效低耗运行[J].设备管理与维修, 2009 (10)

[3] 赵开尧.谈备件费用的"标准+α"管理[J].设备管理与维修, 2010 (4)

[4] 陈欣, 傅建林.浅谈企业备件管理[J].中国设备工程, 2011 (3)

[5] 李河水, 林绢华.基于精益生产模式下备件储备定额的确定[J].设备管理与维修, 2011 (4)

[6] 白丽霞.进口备品备件采购初探[J].设备管理与维修, 2012 (4)

内高压成形原理及设备综述 篇6

1 成形原理和工艺过程

内高压成形是一种以管材为坯料, 以液体为传压介质, 利用内高压使管坯变形成为具有三维形状零件的现代塑性加工技术。对于轴线为曲线的零件, 先在数控弯管机上把管坯弯曲到要求的形状, 经过预成形后再放到模具内加压成形, 这种工艺适用于制造沿构件轴线具有不同截面形状的空心构件, 截面形状可以为圆形、矩形或异型截面[2、3]。

其中, 内高压成形的工艺步骤如下:将直管坯 (或预弯后的管坯) 放入下模型腔内。轴向冲头推进, 在管坯两端形成密封, 主机滑块下行, 上、下模闭合, 形成封闭空间。

快速注入液体介质。按照预先设定的加载曲线, 进行内压、轴向推力的复合加载, 管坯外表面与模具型腔内壁逐渐贴合。在零件成形后, 还可借助于模具内部的辅助油缸, 完成液压冲孔、开槽等后续加工工序。

液体介质卸载, 轴向冲头回程, 液压机滑块上行, 回收液体介质, 取出成形后的零件。

内高压成形涉及到塑性加工理论、材料成形性能、超高压技术、模具、计算机数值模拟、数控技术等众多领域, 影响因素多, 技术难度大, 工艺性强, 要求具有丰富的经验积累[4]。

2 成形优点

与传统的冲压焊接工艺相比, 由于内高压成形工艺是以管状坯料为加工对象, 以液体为主要传动介质, 因此具有许多突出的优点[1]:

节省原材料, 提高材料利用率, 减轻零件重量。内高压成形工艺所使用的坯料为空心坯料, 在保证零件满足使用要求的情况下, 空心坯料较实心坯料可减轻零件重量40%~70%, 材料利用率提高30%~50%。与冲压焊接的组合件相比, 汽车上用内高压成形的空心结构件重量可减少20%~30%。

加工零件强度高, 刚度好。内高压成形工艺属冷加工工艺, 通过变形过程中的加工硬化可以在很大程度上提高零件强度和刚度, 因此特别适合生产汽车及航空航天等领域中的承载结构件。

加工道次少, 产品精度高。由于内高压成形工艺对复杂零件可以一次成形, 且成形件的原始坯料具有良好的整体性, 加工过程为有模成形, 因此大部分内高压成形零件不需要后续组装焊, 或在很大程度上减少了后续组装焊接量, 从而降低甚至消除了焊接变形及弹复对零件精度的影响。

模具数量少, 生产成本低。相对于传统冲压件生产工艺, 内高压成形工艺基本属于一次成形, 极大地减少了生产用模具的数量。而且, 由于内高压成形工艺所使用坯料的几何相似性, 大型零件的模具往往可以作为小型零件的模架使用, 这也在很大程度上降低了生产成本。

3 应用范围

内高压成形适用于制造汽车行业、航空航天、军事、船舶的沿构件轴线变化的圆形、矩形或异型截面的空心构件, 如汽车的排气系统异型管件、非圆截面空心框架如副车架、仪表支架、车身框架和空心轴类件、复杂管件等。

3.1 汽车工业

主要是利用内高压一次成形可以减少后继焊接量、增加零件整体性、以及加工硬化, 可以提高零件强度和刚度的特点, 生产支撑件和传输动力用结构件。目前, 应用最广泛的是汽车领域中的各种车架结构和传动轴, 主要包括纵梁、副车架顶盖支撑、仪表板托架、后桥支架、散热器支架、排气集管、挡风玻璃支架、挡风玻璃隔离条、整车构架、座椅构架、减震架等。

3.2 航空航天工业

用内高压成形生产的飞机上的轻体结构件有结构空心框架、发动机上中空轴类件、进排气系统异型管和复杂管接件等。

3.3 其他应用

除了用内高压成形技术生产汽车和飞机使用的各种轻体件外, 还可以生产各种军用及民用异型管件。以最初生产三通管为主, 到目前已经推广到各种航空、船舶运输等领域的排气管、输油管及特种管, 以及民用的厨房卫生用品。

4 成形设备

一条专业的内高压件生产线应配置的基本设备有:割管机、弯管机、清洗机、内高压成形机、外围设备 (如激光切割机、焊机等) 、自动化装置等。其中, 最重要的设备是内高压成形机, 其作用是提供合模力、管端轴向推力、高压液体介质等, 并按照设定的曲线控制内压和轴向推力。内高压成形机的主要组成及功能如下[2、4]:

4.1 主机

主机的作用是提供模具和轴向推力油缸的安装空间, 以及内高压成形时所需的合模力。最大合模力是影响设备加工能力与结构的主要参数, 应根据最大内压和零件的投影面积等因素确定。

从结构上看, 主机类似于普通的液压机, 一般采用四柱式和框架式两种结构, 但滑块行程要比普通液压机要短些。鉴于内高压成形需要较大的合模力, 而且零件的几何尺寸较大, 为了保证设备刚度, 主机机身多采用组合预紧式框架结构。四面开挡, 以方便模具的安装和操作机械的接近。

4.2 轴向推力油缸

轴向推力油缸的作用是提供轴向推力, 产生轴向行程, 在管材成形时起到补料的作用。轴向推力油缸的数量、位置、推力、行程等参数应根据零件材料及形状尺寸、模具结构、成形工艺要求等因素确定。安装形式多采用水平布置, 也可安装在机身立柱上或直接安装在模具、模架上等。轴向推力油缸应具有一定的通用性, 适合多品种生产的需要。在加工不同规格的管坯时, 应更换相应形状尺寸的压头, 压头同时也起到密封的作用。

4.3 超高压发生装置

超高压发生装置是产生高压的核心部件, 直接影响到加工能力。最大内压力应根据零件的材料、壁厚、形状 (如直径、圆角大小) 等因素确定, 压力范围一般为200MPa~400MPa。

超高压发生装置通常采用单向或往复式增压器。增压器输出液体压力的大小取决于液压泵的输出油压和增压比 (即增压器大、小活塞的截面积之比) 。通常, 液压泵输出油压的范围为10MPa~30MPa, 增压比范围为10~25。增压器输出的超高压液体通过高压管路、轴向推力油缸活塞中的内孔, 与管坯内腔联通。液体工作内压通过超高压传感器进行检测, 并反馈给电气系统进行闭环控制。

4.4 充液系统

与常见的压力机冲压生产相比, 内高压成形的生产节拍慢, 一般仅在3~2/min以上。对于内腔容积较大的零件, 注入液体介质往往会占用较长时间。因此压缩辅助工序时间, 对于提高产量, 降低生产成本具有重要意义。德国SPS公司开发了高速冲液系统, 将冲液箱安装在液压机的顶部, 冲液速度可达15~20L/s。

4.5 电气控制系统

电气控制系统的主要任务是合理控制内压与轴向推力 (或进给) 之间的变化关系, 旨在提高管坯的塑性变形能力。目前, 常见的控制方式有开环控制和闭环控制两种形式, 以闭环控制为发展方向, 内压、行程的控制精度误差最高在1‰以内。

4.6 自动化装置

为了提高生产效率, 增加安全性, 节省人力, 改善劳动环境, 在项目投资额度许可的范围内, 应尽量采用机器人等自动化装置来装备生产线, 实现零件的自动化上下料。

5 结语

减轻结构重量以节约材料和运行中的能量消耗是现代先进制造技术发展的趋势之一。管材内高压成形技术凭借着显著的工艺特点、技术和经济优势近年来发展迅猛, 国外汽车工业中已经从实验阶段步入生产阶段。内高压成形设备的发展趋势是大型化、自动化、柔性化、智能化, 为了促进内高压成形技术在我国工业生产中的广泛应用, 我们还需要解决大吨位、大台面内高压成形机及其超高压系统和控制系统、预成形和内高压成形模具 (包括液压冲孔) 等关键技术。

摘要：管材内高压成形作为一种加工空心轻体构件的先进制造技术, 近年来已发展成为塑性加工领域中的一个热点研究方向。本文综述了内高压成形的工艺原理、特点及典型应用, 介绍了内高压成形设备的基本构成和关键技术。

关键词：管材内高压成形,轻体构件,工艺原理,设备

参考文献

[1]李洪洋, 刘海军, 吕海源等.管材内高压成形国内研究进展及发展趋势[J].中国机械工程, 2006, 10:54-56.

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煤质分析新方法和设备综述 篇7

1 全水

煤的的内在水和外在水之和称为煤的全水分,它代表刚开采出来,或者使用单位刚刚接收到,或即将投入使用的状态下的煤的水分[3]。它影响着煤的使用、运输和储存。

在GB/T 211-2007中规定了测定煤中全水分的方法,包括通氮干燥法(方法A1和方法B1),空气干燥法(方法A2和方法B2)和微波干燥法(方法C)。前两种方法测试周期较长,受外界干扰大,准确率较低,特别不适用于快速测定。而微波干燥法是利用微波加热原理使煤中的水分被加热蒸发,优点是由内向外的干燥。它的测试周期较短,更加适合第三方检测机构进行测试[4]。但是微波干燥法并不适合所有的煤种。随着科技的发展,现已研究了其他方法。

常翠英等[5]采用SDTGA300红外加热水分仪测定了不同煤样中的全水分。该仪器利用电磁辐射传热原理,采用红外加热管直接加热被干燥物,速度快,而且不产生电效应,更加安全。张辉等[6]介绍了光波法测定煤中全水分的方法,比较了光波法和通氮干燥法测定煤中全水分的准确度。在光波法中,光波可以使煤样在较短的时间内快速升温,内外能量同时进行转换,而且受热均匀,从而使水分快速蒸发,煤样得到干燥。研究表明,光波法测定煤中全水分操作简单,测试周期较短,结果准确可靠。

2 工业分析

煤的工业分析是指水分、灰分、挥发分和固定碳4项特性的指标检测的总称[7]。在GB/T 212-2008中规定了煤的工业分析方法,主要是利用恒温干燥箱和马弗炉对水分进行测定。时代在发展,科技在进步,工业分析方法也在日益更新中。

闵凡飞等[8]采用热重技术对多种不同性质的煤进行了工业分析,研究表明,热分析技术的分析结果符合标准方法的测试要求,且有较好的重复性。程伟等[7]研究了试样的不均匀性、坩埚灼烧、试样存放时间和恒温时间设定等对热重法测定煤的工业分析结果的影响,并提出了相应的应对措施。

2.1 水分的测定

GB/T 212-2008中规定的水分测定方法,其干燥时间约为80~130 min。而对于第三方检测机构来说,这段时间较长,需要寻找一种既快速又准确的方法。谭洪波[9]针对西南地区炼焦用煤,研究了快速测定煤中水分的方法。研究表明,干燥时间为20 min时,其结果与国标规定的干燥1 h的结果最大误差为0.04%。该误差在工业分析允许误差范围内。张双全则研究了一种甲苯蒸馏测定水分的方法。该方法依据相似相容原理,将甲苯与水混合形成完全不互溶体系,然后加热至甲苯沸腾。用水分测定管收集气相,经冷凝管冷凝,然后自然分层。甲苯为油相,位于上方。水分为水相,位于下方。由冷凝水的体积便可计算出煤样的水分含量。该法测定时间短,便于操作,测定结果精密度高,重现性好。但由于甲苯是毒性有机溶剂,不适于企业、学校和检测单位等对煤样进行水分的测定[10]。

2.2 灰分的测定

GB/T 212-2008中规定煤中灰分的测定方法如下:将一定质量的煤样放入815℃的马弗炉中,在充足氧气的环境下灼烧,并进行实时的检查性灼烧[11]。该法准确、可靠,但是快速灰化需要1~2 h,缓慢灰化需要3 h左右,耗费时间长。张贵红[12]通过试验和数理分析,对灰分的测定方法进行了改进探讨。结果表明,815℃/60 min/1.0000 g,850℃/45 min/1.0000 g,750℃/45 min/0.5000 g,800℃/45 min/0.5000 g,815℃/45 min/0.5000 g的试验条件下,时间可分别控制在90 min和70 min,较国标上的快速灰化法(2.5 h)缩短了分析时间,提高了工作效率。

2.3 挥发分的测定

挥发分是指煤在规定条件下,隔绝空气加热,并进行水分校正后的挥发物的产率[7]。挥发分的测定十分严格,改变任何试验条件都会给测定结果带来不同程度的影响。加热温度、时间和速度是影响挥发分测定的主要因素[13]。此外马弗炉型号和大小、坩埚的材质和尺寸以及坩埚架的大小和材质都会不同程度地影响测定结果。要准确掌握规定的加热温度,就必须保证马弗炉实际温度与指示温度一致,因此,必须对马弗炉进行定期校正。

3 全硫的测定

在GB/T 214-2007中,测定全硫的方法主要有高温燃烧中和法、库伦滴定法和艾氏卡法[14]。其中库仑滴定法测硫自动化程度较高,操作相对简单,结果比较准确[15],因此用该法测定全硫在煤质检测中应用广泛。

库仑滴定法,是煤样在1150℃的高温炉内,经催化剂WO3的催化,在净化过的空气流中充分燃烧,煤中的硫生成硫氧化物,并被空气流带到电解池中。其中SO2被碘化钾溶液吸收,以电解碘化钾溶液所产生的碘进行滴定,根据电解所消耗的电量可计算出煤中的全硫含量[14]。王颖等[16]采用KZCL-3快速智能测硫仪测定煤中的硫含量,该仪器以库伦滴定法为原理,试验结果表明,库仑滴定法测定周期短,操作简单方便,测定结果精密度和准确度高。

在GB/T 25214-2010《煤中全硫测定红外光谱法》中介绍了红外光谱法。该方法是煤样在1300℃的温度下在氧气中燃烧分解,然后气流通过玻璃棉和高氯酸镁进入红外检测池,SO2由红外检测系统测定。红外光谱测定法精密度和准确度高,测定时间短,适于大批量的样品测试,是一种新兴的快速测硫法。

4 热值的测定

煤的发热量是指单位质量的煤完全燃烧产生的全部热量,是衡量煤质的最重要指标之一[10]。发热量的高低,直接关系到生产的稳定运行及成本。测定发热量所用到的仪器就是量热仪。随着科学技术的不断发展,量热仪型号越来越多,功能越来越强大。例如ZDHW-2002智能量热仪,该仪器由单片机进行控制,可自动点火,温度和时间可从液晶显示屏中查看,测试完成后可自行打印数据,一个煤样的测试周期大概15 min左右,操作起来十分方便快捷,且数据准确可靠。ZDHW-2全自动量热仪,也是由单片机来控制的,此单片机较ZDHW-2002智能量热仪的单片机高级。该仪器在自动点火的基础上实现了自动向筒内充水,自动调节水温的功能,全部智能化,并配有串口打印机,实验结果一目了然,根据需要利用USB接口将数据导出。还有ZDHW-6A微机全自动立式量热仪,ZDHW-8微机双控量热仪,ZDHW-2A全自动立式量热仪,ZDHW-6微机全自动量热仪,还有SDC系列量热仪、SDCAM、SDCM系列量热仪等等。

5 结论

本文对目前国内煤炭常规分析项目包括全水分,工业分析,全硫和发热量的方法,仪器设备进行了归纳、总结。但仍有一些方法由于篇幅问题没有归纳,还需要继续讨论。

摘要：时代在进步,科技在发展。煤质分析中各个项目的检测方法和仪器设备也是层出不穷。煤质分析是判断煤炭质量的客观依据,科研单位和第三方检验机构有必要掌握准确且可靠的检测方法,引进先进设备,来提高煤质分析的准确度和精密度,提高工作效率,降低总成本。本文综述了目前国标中常规煤质分析的方法以及国内研究学者对新方法和新设备的探索,以供参考。

继电保护设备故障快速检测方法综述 篇8

一、经验判断法

长期工作在继电保护工作岗位的技术人员, 由于经常面对各式各样的继电保护故障, 所以凭借经验就可以直接判断出故障原因。如, 变电站中具有两套直流电源系统, 其电压均为220 V, 2套直流电源系统之间无关联, 但是如果出现操作失误, 将其中一套电源的正极与另一套电源的负极相连接, 那么会导致2套电源的电压出现问题, 表现形式为其中一套电源的一端电压为+220 V, 另一端电压为0, 另一套电源一端电压为-220 V, 另一端电压为0。这种现象说明两套电源之间电气连接了。根据经验可知, 该故障出现在断电器机构箱内部的电源连接问题上, 所以首先需要对断电器机构箱内的跳闸回路两极电源进行检查, 看是否由两极电源电流来源于同一直流。

二、电位测量法

通过对二次回路的各个节点之间的电位与电压的变化判断出继电保护系统的故障。对于继电保护电路系统中出现的指示灯突然不亮、开关拒分或拒合、断线、线路无信号和光子牌等故障问题, 采用电位测量法均可以有效解决。

三、替代法

替代法是在继电保护发生故障后, 为了判断故障位置, 将继电保护设备中的相关元器件替换, 通过对电路的检测来确定是否是所替换元器件的故障。采用这一方法查找故障点的第一条件就是确定该元器件出现故障的可能几率较大。通过替代法进行故障查找的方法需要注意以下几点。

1.通常, 采用替代法查找继电保护故障是在继电保护设备内部元器件的应用中, 所以要对继电保护设备内部元器件的芯片、跳线、插件等进行细致的观察和通过嗅觉查找是否有焦味, 通过观察确定故障点。

2.在采用替代法替换元器件时要先保证不影响其他电路的性能, 如果会导致其他元器件因更换元器件而受到损坏的话, 则需要采取相应的保护措施。如, 在更换元器件的时候需要切断电流、电压等。

3.更换的元器件要与被更换的元器件型号相同, 最好出于同一生产厂家, 如果采用不同厂家生产的元器件, 则需要对元器件进行参数的比对, 看是否满足实际需要, 是否会导致其他元器件与其不兼容的问题发生。

四、短接断开法

短接断开法对于检测继电保护系统是否存在线路短接或者线路断裂的问题具有明显作用。短接断开法可以通过短接或者断开电路中的某一段电路的方法进行检测, 如果短接电路后变电站正常工作, 则说明短路所绕过的线路出现问题。通过短路断开的方法可以解决电流回路开路、电气闭锁、刀闸控制等方面的问题。短接的方法常用于闭合电路中线路出现断裂的问题, 断开的方法常用于不闭合电路中的线路闭合问题。笔者以某刀闸电气闭锁装置为例, 其原理如图1所示。

图1中, 线路断路器A, B, C三相位置、测控屏逻辑闭锁、03G–2和03G–1构成了刀闸闭锁回路, 其中BS0和BS1是电源的零线回路, 可以将电路进行短接, 从而找到线路故障的位置。

五、直观检查法

直观检查法就是通过眼睛观察和鼻子闻的方式进行检查。在继电保护设备中, 有些断裂的线路、烧坏的线圈、断开的开关等问题可以直接通过人体的感官发现, 可以直接对这些问题进行修复。如, 在继电保护设备中, 若发现某些易损元器件由于长期运行或由于操作失误受到损坏, 可以直接对其进行更换;当闻到某个位置的元器件有烧焦的味道, 可以直接通过焦味找到烧坏的元器件, 将其进行更换。

六、带负荷检查法

带负荷检查法是对继电保护设备调试的最后一个步骤, 也是检测设备是否正常运行的主要方法。在对继电保护设备进行带负荷检测时需要注意以下几个问题。

1.正确的选择参考对象。如, 对进行相位的参考电压进行测量时, 如果测得A相的母线电压为0, 可以使用电流进行替代。同时, 要确保电压测量的参考点一致。

2.要明确潮流的走向, 如果发现检查的开关无法提供参考问题, 可以通过选择计算其他断路器或者串连开关的潮流之和的方式进行检查。同时, 保证检测的二次电压电流相位的大小与第一次检测的数据一致。

七、结论

基础工程技术发展综述 篇9

【关键词】建筑基础工程；技术

0.前言

在市场经济日益发展的今天，建筑业愈加得到重视。建筑数量和规模不断扩大的同时，对建筑基础工程技术的要求也越发严格，而城市化进程的不断加快、地下空间开发的需求逐渐扩大，又对我国的基础工程技术提出了新的要求。

1.我国基础工程技术的现状与发展

现状：土的工程性质及测试技术，我国对表征土的变形与强度特性的本构模型进行了大量的研究，理论上达到了极高水平，但却未能付诸行动。地基处理技术，我国建筑工程的地基处理就其加固机理不同大体可分为四大类：第一大类是压密固结法，第二大类是加筋体复合地基法，第三大类是换填垫层法，第四大类是浆液加固法。

发展：发达国家基础工程技术的主要特点是注重工效，施工机械趋于大型化、自动化；同时注意环境保护，避免污染；广泛运用电子计算机，实行信息化施工和资料积累，推行反分析的方法，不断提高设计和施工质量。结合我国的基本国情，发展基础工程技术应着重做好以下几项工作：重视土的工程性质以及测试技术的研究；完善现有地基处理技术，开发地基处理的新技术、新工艺；以灌注桩为重点，发展成桩新工艺、新设备，实现配套化、系列化、完整化；适应不同的地质、水文和其他环境条件，完善开发基坑支护技术；研究设计计算理论与方法，把我国的地基基础的设计提高到国际领先水平，争取与西方发达国家并驾齐驱。

2.基础工程施工技术方法

2.1桩基施工技术

桩基础是一种历史十分悠久，在高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，来解决浅基础的承载力不足和易变形的地基问题。桩基础具有承载力强，沉降量小，沉降速率慢的特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力和机器的振动或者是动力作用，目前已被广泛用在房屋地基、桥梁、水利等工程中。桩基施工过程中，在吊桩时，桩与桩架之间应该保持一定的垂直距离，并将其控制在 4m 以内，偏吊距离不超过 2.5m。吊桩过程中，必须缓慢操作，至少在不同方向系上两个或两个以上的缆索，然后再人工稳定桩身。桩身部位应保持清洁，起吊之后，严禁桩下有施工人员。当吊桩和运桩同时进行并且相互发生牵制时，必须终止运桩。插桩过程中，保证桩与龙门架之间无手脚伸入，以确保人员安全。当需要对桩进行矫正时，使用工具的力度适度。打桩时，必须选取和桩型、桩架和桩锤配套的桩帽及衬垫，如果在施工过程中发现已经，应立即更换或修补。在锤击过程中，保证受力均匀，并且方向一致。套送桩施工中，确保送桩、桩锤和桩同心、同轴，拔送桩时，绳扣选择也必须合理，在施工过程中，缓慢用力，并观察桩架、钢丝绳的变化情况。送桩拔出后，应及时回填地面的孔隙。当桩管达到特定的深度，应及时将桩帽及桩锤提升到固定位置，一般高度为4m 以上，并进行加固，然后再对桩管进行检查，最后进行浇筑混凝土等工序的施工。

2.2混凝土施工技术

混凝土，是对由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称。通常我们讲的混凝土是指用水泥作胶凝材料，砂、石作集料，与水按一定的比例配合，经搅拌、成型、养护而得到的水泥混凝土，也称普通混凝土。混凝土结构就是以混凝土为主要材料制作的结构。它主要包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构以及预应力混凝土结构等。混凝土结构工程的质量，从根本上决定并影响着整个建筑工程的质量。混凝土是一种抗拉能力很低的脆性材料，在施工和使用过程中，经常会出现由于材料质量、施工工艺、地基变形、温度和湿度变化以及结构受荷、设计结构等原因造成的建筑工程局部甚至整体的质量问题。总之，积极改进混凝土施工技术，是减少和防止建筑工程出现质量问题、提高建筑工程质量的重要途径。

现如今，我国高层建筑发展异常迅速，在高层建筑施工过程中，大体积混凝土的应用日益广泛。对于高层建筑基础工程来说，大体积混凝土具有面积大、水泥用量多等的特点，当水泥水化后必然会释放出一定水化热，使得大体积混凝土形成温度应力和收缩应力，在一定程度上也会导致混凝土产生表面裂缝和贯穿裂缝，对于整个结构的稳定性有着十分严重的消极影响。因此，在实际的大体积混凝土施工过程中必须加强对施工技术的控制。首先，要降低水泥水化热，可以采用水化热较低的水泥，如矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥或和粉煤灰水泥等。充分结合混凝土的后期强度，从而减少水泥的用量。对于集料的选择，则应采用粒径大而且级配良好的粗集料为宜，并掺加粉煤灰等。施工过程中可适当掺入大石块，但是必须控制石块的体积不超过总体积的20%，并且石块对钢筋的布置不会产生太大的影响。为降低水化热，还可以在混凝土内部预埋冷却水管，从而带走一部分热量，以减少裂缝的产生。在大体积混凝土浇筑后，应注重长期的保温养护，并且必须缓慢降温，否则混凝土内外温差和湿度梯度过大，极易产生裂缝。

2.3钢筋工程施工技术

钢筋工程施工技术在建筑基础施工中发挥着十分重要的作用。首先要对钢筋进行绑扎。钢筋绑扎相关技术的步骤如下：划钢筋位置线、绑底板下层钢筋、基础梁钢筋、底板上层钢筋、墙柱钢筋、再对其他部位钢筋进行绑扎，这个过程中要求有技术人员对相应的施工工序和操作要求对施工人员进行技术交底。钢筋绑扎完后，要对直螺纹接头以及悬臂结构的撑脚进行详细的检查，确保其稳固。对于面板负筋的高度也应给予高度关注，尤其是悬挑部位的钢筋，为防止踩踏后钢筋高度下降，可适当设置钢筋支架和跳板，对于结构上的钢筋，应依据图纸施工，不得随意更改钢筋型号，如果遇到特殊情况，必须更换时，应在各方的全面协调下，签订技术核定单。在某些特定条件下，比如钢筋经过预埋件或者管道等位置时，必须对割断产生妨碍的钢筋，但是为保安全，割断后必须留加强筋。在混凝土浇筑和振捣过程中，必须委派专人对钢筋进行看护，及时纠正混凝土浇筑振捣过程中对钢筋产生的偏移。

此外，我们必须注意到钢筋工程施工技术对气温有明显的要求，尤其是在冬天，更应格外注意：钢筋调直冷拉温度不宜低于-20℃，预应力钢筋张拉温度不宜低于-15℃。当环境温度低于零下20℃时，不宜进行焊接；负温条件下使用的钢筋，施工过程中更应加强管理和检验；钢筋张拉与冷拉设备、仪表和液压工作系统油液应根据环境温度选用，并应在使用温度条件下进行配套校验；当环境温度低于-20℃时，不得对HRB335、HRB400钢筋进行加工；雪天或施焊现场的风速超过三级时，应采取遮蔽措施，焊接后未冷却的接头一定要避免接触到冰雪；焊接参数也应根据当地气温按常温参数进行调整。

3.结语

只有不断的完善建筑基础施工技术，才能为我国人民创造更好的建筑居住环境，才能不断满足在经济高速发展的新形势下对居住、生存环境的新需求。为此，我们应该立足于本国的实际，引进西方先进工程技术，不断努力，积极进取，促使我国的基础工程技术不断发展。

【参考文献】

[1]马胜伟.建筑基础施工中常见的质量问题及控制措施[J].中国新技术新产品，2010.

铁水脱硫机械搅拌设备设计方法综述 篇10

关键词：铁水脱硫,机械搅拌,搅拌桨

硫作为一种有害元素, 不仅对最终钢铁产品的内在质量和机械性能有着显著的不利作用, 而且铁水中较高的硫含量还将增加转炉的冶炼负担和铸坯生产热裂纹的危险。因此, 采用铁水预处理脱硫技术既可大大减轻高炉铁水脱硫的负担, 又可使转炉炼钢甩掉脱硫环节, 减轻转炉脱硅、脱磷任务, 实现少渣或无渣炼钢, 大大改善转炉炼钢的技术经济指标, 对转炉炼钢的意义很大。

目前铁水预处理工艺方法种类繁多, 先后发明了约六类十六种, 但目前主要应用的工艺方法有如下几种。

(1) 机械搅拌法:有代表性的是日本开发的KR法。

(2) 喷吹法:包括顶吹喷粉法和底吹法。目前顶吹喷粉法得到最广泛的应用, 近年发展了更多的工艺流程, 产生了混合喷吹法和复合喷吹法以及分步喷吹法等方法, 该方法在欧洲各大钢厂有着广泛的应用。

(3) 镁系脱硫法:包括单吹颗粒镁工艺和镁基脱硫剂复合喷吹工艺。

实践证明, 这几种工艺技术都能满足钢铁企业铁水深脱硫的要求。几种工艺都能得到铁水终点硫质量分数为0.002%, 甚至更低的水平, 也能满足转炉生产周期的要求。他们之间的优劣都只是相对而言的, 而且所涉及的因素是多方面的。具体选择那种预处理工艺方法, 还要结合钢厂本身的条件及项目的投资等综合因素来考虑。

本文重点介绍的是机械搅拌法中的核心设备-机械搅拌设备的设计。

1 机械搅拌设备的设备设计

作为机械搅拌法的核心设备-机械搅拌设备, 主要有搅拌桨升降装置, 搅拌桨旋转装置, 搅拌桨升降小车, 搅拌桨升降导向框架, 搅拌桨定位夹紧装置, 搅拌桨等组成。

1.1 搅拌桨升降装置

搅拌桨升降装置用来升降搅拌桨升降小车, 它由升降电机, 减速机, 钢丝绳卷扬, 滑轮组及其联接件等设备组成。在卷扬输出的低速轴, 设有编码器, 用于搅拌桨升降时的位置控制和显示。

1.1.1 搅拌桨升降电机功率计算

升降装置在上升的过程中基本的公式是:

(1) 式中:P为升降装置起吊量牵引力 (N) ;ν为升降速度 (m/sec) (搅拌桨升降速度一般为5～7m/min左右, 因为升降速度不快, 升降可以选用变频电机, 也可不选用变频电机) ;η为卷扬机械工作效率, 通常卷扬设备取η=0.6～0.7。

1.1.2 搅拌桨升降电机事故提升

当全厂主电源及备用电源均出现故障时, 在满足相关连锁条件的情况下, 事故提升将搅拌桨由当时所处的搅拌工位提升到安全工位。这样一方面可以避免搅拌桨长期浸在铁水罐中, 烧坏搅拌桨, 另一方面, 将搅拌桨提升出铁水罐中, 可以通过运输车的事故牵引装置将铁水罐运输出搅拌位。事故提升目前主要有两种方式, 一是采用气动事故驱动, 二是采用EPS事故电源。

气动事故驱动主要是采用气源, 如氮气或压缩空气做为驱动能源。该系统主要包括:储气罐、气动控制阀门站 (含仪表及相关电气设备) 、气动马达、配套减速器、机上管线以及外部配管。气动事故驱动系统机械设备繁杂, 占地面积大, 控制调试和实际操作的过程都比较复杂。从维护角度看, 由于气动马达需要进行润滑且能经常动作才可以保证其运行的正常稳定, 因此对于气动事故驱动系统, 需要定期进行试验, 防止气动马达失灵。

采用EPS电源事故驱动机械上具有明显优势, 机械设备完全不需要增加任何设施, 主电机制动器的选型也不受任何影响, 驱动主减速机上的设备布置相对方便简洁, 占用空间少, 控制系统的设计几乎没有增加, 增加的部分只是事故状态下电气硬接线的设计。

近几年新上的KR设备采用EPS作为事故驱动的越来越多, 取决于EPS近几年蓄电池技术的成熟发展。而且在费用上也比较有优势。如果现场设置多套KR升降装置, 那么采用EPS的价格优势就再明显不过了, 一套EPS可以在期望的时间内将所有的设备逐一进行事故提升。

1.1.3 钢丝绳卷扬装置

钢丝绳卷扬装置目前也主要有两种设计形式, 一种是双卷扬装置, 一种是单卷扬装置;具体设计时采用哪种结构形式, 和设备布置空间大小有关, 两种形式都可行并都有应用实例。

1.1.4 钢丝绳的防松检测

在钢丝绳一端固定端设有过载及防松的传感器, 当钢丝绳在牵引设备运行时发生异常情况, 就会通过传感器发出信号, 以保证运行设备的安全。

1.2 搅拌桨旋转装置

搅拌桨旋转装置主要用于产生并输出搅拌桨旋转搅拌所需的动力。采用变频电机作为动力源。旋转电机通过变频装置调节实现无级调速与恒扭矩输出, 带动旋转主轴, 旋转主轴与搅拌桨相联。该装置主要由旋转电机、联轴器、旋转接头 (可通入冷却气体) 、上下轴承、旋转主轴等设备组成。

1.2.1 搅拌桨旋转电机功率计算

搅拌功率计算是正确选定搅拌电机最关键的一步, 搅拌桨的基本受力情况为:在旋转时受到铁水的阻力。其功率的基本计算公式如下:

在 (1) 式中:

NL为搅拌桨理论功率, kW;

T为搅拌桨搅拌时所受的铁水阻力矩, N·m;

ω为搅拌桨旋转角速度, rad/sec。

通过动力学及流体力学的变换, 我们可以得到:

在 (2) 式中:

ρ为铁水密度, t/m3;

nj为搅拌桨计算转速, 转/sec;

d为搅拌桨直径, mm;

KN为功率系数。 (该系数与搅拌桨的外形尺寸, 铁水罐的直径, 铁水罐内铁水的液面温度有密切关系。)

通过以上计算, 可得到搅拌桨所需的理论功率NL。考虑到安全系数、机械效率及搅拌时产生的紊流及附加加速度, 可得出计算功率如下式所列。

在 (4) 式中:

Nj为计算功率, kW;

k为考虑安全系数、搅拌时产生的紊流及附加加速度后的经验系数;

η为机械效率系数, 0.8;

以150tKR为例, 计算搅拌桨旋转电机功率;由计算图表得出理论功率约为2 0 7 k W.

搅拌桨旋转功率计算表 (由Excel表格设计) (如表1) 。

1.2.2 搅拌桨旋转装置旋转接头

由于搅拌桨在工作过程中要通压缩空气进行冷却, 因此在搅拌桨旋转装置上设有软管, 搅拌桨高速旋转时就要设有旋转接头。

1.3 搅拌桨升降小车

该装置用于携带搅拌桨, 实现其升降和支承旋转搅拌驱动、传动装置。由型钢组成方形结构, 坚实牢靠。由安装其上的滑轮组和四组导向轮组成。升降垂直位置定位采用行程开关。小车架下端装有弹簧缓冲装置, 以尽可能减小事故态小车坠落时形成的冲击。

1.4 搅拌桨升降导向框架

该设备主要由轨道、框架、改向滑轮组平台、升降卷扬平台等组成, 是型钢组成框架结构, 框架由下向上穿越各层平台, 为保持框架的结构稳定性, 使其与各层平台相连。4条导轨安放在框架的内部四角, 与导向辊配合, 保证升降小车良好运行。框架上部装有滑轮组, 与升降小车相连的钢绳经此改向并与卷扬装置的卷筒相连。

1.5 搅拌桨定位夹紧装置

目前机械搅拌设备在搅拌过程的夹紧装置目前主要有两种方式, 一种是采用液压缸夹紧装置;另一种是采用弹簧夹紧装置。

液压缸夹紧装置工作原理是在升降小车到达预定位置后, 液压缸推动定位块与导轨接触并压紧, 将扭矩经框架传递到平台上, 以防止搅拌桨旋转时因升降导轨与升降小车之间的间隙而晃动。该装置结构相对复杂, 由4个油缸组成, 分别安装在升降小车框架的上下部。液压缸轴头前部装有定位块。同时机械搅拌装置还需配有一套液压站和液压系统。液压站在使用2～3年后, 容易出现漏油, 尤其搅拌桨的辐射温度比较高, 液压系统在高温区的环境下长期使用, 系统不稳定。

弹簧夹紧装置工作原理是利用了蝶形弹簧具有强力缓冲和减振的功能, 完全是机械式设计, 结构简单。

搅拌桨夹紧装置由固定导向轮和移动导向轮两部分组成。移动导向轮上的弹簧预先设定一个张紧力, 该作用力的方向和搅拌桨旋转的方向反向。也就是当搅拌桨高速旋转时产生的扭矩通过弹簧缓冲力抵消, 这样整个框架导轨就不会晃动。

1.6 搅拌桨

搅拌桨深入到铁水罐中搅动铁水, 使得投入到铁水罐中的物料和铁水充分发生化学反应, 达到脱硫的效果。搅拌桨是金属焊接件, 其搅拌头为4个垂直叶片钢结构呈十字形布置, 外部浇注耐火材料。这种方法机械搅拌作用力是水平面的切线方向。该形式的搅拌桨目前得到广泛的应用。

近几年也有研究采用铁水螺旋式搅拌桨, 它是通过4～6片分布在径向, 并与轴向呈一定夹角的叶片, 转动时不仅给铁水一个径向分力, 还有一个轴向分力, 使铁水包内铁水瞬间就形成一个高速旋转的旋涡, 脱硫剂能与铁水充分混合, 从而达到与铁水充分反应的目的。

2 机械搅拌装置的控制

机械搅拌设备的控制主要是位置控制、间歇控制, 尤其是搅拌桨要求能快速变速、准确停位, 其中包括搅拌桨的长度修正、实际位置的计算、显示和修正。控制位置与准确定位通过现场编码器经PLC控制来实现。控制方式有下列几种:计算机控制;自动控制;手动控制;紧急控制;工艺安全联锁除PLC联锁外, 还应考虑有触点联锁以确保安全传动方式。

计算机管理过程控制要充分利用计算机的优点来实现钢铁厂高效率的生产要求。通过建立好的工艺参数数学模型来实现控制操作;通过数据反馈来实现对数学模型的修正;资料收集用于统计;通过对项目的工艺参数分析, 建立工艺参数的数学模型, 使得电气控制过程得到普遍的应用。

3 结语

本文对铁水预处理KR主体设备进行了介绍, 同时将该设备国内外的最近技术做了推广, 并重点阐述了该套设备的升降电机和旋转电机的功率计算。