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關鍵詞:《梼杌閑評》;范圍介詞;近代漢語;用法
《梼杌閑評》(以下簡稱《梼》)約成書于明末清初,不題作者姓名。
一、《梼》范圍介詞的研究的意義
1.現代漢語介詞研究成果較多,古代漢語介詞的研究相對較少,其中近代漢語介詞的研究更少。近代漢語是處在上古、中古漢語和現代漢語之間的一個時期,這時期里的介詞,有的是上古、中古漢語時期介詞的繼承,也有的一直沿用到現代漢語里。因此,近代漢語介詞的研究,有助于推動整個介詞系統的研究。
2.對專書語法進行研究,不僅可以對該書所在的時代的語法系統進行深刻的理解,而且還對該書前后時代的歷史語法的比較研究具有重要意義。
3.《梼》是研究近代漢語發展史的重要文獻之一。
研究《梼》的范圍介詞有助于我們進一步認識漢語介詞的詞類性質、詞義演變、語法特點等,有助于我們認識《梼》所在歷史時期范圍介詞的歷史面貌,為漢語介詞的研究提供一點參考。
二、范圍介詞的界定。
《梼》中范圍類介詞主要包括關涉范圍、動作行為涉及的范圍、數量范圍、處所范圍、視覺范圍。其中有些處所范圍類介詞與處所類介詞的用法不容易辨別,如“于”,我們根據例句分析,明顯表示大致范圍的介詞歸在范圍類介詞,表示具體地點的歸在處所類介詞(處所類介詞這里不討論)。比較下列句子:
(1)(吳養春父子)熬不過幾次追比,俱死于獄中。(12回)
(2)魏給事道:“一出家門,已置死生于度外,憑你苦我,這贓難認!”(32回)
例(1)“于獄中”是具體的地點,我們把“于”歸為處所類;例(2)
中“于度外”是一個大的范圍,且是抽象的,我們把“于”歸在范圍類。
三、介詞分析
1.連
“連”介詞是由動詞“連”的“連帶”義虛化而來,產生于六朝?!?】介詞“連”在《梼》中出現81例,有兩種用法。
1)表示強調,“連”相當于“甚至”,強調某種程度。如:
犯人牢里容不下,連倉里也坐滿了。(39回)
此類“連+Np+vP”的格式雖然沒有用“都/也”呼應,但語義上仍然表示強調。
2)一是表示連帶對象或事物,由它構成的介詞短語作狀語,10例。如:
(云卿)就連繩子扣在他手上。(5回)
2.于
“于”表示關涉范圍,由它構成的介詞短語可作狀語,也可作補語?!稐儭分谐霈F52例,如:
1)作狀語,如:
這人非庶民之妻,乃張皇親的親眷,于體面上不好看。(43回)
2)作補語,如:
令你今世生于人間,力除懶癖。(50回)
3.把
“把”表示動作行為的范圍,《梼》中出現23例,如:
舅舅說沒有好洗白布,到有匹好沙壩棉綢,把三四個箱子尋到了,才尋出來的。(13回)
4.從
“從”引進動作行為的范圍,可以跟名詞、動詞短語或小句組合。由它構成的介詞短語作狀語?!稐儭分谐霈F20例,如:
功名富貴皆不從科甲第中來。(19回)
5.至
“至”作為范圍介詞,在《梼》中有四種用法:即表示某動作行為的數量、處所范圍、某種程度。出現15例。
1)表示某動作行為所達到的數量,可譯為“到”。如:
(女子)唱至半本,住了戲。(16回)
2)表示處所范圍,如:
把個遼東地方,西起寧遠,東至開原,沒一處不看遍了。(36回)
3)表示程度,如:
飲至半酣,皇上下來走了一回馬。(29回)
6.據
“據”表示視角范圍,馬貝加認為在宋代已見用例。
《梼》中“據”表示視角范圍出現13例,如:
據他說是被人解去了。(6回)
據”的此種用法保留到現代漢語中。如“據我看”。
7.到
“到”表示范圍,在《梼》中有兩種用法。
1)引進動作行為所達到某種境況或程度,在動詞后作補語,8例。如:
(兩人)正做到妙處,只聽得人喊來道。(2回)
2)表示動作延續的數量,在動詞后作補語,4例。如:
二人戰到三四十合。(27回)
8.自
“自”作為范圍介詞,可表示視角范圍,也表示關涉范圍。馬貝加認為前者在漢代就有用例。如:自上觀之,……皆不足。(《盜跖》);后者在《詩經》中已見用例,如:自彼氐羌,莫敢不來。(《殷武》)【2】
“自”作為范圍介詞在《梼》中只見表示關涉范圍的用法。10例,如:
上自三宮六院,下而三公九卿,無一個不慌。(47回)
9.及
表示涉及范圍的“及”,馬貝加認為是從“至、到”的引進對象的介詞“及”發展而來的。在《詩經》中“及”后一般隨表示人的名詞,在《左傳》《國語》中后隨表示國家、時間的名詞性詞語。到了漢代,“及”可以表示范圍?!?】
《梼》中表示涉及范圍的“及”多置于動詞后,由它構成的介詞短語作補語。出現9例,如:
頃刻間,煙焰燭天,沿燒殿后及兩廊房屋,共有一百二十余間。(40回)
10.除
介詞“除”是由“除去”義的動詞“除”發展演變而來,約起自與隋唐。“除”介詞用法有兩種:一是排除特殊,強調一致。二是排除己知,補充其他。元明時期,“除”的這兩種功能都非常常見。
“除”的這兩種用法在《梼》中均有用例。
1)排除特殊,強調一致。5例,如:
就是各衙門的老爺們,除在魏爺門下的,沒人敢去訪他。(37回)
2)排除己知,補充其他。4例,如:
除盤纏外還可有五六分利息哩。(20回)
“除”的此種用法在《梼》中沒有單用,均在后加“外”、“之外”、“以外”等等。
11.比
“比”作為范圍介詞在《梼》中有兩種用法,一是表示程度;二是表示時間范圍。
1)表示程度,僅1例,如:
費了他百十兩銀子,就比殺他還狠些。(4回)
2)表示時間范圍,出現7例,如:
想了半日也想不起來,原來比當日胖了。(7回)
12依
“依”表示視角范圍,馬貝加先生認為“‘依’表示視角范圍明代開始出現用例”。【4】
《梼》中,“依”表示動作行為的視角范圍,由它構成的短語,作狀語。7例。如:
依我看,照單賠一半?!保?4回)
13.向
“向”表示動作行為的范圍,由它構成的短語作狀語。在《梼》中出現6例,如:
(許推官)又向各州縣庫中挪移了幾萬。(39回)
14.在
“在”表示范圍,是由“引進處所”的用法發展而來的,《梼》中“在”表示范圍的用法僅3例,如:
咱前日原要在汪文言案內處他們。(31回)
15.就
“就”表示動作行為涉及的范圍,可譯為“在”?!稐儭分谐霈F2例,如:
樽酒綢繆聯舊好,就中透出十分春。(13回)
三、句法功能分析
介詞本身不能獨立充當句子的語法成分,要分析其功能,需把它和其后的賓語一起加以討論。我們對《梼》中介詞短語的句法功能進行考察,發現《梼》中的介詞短語主要是充當狀語和補語,少數在一定條件下可以充當主語、定語和賓語。而范圍類介詞短語的句法功能又只能充當狀語、補語和定語。
1.作狀語
《梼》中范圍類介詞短語最主要的功能就是充當狀語。如:
依我看,照單賠一半。”(14回)
2.作補語
《梼》中范圍類介詞短語充當補語的用例并不多,15個處所介詞中只有“于”、“到”、“至”、“及”4個介詞與其賓語可以充當補語。如:
(1)令你今世生于人間,力除懶癖。(50回)
(2)職官受贓至滿貫者,罪應絞,減等發邊遠充軍。(50回)
3.作定語
《梼》中范圍類介詞短語充當定語的介詞只有“在”,僅1次。如:
在席眾官內有的道:“怎敢擅打府上的人?”(34回)
從以上可以看出,《梼》中處范圍介詞語義豐富,有的表示關涉范圍,如“于”、“自”;有的表示動作行為涉及的范圍,如“把”、“及”、“從”;有的表示數量范圍、如“到”、“至”;有的表示處所范圍、如“至”;有的表示時間范圍,如“比”;有的表示視覺范圍,如“據”、“依”。介詞短語語法功能也較為多樣,有的作狀語,如介詞“連”、“比”、“據”、“于”、“到”等介引的介詞短語;有的作補語,如介詞“于”、“到”、“至”介引的介詞短語;有的作定語,如介詞“在”介引的介詞短語。
《梼》中范圍類介詞既有近代漢語共性的一面,又有自己的特點;既顯現出近代漢語的共性,又逐漸趨同于現代漢語。
參考文獻:
[1]蔣紹愚,曹廣順.近代漢語語法史研究綜述[M].北京:商務印書館,2005.
[2]馬貝加.近代漢語介詞[M].北京:中華書局,2003.
作者簡介:龔 梅(1979—),女,貴州遵義人,凱里學院人文學院,講師。研究方向:近代漢語語法。
項目簡介:本文為“凱里學院漢語言文字學教學團隊成果”論文之一,本課題是2011年度貴州省教育廳人文社科科研項目,項目號:11ZC034。
關鍵詞:石英陶瓷;延遲斷裂;保載;裂紋擴展
1 前言
石英陶瓷是一種以石英玻璃碎料為原料,采用陶瓷材料制備工藝生產的一種非晶態材料。其制品廣泛應用于玻璃、冶金和航空航天等領域。石英陶瓷在航天領域最多的應用是制作導彈天線罩,其主要優點包括:良好的抗熱沖擊性能、低而穩定的介電常數和損耗角正切、在高溫下很好的強度穩定性、制造工藝簡單、成本低廉等。
根據陶瓷材料的微裂紋理論,陶瓷材料的延遲破壞是由于材料中的裂紋在外加載荷和周圍環境的共同作用下,以亞臨界值擴展到臨界值而引起的。延遲破壞時間就是裂紋擴展所需的時間。石英陶瓷導彈天線罩產品在驗收過程中必須經歷沖壓篩選試驗,在天線罩內部充入一定氣壓并保持一定時間后泄壓,以篩選出不合格產品。但是,該充壓壓力對天線罩罩體強度的影響尚未見文獻報道。導彈天線罩在導彈飛行過程中一直承受各種應力,因此,對石英陶瓷天線罩材料的延遲破壞特性進行研究是非常必要的。
2 實驗條件
將石英陶瓷塊體材料切割、打磨成尺寸5×5×50mm 的條狀試樣,然后對試樣的受拉面進行拋光,將受拉面的 2 條棱邊倒角 45°。在室溫條件下,在材料力學試驗機(Instron 5566 萬能試驗機)上進行保載試驗和三點彎曲試驗,跨距 40 mm,加載速度 0.5 mm/min。保載試驗方法指給試樣加載一定載荷并保持該載荷一定時間后泄壓。
3 實驗過程、結果與討論
3.1保載試驗
本試驗中,通過對石英陶瓷材料施加一定載荷,并保持該載荷一定時間后,測試材料的裂紋擴展時間。由于導彈的飛行時間一般比較短,我們選擇的最長保載時間設定為300s。根據以往的實驗記錄,彎曲強度測試時,石英陶瓷天線罩材料正常的斷裂載荷大部分在100~110N(對應的強度為50MPa以上)。本試驗選擇在低于100N的多個不同載荷下進行保載實驗。
試驗方案:隨機抽取30件石英陶瓷天線罩罩體,在每個罩體的大口端取樣本數48根,試樣尺寸為5550mm,作為一組,共30組。保載載荷分別定為90N、80N、70N、60N和50N,最長保載時間為300s。
表1是30組樣品在保載試驗中有樣品在保載過程中出現試樣斷裂的情況,其余樣品在保載試驗過程中沒有發生斷裂。從表中數據可以看出,在90N、80N和70N的載荷下進行保載的試樣,斷裂的試樣較多。隨著保載壓力降低,發生斷裂的樣品數量明顯減少。60N和50N的載荷,分別進行了11組試樣的保載試驗,每個載荷下分別只有兩組試樣有斷裂,斷裂的試樣根數也很少,斷裂試樣情況見表1。
陶瓷材料作為一種脆性材料,它的斷裂破壞主要是一種強度控制的現象。當材料受載后,隨著受載時間的延長,激活了材料中已存在的微裂紋,導致裂紋慢速擴展,從而引起材料破壞。因此,裂紋慢擴展對材料的強度及壽命有著重要的影響。
根據原子間結合力推導出的材料理論強度:?滓th=■,式中:E為彈性模量,a為平衡時的原子間距,?酌s為表面能。表面能可近似地表示為:?酌s=Ea/20,那么:?滓th≈E/5~E/10。但實際材料的強度只有理論強度的1/10~1/100。為此,1920年格里菲斯提出了脆性斷裂理論,該理論認為,材料內部存在原始裂紋,當材料受力時,在裂紋的尖角處產生應力集中,如果尖角處的應力超過材料的理論強度時,裂紋就迅速擴展,最后導致材料斷裂。
石英陶瓷材料試樣在受載過程中,隨著受載時間的延長,對于在試樣中已存在的微裂紋,載荷會導致裂紋慢速擴展,當裂紋尖端處的應力超過材料的理論強度,那么裂紋會迅速擴展,最終試樣斷裂。在裂紋受力慢速擴展的過程中,由于試樣強度的差異,斷裂時間是有延遲的,所以會有不同的斷裂時間。也就是說,在保載過程中,裂紋尖角處所受的應力只要沒有達到試樣的理論強度,那么試樣不會出現斷裂。
3.2保載試驗對石英陶瓷強度的影響
為了研究石英陶瓷天線罩材料在承受某一低于其斷裂強度的恒定應力作用后材料強度的變化,我們通過三點彎曲試驗測試了22組經50N、60N保載后未斷裂試樣的強度,在22組試樣對應的天線罩罩體大口端按照3.1的相同取樣方法取樣,每組同樣取48根,進行三點彎曲試驗,測得的強度平均值作為保載前強度值。
表2為22組試樣經50N、60N保載前和保載后測試的強度變化(圖1是強度變化的分布圖)。從表2和圖1可以看出:經50N、60N保載后,石英陶瓷材料強度值沒有發生下降趨勢,也就是說,在低于材料斷裂強度50%左右的載荷下進行保載試驗,在300s的保載時間內,石英陶瓷材料試樣內部裂紋沒有產生明顯的裂紋擴展現象,所以,我們認為50N~60N對于石英陶瓷天線罩材料是相對安全的保載載荷(對應抗彎強度測試斷裂載荷的45~50%)。該試驗結果為石英陶瓷導彈天線罩的壓力篩選試驗提供了實驗基礎。
4結論
(1) 石英陶瓷材料試樣在低于其斷裂強度的恒定載荷作用下,隨著受載時間的延長,對于在試樣中已存在的微裂紋,載荷會導致裂紋慢速擴展,裂紋擴展速度與載荷大小密切相關,載荷越大,裂紋擴展速度越快;
(2) 在低于材料斷裂強度約50%左右的載荷下進行保載試驗,在300s的保載時間內,石英陶瓷材料試樣內部裂紋沒有產生明顯的裂紋擴展現象。
(3) 用石英陶瓷材料制作的天線罩,外力低于60N時對于石英陶瓷天線罩材料是相對安全的保載載荷。
參考文獻
[1] 孟兆強,郭中一.石英陶瓷彎曲強度的Weibull統計分析[J].稀有
金屬材料與工程,2009(38):1178-1180.
[2] 施平,賈艷敏.工程陶瓷零件的可靠性分析[J].試驗技術與試驗
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[3] 施平,杜善義.工程陶瓷材料的可靠性及其在宇航中的應用[J].
宇航材料工藝,1989(3):8-11.
[4] 龔江宏.陶瓷材料斷裂力學[M].清華大學出版社.
關鍵詞:硅碳棒 高溫 設備
中圖分類號:TG454
1 前言
本文研制的高溫釬焊設備需滿足長期運行在1250℃高溫環境中,能實現產品測溫、爐膛測溫、產品內腔抽真空、爐膛通氬氣保護等多項功能。同時,需實現精確的溫度控制,準確顯示設備內環境溫度和產品表面溫度,并對各項監測數據實現計算機實時儲存、打印、輸出。這樣的復雜工藝過程對所需釬焊設備的結構組成、各項功能提出了更高的設計要求。
2 設備組成
高溫專用釬焊設備組成分為:
①爐體部分:包括爐門機構、爐子主體、加熱元件
爐門機構:用來是支撐爐門。
爐子主體:由爐殼和爐襯層組成。
加熱元件:采用進口康泰爾U型硅碳棒,均布在爐體內左右兩側及后墻布置。
②加載裝置:由真空系統、承載大軸、大軸驅動、小車驅動、及車體組成。
③電源部分:由中頻電源和變壓器組成。
④控制部分:由溫度調節儀、溫度記錄儀、真空計、PLC以及通用的電流、電壓、功率表組成。用于完成設備控溫、爐門開、閉動作、小車進退及大軸旋轉等功能。
⑤氬氣保護系統:采用氣瓶組集中供氣,通過氬氣控制柜給釬焊箱內充氬氣。
⑥水冷系統:用于冷卻小車上真空機組。
3 關鍵技術
3.1加熱元件的選取
作為高溫釬焊設備的核心元件加熱體,目前可以選用的加熱體為金屬元件和非金屬元件。選擇滿足工作溫度要求的加熱體,最重要的指標是工作溫度和加熱元件的表面負荷率。
根據加熱設備使用經驗,加熱體工作溫度一般要比設備內環境溫度高100-200℃,如表1所示,如常用的金屬元件0Cr27Al7Mo2,在1250℃時是極限工作溫度下使用,嚴重影響使用壽命,而非金屬元件的硅碳棒正常工作范圍1250-1400℃是熱效率利用最佳溫度區域。
加熱元件的表面負荷率是單位面積所分配的功率,每種加熱體根據使用要求都有最佳的表面負荷。表面負荷率越高,加熱體本身的溫度越高,有利于加快傳熱速度,但是同時加熱體壽命會大幅降低。表面負荷率過低,將加熱效率會降低同時增加電熱元件消耗量,無法滿足設備快速溫升需求。根據表2兩種加熱體的不同溫度的表面負荷率可以看出,金屬元件0Cr27Al7Mo2在1300℃時,表面負荷率只有0.7W/cm2,而硅碳棒在1350℃時,表面負荷率是10W/cm2。
0Cr27Al7Mo2需要布置的面積是硅碳棒的10÷0.7=14.3倍,選用硅碳棒可以減少占用空間,爐體更加緊湊。
綜合上述,在新研制的高溫專用釬焊設備中應選擇硅碳棒作為加熱元件,這樣滿足加熱使用要求。
3.2新型耐火材料的應用
3.2.1耐火材料的選取
目前國內高溫焊接設備廣泛采用的是耐火粘土制品和陶瓷纖維制品。我廠現有釬焊爐爐襯基本為耐火磚制品,這些耐火材料使用溫度較低,整體成型困難,這樣就不可避免的存在一些如耐壓強度低、荷重軟化點低、抗化學腐蝕性較差等缺陷,長時間使用會出現大面積斷裂、坍塌,部分襯體磚高溫下與加熱器粘接在一起,無法滿足正常生產使用。耐火磚制品主要性能指標如表3所示。
陶瓷纖維制品是國內近幾年研制出來的一種由高純度的硅酸鋁纖維加入少量結合劑、用高溫真空成型法制成的新型節能材料,可長期使用溫度在1600℃左右,高溫下線收縮系數較大(1000℃時2%,1300℃時接近4%),屬于不定形耐火隔熱材料,主要制品有陶瓷纖維組塊、陶瓷纖維板、陶瓷纖維毯。陶瓷纖維制品由于其體積密度小、導熱系數低、重量輕、良好的隔熱性能、可分塊固定、更換等優點被廣泛使用,逐漸取代了普通耐火粘土制品,主要性能指標見表4。
從上表3和表4可以看出,陶瓷纖維制品與耐火粘土制品相比,導熱系數低,能更快速的升溫,更加節能;使用溫度高,爐襯使用壽命增加;體積密度小、減小了爐襯占用空間;并且產品形狀上陶瓷纖維制品有毯、板、組塊,可根據釬焊爐的要求進行組合安裝,更換時只需將損壞處拆除,不需整體重做,降低了設備成本。
根據以上分析比較,爐襯耐火材料選擇陶瓷纖維制品。
3.2.2隔熱耐火層的結構設計
根據釬焊爐長期工作在1250℃的工況,如圖1所示設計中釬焊爐三側的耐火面和爐底的耐火層材料使用1400℃ γ=2.1的致密磚和γ=0.8的輕質高鋁磚,保證內表面砌后平整。隔熱保溫層選用不同溫度梯度的陶瓷纖維板、纖維毯組合成的全纖維結構,爐頂則采用1400℃陶瓷纖維組塊。其密度低、導熱系數小的性能可以大大減輕襯體重量、縮短升、降溫時間,同時具有良好的機械強度和抗氣流沖刷性能,能滿足工作過程中熱態進、出爐要求。
根據《熱處理設備及設計》手冊,一般加熱設備外表面冷面溫度一般不高于室溫以上60℃。按室溫為25℃,冷面溫度不應高于85℃,計算結果中冷面溫度最高為爐底79℃,滿足設計要求。
4 結論
4.1作為高溫釬焊設備核心部分的加熱元件,選擇康泰爾U型硅碳棒,不但滿足工藝高溫釬焊要求,而且提高了設備最高工作溫度。
4.2在研制中爐襯選取新型節能耐火材料,并根據爐面不同溫度位置而采用不同溫度梯度組合結構,既能實現工作區域較好的溫度均勻性和保溫性,又能夠節約能源、方便維護。
4.3實踐證明,高溫釬焊設備的設計思想是完全正確的,各項技術指標完全滿足要求,使用效果良好,為以后其它高溫釬焊設備的設計、制作提供了很好的應用基礎。
參考文獻
[1] 王海舟.《耐火材料分析》.科學出版社.2005.9
[2] 粟祜. 《真空釬焊》. 國防工業出版社, 1984:91-96
關鍵詞:整體模塊;絕熱均勻;石化行業;爐襯
中圖分類號:TP273 文獻標識碼:A
0.前言
繼陶瓷纖維折疊模塊在石化行業成功應用數十年后,隨著國外先進產品在國內的不斷推廣及應用,新產品―整體模塊也已在國內石化行業成功推廣及普遍認可。它完全顛覆了傳統折疊模塊的生產工藝,利用精密的針刺設備、吸慮系統和旋轉壓制、水切成型的理念,將陶瓷纖維棉整體針刺,生產線上完成電腦切割。其均勻性、耐熱性和保溫效果,完全可以滿足石化行業客戶對更高熱效率隔熱方案的需求。通過近幾年公司對該產品的不斷研發及探索,整體模塊的性能指標已經達到國際領先水平,目前在國內多家石化行業的制氫轉化爐、乙烯裂解爐等高溫加熱爐上已經成功應用。
1.整體模塊介紹
整體模塊是由兩片整體預制棉坯切割塊、通過兩根遠離熱面的、橫置于模塊中的不銹鋼插管連接、固定到專用錨固件上組裝而成。通過螺栓螺母將錨固件固定到爐壁板,從而將模塊固定。模塊的冷面能夠緊貼爐壁,完全可以維持結構的完整性和錨固件的支撐性能,如圖1所示。
2.整體模塊性能獨特點
作為一種工業窯爐爐襯的新材料――整體模塊,具有6個方向均可壓縮,也就是六面具有膨脹性,是一種組裝、切割及安裝非??焖?、簡易的產品,即適合大面積平面結構,又利于異型部位的切割安裝,使用效果良好的耐火、隔熱保溫產品。
(1)結構新穎,整體性強。全纖維定型,特殊錨固件固定,六面(前、后、左、右、中心兩面)均可壓縮、均可膨脹。整體纖維材料,易于切割,并適合現場開口及切槽,是窺視孔、爐管密封件、燒嘴磚等特殊形狀的部件最理想的基材,尤其適合應用于拐角等異型部位,如圖2所示。
(2)體積密度靈活可控。模塊體積密度為128kg/m3~240kg/m3。最高可達240kg/m3,比傳統折疊模塊高出10%~25%,可減緩高溫(1300℃)下纖維的收縮,避免塊間縫隙的產生,同時抗氣流沖刷能力有所提高。采用整體棉坯制作而成的整體模塊,每塊的體積密度都完全相同,避免了傳統的折疊模塊因為折疊數的限制而產生的體積密度差。施工后爐襯更加均勻,保溫效果提高。
(3)導熱系數小,絕熱均勻。相比傳統的折疊模塊而言,整體模塊采用整體纖維棉坯切割而成,工藝決定了纖維三維立體分布,明顯比折疊模塊纖維毯的層狀布棉更加合理,導熱系數比折疊模塊降低10%~15%。
整體模塊安裝后從熱面到冷面的縫隙要少很多。折疊模塊通常有8到10個折疊波,每個折疊波的位置都有可能產生纖維收縮縫,從而造成收縮縫隙和外殼溫高受損的隱患。整體纖維模塊在每一個獨立的組件兩側只有一個接縫,并具有壓縮性,產生收縮開口的幾率明顯降低。
(4)抗風蝕性能強,高溫下抗粉化。生產過程中加入一種特別的劑。在高溫環境下,這種劑會迅速使整體模塊從一種相對柔軟、容易壓縮的大塊結構產生硬化,轉化成為一種有相當強度、整體無縫的、類似于木質的塊磚結構,從而高溫下不粉化,更耐氣流沖刷,最高可達40m/s~45m/s(氣流速度)。特別適用于耐磨損或撕裂損傷嚴重拐角、貫通立柱、煙道出口等氣流沖刷大、異型的部位。
(5)電腦切割,尺寸精確。傳統的折疊模塊基本采用手工折疊的方式加工,而整體模塊引進國外最先進的電腦繪圖切割系統,完全實現了自動切割,加工尺寸公差控制在更小的范圍內。
(6)施工維修簡便。如采用專用的自動熔接槍,無須畫線、焊釘及手工安裝等煩瑣工序,只要手指扣板機即可熔釘、擰緊螺母和檢查每一根螺釘焊接質量,提高了施工和維修效率;如需襯里局部維修時,模塊更換方便。
(7)使用壽命長。特殊的安裝工具,確保了安裝的牢固性;特殊的結構形式,確保了安裝時每塊模塊的壓縮比例;整體結構確保了爐襯高溫不產生縮放;更延長了爐襯的使用壽命和抗風蝕效果。
(8)使用范圍廣。整體模塊由高純度的原材料制造而成,分為中溫級纖維(氧化鋁―氧化硅)、高溫級纖維(氧化鋁―氧化硅―氧化鋯)。可滿足熱工設備從600℃至1350℃不同溫度檔次的保溫隔熱使用要求。
3.整體模塊在石化行業應用
隨著國內節能減排各項政策的出臺,石化行業也陸續展開新型節能爐襯的設計及選用,考慮以節能降耗為理念,將外壁平均溫度要求從傳統的小于80℃降到75℃(或70℃)以下。其中在陶瓷纖維模塊襯里的基礎上,引入導熱系數更小的保溫材料――整體模塊,組合成新型的陶瓷纖維復合襯里就是其中的一項關鍵措施。國內石化行業的設計院對整體模塊也比較認可。目前整體模塊,已經連續成功應用在國內石化行業的多種加熱爐作為襯里材料使用。
(1)石化加熱爐拐角部位應用。拐角部位為爐內煙氣最為集中的部位,溫度不低于爐膛溫度,并且高溫氣流沖刷嚴重。為滿足該部位保溫及結構整體性和耐風蝕等要求,襯里結構推薦采用整體模塊,結構優勢如下:
①形拐角結構新型錨固件固定,整體性強,結構牢固,如圖3所示。
②將整體模塊拐角部位加工成半圓弧形,以便降低對煙氣的阻力。
③當劑燒除后,整體模塊變硬,并使爐襯幾乎成為一個整體結構,大大提高襯里抗氣流沖刷能力。
(2)在石化行業整臺加熱爐襯里上的應用。整體模塊屬于陶瓷纖維棉坯制作,其導熱系數比傳統的折疊模塊小很多,作為整臺爐子的爐襯使用,正是選用其導熱系數小的優勢,對于降低爐體外壁溫度能起到很好的作用。采用整體模塊與采用傳統的折疊模塊的全纖維爐襯相比,外壁溫度能降低4℃~6℃。
整體模塊已經在國內某大型制氫轉化爐上實現了全爐應用的實例,如圖4所示。該項目也屬于國內全整體模塊的第一個應用業績,這是整體模塊作為整體模塊在推廣應用上的重大里程碑。
(3)在石化加熱爐看火孔部位應用。石化行業加熱爐,看火孔結構通常為倒四棱臺型,以便于觀察爐內加熱物料的加熱程度。多年來,看火孔一直停留在耐火磚、澆注料預制塊、真空成型塊等重質材料的原始結構上,并在一定時期起到了不同的作用。但傳統結構的看火孔抗熱震性差、與四周纖維襯里連接易出現貫通縫及保溫效果差等一直無法解決。
在充分了解看火孔外形結構、使用工藝、所處環境的氣氛和特征的基礎上,結合整體模塊所具有的特點和性能,將看火孔結構確定為纖維毯平鋪和模塊的復合結構。復合結構具有很好的溫度等級梯度,能更好地降低看火孔外側鋼板的表面溫度,延長爐襯的使用壽命。
(4)在石化加熱爐燒嘴部位應用。目前在石化行業加熱爐的側壁和爐頂燒嘴磚普遍存在體積密度大,使用壽命短,散熱損失高等一系列問題,成為制約石化加熱爐襯里壽命和節能降耗的薄弱環節,市場上需要一種更加輕質高效節能的新型材料取代原先的重質燒嘴磚。
燒嘴塊由容重240kg/m3的整體模塊組成,中間安裝燒嘴管挖出一個孔,孔周邊與纖維走向垂直??變忍子靡粋€真空成型圓環套。模塊與真空成型圓環套可選擇不同溫度等級和規格尺寸。這種燒嘴塊,具有重量輕、隔熱、抗熱沖擊等特點。
結語
目前國內生產的整體模塊已經達到國際公司產品性能。整體模塊的性能指標已經達到國際領先水平,整體模塊憑借導熱系數小、整體性好、抗風蝕性好等優點,在國內多家石化行業的制氫轉化爐、乙烯裂解爐等高溫加熱爐上已經成功應用。為國內石化行業工業窯爐定制化的工程解決方案提供了新的選擇,滿足了客戶更高熱效率隔熱方案的需求,進而可以幫助終端用戶在降低經營成本的同時提高生產效率。
與此同時,整體模塊的問世及成功應用,也從另一面表明國內陶瓷纖維行業不斷成熟發展創新的決心和力度,為陶瓷纖維行業的革新和發展、為工業窯爐節能和降耗工程的推進、為國家的環保和減排政策提供了新的力量。
有機絕熱材料:聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、軟木;
多孔狀絕熱材料:泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡膠、硅酸鈣;
無機纖維:石棉、巖棉、玻璃棉、硅酸鋁陶瓷纖維、晶質氧化鋁纖維;