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發布時間:2021-08-27 13:19  
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?脆性陶瓷噴嘴材料的沖蝕理論
對脆性陶瓷噴嘴材料沖蝕磨損機理的研究,一般是將彈塑性力學應用到沖蝕破壞過程中,利用顆粒沖擊材料表面后在彈塑性損傷區產生的殘余應力的變化過程來分析各種裂紋的形成和擴展。工業噴嘴的特性主要體現在噴嘴的噴霧類型,即液體離開噴嘴口時形成的形狀以及它的運行性能。沖蝕顆粒作用于脆性陶瓷噴嘴材料,在被沖蝕表面形成壓痕,壓痕周圍產生一定的塑性區。隨沖擊能量的增大,塑性區尺寸也將增大,當達到定值時,首先在應力集中1大的塑性區底部形成圖所示的中央徑向裂紋,隨著沖擊能量的逐漸增大,徑向裂紋逐漸擴展。
壓痕應力場可以分解為彈性應力場和殘余應力場兩部分,彈性應力場隨硬質點載荷的去除而去除,而殘余應力場是由壓痕塑性區與其周圍的彈性區不匹配所造成的。陶瓷的傳統概念是指所有以粘土等無機非金屬礦物為原料的人工工業產品。在殘余應力場的作用下,質點載荷的去除過程中在壓痕周圍形成輻射狀的橫向裂紋。卸載過程中產生橫向裂紋主要是因為原來的壓應力場轉換為張應力場,形成橫向裂紋是材料表面碎裂和導致脆性材料沖蝕發生的主要原因。
B4C/(w,Ti)C陶瓷噴嘴沖蝕過程中的應力分析
合適的噴嘴形狀,對提高陶瓷噴嘴壽命和噴效率至關重要。本研究對不同入口錐角的陶瓷噴嘴進行了應力有限元分析,對于B4C 、B4C/(W,Ti)C和Al2O3/(W,Ti)C 陶瓷噴嘴而言,有限元應力分析的方法是一致的, 包括網格劃分、邊界條件的設定。通過分析發現,三種陶瓷噴嘴的應力分布圖(包括1大和1小應力出現的區域 )基本一致。因此, 下面僅以三種不同入口錐角的B4C/(W,Ti)C陶瓷噴嘴為例進行詳細介紹,分別為圓柱形直孔噴嘴、15°入口錐角噴嘴和 30°人口錐角噴嘴。能始終保持其結構的完整性,故在施焊過程中,可確保二氧化碳氣流均勻穩定,使焊接電弧和熔池處于層流的保護氣氛中,免受空氣侵襲干擾。
由于棕剛玉磨料硬度低,當其沖擊噴嘴表面時,自身破損嚴重,傳遞能量和引起表面應力集中的能力較差,破碎后的顆粒不斷累積,才能形成一個足夠大的斷裂應力,擴展成一個裂紋,使材料剝落造成磨損。而SiC磨料對陶瓷噴嘴的沖蝕屬于硬顆粒沖蝕,噴嘴處在低沖蝕角沖蝕狀態,硬顆粒對噴嘴材料表面沖擊的同時伴有微切削作用,且硬顆粒不易破碎,因此噴嘴沖蝕磨損率高。電廠脫硫噴嘴噴嘴有很多不同性質、不同功能,不同工作方式的,在不同的行業不同的用途中都會有比較合適的噴嘴。