Luận án Nghiên cứu công nghệ phun plasma hợp kim nền crom, ứng dụng phục hồi cánh quạt khói trong nhà máy nhiệt điện

Tên luận án:

NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ PHUN PLASMA HỢP KIM NỀN CROM, ỨNG DỤNG PHỤC HỒI CÁNH QUẠT KHÓI TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN

Ngành:

Kỹ thuật Cơ khí

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án "Nghiên cứu công nghệ phun plasma hợp kim nền Crom, ứng dụng phục hồi cánh quạt khói trong nhà máy nhiệt điện" của Đặng Xuân Thao, thuộc chuyên ngành Kỹ thuật Cơ khí, tập trung giải quyết vấn đề hư hỏng của các chi tiết máy trong điều kiện môi trường khắc nghiệt. Đề tài nghiên cứu ảnh hưởng của ba thông số công nghệ phun phủ plasma gồm cường độ dòng điện phun (Ip), lưu lượng cấp bột phun (mp) và khoảng cách phun (Lp) đến chất lượng lớp phủ Cr3C2-30%NiCr trên bề mặt thép nền 16Mn.

Mục tiêu tổng quát của luận án là tìm ra bộ thông số công nghệ phun phủ tối ưu nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng lớp phủ, đồng thời thử nghiệm áp dụng vào thực tế. Các mục tiêu cụ thể bao gồm xác định mức độ ảnh hưởng của ba thông số trên đến độ bền bám dính, độ bền bám trượt, độ bền kéo, độ xốp và độ cứng tế vi của lớp phủ. Luận án đã xây dựng các hàm toán học hồi quy thực nghiệm biểu diễn mối quan hệ này và xác định được bộ thông số tối ưu cho từng chỉ tiêu và đa mục tiêu.

Về phương pháp, đề tài kết hợp nghiên cứu lý thuyết về công nghệ phun phủ plasma với thực nghiệm để xác định các đặc tính và tối ưu hóa thông số phủ. Những đóng góp mới của luận án bao gồm việc tạo lớp phủ Cr3C2-30%NiCr trên thép 16Mn bằng phun plasma, xây dựng các phương trình hàm hồi quy thực nghiệm và xác định thành công các bộ thông số tối ưu. Đặc biệt, kết quả nghiên cứu đã được ứng dụng hiệu quả trong việc phục hồi 14 cánh quạt khói bị mòn của nhà máy nhiệt điện, cho thấy lớp phủ đạt yêu cầu kỹ thuật, giúp cánh quạt hoạt động ổn định và có tuổi thọ tương đương. Luận án có ý nghĩa khoa học trong việc cung cấp dữ liệu và phương trình dự đoán, cũng như ý nghĩa thực tiễn làm tài liệu tham khảo và tiền đề cho các ứng dụng công nghiệp tương tự.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của đề tài
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu
    • 2.1. Mục tiêu tổng quát:
    • 2.2. Mục tiêu cụ thể:
  • 3. Đối tượng nghiên cứu
  • 4. Phạm vi nghiên cứu
  • 5. Nội dung nghiên cứu
  • 6. Phương pháp nghiên cứu
    • Nghiên cứu lý thuyết:
    • Nghiên cứu thực nghiệm:
  • 7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án
    • 7.1. Ý nghĩa khoa học:
    • 7.2. Ý nghĩa thực tiễn:
  • 8. Những đóng góp mới của đề tài luận án
  • 9. Bố cục luận án

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP PHUN PHỦ NHIỆT

  • 1.1. Lý thuyết về sự hình thành lớp phủ
  • 1.2. Một số phương pháp phun phủ nhiệt
    • 1.2.1. Phương pháp phun phủ bằng hồ quang điện
    • 1.2.2. Phương pháp phun phủ bằng ngọn lửa khí cháy
    • 1.2.3. Phương pháp phun phủ nhiệt khí tốc độ cao (HVOF)
    • 1.2.4. Phương pháp phun phủ nguội
    • 1.2.5. Phương pháp phun phủ bằng kích nổ khí
    • 1.2.6. Phương pháp phun phủ bằng plasma
  • 1.3. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng phun phủ nhiệt trên thế giới và ở Việt Nam
    • 1.3.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phun nhiệt trên thế giới
    • 1.3.2. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng phun phủ nhiệt ở Việt Nam

• KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

• CHƯƠNG 2: QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH VÀ ĐẶC TÍNH CỦA LỚP PHỦ NHIỆT PLASMA

  • 2.1. Quá trình hình thành lớp phủ nhiệt
  • 2.2. Sự hình thành và cấu trúc lớp phủ nhiệt plasma
  • 2.3. Một số đặc tính của lớp phủ nhiệt plasma
  • 2.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ tính và chất lượng lớp phủ plasma
  • 2.5. Bột phủ C3Cr2-NiCr

• KẾT LUẬN CHƯƠNG 2

• CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH THỰC NGHIỆM, VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

  • 3.1. Xây dựng mô hình thực nghiệm
  • 3.2. Vật liệu, thiết bị thí nghiệm
  • 3.3. Xây dựng quy trình phun phủ trên mẫu
  • 3.4. Phương pháp xác định các đặc tính của lớp phủ
  • 3.5. Một số nghiên cứu ban đầu phục vụ cho quá trình phủ bột Cr3C2-NiCr trên nền thép 16Mn
    • 3.5.1. Xác định độ nhám bề mặt phù hợp cho mẫu thép 16Mn
    • 3.5.2. Xác định tỷ lệ thành phần Crom cacbit trong bột phủ Cr3C2-NiCr
    • 3.5.3. Xác định khoảng giá trị cường độ dòng điện phun
  • 3.6. Xây dựng kế hoạch thực nghiệm
    • 3.6.1. Cơ sở lựa chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm
    • 3.6.2. Tiến trình thí nghiệm tối ưu hóa
    • 3.6.3. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
    • 3.6.4. Tối ưu hóa thông số công nghệ
      • 3.6.4.1. Thuật toán tối ưu
      • 3.6.4.2. Thông số tối ưu
      • 3.6.4.3. Ràng buộc các biến thí nghiệm khi tối ưu
      • 3.6.4.4. Tối ưu hóa đa mục tiêu
      • 3.6.4.5. Thí nghiệm kiểm chứng
  • 3.7. Phương pháp xử lý số liệu thực nghiệm

• KẾT LUẬN CHƯƠNG 3

• CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN ĐÁNH GIÁ

  • 4.1. Thí nghiệm tối ưu hóa
    • 4.1.1. Kết quả thực nghiệm
    • 4.1.2. Phân tích kết quả chỉ tiêu độ bền bám dính của lớp phủ với thép nền
      • 4.1.2.1. Sự ảnh hưởng của các thông số phun đến độ bền bám dính
      • 4.1.2.2. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
      • 4.1.2.3. Kết quả tối ưu hóa bộ thông số phun cho độ bền bám dính
    • 4.1.3. Phân tích kết quả chỉ tiêu độ bền bám trượt lớp phủ với thép nền
      • 4.1.3.1. Sự ảnh hưởng của các thông số phun đến độ bền bám trượt
      • 4.1.3.2. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
      • 4.1.3.3. Kết quả tối ưu hóa bộ thông số phun cho độ bền bám trượt
    • 4.1.4. Phân tích kết quả chỉ tiêu độ bền kéo đứt sự liên kết lớp phủ:
      • 4.1.4.1. Sự ảnh hưởng của các thông số phun đến độ bền kéo đứt sự liên kết lớp phủ
      • 4.1.4.2. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
      • 4.1.4.3. Kết quả tối ưu hóa bộ thông số phun cho độ bền kéo đứt sự liên kết lớp phủ
    • 4.1.5. Phân tích kết quả chỉ tiêu độ xốp của lớp phủ:
      • 4.1.5.1. Sự ảnh hưởng của các thông số phun đến độ xốp lớp phủ
      • 4.1.5.2. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
      • 4.1.5.3. Kết quả tối ưu hóa bộ thông số phun cho độ xốp lớp phủ
    • 4.1.6. Phân tích kết quả chỉ tiêu độ cứng của lớp phủ:
      • 4.1.6.1. Sự ảnh hưởng của các thông số phun đến độ cứng lớp phủ
      • 4.1.6.2. Xây dựng phương trình hàm hồi quy thực nghiệm
      • 4.1.6.3. Kết quả tối ưu hóa bộ thông số phun cho độ cứng lớp phủ
  • 4.2. Phân tích cấu trúc lớp phủ sau khi phun
  • 4.3. Kế quả tối ưu hóa đa mục tiêu

• KẾT LUẬN CHƯƠNG 4

• CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀO PHỤC HỒI CÁNH QUẠT KHÓI HƯỚNG TRỤC TRONG NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN ĐỐT THAN

  • 5.1. Điều kiện làm việc và tình trạng hoảng của cách quạt
    • a, Điều kiện làm việc của cánh quạt:
    • b, Tình trạng hư hỏng của cánh quạt:
  • 5.2. Kết quả phục hồi

• KẾT LUẬN CHƯƠNG 5

• KẾT LUẬN CHUNG

• HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI

• DANH MỤC CÁC BÀI BÁO, CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ