理工论文优秀范文1 全站仪的基本操作与检查和校正-理工论文-免费论文
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全站仪的基本操作与检查和校正
全站仪的基本操作与检查和校正
** 永荣矿业有限公司永川煤矿
张华平
摘 要
基于全站仪在矿山测量中应用越来越广的实际情况,为解决仪器在实际应用中可能出现的一些问题,介绍了全站仪的基本操作与使用方法,并对全站仪一系列重要参数的检查和校正做了阐述。
关键词 全站仪
操作 检查和校正
1 全站仪简介
全站型电子速测仪简称全站仪,它是一种可以同时进行角度(水平角、竖直角)测量、距离(斜距、平距、高差)测量和数据处理,由机械、光学、电子元件组合而成的测量仪器。由于只需一次安置,仪器便可以完成测站上所有的测量工作,故被称为 “ 全站仪 ” 。
全站仪上半部分包含有测量的四大光电系统,即水平角测量系统、竖直角测量系统、水平补偿系统和测距系统。通过键盘可以输入操作指令、数据和设置参数。以上各系统通过 I/O 接口接入总线与微处理机联系起来。
微处理机( CPU )是全站仪的核心部件,主要有寄存器系列(缓冲寄存器、数据寄存器、指令寄存器)、运算器和控制器组成。微处理机的主要功能是根据键盘指令启动仪器进行测量工作,执行测量过程中的检核和数据传输、处理、显示、储存等工作,保证整个光电测量工作有条不紊地进行。输入输出设备是与外部设备连接的装置(接口),输入输出设备使全站仪能与磁卡和微机等设备交互通讯、传输数据。
目前,世界上许多著名的测绘仪器生产厂商均生产有各种型号的全站仪。
2 全站仪的操作与使用
不同型号的全站仪,其具体操作方法会有较大的差异。下面简要介绍全站仪的基本操作与使用方法。
2.1 水平角测量
( 1 )按角度测量键,使全站仪处于角度测量模式,照准第一个目标 A 。
( 2 )设置 A 方向的水平度盘读数为 0°00′00″ 。
( 3 )照准第二个目标 B ,此时显示的水平度盘读数即为两方向间的水平夹角。
2.2 距离测量
( 1 )设置棱镜常数
测距前须将棱镜常数输入仪器中,仪器会自动对所测距离进行改正。
( 2 )设置大气改正值或气温、气压值
光在大气中的传播速度会随大气的温度和气压而变化, 15℃ 和 760mmHg 是仪器设置的一个标准值,此时的大气改正为 0ppm 。实测时,可输入温度和气压值,全站仪会自动计算大气改正值(也可直接输入大气改正值),并对测距结果进行改正。
( 3 )量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
( 4 )距离测量
照准目标棱镜中心,按测距键,距离测量开始,测距完成时显示斜距、平距、高差。
全站仪的测距模式有精测模式、跟踪模式、粗测模式三种。精测模式是最常用的测距模式,测量时间约 2.5S ,最小显示单位 1mm ;跟踪模式,常用于跟踪移动目标或放样时连续测距,最小显示一般为 1cm ,每次测距时间约 0.3S ;粗测模式,测量时间约 0.7S ,最小显示单位 1cm 或 1mm 。在距离测量或坐标测量时,可按测距模式( MODE )键选择不同的测距模式。应注意,有些型号的全站仪在距离测量时不能设定仪器高和棱镜高,显示的高差值是全站仪横轴中心与棱镜中心的高差。
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2.3 坐标测量
( 1 )设定测站点度盘读数为其方位角。当设定后视点的坐标时,全站仪会自动计算后视方向的方位角,并设定后视方向的水平度盘读数为其方位角。
( 2 )设置棱镜常数。
( 3 )设置大气改正值或气温、气压值。
( 4 )量仪器高、棱镜高并输入全站仪。
( 5 )照准目标棱镜,按坐标测量键,全站仪开始测距并计算显示测点的三维坐标。
3 全站仪的检查和校正
3.1 长水准器的检查和校正
3.1.1 检查
( 1 )将仪器安放于较稳定的装置上(如三脚架、仪器校正台),并固定仪器;
( 2 )将仪器粗整平,并使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行,调整该两个脚螺丝使长水准器水泡居中;
( 3 )转动仪器 180° 观察长水准器的水泡移动情况,如果水泡处于长水准器的中心,则无须校正;如果水泡移出允许范围,则需进行调整。
3.1.2 校正
( 1 )将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;
( 2 )粗整平仪器;
( 3 )转动仪器,使仪器长水准器与基座三个脚螺丝中的两个的连线平行,并转动该两个脚螺丝,使长水准器水泡居中;
( 4 )仪器转动 180° ,待不泡稳定,用校针微调正螺钉,使水泡向长水准器中心移动一半的距离;
( 5 )重复 3 、 4 步骤,直至仪器用长水准器精确整平后转动到任何位置,水泡都能处于长水准器的中心。
3.2 圆水准器的检查和校正
3.2.1 检查
( 1 )将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;
( 2 )用长水准器将仪器精确整平;
( 3 )观察仪器圆水准器气泡是否居中,如果气泡居中,则无需校正;如果气泡移出范围,则需进行调整。
3.2.2 校正
( 1 )将仪器在一稳定的装置上安放并固定好;
( 2 )用长准器将仪器精确整平;
( 3 )用校针微调两个校正螺钉,使气泡居于圆水准器的中心。
注:用校针调整两个校正螺钉时,用力不能过大,两螺钉的松紧程度相当。
3.3 望远镜粗瞄准器的检查和校正
3.3.1 检查
( 1 )将仪器安放在三脚架上并固定好;
( 2 )将一十字标志安放在离仪器 50 米处;
( 3 )将仪器望远镜照准十字标志;
( 4 )观察粗瞄准器是否也照准十字标志,如果也照准,则无须校正;如果有偏移,则需进行调整。
3.3.2 校正
( 1 )将仪器安放在三脚架上并固定好;
( 2 )将一十字标志安放在离仪器 50 米处;
( 3 )将仪器望远镜照准十字标志;
( 4 )松开粗瞄准器的 2 个固定螺钉,调整粗瞄准器到正确位置,并固紧 2 个固定螺钉。
3.4 光学下对电器的检查和校正
3.4.1 检查
( 1 )将仪器安置在三脚架上并固定好;
( 2 )在仪器正下方放置一十字标志;
( 3 )转动仪器基座的三个脚螺丝,使对点器分划板中心与地面十字标志重合;
( 4 )使仪器转动 180° ,观察对点器分划反中心与地面十字标志是否重合;如果重合,则无需校正;如果有偏移,则需进行调整;
3.4.2 校正
( 1 )将仪器安置在三脚架上并固定好;
( 2 )在仪器正下方放置一十字标志;
( 3 )转动仪器基座的三个脚螺线,使对点器分划板中心与地面十字标志重合;
( 4 )使仪器转动 180° ,并拧下对点目镜护盖,用校针调整 4 个调整螺钉,使地面十字标志在分划板上的像向分划板中心移动一半;
( 5 )重复 3 、 4 步骤,直至转动仪器,地面十字标志与分划板中心始终重合为止。
3.5 望远镜分划板竖丝的检查和校正
3.5.1 检查
( 1 )将仪器安置于三脚架上并精密整平;
( 2 )在距仪器 50 米处设置一点 A ;
( 3 )用仪器望远镜照准 A 点,旋转垂直微动手轮;如果 A 点沿分划板竖丝移动,则无需调整;如果移动有偏移,则需进行调整。
3.5.2 校正
( 1 )安置仪器并在 50 米处设置 A 点;
( 2 )取下目镜头护盖,旋转垂直微动手轮,用十字螺丝刀将 4 个调整螺钉稍微松动,然后转动目镜头使 A 点与竖丝重合,拧紧 4 个调整螺钉;
( 3 )重复检查 3 ,校正 2 步骤直至无偏差。
注:如果对分划板的竖丝进行的校正,则在完成后,请检查仪器的照准差和指标差是否发生了改变。
3.6 仪器照准差 C 的检查和校正
3.6.1 检查
( 1 )将仪器安置在稳定装置或三脚架上并精密整平;
( 2 )瞄准平行光管分划板十字丝或远处明显目标,先后进行正镜和倒镜观测;
( 3 )得到正镜读数 HI 和倒镜读数 HR ;计算照准差 C= ( HI-HR±180° ) /2 ;如果 C < 8”, 则无需调整 ; 如果 C > 8”, 则需进行调整 .
3.6.2 校正
( 1 )在倒镜位置旋转平盘微动手轮使倒镜读数 HR ’ =HR+C;
( 2 )松开望远镜分划板调整螺钉护盖,调整左右两个调整螺钉,使望远镜分划板与平行光管或远处目标重合;重复进行检检和校正直至合格为止。
3.7 竖直度盘指标差 I 的检查和校正
请进行完十字丝校正和 2C 差校正后,再进行本检校
3.7.1 检查
( 1 )将仪器安置在稳定装置或三脚架上精密整平并开机;
( 2 )用望远镜分别在正镜和倒镜位置瞄准垂直角为 ±10° 左右的平行光管分划板或远处目标,得到正镜读数 VI 和倒镜读数 VR ;
( 3 )计算:指标差为 I= ( VI+VR-360° ) /2
( 4 )如果指标差小于 10”, 则无须校正;如果大于 10” ,则需进行调整。
3.7.2 校正
不同型号的全站仪,其校正方法略有不同,可根据各自的说明书具体进行。
3.8 电子补偿器的检查
放置仪器如下图所示:
平行光管或
基本水准远
处点目标
A
B C
A、 B 、 C 为基座脚螺旋
3.8.1 纵向补偿精度
( 1 )盘左位置,整平仪器,精确照准平行光管水平丝,读取天顶距 M1 (照准读数 3 次取平均)。
( 2 )转动脚螺旋 A ,使仪器上倾 2 ’ —3 ’(仪器补偿范围内)后,再用竖直微动螺旋,重新使望远镜照准平行光管水平丝,读取天顶距 M2 (照准读数 3 次取平均)。
( 3 )反向向转脚螺旋 A ,使仪器恢复水平后下倾 2 ’ —3 ’,再用竖直微动螺旋使望过镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距 M3 (照准读数 3 次取平均)。
( 4 )转动脚螺旋 A ,使仪器恢复水平,又微动望远镜精确照准平行光管水平丝,读取天顶距 M4 (照准读数 3 次取平均)。
( 5 )计算纵向补偿精度
取 D1=M2-M1 , D2=M3-M1 , D3=M4-M1 ,取其中绝对值最大者为检定结果,当补偿的标准差为 ±1 ’时,其值应小于等于 3” 。
3.8.2 横向补偿精度
( 1 )盘左位置,整平仪器,准确照准平行光管水平丝,读取天顶距读数 N1 。
( 2 )同向转动脚螺旋 C 和 B ,使仪器下倾 2.5 ’后 , 再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管的水平丝 , 读取天顶距读数 N2( 照准读数 3 次取平均 ) 。
( 3 )按相反方向同向转动脚螺刻 C 和 B, 使仪器向上倾 , 回复水平后又上倾 2.5 ’ , 再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝 , 读取天顶距读数 N4( 照准读数 3 次取平均 ) 。
( 4 )转动脚螺旋 C ,使仪器恢复水平,再用竖直微动螺旋使望远镜重新照准平行光管水平丝,读取天顶距读数 N4 (照准读数 3 次取平均)。
( 5 )以上补偿精度的测定也可以借助双向微倾台进行。
( 6 )计算横向补偿精度
取 D1 ’ =N2-N1 , D2 ’ =N3-N1 , D3 ’ =N4-N1 ,取其中绝对值最大者为检定结果,其值均应小于等于 3” 。
3.9 测角精度的检查
3.9.1 水平角检查
水平角测角精度的检查偶很多方法,在此,我们谈论的是多目标平行光管法。
室内中心位置设一稳定的仪器升降台,上面安置被检仪器;沿该仪器升降台水平方向的圆周上再设置 4—6 个平行光管作为照准目标,精密调整平行光管的分划板及其倾斜度和轴线方向一致使各降台上仪器依次照准时,不需改变调焦均能看到最清晰明亮的平行光管分划板上的十字线呈像,而且竖线处于铅垂位置。观测过程中以表 5 所列各项限差控制检测结果的准确度。如果半测回零差超限时,应重测该测回;一测回二倍照准差互差和各测回方向值互差超限时,应重测超限方向(带上零方向)或者重测一测回;一测回重测方向数超过该测回全问方向数的 1/3 时,应重测全部测回。
检定结果的计算:
根据最小二乘法原理公式计算一测回水平方向标准偏差值。其结果应符合下表 1 第 1 项
一测回水平向标准偏差按下式求得:
式中: m—— 测回数;
n——照准目标数。
3.9.2 竖直角检查
采用标准竖直角法,装置如图,分别在 1 , 2 , 3 , 4 , 5 各点设置平行光管一个。
检定时,将仪器安置在升降工作台上,并调整到工作状态,以盘左位置自上而下依次照准 5 个目标,并读记观测数据,每个目标读数两次,取平均植。用同样方法在盘右位置自上而下依次照准目标,并读记观测结果,然后,取盘左 . 盘右平均值减去水平方向值,即得竖角观测值,此为一测回,共测 4 测回,最后求得一测回竖直角标准偏差,其值应符合下表 12 项:
计算公式:
式中: φ——— 观测值与已知值之差;
m———测回数;
n———标准竖直角的个数。
3.10 测距精度的检查
首先要选择一处基线,共三段, 10m , 100m,300 m ,将仪器架设好,在 10 m 处架设棱镜,测出数据,根据标准值调整机器加常数,使其达到标准值,再测 100
m 及 300 m 的数据, 100 m 的误差在 2 mm 以内, 300 m 的误差在 4mm 以内即为合格。
电子补偿器、测角精度、测距精度三项指标的任何一项检查不合格,都应该立即停止使用该全站仪,送返厂家进行维修,并在维修之后,重新检查合格后才能继续使用。
4 结语
通过对全站仪的操作介绍,以及全站仪各项校正指标的检查和校正方法讨论,基本满足了全站仪在矿山测量中各项应用的需求。
参考文献:
[1] 陆国胜,等, 2004. 测量学 [M] ,北京 : 测绘出版社
[2] 杨正尧, 2005. 测量学 [M] ,北京 : 化学工业出版社
表 1 电子测角系统计量性能要求
序号
项目
仪器等级
Ⅰ/ (〞)
Ⅱ/ (〞)
Ⅲ/ (〞)
Ⅳ/ (〞)
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
6.0
10.0
1
照准部旋转正确性
电子气泡 10 〞
长气泡 0.3 格
电子气泡 20.0 〞
长气泡 1.0 格
电子气泡 30 〞
长气泡 1.5 格
电子气泡 30 〞
长气泡 3.0 格
2
望远镜视轴与横轴垂直度 / (〞)
6.0
8.0
10.0
16.0
3
照准误差 C/ (〞)
6.0
8.0
10.0
16.0
4
横轴误差 i/ (〞)
10.0
15.0
20.0
30.0
5
竖盘指标差 I/ (〞)
12.0
16.0
20.0
30.0
6
补偿器补偿范围 / ( ′ )
2~3
2~3
2~3
2~3
7
补偿器零位误差 / (〞)
10.0
20.0
30.0
30.0
8
补偿器补偿误差(横纵) / (〞)
3.0
6.0
12.0
20.0
9
望远镜调焦运行误差 / (〞)
6.0
10.0
15.0
20.0
10
光学对中器视轴与竖轴重合度
光学对中器
高 0.8mm~1.5m 范围内 <1.0mm
激光对中器
高 0.8mm~1.5m 范围内,光斑直径 <2.0mm 时按重合度 <1.0mm 执行
11
一测回水平方向标准偏差 / (〞)
0.5
0.7
1.1
1.4
2.1
3.5
4.2
7.0
12
一测回竖直角测角标准偏差 / (〞)
0.5
1.0
1.5
2.0
3.0
5.0
6.0
10
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理工论文优秀范文2 钻井液除气工艺技术-理工论文-免费论文
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钻井液除气工艺技术
钻井液除气工艺技术
时志国
*** 钻井公司
一、引 言
在钻井过程中,钻开天然气层后,气体有可能侵入钻井液;振动筛、除砂器、除泥器、钻井液枪、搅拌器等设备在工作过程中有可能使空气侵入钻井液。这些气体侵入钻井液后,会造成钻井液密度降低;会增加钻井液上返速度,引起循环罐过满或外溢;会使离心泵气锁、使水力旋流器、钻井液枪、离心机、灌注泵等无法工作,甚至会引起井喷的发生。气侵钻井液一直是钻井工程所遇到的难题。
人们一直在探索去处气侵钻井液中气体的方法,最初人们发现,向气侵钻井液中加水,会使钻井液密度上升(钻井液密度回复说明气体离开了钻井液),于是产生了最原始、最简单的除气办法;向循环罐内钻井液表面上洒水除气、向振动筛筛网面喷水除气。在弄明白水能除气的原理之后,人们发明了除泡剂代替水除气,并一直沿用至今。
在没有发明除气设备之前,一般使用搅拌器和泥浆枪搅动钻井液除气,这种方法见效慢、除气效率低。上个世纪 40 年代产生了除气设备,发展到现在已经有常压、真空、立式、卧式等不同结构、不同原理的除气设备,并形成了成熟的除气工艺流程。
二、气泡必须浮至钻井液表面并破裂
无论除气设备的外形、结构怎样变幻、无论除气设备采用的除气原理怎样不同,所有除气设备的基本除气原理都是一样的,就是使气泡浮至钻井液表面破裂。
侵入钻井液中的气体以大小不一的气泡形式存在于钻井液中,要想去除这些气体,必须使气泡脱离钻井液。分析气泡在钻井液中的存在状态(如图 1 ),根据阿基米德定律,气泡的上升浮力等于气泡排开相同体积钻井液的重量:
其中, F—— 气泡浮力 , g
r——气泡半径, cm
γ­——钻井液的密度, g/cm3
可以看出,在同一钻井液中,气泡的浮力与气泡半径成正比,也就是说:大气泡比小气泡更容易浮上液面(见图 2 ),
图 1 、气泡上升过程 图 2 、在高粘度钻井液中的小气泡
不能浮起来
图 3 气泡在钻井液中的状态 图 4 紊流将气泡带至液面破裂
但由于钻井液是高粘度、高切力的液体,气泡浮到液面需要很长时间,直径较小的气泡根本无法浮至钻井液液面。所以,处在钻井液中的气泡有两种状态(见图 3 ):一种是气泡能浮到钻井液液面,并最终破裂;另一种是气泡被裹在钻井液中,既不能浮动,也不能聚集在一起形成大气泡。
产生气侵后钻井液中的小气泡特别多,要想去除钻井液中的气体,必须使小气泡运动到钻井液液面。利用搅拌器或是钻井液枪搅动钻井液,所增大的钻井液液面是有限的,而且效率很低。要想清除全部气体,必须使所有的钻井液都搅到表面,并且分布很薄,才能释放出气泡。于是产生了除气设备。所有除气设备的设计原则都是增大钻井液液面面积,使钻井液产生紊流,将气泡带至钻井液表面、使之破裂(见图 4 )。
三、除气设备布置方案
根据现用除气设备清除气泡直径的大小,可将除气设备分为两类:液气分离器和真空除气器。
循环罐内的气侵钻井液含有很多很多的小气泡,直径很小( ≤1/16 英寸),它们被裹在钻井液中,既不能浮动的,也不能聚集。所谓的大气泡是指起钻抽吸气或地层气体气侵形成的,大部分或全部充满井眼的环形空间某段钻井液的膨胀性气体,大气泡将造成环空排量增大,使钻井液管线过载,使钻井液从钻台钻盘喷出。当在循环罐内采用浅没式泥浆枪或搅拌器充分搅拌时,通常这些大气泡(直径在 1/9 ~ 1 英寸)会浮到钻井液表面。
液气分离器用于清除环空钻井液中的大气泡,处理量大于井口出口管线钻井液的排量。经液气分离器处理后的钻井液,还含有小气泡,可先经过振动筛除掉部分气泡,然后流入循环罐内。处理循环罐内气侵钻井液中小气泡的任务由真空除气器来完成。
液气分离器不属于正常循环系统的设备,一般只有当发生井涌时才使用。液气分离器安装在振动筛之前,进口管线同井口出口管线或防喷器的节流管汇连接,从液气分离器分离出的钻井液进入振动筛或直接流入沉砂罐;分离出的气体通过排气管线引到安全距离顺风排掉,或引入火炬管线燃烧。在设计液气分离器时,应保证能够处理可能产生的最大气体流量,为防止未除气的钻井液再次循环到井中,需在液气分离器上装一根旁通管线,一旦出现实际气体流量超过液气分离器处理能力的危险情况,就将未经除气的钻井液直接排入废浆池丢弃。
图 6 吸入口、流量平衡器的正确安装位置
图 5 除气器从沉砂罐后的第一个罐吸浆
真空除气器属常规除气设备,安装除气器时应使除气器从沉砂罐后的第一个钻井液罐中吸取气侵钻井液(见图 5 ),经除气器处理过的脱气钻井液排入下游排浆罐中。 除气器的吸入口应位于吸入罐的下部(见图 6 ),并且需在吸入罐中安装搅拌器,以保证真空除气器吸入的是搅拌均匀的气侵钻井液,需在真空除气器的吸浆罐和排浆罐之间需安装流量平衡器,安装位置要高一些,接近罐的顶部,这样来自排浆罐的脱气钻井液从上部进入吸浆罐,保证位于吸浆罐底部除气器的吸浆口吸入的是气侵钻井液。
图 7 流量平衡器在底部
液气分离器的安装位置是固定的,应在井口和振动筛之间;而真空除气器是撬装设备,安装的灵活性比较大,在现场中出现了一些安装错误:
图 8 用钻井液枪搅拌钻井液
有些井队将流量平衡器安装在罐的底部(见图 7 ),这样脱气钻井液由底部进入吸浆罐,由于脱气钻井液较气侵钻井液密度高,容易沉在罐底,使吸浆口吸入密度高、含气量小的钻井液,而含气量高、密度低的钻井液在罐内的上部,很难被吸入,使除气器的工作效率降低。
不安装搅拌器,用泥浆枪搅拌气侵钻井液(见图 8 )。除气器的处理能力是根据钻井液的循环量来设计的,用泥浆枪搅拌气侵钻井液,会使吸入罐中的钻井液量增加,超过除气器的设计处理量,使除气器不能正常工作。
有些井队将真空除气器安装在除砂器、或除泥器之后(见图 9 ),这是非常不可取的。气体侵入钻井液,会使钻井液密度降低、体积膨胀,将真空除气器安装在振动筛之后可尽快清除气体,减少钻井液溢出循环罐的可能。除砂器、除泥器、离心机、钻井液枪等固控设备都要求用离心泵供给钻井液,而气侵钻井液可能造成离心泵叶轮气锁,使钻井液无法进入到离心泵中,造成由离心泵供浆的固控设备无法工作。
四、常用除气设备
1 、液气分离器
一般常用的液气分离器有两种类型:封底式和开底式。
( 1 )、封底式(见图 10 )
图 10 、封底式液气分离器
除气罐底部封闭,钻井液通过一根 U 型管线回到循环罐内。除气罐内钻井液面的高度,可通过 U 型管的高度增减来控制。
( 2 )开底式(见图 11 )
图 11 、开底式液气分离器
分离器除气罐无底,下部半潜入钻井液中。罐内的液面依靠底部潜入深度来控制,这种分离器国外俗称 “ 穷孩子 ” ,说明其简易性。
目前最简单、最可靠的液气分离器是封底式的。开底式分离器次之,因为它的钻井液柱高度受到循环罐内液面高度的限制。
2 、常压除气器(见图 12 )
图 12 由阀控制的钻井液冲击层
常压除气器出现于上世纪 70 年代初,它通过浸入气侵钻井液中的泵将气侵钻井液送到罐内,在阀板的作用下,使气侵钻井液产生足够高的速度,形成钻井液薄层冲击罐的内壁,使气泡脱离钻井液破裂,钻井液与气体的分离。
图 13 卧式真空除气器
3 、卧式真空除气器 ( 见图 13)
卧式真空除气器有一个长的卧式罐,在罐内有两块较长的向下倾斜的挡板,进口管线将气侵钻井液引至罐上部的槽内,两块挡板将钻井液分布开形成很薄的钻井液层( 1/8 英寸到 3/8 英寸),大部分气泡都能从薄层钻井液表面逸出并破裂。
4 、立式真空除气器 ( 见图 14)
图 14 立式真空除气器 图 15 罐内锥体结构和钻井液薄层
立式真空除气器有一个矮的立式大直径的罐,罐内的锥体结构非常有特点 ( 见图 15) ,它由几个层叠在一起的圆锥体组成,结构紧凑,能提供较大的分离面积,气侵钻井液流经层叠的圆锥体表面形成钻井液薄层,气泡溢出破裂。
5 、离心真空除气器 ( 见图 16)
图 16 离心真空除气器
离心真空除气器利用真空泵的抽吸作用,在真空罐内形成负压,钻井液在大气压的作用下,通过吸入管进入旋转的空心轴,再由空心轴四周的窗口,呈喷射状甩向罐壁,在碰撞、真空及气泡分离器的共同作用下,浸入钻井液中的气泡破碎,气体逸出,真空泵抽出气体并将之排往安全地带,除气后的钻井液则由于自重进入排空腔,经旋转的叶片排出罐外。
五、结束语
通过以上内容我们了解到:所有气侵钻井液都必须经过脱气处理,必须保证提供给每台离心泵不含气体的钻井液,以确保离心泵的正常可靠运转,坚决杜绝再次将气侵钻井液循环至井内的情况发生。
要去除钻井液中所含气体,必须使钻井液中的气泡浮至钻井液液面破裂。所有的除气设备,无论它有什么样的外形、有什么样的内部结构,运用什么样的原理,它们的目的只有一个:将气泡带至钻井液表面破裂。产品的不断开发和性能的不断提高是永无止境的,研制出处理能力强、除气效率高、性能稳定、易于维护操作的除气设备,永远是研发人员追求的目标。
参考文献:
龚伟安著《钻井液故乡控制技术与设备》石油工业出版社;
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理工论文优秀范文3 浅析重卡轮胎寿命影响因素-理工论文-免费论文
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浅析重卡轮胎寿命影响因素
1 、
轮胎的功能
载重汽车轮胎是汽车弹性悬挂元件的重要组成部分,某型载重汽车近百吨的重量就由几个轮胎组承受,轮胎组成为汽车和地面之间力传递部件,不但在服役过程中保证汽车安全行驶和刹车,还必须吸收汽车颠簸过程中产生的巨大能量和冲击作用,承受汽车频繁刹车过程中的交变应力作用和热历程。因此载重汽车轮胎是受力状况最复杂、使用条件最苛刻、结构也最为复杂的橡胶制品,其性能好坏将直接影响行驶安全。
轮胎主要有 4 大功能:
1 、
承载功能:承受车体、乘坐人员以及货物重量的功能。
2 、
牵引制动功能:将发动机或制动器的功率传递到路面,使车体起动或制动。
3 、
操纵稳定功能:根据操纵改变或保持车辆行驶方向。
4 、
乘坐舒适功能:吸收从路面传来的冲击力,起到缓冲的功能。
2 、
轮胎的构造和分类
2.1 轮胎结构
轮胎通常由外胎、内胎、垫带三部分组成,安装在金属轮辋上。外胎由胎面(胎冠)、胎肩、胎侧、缓冲层(带束层)、帘布层及胎圈组成。
1 、胎面:轮胎与路面接触的部位,缓冲层(带束层)或帘布层以上的冠部胶层。
2 、胎侧:轮胎侧部帘布层外面的胶层,用于保护胎体。
3 、帘布层:胎体中由并列挂胶帘子线组成的布层,是轮胎的受力骨架层,用于保证轮胎,使其具有必要的强度及尺寸稳定性。
4 、缓冲层(带束层):缓冲层为斜交轮胎胎面与胎体之间的胶布层,用于缓冲外部冲击力,保护胎体,增进胎面与帘布层之间的粘合;带束层为子午线轮胎或带束斜交轮胎的胎面基部下,沿胎面中心线圆周方向箍紧胎体的材料层,其主要作用在于保证冠部的周向刚性并防止轮胎外径方向的膨胀与变形。
5 、胎圈:轮胎安装在轮辋上的部分,由胎圈芯和胎圈包布等组成。胎圈朝向胎里的一边称胎趾,与轮辋接触的一边称胎踵。胎圈的主要作用在于将轮胎固定于轮辋之上,并在汽车运行时抵抗使外胎脱离轮辋的作用力。
2 、内胎:带有气门嘴的环形胶管,用于保持轮胎的充气压力。
3 、垫带:用于保护内胎与轮辋的结合面,不受轮辋磨损的环形胶带。
图一 子午胎剖面构造图
2.1 按轮胎的结构分类
2.1.1 子午线轮胎( RADIAL )
胎体帘线与钢丝带束层帘线之间所形成的角度,就像地球的子午线一样,所以顾名思义称为子午线轮胎。
2.1.2 斜交轮胎( BIAS )
胎体帘线层与层之间,呈交叉排列,所以称为斜交轮胎。
图二 斜交轮胎( BIAS )与子午线轮胎( RADIAL )结构
2.2 按有无内胎分类:
2.2.1 有内胎轮胎:
2.2.2 无内胎轮胎:无内胎轮胎 (TUBELESS) 也称真空胎,是以在轮胎的内侧贴合透气性低的特殊橡胶(内衬)的一体化构造来代替使用内胎的轮胎。
无内胎轮胎的优点:
1 、因为没有内胎,所以不会发生由内胎引起的故障。
2 、即使被钉子等刺穿也不容易造成快速漏气,能够使行驶中的事故防患于未然。
3 、因为轮胎内部的空气直接与轮辋接触,所以散热性较好。
4 、减少了零部件数。
无内胎轮胎与有内胎轮胎的断面图
3 、
轮胎的原材料
轮胎的原材料主要有:橡胶、轮胎帘线、化合剂、胎圈钢丝等。
2.1 原料橡胶可分为天然橡胶、合成橡胶。具体牌号及特性见表一。
表一 轮胎常用橡胶材料
序号
名称
特性
俗称
1
天然橡胶( NR )
生热小,不易割炼,强度高;物理机械性能和加工性能良好;生胶弹性好,不耐老化
2
丁二烯橡胶( BR )
很高的弹性,很好的耐寒性能,耐磨性能优异,生热低,耐屈挠性能好;加工性能差,粘着性能差;扯断强度和撕裂强度比 NR 差;易割炼。
顺丁橡胶
3
丁二烯 / 苯乙烯橡胶( SBR )
耐老化性能好(硫化速度慢);胶料粘着性较差;耐磨性和耐透气性较好;物理机械性能和加工性能不足,易崩花掉块,易割炼。
丁苯橡胶
4
乙烯 / 丙烯橡胶( EPDM )
耐老化性能优异;自粘性和互粘性差,加工性能不好;硫化速度慢。
三元乙丙橡胶
5
异戊二烯橡胶( IR )
结构同 NR ;凝胶含量低,分子量较 NR 小且窄
6
异丁烯橡胶( HR )
耐透气性好;化学稳定性高;减震性好;引入卤素改性,解决了硫化速度慢和粘性差的缺点。
丁基橡胶
2.2 轮胎帘线
增强纤维帘线:人造丝 Rayon
、尼龙 6 、聚酯 Ployester 、芳纶 kevlar
钢丝帘线:钢丝轮胎帘线包括胎体用钢帘线和带束层用钢帘线。
4 、
胎圈钢丝
根据轮胎的用途及尺寸而设计的将钢丝捆扎在一起的材料。
5 、
化合剂
主要化合剂:
增强剂:碳黑;
硫磺:使橡胶具有弹性和耐久性。
硫化促进剂:促进橡胶分子和硫磺分子的结合
老化防止剂:防止橡胶的老化
龟裂防止剂:防止橡胶的龟裂。
5 、轮胎的制造工艺
1 、
将天然橡胶、合成橡胶、炭黑、硫磺、锌白等原材料及化合剂进行混合的工序。
丁苯橡胶
丁基橡胶
天然橡胶
其它
填充剂
促进剂
增粘剂
硫化剂
补强剂
防老剂
增塑剂
防焦剂
配合剂
其它
6 、
轮胎的标识和术语
GB 9744-2007 《载重汽车轮胎》、 GB/T 2977-2008 《载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》规定了载重汽车轮胎规格标识。
385/65 R 22.5 18PR 160/158 L
速度符号
负荷指数(单胎 / 双胎)
层级
轮辋名义直径( in )
子午线结构代号
名义高宽比
名义断面宽度( mm )
1. 速度符号:速度符号代表轮胎的最高行驶速度,以拉丁字母表示。
最高行驶速度 110km/h
负荷指数 160
图三 速度符号标识
如载重子午线轮胎上标有 “160K-158L-130PSI” 。 160 是轮胎的负荷指数( LI )、 K 是速度符号,表示最高行驶速度 110km/h 时,轮胎负荷能力( TLCC )为 4500kg 。 158L 表示最高行驶速度 120km/h 时,轮胎负荷能力( TLCC )为 4250kg 。具体每个字母所相对应的速度值,要查国际统一的 “ 速度符号与相应速度值对应表 ” (表一)。 PSI 英文全称为 Pounds per square inch ,表示每平方英寸上的压力。根据计算公式 1 标准大气压 (atm)=14.696 磅 / 英寸 2(psi) , 130PSI 约为 9.5 bar 大气压。 表一 速度符号与最高行驶速度对应表
速度符号
最高行驶速度 km/h
速度符号
最高行驶速度 km/h
GB 9744 规定
GB 2977 规定
TRA 和 ISO 规定
ETRTO 规定
GB 9744 规定
GB 2977 规定
TRA 和 ISO 规定
ETRTO 规定
B
-
50
-
-
N
140
140
140
140
C
60
60
-
-
P
150
150
150
150
D
65
65
-
-
Q
160
160
160
160
E
70
70
-
-
R
170
170
170
170
F
80
80
-
-
S
180
180
180
180
G
90
90
-
90
T
190
190
190
190
J
100
100
-
100
U
-
200
200
200
K
110
110
-
110
H
-
210
-
210
L
120
120
120
120
V
-
-
-
240
M
130
130
130
130
2. 负荷指数:轮胎负荷指数是在规定的使用条件下允许轮胎承载的最大负荷,即轮胎在一定的行驶速度和相应充气压力时的最大载重量。在轮胎胎侧上标为 “160/158” ,表示单胎负荷指数为 160 ,相当于载重量为 4500Kg ;双胎负荷指数为 158 ,相当于载重量为 4250Kg 。但负荷指数的每个数字相对应的载重量要查《负荷指数 (LI) 和轮胎负荷能力 (TLCC) 对应表》。
表二 负荷指数 (LI) 和轮胎负荷能力 (TLCC) 对应表
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
LI
TLCC(Kg)
0
45
40
140
80
450
120
1400
160
4500
200
14000
240
45000
1
46.2
41
145
81
462
121
1450
161
4625
201
14500
241
46250
2
47.5
42
150
82
475
122
1500
162
4750
202
15000
242
47500
3
48.7
43
155
83
487
123
1550
163
4875
203
15500
243
48750
4
50
44
160
84
500
124
1600
164
5000
204
16000
244
50000
5
51.5
45
165
85
515
125
1650
165
5150
205
16500
245
51500
6
53
46
170
86
530
126
1700
166
5300
206
17000
246
53000
7
54.5
47
175
87
545
127
1750
167
5450
207
17500
247
54500
8
56
48
180
88
560
128
1800
168
5600
208
18000
248
56000
9
58
49
185
89
580
129
1850
169
5800
209
18500
249
58000
10
60
50
190
90
600
130
1900
170
6000
210
19000
250
60000
11
61.5
51
195
91
615
131
1950
171
6150
211
19500
251
61500
12
63
52
200
92
630
132
2000
172
6300
212
20000
252
63000
13
65
53
206
93
650
133
2060
173
6500
213
20600
253
65000
14
67
54
212
94
670
134
2120
174
6700
214
21200
254
67000
15
69
55
218
95
690
135
2180
175
6900
215
21800
255
69000
16
71
56
224
96
710
136
2240
176
7100
216
22400
256
71000
17
73
57
230
97
730
137
2300
177
7300
217
23000
257
73000
18
75
58
236
98
750
138
2360
178
7500
218
23600
258
75000
19
77.5
59
243
99
775
139
2430
179
7750
219
24300
259
77500
20
80
60
250
100
800
140
2500
180
8000
220
25000
260
80000
21
82.5
61
257
101
825
141
2575
181
8250
221
25750
261
82500
22
85
62
265
102
850
142
2650
182
8500
222
26500
262
85000
23
87.5
63
272
103
875
143
2725
183
8750
223
27250
263
87500
24
90
64
280
104
900
144
2800
184
9000
224
28000
264
90000
25
92.5
65
290
105
925
145
2900
185
9250
225
29000
265
92500
26
95
66
300
106
950
146
3000
186
9500
226
30000
266
95000
27
97.5
67
307
107
975
147
3075
187
9750
227
30750
267
97500
28
100
68
315
108
1000
148
3150
188
10000
228
31500
268
100000
29
103
69
325
109
1030
149
3250
189
10300
229
32500
269
103000
30
106
70
335
110
1060
150
3350
190
10600
230
33500
270
106000
31
109
71
345
111
1090
151
3450
191
10900
231
34500
271
109000
32
112
72
355
112
1120
152
3550
192
11200
232
35500
272
112000
33
115
73
365
113
1150
153
3650
193
11500
233
36500
273
115000
34
118
74
375
114
1180
154
3750
194
11800
234
37500
274
118000
35
121
75
387
115
1215
155
3850
195
12150
235
38750
275
121000
36
125
76
400
116
1250
156
4000
196
12500
236
40000
276
125000
37
128
77
412
117
1285
157
4125
197
12850
237
41250
277
128500
38
132
78
425
118
1320
158
4250
198
13200
238
42500
278
132000
39
136
79
437
119
1360
159
4375
199
13600
239
43750
279
136000
3. 层级:层级( PR )表示轮胎在规定使用条件下所能承受的最大允许负荷的特定强度指标,这是传统的表示方法,层级并不代表实际的帘线层数,只代表近似于棉帘线层数所承受的强度。例如, 18PR 层级(或表示为 16PR )全钢丝子午线轮胎,实际胎体钢丝帘线只有 1 层,它近似于同规格 16 层棉帘线斜交胎的强度。
4. 高宽比:轮胎断面高度与断面宽度的比值。用百分数表示的高宽比称 “ 扁平率 ” 。
宽度 385 毫米
高宽比 65%
子午线轮胎
轮毂直径 22.5 英寸
无内胎标志
轮辋代号
E4 认证标志
图二
比如标注为 385/65
R22.5 的轮胎,表示轮胎的端面宽度是 385 毫米,扁平率(也称高宽比) 65% ,是子午线轮胎 ( 用 R 表示 ) ,轮毂直径是 22.5 英寸。非子午线轮胎以 B 或 D 代替 R 字。如果轮胎的标注没有斜杠,则宽度是以英寸表示的。 TUBELESS 为无内胎标志, RIM 11.75 的意思是轮辋代号 11.75 ,轮辋规格就是 8.0*20 , E4 为 E4 认证标志。
5. 子午线轮胎代号:在轮胎的规格标志中加有 ”R” 字样表示子午线轮胎。 “R” 是英文 “RADIAL TYPE” 的第一个大写字母。
6. 无内胎标识:目前国内生产的内销有内胎子午线轮胎一般不作标志,引进技术生产的或供出口轮胎子午线轮胎用英语标明 “TUBE TYPE” (有内胎轮胎),简称 “TT” 。无内胎子午线轮胎要在胎侧上用汉字标明 “ 无内胎轮胎 ” 字样。出口胎或引进技术生产的轮胎用英语标明 “TUBE LESS” (无内胎轮胎),简称 “TL” 。
图一 轮胎标识
花纹代码
全钢子午胎
图四
5 、轮胎的特性
1 、经济性:耐磨损性、减少滚动阻力
2 、安全耐久性:耐外伤、耐冲击性、耐疲劳性、耐热性
3 、舒适性:轮胎的噪音低、振动小
4 、环境性:通过节省能源减少二氧化碳的排放
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理工论文优秀范文4 配电网无功补偿方案比较-理工论文-免费论文
[标签:标题]
配电网无功补偿方案比较
配电网无功补偿方案比较
摘要:无功补偿对电网的安全、优质、经济运行具有重要作用。配电网规模巨大,负荷情况复杂,使用环境条件差,合理选择无功补偿方案和补偿技术意义重大,补偿工程也有很多问题值得认真分析和思考。本文重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案的特点,由于无功补偿对电网安全、优质、经济运行具有重要作用,因此无功补偿是电力部门和用户共同关注的问题。合理选择无功补偿方案和补偿容量,能有效提高系统的电压稳定性,保证电网的电压质量,提高发输电设备的利用率,降低有功网损和减少发电费用。
我国配电网的规模巨大,因此配电网无功补偿对降损节能,改善电压质量意义重大。本文结合当前人们关注的电网无功补偿问题,重点分析、比较了配电网常用无功补偿方案特点。
[ 关键词 ] :配电网 无功补偿
补偿方案 无功优化
1 配电网无功补偿方案比较
配电网无功补偿方案有变电站集中补偿、配电变低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备分散补偿。
1 )
变电站集中补偿
变电站集中补偿装置包括并联电容器、同步补偿器等,主要目的是平衡输电网的无功功率,改善输电网的功率因数,提高系统终端变电所的母线电压,补偿变电站主变压器和高压输电线路的无功损耗。这些补偿装置一般集中接在变电站 10KV 母线上,因此具有管理容易、维护方便等优点,但这种补偿方案对 10KV 配电网的降损不起作用。
为实现变电站的电压 / 无功综合控制,通常采用并联电容器组和有载调压抽头协调调节。但大量的实际应用表明,投切过于频繁会影响电容器开关和分接头的使用寿命,增大运行维护工作量,通常在实际中要限制抽头调节和电容器组操作次数。采用电力电子开关控制成本比较高、开关自身功率损耗也很大,因此变电站高压电压 / 无功控制技术仍有待进一步改善和研究。
鉴于变电站无功补偿对提高高压电网功率因数,维持变电所母线电压和平衡系统无功有重要作用,因此应根据负荷的增长安排、设计好变电站的无功补偿容量,运行中在保证电压合格和无功补偿效果最好的情况下,尽可能使电容器组投切开关的操作次数为最少。
2 )
配电变低压补偿
配电变低压补偿是目前应用最普遍的补偿方法。由于用户的日负荷变化大,通常采用微机控制、跟踪负荷波动分组投切电容器补偿,总补偿容量在几十至几百千乏不等。目的是提高专用变用户功率因数,实惠无功就地平衡,降低配电网损耗和改善用户电压质量。配变低压无功补偿的优点是补偿后功率因数高,降损节能效果好。但由于配电变压器的数量多、安装地点分散,因此补偿工程的投资圈套,运行维护工作量大,也因此要求厂家要尽可能降低装置的成本,提高装置的可靠性。采用接触器投切电容器的冲击电流大 , 影响电容器和接触的使用寿命 ;
用晶闸管投切电容器能解决接触器投切电容器存在的问题,但明显缺点是装置存晶闸管功率损耗,需要安装风扇和散热器来通风与散热,而散热器会增大装置的体积,风扇则影响装置的可靠性。低压补偿装置安装地点分散、数量大,运行维护是补偿工程需要重点考虑的问题;另外,配电系统负荷情况复杂,系统可能存在谐波、三相不平衡,以及防止出现过补偿等问题。
3 )配电线路固定补偿
大量配电变压器要消耗无功,很多公用变压器没有安装低压补偿装置,造成的很大无功缺额需要变电站或发电厂承担,大量的无功沿线传输使得配电网损居高难下,这种情况下可考虑配电线路无功补偿,线路补偿既通过在线路杆塔上安装电容器实现无功补偿。由于线路补偿远离变电站,因此存在保护难配置、控制成本高、维护工作量大、受安装环境限制等问题。因此,线路补偿的补偿点不宜过多;控制方式应从简,一般不采用分组投切控制;补偿容量也不宜过大,避免出现过补偿现象;保护也要从简,可采用熔断器和避雷器作为过电流和过电压保护。线路补偿主要是提供线路和公用变压器需要的无功,工程问题关键是选择补偿地点和补偿容量,线路补偿具有投资小、回收快、便于管理和维护等优点,适用于功率因数低、负荷重的长线路。线路补偿一般采用固定补偿,因此存在适合能力差,重载情况下补偿度不足等问题。自动投切线路补偿仍是需研究的课题。
4 )
用电设备随机补偿
在 10KV 以下电网的无功消耗总量中,变压器消耗占 30% 左右,低压用电设备消耗占 65% 以上。由此可见,在低压用电设备上实施无功补偿十分必要。从理论计算和实践中证明,低压设备无功补偿的经济效果最佳,综合性能最强,是值得推广的一种节能措施。感应电动机是消耗无功最多的低压用电设备,故对于油田推油机、矿山提升机、港口卸船机等厂矿企业的较大容量电动机,应该实施就地无功补偿,即随机补偿。与前三种补偿方式相比,随机补偿更能体现以下优点:
a) 线损率可减少 20% ;
b) 线损率可减少改善电压质量,减小电压损失,进而改善用电设备启动和运行条件;
c) 释放系统能量,提高线路供电能力。
由于随机补偿的投资大,确定补偿容量需要进行计算,以及管理体制、重视不够和应用不方便等原因,目前随机补偿的应用情况和效果都不理想。因此,对随机补偿需加强宣传力度,增强节能意识,同时应针对不同用电设备的特点和需要,开发研制体积小、造价低、易安装、免维护的智能型用电设备无功补偿装置。
根据以上常用无功补偿方案的分析、讨论,我们可归纳、整理出四种补偿方案的特点和基本性能如表 1 所示。
表 1 四种无功补偿方法的特点比较
补偿方式
变电站集中补偿
配电变低压补偿
配电线路固定补偿
用电设备随机补偿
补偿对象
变电站无功需求
配电变无功需求
配电线路无功基荷
用电设备无功需求
降损范围
主变压器及输电网
配电变及输配电网
配电线路及输电网
整个输配电系统网
调压效果
较好
较好
较好
最好
单位投资
较大
较大
较小
较大
设备利用率
较高
较高
很高
较低
维护方便性
方便
较方便
方便
不方便
『参考文献』
[1] 赵登福,司哲,杨靖等,新型变电站电压无功综合控制装置的研制 [J] ,电网技术。
[2]刘连光,林峰,姚宝琪,机电一体开关低压无功补偿装置的开发和应用 [J] ,电力自动化设备。
[3]张勇军,任震,廖美英等, 10kV 长线路杆上无功优化补偿 [J] ,中国电力。
[4]曹光祖,应系统地重视分散和终端无功补偿 [J] ,低压电器。
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理工论文优秀范文5 如何做好气象电子设备维护-理工论文-免费论文
[标签:标题]
如何做好气象电子设备维护
摘
要 : 气象电子和现代计算机和信息技术在我国气象业务中的开发与应用已非常广泛,在技术装备管理、技术方法和设备维护上具有传统气象所不具备的特点。
气象行业的信息化建设起步是比较早的,信息化建设也的确促进了气象业务工作质的发展,但是从气象信息中心目前的信息化建设状况来看,也存在着一些问题:例如对气象行业中的信息系统建设,一般来说是重建设,轻维护,在维护里又重视对系统的保证,轻视对系统的改进,导致信息化建设的质量或者说品质不是很高等。本方法针对气象电子设备的管理与维修方法进行论述 , 对常见的气象电子故障进行判断维修,并对相应的通讯网络设计进行分析,并应用了电子技术专业的课程知识,对了解和掌握设备检修和网络保障具有重要作用。
关键词 : 气象 ; 电子设备 ; 检修 ; 网络保障
近年来 , 我国气象设备建设发展迅猛 , 各气象台站相继配备了新的气象雷达、 自动观测、
小型遥测站、 气象卫星广播数据接收和气象情报与网路等设备 , 这种高速发展与气象机务在人员、 专业和技术上更新的缓慢形成矛盾 , 给维护管理、更新新设备增加了困难 , 如何对这些先进设备进行正确的检修并保障网络设备的正常运行 , 充分发挥新设备在气象保障工作中的作用 , 是摆在我们面前需要解决的问题。
1
气象电子设备概述
要做好设备维护工作 , 设备保障要以预防为主。维护工作做的好设备故障率就会大大降低。随着现代电子技术的发展 , 大规模集成电路被广泛应用 , 目前 , 气象设备各部件的集成度也较高 , 机务人员的工作重点主要是维护
, 对设备的原理、 参数、
运行结果及用途的了解掌握是维护设备必备的。设备的保障工作要以维护为主、修理为辅 , 在设备正常运行时做好各种设备的正常维护 , 减少设备故障率和维修时间。要加强设备维护质量的考核工作 , 提高维修人员的业务技术 , 增强机务人员的业务素质和技能 。
2
气象电子设备维修方法
在电子设备维修中经常遇到设备由多个分机组成 , 电路复杂 , 各种连线密集。掌握一些行之有效的维修方法 , 会使排除疑难故障过程简便 , 保证业务设备的正常运转 , 电子设备维修经常用到的方法主要有以下 4 种。
2. 1
阻值法
阻值法适用于不加电设备的故障检查。在维修电路复杂、 无电路图及资料、 插板插件较多和连线交错的设备及电路时 , 阻值法往往能起到迅速查找故障部位的作用。日常工作中 , 用万用表适当的电阻档 , 将正常设备电路的各插件引脚、 连线、
电缆端点、 关键测试点的直流阻值测量并记录整理存档。当设备或电路故障时 , 在怀疑故障的部位测量出阻值
, 与原存档数据对比分析 , 针对有些故障 , 很快就能发现阻值差异并查到故障部位。阻值法可判断一些在线元件短路、断路故障。例如 : 二极管、 三极管、
电阻、 电感、 集成元件、 变压器及一些比较明显短路、
断路的故障电路 , 在测量时 , 要注意选用不同的电阻档及变换正负表笔测量 , 并考虑被测元件两端并接的电感、 电阻、 变压器等元件对所测阻值的影响。例如,用测量阻值法排除微机雷击故障,在拔去总线扩展槽上所有接口卡的情况下,用测量静态电阻值的方法逐一检查总线扩展槽各脚的对地电阻值。当测量至总线扩展槽的 A9 脚时,电阻值为 330Ω ,进一步测量 A2 ~ A8 脚对地电阻,其数值则在 1 ~ 5KΩ 之间不等且不稳定。在系统主板中, A2 ~ A9 脚对应于十六位数据总线的低八位,它们与位于 U9 的芯片 74ALS245 的第 11 ~ 18 脚相连接。我们知道, 74ALS245 芯片作为八位数据传送与接收电路,由于内部电路结构相同,加之其外围电路相同,其各功能相同的引脚在正常情况下的在线参数,尤其是对地电阻值应该很接近。因此,可以断定,位于 U9 的芯片 74ALS245 已经损坏,将其焊下,换上一只好的 74ALS245 芯片,将系统主板装入主机连接好后开机,二短六长 “ 嘟 ” 声消失,工作正常,故障排除。
2. 2
波形法
波形法就是根据需要用信号源在电路的某级输入一定幅度的标准波形信号 , 用示波器跟踪检测 , 观察信号通时波形及幅度的变化 , 分析电路的工作状态是否正常。波形法简单直观 , 很容易找出故障的部位与产生故障的原因。在无信号源注入检测时 , 可以临时引接其他电路产生的信号作为信号源 ; 也可用镊子点触输入端 , 用人体感应作为信号源。要准确地分析出被测电路各级、各点应该产生什么样的波形及幅度大小。那就是,根据已知信号的一小段波形,外延推出信号在整个时间轴的波形,以此计算信号频率,在已知时间段上任何噪声和信号失真,显然会引发外延信号波形的更大失真,由此造成测频差。例如 , 检测放大电路时 , 要查看逐级是否将信号波形放大 , 是否失真 ; 检测控制电路时 , 要查看控制信号波形的上升沿、下降沿是否陡直 , 波形宽度及幅度是否符合要求等。
2. 3
分隔和替代法
1) 在电路复杂、
元件较多、 故障不易查找时可用分隔法。可以把故障范围人为划分为几部分 ; 也可以切断部分电路 , 焊除某个元件或拔掉某块插件。采用分隔法 , 可以从电路的功能上分隔 , 可以从电路结构上分隔 , 还可以将怀疑故障部位分隔 , 目的是缩小查找故障范围。
2) 替代法一般在怀疑元件可能存在问题时采用。一试便知 , 快速简便。但要注意即便是同型号元件各项参数也有差异 , 会给某些数据带来误差。有些情况下可采用功能替代法。例如 : 外加电源替代原电路电源 , 外加控制信号替代原电路控制信号 , 当怀疑电源负载、 功率放大器负载故障时 , 可选用相近功率的灯泡、 烙铁、 电阻等假负载替代 , 也能快速查出故障原因及故障部位。
2. 4 电压和电流法
电压法是电子设备维修中常用方法。在分析掌握电路工作原理的情况下 , 对故障电路的关键测试点 , 晶体管各极、集成元件各脚的静态工作电压和动态工作电压、 电流进行测量 , 通过对电压电流数据的分析判断
, 确定故障的原因及部
位。例如 : 放大电路无信号通过时的各级、各点静态工作电压 , 与有信号通过时 , 电路处于放大工作状态时的动态工作电压会有明显变化。集成电路在有信号控制与无信号控制状态下 , 各功能脚电压应有不同。电流法适合检测短路、 开路的故障电路。例如 : 电源输出电路及负载是否正常的判断 , 通过观察设备中保险管熔断后的颜色和断裂程度 , 可以判断出短路电流的大小和发生短路故障的大致部位。电流法也可采用间接测量法 , 选一故障电流通过的电阻 , 测量电阻两端压降 , 根据计算出的电流值 , 分析判断故障的性质和原因。
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理工论文优秀范文6 《酒店冷热源设计多种节能技术综合应用》-理工论文-免费论文
[标签:标题]
《酒店冷热源设计多种节能技术综合应用》
多种节能技术在酒店冷热源综合应用
海南中电工程设计有限公司 陈玮吉
摘 要:对比分析部分热回收型冷水机组和全热回收型水源热泵机组的不同特点。针对某酒店的建筑特性、使用特点和冷热负荷需求,联合设计改酒店的冷热源供应系统 —— 合理搭配全热回收型水源热泵机组、离心式冷水机组及锅炉系统,使冷热源供应系统达到最佳配比,尽量保证各机组能长时间在最佳效率状态下运行,即能达到酒店五星级服务的设计要求,又尽可能降低冷水机组和锅炉设备的装机容量,同时做到节约能源,减少排放。并在对比经济性的基础上得出设备选型结论。
关键词:酒店 全热回收型机组
锅炉 冷热源组合 节能
Abstract : Analyzing the different characteristics of partial heat recovery
chillers and Full heat recovery chillers. According to the construction
characteristics and the characteristics of cooling and heating load, we
combining designed the cooling and heating source supply system of this hotel
.With the best load ratio of the full heat recovery chillers 、 centrifugal chillers and boilers
systems, we can not only meet the design requirements of the five-star hotel
service, but also to minimize the capacity of chiller and boiler equipments at
the same time saving energy and reducing emissions.
Keywords : Hotel Full heat recovery chillers boiler cooling and heating
resource
1 洗衣房负荷特点
2 、洗衣房热水量
在酒店、医院等公共建筑的暖通设计工作中,通常空调冷源系统的冷凝热都排放到室外环境中,而建筑的采暖、生活热水、蒸汽又全部需要消耗燃料获取。因此,如何有效合理的利用冷凝器散热于采暖和生活热水以节约能耗,同时又不影响其制冷效果,一直是暖通节能设计研究探讨的重要课题。
然而,对于不同地区、不同功能的建筑,其冷、热源的需求有着各自不同的特点。本文着重介绍三亚某五星级度假酒店的冷热源系统联合设计的设备选型:采用全热回收型水源热泵机组,回收冷凝器热量来加热生活热水,通过仔细分析耗冷量及耗热量的数值,合理搭配离心式冷水机组及锅炉系统,使冷热源达到最佳配比,尽量保证各机组在最佳效率下运行,并达到酒店五星级服务的设计要求。
2 全热回收型冷水机组工作原理
冷水机组的热回收形式包括两种:部分热回收型和全热回收型。
部分热回收是在压缩机与冷凝器之间增加部分热回收换热器,利用制冷剂从压缩机排出的过热蒸汽冷却到饱和冷凝温度时的冷却显热。一般为总的冷凝热的 15 - 20 %左右。这种方式的特点是:热回收换热器有冷凝器的预冷器作用,提高冷却效果;基本不用改变原有控制系统;热回收量有限,仅为过热冷却显热量;仅在制冷时候才能有热回收,在不制冷时,不能单热回收 [1] 。
全热回收型区别于热回收型的是:把热回收器与冷凝器复合在一起,热回收水路和冷却水路独立但都与同一制冷剂回路进行热交换,单个水路均满足冷凝冷却要求,故可实现 100 %的热回收,从水路上看是两个相当于并联的水盘管,分别接至储热水箱和冷却塔,从制冷剂回路来看就是一个冷凝器 [2] 。
全热回收型机组的特点是:制冷 + 全部热回收时机组综合能效 COP 高达 8~10 。对冷凝器的热回收量更高。一机多用,可降低投资、减少运行成本、减少污染。系统共有 3 个工作模式,分别为:
( 1 )与常规机组一样的制冷模式:冷却水流向 ② — ⑤ ,冷冻水流向 ③ — ⑥ 。
( 2 )以全热回收模式运行,在供热的同时提供空调冷冻水。冷却水流向 ② — ④ ,冷冻水流向 ③ — ⑥ 。
( 3 )以热泵的形式运行,单独供热,蒸发器的冷水通过冷却塔吸热。热水流向 ② — ④ ,冷水流向 ③ — ⑤ 。
管路间的切换均可通过电动密闭阀实现自动远程控制。
3 工程概况
本酒店位于三亚海棠湾,属于五星级休闲度假型酒店,建筑面积 108279.15 平方米。客房总数 740 间,主要包括:客房区、公共区(会议、餐饮、大堂等)及后勤区。游客人数年分布呈现明显的峰谷特点:在春节、国庆等长假期间,游客数量达到高峰,入住率一般在 80% 以上,在其他时间则保持在 60% 以下。酒店对空调系统、生活热水系统的要求都属比较高端。
4 冷热源设计要求
4.1 冷源需求特点
酒店满负荷运行,逐时计算的最大冷负荷为 2140RT 。而其在几种常见经营状态下的冷负荷情况如表 1 所示:该酒店在下述几种运营状态下,冷负荷占最大计算负荷的比例值有: 13% , 21% , 67% , 80% , 89% , 100% 这几种。
表 1 冷负荷综合分析表
入住率 100% 时
高峰期
宴会厅、会议室等部分不开时
夜间
室外温度
25℃ 时
客房部分负荷( KW )
4102
4102
1603
2666
公共及后勤部分负荷( KW )
3609
2581
0
2346
合计( KW )
7527
6683
1603
5012
占最大负荷比例
100%
89%
21%
67%
入住率 60% 时
高峰期
宴会厅、会议室等部分不开时
夜间
室外温度
25℃ 时
客房部分负荷( KW )
2461
2461
962
2666
公共及后勤部分负荷( KW )
3609
2581
0
2346
合计( KW )
6070
5042
962
5012
占最大负荷比例
80%
67%
13%
67%
注:经过调查,公共及后勤部分的冷负荷通常不随入住率变化而变化。
由表 1 分析可知:宴会厅、会议室为酒店不长久运行的区域,这部分冷负荷占最大设计值的 11% 。酒店入住率最高的时候通常为春节,室外温度 25℃ 左右,需要长时间运行区域,如客房、后勤区及公共区的总冷负荷日间只达到最大设计值的 67% ,夜间达到 13% 。在夏季时候,入住率平均达到 60% ,此时冷负荷日间通常维持在最大设计值的 67% ,而夜间仅为 21% 。
由图二分析,可知在凌晨到黎明时段,酒店总冷负荷约占最大冷负荷的 21% 。
因此冷冻机组在选型时,需要保证在 67% 、 21% 区间,机组能高效运行,方能取得最佳的节能效果。
2.2 热源需求特点
因该酒店地处热带海滨,常年需要空调。不设计采暖系统,热源主要用于生活热水。
根据设计要求,生活热水设计供水温度为 60℃ ,主要用于客房区及公共区。其中,客房区热水采用与冷水同源的闭式供水系统,公共区热水采用开式供水系统。
根据给排水专业计算,入住率为 100% 时,最大小时耗热量 2698KW ,折合蒸汽量 3.86 t/h ,其中客房部分热量为 2.2 t/h 。入住率为 60% 时,最大小时耗热量 1618.8KW ,最大小时耗蒸汽量 2.32 t/h ,其中客房部分热量为 1.32t/h
根据相关专业提资,厨房需要最大蒸汽量 1.9t/h ,洗衣房用蒸汽量 2.55t/h ;合计 4.45 t/h 。
5 设备选型
5.1 方案概述
酒店冷源为全热回收型水源热泵机组和水冷式离心机组,并联运行;生活热水热源选用全热回收型水源热泵机组作为生活热水的常用热源,利用洗衣房的蒸汽锅炉作为备用热源。
酒店通常在全热回收模式下运行。可在为酒店空调提供冷冻水的同时,将产生生活热水储存在热水箱中。当热水箱温度已达到设计要求,自动切换到制冷状态,制冷产生的热量由冷却塔散发。
5.2 冷水机组选型
选用水冷式离心机组及 2 台全热回收型水源热泵机组共同制冷。离心机组制冷量 750RT ,螺杆机单独制冷时冷量 400RT ,全热回收状态下冷量 300RT 。如表 2 所示。
表 2 :冷冻站机组选型
机组型号
机组工况
冷凝器温度 ℃
制冷量( RT )
制热量( kw )
提供冷量比例(取整)
数量
全热回收型水源热泵机组
热泵
50
300
1466
15%
2
制冷
40
400
20%
离心机
制冷
40
750
35%
2
根据表 2 数据,并结合表 1 分析:
1 、当螺杆机单独制冷时,系统提供总冷量为 2300RT ,超过最大计算负荷 7.5% ;而热泵状态下运行时,系统提供总冷量为 2100RT ,基本满足酒店最大冷负荷需求。
2 、春节期间,开启 1 台离心机组及 2 台全热回收机组(全热回收模式),提供的制冷量为最大设计值的 65% ,即可满足日间的主要空调要求。同时可提供 2932KW 的热量,完全满足酒店生活热水热量需求。夜间仅开启 1 台全热回收机组(全热回收模式),即可满足空调要求, 并能满足客房部分的生活热水热量需求。
3 、在夏季平均入住率 60% 时,开启 1 台离心机组及 2 台全热回收机组,一台为全热回收模式,一台为制冷模式,可提供的制冷量为最大设计值的 70% ,即可满足日间主要的空调要求。同时可提供 1466KW 的热量,也基本能满足酒店生活热水热量需求。夜间仅开启 1 台全热回收机组(制冷模式),即可满足空调要求。
4 、上述两种模式为酒店主要的运行模式。在其他运行时候,机组可灵活搭配,使机组大部分时间能接近满负荷运行,以保证机组的运行效率。
5.3 热源选型
如果单独按照热量计算,需要最大供热量为 8.31t/h 。需要采用三台锅炉,额定蒸汽量为 1 台 2 t/h 及 2 台 4 t/h 。方能满足其中一台检修时,其他两台能至少能满足最大蒸汽用量的 60% 。
现采用了全热回收型机组后,生活热水可完全由冷冻站提供。锅炉选型可大大降低。采用三台锅炉,每台额定蒸汽量为 2 t/h 。基本满足酒店需求。这样也减少了锅炉设备的投资,减小了锅炉房的面积。
锅炉系统还需设计汽 —— 水换热系统,以便在电力系统出现故障时能充分保障酒店客人的生活热水需求。同时锅炉采用油气两用,也保证了锅炉在其中一种燃料暂缺时的热量供应。这都在最大程度上保证了酒店服务品质。
6 运行成本分析
6.1 常规方案 —— 方案一:水冷式冷水机组加燃气锅炉系统方案
此方案为酒店冷热源常见设计方案。采用水冷式冷水机组作为空调冷源,机组为变频式,并联运行,根据表 1 数据,按 20% 、 40% 、 40% 的比例关系选择冷水机组;采用燃气锅炉制备生活热水,根据表 2 数据,选用 2 台热水锅炉。燃气锅炉和冷水机组的选型详见表 3 。
表 3 方案一冷热源机组配比
机组型号
制冷量( kw )
制热量( kw )
电功率( kw )
天然气耗量( Nm3/h )
数量
离心式冷水机组
3059
530
2
螺杆式冷水机组
1582
299
1
燃气锅炉
1400
140
2
6.2 设计方案 —— 方案二:全热回收型水源热泵机组加水冷式离心机组系统方案
设备选型见表 2 。机组运行的耗电量如表 4 所示。
6.3 两种方案的经济性分析
表 4 方案二冷热源机组配比
机组型号
机组工况
冷凝温度
电功率( kw )
全热回收型水源热泵机组
热泵
50
303
制冷
40
250
离心机
制冷
40
485
根据表 1 的数据,每天酒店所需总热量: 6.54 万 MJ 。选用全热回收机组时,同时还可以利用的冷量为: 5.0 万 MJ 。
现以此数据为依据,计算两种方案分别耗能量及运行费费用(根据海南当地能源收费标准,电费按 0.8 元 / 度计算;天然气费用按 3.73 元 /m3 计算,天然气燃烧值按 36MJ/Nm3 计算,不考虑系统热损失)。
日耗电量计算公式:
N=Ne×Q/(3600Qe)
其中, Ne— 制冷机组额定电功率,见表 3 ,表 4 ;
Q— 每天制冷量, 5.0×107 kJ ;
Qe— 制冷机组额定制冷量表 3 ,表 4 ;
日消耗天然气量计算公式:
N= Qr / 36
其中, Qr— 每天制热量, 6.54×107 MJ ;
计算两种方案年耗费用差时,空调时间按每年 10 个月计算,该酒店年平均入住率按 50% 计算。
表 6 两种方案运行费用比较
平均日耗能量
方案一
方案二
制冷量 (MJ)
6.54 万
6.54 万
制热量 (MJ)
5.0 万
5.0 万
耗电量 (KWh)
2406.4
3754.8
电费(元)
1925.1
3003.8
消耗天然气量 (Nm)
1816.7
0
消耗天然气费用(元)
6776.3
0
日耗总费用(元)
8701.4
3003.8
两种方案日耗费用差(元)
5697.6
两种方案年耗费用差(万元)
171
注:空调年运行时间按 300 天计算。
综上计算可得,如果该酒店满负荷运行,由于可同时利用冷量及热量,采用方案二每天可节省 5697.6 元。 每年节省 171 万元。按平均入住率 60% 计算,每年可节省 103 万元。经济效益比较可观。
7 结论
冷热源设计不能单从冷源或者热源角度考虑,而尽量使二者达到较好的配置,最大程度达到节能效果:虽然单从冷水机组角度考虑,存在设备超配问题,但是全热回收型水源热泵机组基本保持在热泵运行状态,从冷、热源综合角度考虑,仍然是节能的。
在满足冷热量需求下,采用全热回收型水源热泵机组加水冷式离心机组系统的冷热源方案,虽然比水冷式冷水机组加燃气锅炉系统初投资高,但是每年运行成本节省的费用可观,因而具有更好的经济性,在系统选型中更具有优势。根据实际调研,该酒店投入运行 1 年多后收回了投资。
参考文献:克莱门特官方网站关于部分部分热回收型机组和全热回收型机组的说明。
[1] 本段节选自克莱门特官方网站的相关介绍。
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理工论文优秀范文7 《钻机判废技术条件》宣贯提纲-理工论文-免费论文
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《钻机判废技术条件》宣贯提纲
《钻机判废技术条件》宣贯提纲
一、任务来源
石油石化工业发展 60 年来,至 2007 年还没有一套钻机判废的技术标准。石化股份公司于 2007 年 3 月以科技监函字( 2007 ) 25 号 “ 川东北气田开发建设暨 2007 年度上游企业标准立项审查会议纪要 ” 要求紧急制订本标准。
二、《钻机判废技术条件》的编写目的
石油钻机是一套大型联合机组,常年在野外露天作业 , 环境条件较差。部分老旧钻机难以满足快速搬迁与安装、提升负荷、继续高压钻井等工艺方面的要求。同时,随着国家科技进步和经济实力的增强,对节能减排、安全环保以及油田为了确保安全、节约能源、降本增效、加速设备更新改造、提高钻机的生产效率等方面的要求,就要求淘汰一批能耗高、安全性差、环保落后、经济性差的钻机,因而对钻机的安全、环保、高效、节能等提出了更高的要求。在此基础上我们对钻机的各部件进行了分类,把钻机的井架、底座、绞车、游动系统、动力系统、传动系统和钻机综合评价等判废技术条件作出了明确的规定而编写了《钻机判废技术条件》中石化行业标准。
三、标准起草的简要过程
本标准于 2007 年 3 月提交立项论证报告后,经石化公司组织的 “ 川东北气田开发建设暨 2007 年度上游企业标准立项审查会议 ” 相关专家审查确立。标准名称由最初的 “ 石油钻机降级、报废技术条件 ” 改为 “ 钻机判废技术条件 ” 。从安全角度看,井架、底座必须经过承载能力检测后,进而用来指导钻井作业。因此承载能力就是 “ 钻机判废技术条件 ” 最重要的一项指标。
接到任务后,我们成立了标准编制小组,收集整理有关技术资料、相关标准信息,到油田各钻井公司进行现场调研。
经过近九个月的标准编制小组全体同志努力工作,于 2007 年 12 月份形成标准草稿,同时在中原油田内部各钻井公司广泛征求意见和建议,邀请部分有关专家审核。 2008 年 2 月初,我们又将该标准的征求意见稿通过电子邮件发至川气东送建设工程指挥部的工程技术部、胜利油田设备监测站和江汉油田资产装备处等单位征求意见。 2008 年 3 月 27 日在技术安全监督处的组织下,又召开了技术评审会。会议由中原石油勘探局机电信专业标准化委员会主任主持,油田部分钻井设备专家提出了具体的修改意见,我们根据修改意见又进行了修改完善,形成了征求意见稿。
2008 年 4 月~ 6 月,我们标准编写小组成员又到钻井现场,深入了解钻机设备的使用、维护、保养直到判废整个过程,以及在此过程中什么条件下钻机部件及整套钻机判废情况、判废所采用的标准及准则,同时也采纳了中石化的川气东送建设工程指挥部的工程技术部、胜利油田设备监测站和江汉油田资产装备处等兄弟单位所提出的标准修订条款,形成送审稿。
2008 年 6 月初,我们接到通知,于 2008 年 6 月 18 日至 6 月 20 日,在郑州召开标准审查会。会上各位专家又提出了许多问题、意见,对标准逐字、逐句、逐条、逐项又进行了修改。经过专家组讨论审核一致同意通过《钻机判废技术条件》标准的各项条款。经过审核批准后,正式形成了今天的中国石化一级企业标准《钻机判废技术条件》。
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理工论文优秀范文8 简析框架结构梁柱节点抗震区施工要点-理工论文-免费论文
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简析框架结构梁柱节点抗震区施工要点
钢筋混凝土框架结构梁柱节点也称节点核心区,是主体结构的重要组成部分。框架结构的震害大多发生在柱和梁柱节点核心区,节点破坏主要是剪切破坏和钢筋锚固破坏,严重时会引起整个框架的倒毁。我国新、老规范均强调了 “ 强节点 ” 的设计要求,对节点的箍筋和砼强度做了比较严格的规定。设计上一般是按照规范要求取节点区箍筋与箍筋加密区相同,包括箍筋的规格、直径和间距等;纵筋锚固也要求满足规范规定,包括伸入支座的直段及弯钩长度。实际在施工中常常出现的问题是:节点区箍筋缺少绑扎、数量不足、间距不分,或者几个箍筋全堆在一起,或者空空的一长段没有箍筋;而纵筋则可能会因弯钩被烧短烧断导致锚固长度不够。究其原因,一方面是部分施工管理、监理人员素质较低,对节点区的重要性缺乏认识,质量意识比较淡薄;另一方面则是施工所采取的工艺流程限制,使得要做到节点区钢筋(尤其是箍筋)完全符合设计及规范要求十分困难,甚至是根本不可能。但是,在工程实践中却往往对节点的施工重视不够,对节点施工质量控制不严。下面谈谈节点施工的一些问题,探讨如何保证节点区的施工质量。在节点区钢筋绑扎过程中,主要应注意箍筋的间距和纵筋的锚固。
1 、常见施工方法
工程实践中最常见的框架梁柱施工做法有两种:
1.1 柱梁分开浇筑法
将每层柱包括柱身、加密区和节点区的箍筋一次全部按要求绑扎好,然后安装柱模板、在梁底下 5 ~ 10 ㎝处留施工缝浇灌柱砼,柱侧模拆除后接着装柱头节点模板和梁底模(或者包括梁一边侧模),然后绑扎框架梁钢筋。这种做法节点箍筋影响了柱砼的浇灌作业,砼工往往不得不解开扎丝,从侧面敲打已绑好的节点箍筋以打开一个大口子让砼比较顺利地流入柱内。这样一来,节点区的箍筋就被打乱了,要恢复原状很不容易,而且要多费工时。在浇灌柱砼时部分钢筋还会被水泥浆污染,影响与砼的粘结。此外,节点区箍筋绑扎好后再穿梁底筋将会很麻烦,尤其是穿带弯钩(如在边支座)的底筋十分困难。这时是钢筋工不得不敲打已绑好的节点箍筋,甚至会擅自烧断弯钩造成纵筋的锚固不够。
1.2“ 沉梁法 ”
即在绑扎柱箍时留下节点区箍筋不绑,等木工将节点模板、梁模板和楼板底模都安装好后,再在楼面上绑扎梁钢筋,绑完后拆除临时支架将梁钢筋骨架落到梁模内。这种做法很容易漏掉节点区的柱箍筋,就是放了也往往是无法绑扎、数量不足、间距不分又难以调整。实践中,也有些项目提出采取改进的办法在箍筋四个角设导筋,将节点区箍筋按要求间距绑在导筋上固定成短钢筋笼,然后再随梁骨架沉入模板内;或者采用两个 “U” 形开口箍套叠,再焊成封闭箍。实际上,只要是先把模板都安装好了再沉梁,无论是使用导筋还是 “U” 形开口箍,都难以很好地解决问题,尤其是高层建筑当柱比较大采用的是比较复杂的复合箍筋时,就根本不可能做到满足设计及规范要求。
实践中常见的情况是:在验收梁、板钢筋时,有关方面才发现和提出节点区箍筋问题要求施工班组整改。但是,此时往往模板都已安装完毕,如果不拆除节点区模板,根本是不可能整改到符合规范要求的。遗憾的是:实际上不少工程最后都是在 “ 尽可能整改中马虎过去。
2 、施工控制要点
2.1 合理安排工艺流程
实践证明只有细分工艺流程,合理安排工作顺序,木工和钢筋工紧密配合,才可能保证节点区钢筋符合设计及规范要求。做法是将柱的箍筋分段绑扎:首先先将柱箍绑至梁底下;其次在穿好框架梁底筋后绑扎节点区箍筋;最后在绑完框架梁钢筋后再在梁面上加一道节点(定位)箍筋。具体的施工流程可以是:绑扎框架梁以下柱箍安装柱模浇灌柱砼(顶层边柱要注意留够梁筋的锚固位置)拆除柱模安装框架梁底模安放框架梁底筋绑扎节点箍筋绑扎框架梁钢筋梁面处加节点(定位)箍筋一道安装节点区模板安装框架梁侧模及楼板底模。这样的安排可能要增加绑扎框架梁钢筋使用的操作架,这时可以用工具式脚手架来解决。如果楼板底模是用钢管做顶撑,也可以先搭顶撑架,利用它来做绑扎梁钢筋的操作架。
2.2 改进施工方法
节点区的模板安装梁柱节点支模一般都比较麻烦,工效低。施工实践中最常见的是采用现场临时散装的做法,容易出现尺寸偏差过大、拼缝不严密、表面平整度及接驳垂直度较差等通病,要拆除再重装往往十分麻烦,不便于进行节点内的杂物清理和节点箍筋的调整处理。结合节点箍筋的绑扎顺序,在装梁底模、穿梁底筋再绑扎节点箍筋后才安装节点模板,可以采取框架梁宽度范围以外(框架梁端头梁底以下的节点模板作为梁底模的支承在装梁底模时已一起安装)的节点模板采用工具式定制模板的改进做法。其具体要点如下:
( 1 )在弄清每个节点处的梁柱、楼板的几何尺寸及相互位置关系后,对节点进行分类编号。
( 2 )根据各个编号节点的相关几何数据确定节点模板的制作方案。矩形节点框架梁宽度范围以外的模板一般由四个侧面的各一至两片矩形板组成,模板下部与柱的搭接长度取 40 ㎝便于固定。结合节点模板的组合方式确定每片模板的具体尺寸并编号后,绘制出各节点的模板制作图。
( 3 )安排熟练木工根据各节点的模板制作图预制节点工具式模板,并做好相应的标识。模板可用 18 ㎜厚夹板制作,用 40 ㎜ ×50 ㎜(柱截面大于 1000 ㎜时可用 50 ㎜ ×100 ㎜)木方做背楞,背楞间距不超过 300 ㎜ . 装模专用的夹具也预先加工好,矩形柱采用钢管夹具,圆形柱采用扁铁圆箍夹具,紧固对拉螺栓采用 Ф12 圆钢。
( 4 )随施工进度,现场安装节点模板。先用铁钉将相应的模板在柱身初步固定,检查安装标高及垂直度,调整合适后安装夹具并初步收紧螺栓,再复查无误后用力收紧螺栓完成安装。另外,视情况可将节点模板与梁板模连结加固。
采用工具式定制节点模板体系,节点模板一般可以周转使用 10 次左右,可节省人工和材料;提前制作,又可节省现场作业时间,加快进度;工具式定制模板尺寸准确、接驳垂直、拼缝严密、不易变形,质量比较有保障,可减少或杜绝节点装模的通病;而且,模板装拆比较灵活简便配合了节点箍筋的绑扎。
2.3 、保证节点区混凝土强度
节点区的砼浇灌框架梁柱节点作为梁的支座本身属于柱的一部分,所以节点砼强度等级应与柱相同。在工程实践中,多层框架设计上一般都取梁板砼与柱砼强度等级相同;若原设计图纸上标明的柱与梁板砼强度仅相差 5MPa ,一般也会在图纸会审时将梁板砼强度等级改为与柱相同。这种情况的节点区砼施工只需与梁板一起浇筑并注意振捣密实即可。
而在高层框架结构的抗震设计中,为了满足框架柱的轴压比要求又避免柱子截面尺寸过大,往往需要取框架柱的砼强度等级比梁板砼高出 2 个或 2 个以上的 5MPa. 这种情况,施工时就要采取特别措施保证节点砼的质量。比较成熟有效的做法是:在梁柱节点附近离开柱边 ≥500 ㎜,且 ≥1/2 梁高处,沿 45° 斜面从梁顶面到梁底面用 5 ㎜网眼的密目铁丝网分隔(做为高低等级砼的分界),先浇高标号砼后浇低标号砼,即先浇节点区砼后浇节点区以外的梁板砼。应注意的是:
( 1 )节点区砼与梁板砼应连续浇筑,不得将高低强度等级砼交界处留成施工缝或出现冷缝。
( 2 )应确定合理的砼配合比,严格控制施工配料,并在现场测控砼坍落度,加强对砼的养护,以防梁端高低等级砼交界附近出现砼收缩裂缝。节点区高强度等级的砼宜采用坍落度比较小的非泵送砼配合比,使用塔吊运输,可减少水泥用量和用水量,降低砂率,从而减小砼的收缩量。节点和梁的砼浇筑宜采用二次振捣法,以增强砼的密实性,减少收缩。
总之,框架结构梁柱节点的施工质量不容忽视,应该在施工过程中提高对抗震节点重要性的认识,加强管理,采取合理的施工措施,才能确保施工质量能达到设计及规范的要求。
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