火力发电工程材料失效与控制

第1章绪论

11火力发电概述001

12火力发电设备材料特点003

121火力发电设备材料要求003

122火力发电设备主要材料类型004

13火力发电设备腐蚀特点005

131热力设备腐蚀特点006

132热力设备腐蚀影响因素006

133热力设备腐蚀分类方法007

14火力发电厂腐蚀控制重要性012

参考文献013

第2章锅炉系统材料与失效预防

21水冷壁管014

211水冷壁管的结构与用材014

212锅炉水冷壁管的腐蚀及预防措施018

213锅炉水冷壁的磨损022

214锅炉水冷壁管裂纹分析案例026

参考文献030

22省煤器031

221省煤器的结构与材料031

222省煤器的磨损037

223省煤器内腐蚀及防护040

224省煤器外腐蚀及防护042

225省煤器积灰现象046

226省煤器内的水击现象047

参考文献048

23过热器和再热器050

231过热器与再热器的作用050

232过热器与再热器的工作特性050

233过热器与再热器的常用钢材051

234过热器与再热器的结构052

235热偏差059

236过热器、再热器的高温积灰064

237过热器、再热器的超温与破坏065

238管子外部的磨蚀或侵蚀067

参考文献068

第3章汽轮机与发电机系统材料与失效预防

31汽轮机用材料069

32汽轮机零部件失效077

321汽轮机叶片失效078

322汽轮机叶轮失效084

323汽轮机转子失效085

324汽轮机螺栓失效087

33发电机零部件失效089

331汽轮发电机常见的故障形式089

332发电机零件的常见失效形式090

34结束语092

参考文献092

第4章凝汽器与其它辅机系统材料及失效预防

41凝汽器结构及防护概述094

411凝汽器的作用094

412凝汽器分类及组成095

413凝汽器冷却管的常用材料098

414凝汽器防护的重要性100

参考文献100

42铜合金管凝汽器101

421铜合金管凝汽器的发展历史101

422电厂凝汽器铜管失效的分析103

423凝汽器的运行维护保养106

参考文献110

43不锈钢管凝汽器111

431凝汽器不锈钢管的应用历程111

432铜管与不锈钢管技术经济性能比较112

433凝汽器用不锈钢管特征115

434不锈钢的点蚀及影响因素120

435不锈钢的微生物腐蚀123

436凝汽器不锈钢管使用中的其它问题131

437不锈钢凝汽器管的维护与管理132

参考文献137

44钛管凝汽器139

441海水冷却凝汽器冷却管选材分析139

442钛及其合金的耐蚀性特点141

443钛管凝汽器泄漏问题144

444钛管凝汽器失效实例151

445钛管凝汽器失效控制154

参考文献156

45凝结水系统156

451凝结水系统作用及特点156

452二氧化碳（CO2）腐蚀与控制158

453溶解氧的腐蚀与控制161

参考文献163

46疏水系统163

461疏水系统作用及特点163

462疏水系统腐蚀及控制164

参考文献165

第5章烟气净化系统材料与失效预防

5.1火电烟气净化概述166

5.2烟气脱硫主系统168

5.2.1烟气脱硫技术发展168

5.2.2湿式石灰石石膏法FGD工艺170

5.2.3FGD工艺过程腐蚀因素174

5.2.4FGD工艺过程的耐腐蚀材料177

5.2.5耐蚀非金属材料衬里188

5.3烟囱腐蚀控制195

5.3.1火电厂烟囱腐蚀现状195

532火电厂烟囱防腐蚀197

参考文献200

第6章其它辅助系统材料与失效预防

6.1输煤系统201

6.1.1输送机201

6.1.2环锤式碎煤机203

6.1.3输煤系统堵塞原因分析及对策204

6.1.4黏结堵煤的机理及治理对策205

6.1.5静力拱煤堵煤的机理206

6.1.6输煤系统的粉尘污染206

6.2火电厂建筑钢结构207

6.2.1钢结构腐蚀原因分析207

6.2.2钢结构的防腐措施208

6.2.3钢结构腐蚀防护的注意事项210

6.3火电厂混凝土冷却塔211

6.3.1钢筋混凝土的腐蚀机理211

6.3.2混凝土冷却塔的腐蚀原因214

6.3.3混凝土冷却塔的防护措施215

参考文献218

第7章热力设备结垢与清洗

7.1锅炉结垢与清洗219

7.1.1锅炉水垢的形成219

7.1.2锅炉水垢的垢型分类220

7.1.3水垢的危害221

7.1.4电厂锅炉化学清洗发展历程222

7.1.5清洗方法及范例223

7.1.6清洗工艺的设计226

7.1.7清洗系统的安装和组织分工228

7.1.8清洗步骤229

7.1.9清洗中腐蚀速率的监测和清洗质量评定230

7.1.10清洗废液的处理232

7.1.11清洗过程中的安全与防护237

参考文献238

7.2凝汽器结垢与清洗239

7.2.1凝汽器的清洗流程239

7.1.2凝汽器的清洗方法240

7.2.3清洗案例244

参考文献247

第8章热力设备停用保护

8.1热力设备停用保护的重要性248

8.2热力设备停用腐蚀及特点249

8.2.1停用腐蚀产生的原因249

8.2.2停用腐蚀的特点249

8.2.3停用腐蚀的影响因素250

8.3常用的停用保护方法251

8.3.1停炉保护方法251

8.3.2汽轮机停用保护方法256

8.3.3其它热力设备停用保护258

8.4十八胺在停炉保护中的应用259

8.4.1十八烷胺成膜条件259

8.4.2成膜效果的评价方法266

8.4.3十八胺在电厂停用保护中的应用267

8.5气相缓蚀剂在停用保护中的应用270

8.5.1气相缓蚀剂在停用保护中的应用方法270

8.5.2应用实例272

8.5.3停用保护用气相缓蚀剂276

参考文献279

索引281

《火力发电工程材料失效与控制》是《材料延寿与可持续发展》丛书之一。在当前煤炭等化石能源仍占主导地位的形势下，我国火电设备的高效和安全运行显得十分重要。《火力发电工程材料失效与控制》结合作者团队的科研。成果和当前火电设备材料失效现状，对火电系统各种设备的失效原理、控制手段和预防方法予以系统阐述，特别是锅炉系统、汽轮机和发电机、凝汽器及其辅机系统、烟气净化系统和建筑设施的材料防护；对热力设备的清洗和停用保护专门予以论述。

该书适宜于电力发电设计、建设和火电企业运行维护技术人员阅读，也可供电力类院校材料和水化学等专业师生参考。

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更新时间： 2010-08-30

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简介

本书对于工程师来说是专门研究及分析零件失效的最佳工具，对材料失效的信息而言，是最早的一步到位的参考资料；本书介绍的原理与实践包括：金属、陶瓷、塑料、复合材料及电子材料的失效分析，实际地、手把手地帮助您来选择和评价分析方法，用对比的断口组织显微照片来精确定位断裂的类型，本书可在报告中作为专业的例子。

绪论

0.1　材料失效及其危害 1

0.1.1　材料及其制品遭遇的三大环境 1

0.1.2　材料及其制品失效的三大表现 3

0.1.3　材料制品提前失效的危害 5

0.2　材料失效系统控制 7

0.2.1　系统工程学 7

0.2.2　系统工程学的工业实践与成效 9

0.2.3　材料失效控制系统工程 9

0.2.4　材料失效系统控制各阶段任务 11

0.3　对三大失效表现各有表述 14

0.4　表面工程技术在控制失效中的广泛应用 15

0.4.1　表面技术的功能和应用 15

0.4.2　表面工程技术的发展 16

0.4.3　表面工程三大技术 20

0.4.4　表面工程技术使用的三个要点 23

参考文献 24

第一篇　腐蚀控制系统工程

第1章 系统研究 精心设计

1.1　腐蚀与腐蚀控制 27

1.1.1　腐蚀的类别 27

1.1.2　腐蚀预防与控制 28

1.2　腐蚀控制系统工程学 29

1.2.1　概念 29

1.2.2　“腐蚀控制系统工程学”对腐蚀问题的深化认识 31

1.2.3　腐蚀控制的设计因素 33

1.2.4　防腐蚀结构设计的职责 33

1.2.5　防腐蚀结构设计原则 35

1.3　隔离侵蚀环境设计 38

1.3.1　侵蚀环境的隔离设计 38

1.3.2　排水设计 39

1.3.3　通风设计 41

1.4　合理的构型设计 42

1.4.1　介质流动管道及容器内腔的设计 42

1.4.2　避免冷热不均诱发腐蚀的设计 43

1.4.3　合理的连接结构的设计 43

1.4.4　结构组合件的装配设计 45

1.5　预防应力与腐蚀协同作用的设计 46

1.5.1　应力与腐蚀协同作用效应 47

1.5.2　应力的作用和影响 48

1.5.3　预防应力腐蚀的设计 50

1.5.4　防止零、部件腐蚀疲劳的设计 54

1.6　预防电偶腐蚀的设计 56

1.6.1　电偶腐蚀内涵 56

1.6.2　电偶腐蚀的控制原理 58

1.6.3　电偶腐蚀控制原则 60

1.7　阴极保护设计 60

1.7.1　阴极保护设计原理 61

1.7.2　阴极保护系统的设计要点 63

1.8　合理地选用材料 65

1.8.1　设计选材的重要性与复杂性 65

1.8.2　选材依据 72

1.8.3　设计选材原则 73

1.9　电子电器产品的环境适应性 74

1.9.1　实施环境工程确保环境适应性 74

1.9.2　环境适应性试验方法 75

1.9.3　环境-腐蚀效应 77

1.9.4　电子产品的腐蚀控制 82

参考文献 85

第2章 科学制造 科学使用

2.1　制造与材料 86

2.1.1　制造与材料的关系 86

2.1.2　制造就是材料加工 86

2.1.3　制造工程中需要控制的因素 88

2.2　严格制造工艺，防止埋下祸根 88

2.2.1　制造过程中的宝贵的经验 88

2.2.2　制造过程中预防腐蚀原则 89

2.2.3　原材料及预成型的控制 90

2.2.4　锻造过程中的工艺控制 91

2.2.5　铸造过程中的工艺控制 92

2.2.6　焊接过程中的工艺控制 93

2.2.7　特种加工过程中的工艺控制 96

2.2.8　热处理过程中的工艺控制 98

2.3　表面工程技术的应用 99

2.3.1　表面转化改性层 100

2.3.2　涂镀层 101

2.4　精加工过程的腐蚀控制 107

2.4.1　精加工过程中产品零件的临时性保护 107

2.4.2　表面加工过程中的腐蚀控制 109

2.4.3　在装配过程中的腐蚀控制 113

2.5　使用维修过程中的腐蚀控制 116

2.5.1　使用因素 117

2.5.2　维护因素 117

2.5.3　金属腐蚀特征及鉴别 118

2.6　维护是确保电子电器使用可靠性的关键 121

参考文献 122

第二篇　摩擦、磨损控制系统工程

第3章 摩擦、磨损与润滑

3.1　摩擦 123

3.1.1　摩擦概述 123

3.1.2　摩擦的类型 123

3.1.3　主要摩擦理论 125

3.1.4　影响摩擦的因素 128

3.1.5　摩擦的利用和控制 130

3.2　磨损和耐磨材料 131

3.2.1　磨损的三个阶段 131

3.2.2　材料磨损理论 132

3.2.3　减少磨损的方法 133

3.3　润滑和润滑材料 136

3.3.1　润滑概述 136

3.3.2　润滑的类型 137

3.3.3　润滑剂 139

3.3.4　润滑剂的性能 141

3.3.5　润滑技术 142

参考文献 146

第4章 摩擦学失效与延寿

4.1　摩擦学失效 147

4.1.1　磨损失效 147

4.1.2　润滑失效 152

4.1.3　摩擦学失效分析及预防控制 156

4.2　摩擦学测试与状态检测 158

4.2.1　摩擦学测试技术 159

4.2.2　摩擦学状态检测和辨识技术 164

4.2.3　检测技术的发展 169

4.3　摩擦学失效控制与延寿 172

4.3.1　摩擦学设计 172

4.3.2　摩擦学数据库 179

4.3.3　润滑油优化应用与延寿 182

4.3.4　固体润滑材料应用技术 194

4.3.5　固-油复合润滑延寿技术 205

4.3.6　表面工程延寿和磨损修复技术 211

4.3.7　重大装备的润滑管理 215

参考文献 218

第三篇　疲劳断裂控制系统工程

第5章 疲劳失效及其影响因素

5.1　疲劳断裂（失效）的基本概念 219

5.1.1　疲劳断裂的危害性 219

5.1.2　交变应力与交变应变 219

5.1.3　疲劳断裂过程 220

5.1.4　疲劳断裂失效的分类 221

5.2　疲劳失效的主要影响因素 222

5.2.1　形状 222

5.2.2　尺寸 223

5.2.3　表面状况的影响 223

5.2.4　平均应力对疲劳强度的影响 225

5.2.5　载荷持续情况的影响 225

5.2.6　腐蚀的影响 226

5.2.7　温度的影响 229

5.2.8　微动磨损与接触的影响 230

第6章 疲劳失效的设计控制基础

6.1　选材 233

6.2　抗机械疲劳设计技术和方法 235

6.2.1　抗机械疲劳结构设计 235

6.2.2　抗机械疲劳设计方法 236

6.3　抗疲劳失效材料设计 239

6.3.1　提高疲劳极限的材料选择和设计 239

6.3.2　延缓疲劳裂纹萌生的材料选择和设计 240

6.3.3　降低裂纹扩展速率的材料选择和设计 240

6.4　抗腐蚀疲劳设计 241

6.4.1　材料的选择和设计方法 241

6.4.2　抗腐蚀疲劳结构设计方法 241

6.5　抗疲劳磨损设计 242

6.6　环境 242

6.7　结构与工艺设计 243

6.8　改善疲劳强度的表面处理方法 243

6.8.1　表面冷作强化 244

6.8.2　表面热处理强化 245

6.9　提高机器零件疲劳强度的其他方法 246

6.9.1　建立预应力及预紧力 246

6.9.2　调节和恢复材料性能 246

6.9.3　表面防护 246

6.10　可检性 247

6.10.1　结构合理布局 247

6.10.2　制定合理的检验程序 248

6.10.3　控制安全工作应力 248

第7章 疲劳失效的表面完整性控制

7.1　表征表面完整性的物理量 249

7.2　表面粗糙度控制 251

7.3　残余应力场控制 252

7.4　表面再结晶缺陷控制 253

7.4.1　预回复热处理对再结晶的抑制作用 254

7.4.2　渗碳对再结晶的抑制作用 255

7.4.3　去除表面变形层对再结晶的抑制作用 256

7.4.4　涂层对再结晶的抑制作用 257

7.4.5　晶界强化元素对再结晶危害的修复作用 258

第8章 材料与结构的热工艺控制

8.1　铸造 259

8.1.1　多肉类缺陷 259

8.1.2　孔洞类缺陷 260

8.1.3　裂纹冷隔类缺陷 261

8.1.4　表面缺陷 264

8.1.5　残缺类缺陷 265

8.1.6　夹杂类缺陷 266

8.2　锻造 267

8.2.1　锻造缺陷及其分类 267

8.2.2　裂纹 268

8.2.3　折叠 268

8.2.4　组织缺陷 268

8.3　焊接 269

8.3.1　焊接缺欠的定义及分类 269

8.3.2　焊接裂纹 270

8.3.3　空穴 274

8.3.4　焊缝中的固体夹杂物 275

8.3.5　未焊透、未熔合和咬边 277

8.3.6　焊接残余应力 279

8.3.7　其他缺欠 280

第9章 结构失效的评价与修复

9.1　结构失效的检测与安全评价 281

9.1.1　检测 281

9.1.2　结构剩余寿命 283

9.1.3　结构的安全性评价 285

9.2　人员培训与持证上岗 287

9.3　现场维修 289

9.3.1　维修、更换以及有关维修技术 289

9.3.2　疲劳损伤与裂纹的维修方法 292

9.4　复合材料修理 296

9.4.1　损伤评估技术 296

9.4.2　损伤修补技术 297

9.4.3　修补材料 299

9.4.4　修补工艺、设备 299

9.4.5　修补后评定 300

参考文献 300 2100433B

《农业机械材料失效与控制》是《材料延寿与可持续发展》丛书之一。国家不断推出的惠农政策使得农业机械的购置和使用越来越广泛，农业机械化程度越来越高，同时农机使用寿命问题也越来越受到关注。本书结合作者团队的科研成果和工程实践经验，对农机材料失效和控制问题进行论述，分析农机使用环境对设备材料失效的影响，阐述设计、制造和使用环节材料防护的要点和方法。

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