1.1样品制备
本实验采用熔融热处理工艺制备玻璃陶瓷。在钡硼硅酸盐玻璃体系中加CaO、TiO2和ZrO2（摩尔比为2∶3∶1）作为晶核剂，含量保持45wt%不变。所用原料为分析纯的SiO2、H3BO3、BaCO3、Na2CO3、Na2SO4、CaCO3、TiO2，考虑到ZrO2在硼硅酸盐玻璃中很难溶解，因此用质量分数为95.2%的ZrSiO4来引入ZrO2，由于ZrSiO4同时引入了Si，所以，Si的含量由调节SiO2的含量来保持平衡。按照配料比称取所需原料（≈90g），用玛瑙研钵充分研磨混匀后放入刚玉坩埚中。将坩埚放于马弗炉中加热到850℃焙烧2h，以5℃/min的升温速率升温到1250℃下熔融3h。将熔体水淬后得到玻璃样品，做DTA分析玻璃样品的核化温度和晶化温度。之后采用熔融热处理工艺分别在核化温度Tn和晶化温度Tc（由DTA分析得到）各保温2h后自然冷却得到玻璃陶瓷样品。
1.2测试与表征
将所制得的玻璃样品研磨过筛（100～200目，75～150um）后，利用SDTQ600型同步热分析仪，以20℃/min的升温速率升温到1200℃对样品进行差热分析(DTA)，确定玻璃的热处理温度；用X’PertPRO型X射线衍射分析仪X衍射(X-raydiffraction，XRD)分析，铜靶(35kV，60mA)，扫描速度5°/min，步长0.02°，扫描范围为10～80°；用质量分数为20wt%的HF水溶液腐蚀样品30s，超声20min，烘干后，利用德国蔡司公司EVO18型扫描电镜对样品微观形貌分析（SEM）。
2结果与分析
2.1样品的热分析
为水淬后所得玻璃样品的DTA曲线。基础玻璃的Tg在738℃左右，一般而言，成核温度Tn比Tg高50℃左右。因此，本实验研究的核化温度选取750℃、780℃和810℃。除Tg处的吸热峰外，在815℃和970℃附近还出现了宽化的放热峰，表明晶化温度Tc在该温度附近，两个放热峰可能对应不同种类的晶体长大温度或者同一种类的晶相不同长大速率的温度。本研究选取的晶化温度分别为850℃、875℃、900℃、925℃、950℃、1000℃和1050℃。
2.2核化温度的确定
对于固化HLLW来说，玻璃陶瓷固化体应具有晶粒多而小、均匀分布的特点，而晶粒的多少和分布情况主要由核化温度决定。为了确定最佳的核化温度，先在970℃附近选一个温度不变作为晶化温度，本研究选取此温度为1000℃。将玻璃陶瓷样品分别在750℃、780℃和810℃核化处理2h后，再在1000℃处理2h。玻璃样品经过750℃、780℃和810℃核化处理后，所得晶相都是钙钛锆石。而且在Tn=780℃时，XRD图谱上钙钛锆石相的峰最强，显然其钙钛锆石的含量也是最多。为了研究钙钛锆石晶粒的分布情况和形貌，对其做SEM检测。随着晶化温度从750℃向810℃变化，晶粒的尺寸从约400μm减小到约100μm再增大到约340μm。另一方面，经过750℃处理的样品，晶粒分布不均匀，出现聚集情况，780℃处理后的样品晶粒分布则比较均匀，810℃处理后，所得晶粒成片状且分布不均。核化温度为780℃时，玻璃陶瓷体内，钙钛锆石晶粒多且分布均匀，尺寸较小。由此可以确定，该玻璃陶瓷的较佳核化温度Tn为780℃。
2.3晶化温度的确定
玻璃样品在780℃处理2h后，分别在850℃、875℃、900℃、925℃、950℃、1000℃和1050℃保温2h。晶化温度在850～1000℃范围内，对应钙钛锆石晶相的XRD峰强逐渐增加，当温度升高至1050℃时，峰强又降低，说明玻璃陶瓷样品在780℃经过均匀成核后，其长大速率在1000℃达到最大值。值得注意的是，当温度低于1000℃时，XRD图谱上存在少量的氧化锆晶相的峰。这可以解释在970℃附近出现的不算明显的放热峰：一方面，钙钛锆石晶体长大是放热过程，另一方面，氧化锆慢慢溶解到玻璃中是吸热过程，两种不同的热效应共同作用就导致了热分析曲线在970℃附近出现的宽化的放热峰。示。晶化温度为850℃和875℃时，钙钛锆石晶相呈柱状，且温度升高，晶粒变大。晶化温度继续升高到900℃后，晶粒形状渐渐变的没有规则，925℃处理后晶粒长成块状。当晶化温度为950℃时，晶粒开始变为柱状，但尺寸较Tc分别为850℃和875℃时要小的多，同时出现晶粒聚集的现象，分布不均匀。晶化温度升高到1000℃后，所得钙钛锆石晶粒尺寸变小，分布均匀，该晶化温度下生成的钙钛锆石晶相也是最多的。晶化温度继续升高到1050℃后，晶粒变的粗大而且呈聚集状态。结合XRD和SEM分析可知，SiO2-B2O3-BaO-Na2O-CaO-ZrO2-TiO2体系基础玻璃经过Tn=780℃处理后，较佳的晶化温度是1000℃。
3结论
用50kg中频感应电炉熔炼，金属炉料的加料顺序为:废钢、生铁，镍板、钼铁、铬铁、硅铁、锰铁，最后加铝进行终脱氧。合金熔炼温度为1500—1550℃，浇注温度1450—1500℃，稀土变质剂在炉外包中加入。钢液出炉后快速浇注成Y型试样。试验钢的化学成分见表1。性能试样均在Y型试块上截取，冲击试样采用10mm×10mm×55mm的无缺口标准试样，在JB-5型摆锤式冲击试验机上进行室温冲击韧性试验，每组试验数据均取其3根试样的平均值。硬度测试在HR-150A洛氏硬度计上进行，每块试样测3—5个点，取其平均值。采用光学显微镜和JSM-5610LV扫描电镜来观察试样的断口形貌和金相组织。
2实验结果及分析
2.1试样的铸态组织图1为18Cr23MoVRE铸钢试样组织的扫描图片。由图1可知，18Cr23MoVRE铸钢试样的铸态组织由珠光体和少量片状马氏体+碳化物组成，晶粒粗大，碳化物呈块状、团球状和连续网状沿晶界分布。这主要是因为结晶过程中，先结晶的晶粒内合金元素含量较低，富裕的合金元素被推至结晶前沿，导致这些合金元素在结晶前沿富集，当这些合金元素达到一定的浓度时，在晶粒间形成碳化物，并沿晶界连续分布，如图1(a)所示。当18Cr23MoVRE铸钢经950℃淬火+300℃回火处理后，其组织为回火马氏体+碳化物，见图1(b)，碳化物以短杆状、块状和状沿晶界断续分布，马氏体基体得到细化，网状碳化物分布得到明显改善。随淬火温度的提高，颗粒状碳化物增多，基体晶粒粗化，细碳化物颗粒弥散分布于基体上，见图1(c)。当淬火温度达到1050℃时，马氏体基体和碳化物明显粗化，晶内细颗粒状碳化物增多，见图1(d)。因为在热处理温度下，晶界碳化物不断扩散进入基体晶粒内部，晶界碳化物减少，碳化物网被打破，淬火时这些溶入基体的合金元素来不及析出，被过饱和固溶于马氏体基体内，回火过程中，溶入马氏体内的合金元素以细颗粒碳化物的形式弥散均匀析出在基体上，改善了钢中碳化物的分布，热处理温度提高，热处理后钢的晶粒越粗大。可见，合理的热处理工艺可以改善钢的组织和碳化物分布。
2.2试验钢的力学性能18Cr23MoVRE耐磨铸钢试样经不同温度淬火+300℃回火热处理后的力学性能见图2。由图2可以看出，铸态18Cr23MoVRE耐磨铸钢的硬度值最小，为HRC44，随着淬火温度的升高，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的硬度提高。当淬火温度升高至1000℃时，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的硬度升至最高，达到HRC58.5，继续提高淬火温度至1050℃时，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的硬度略有下降，为HRC58。可见，适当提高淬火温度，对18Cr23MoVRE耐磨铸钢硬度的改善有益，但淬火温度不宜过高。淬火之所以能提高18Cr23MoVRE耐磨铸钢的硬度，主要是因为提高淬火温度，有更多的碳原子及合金元素溶于奥氏体，淬火后马氏体中碳和合金元素的过饱和度增加，加剧了马氏体晶格畸变，固溶强化作用增大，从而提高了材料的硬度。从图2还可以看出，淬火温度对18Cr23MoVRE耐磨铸钢的冲击韧性也有一定的影响，铸态18Cr23MoVRE耐磨铸钢的冲击韧性为4.6J，相对较低;随着淬火温度的升高，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的冲击韧性逐渐升高，当淬火温度达到1000℃时，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的冲击韧性达到了5.8J;再升高淬火温度，18Cr23MoVRE耐磨铸钢的冲击韧性有降低的趋势。这主要是因为铸态18Cr23MoVRE耐磨铸钢组织是不均匀的，存在成分偏析，那些高碳高合金微区韧性往往较差，在热处理过程中，高碳高合金微区的元素在高温下向低碳低合金微区扩散，钢的成分、组织和韧性得到改善。当淬火温度较高时，由于晶粒长大使钢的组织粗大，脆性增加。因此，适当的热处理可提高18Cr23MoVRE耐磨铸钢的性能，以1000℃淬火+300℃回火最佳。
3结论
关键词：热处理 工艺 技术 展望
前言
金属材料热处理工艺繁复多样，热处理的技术也变化多端，就现代科技技术发展来看，金属材料热处理有着许许多多的方式，但是从其根本性质上来说，行内人士往往将其分化成两大步骤，即组织内部结构改变以及表面结构优化，无论是何种新兴工艺、何种变革技术，也无论是改变金属材料的外表组织，还是改变材料的内在结构，所有的工艺以及技术都是围绕着这两大核心步骤开展的，所以在本文当中，笔者针对两大核心步骤，针对具体的问题，进行了核心的分析。
1.金属材料热处理新工艺与技术
1.1热处理新工艺
近年来热处理新工艺不断涌现。例如，离子束表面改性，其优点是不改变金属表面化学成分，尺寸无明显变化，不需化学用剂，也不会产生有害气体；强烈淬火技术可避免钢件开裂，减少畸变，显著提高钢材力学性能，延长零件的使用寿命；环己烯渗碳，此技术的优点是工件十分干净，可避免晶界氧化，齿根硬度可达到节圆齿面硬度的90%以上，渗剂用量很低，渗层均匀，工件畸变小，可提高渗碳温度；铝合金的热等静压固溶时效复合处理可消除铝合金铸件孔隙和缩短工艺周期，降低生产成本，同时提高铸件的力学性能；微波渗碳可使热处理工艺实现更精确。
1.2热处理新材料
目前，热处理新材料主要是生态淬火剂。所谓生态淬火剂就是以植物油为基本加入添加剂的天然淬火油。常用淬火剂的有水、盐水、熔盐、冷热矿物油和聚合物溶液，还有Ni3Al金属间化合物和APM和APMT合金。Ni3Al金属间化合物是一种新型炉内抗渗碳耐热构件材料。采用Ni3Al构件可以减少炉子维修次数，缩短工艺周期，提高热处理工件寿命、提高渗碳温度、节能效果显著，但是因为其脆性大未得到实际应用；APM 和APMT合金是用A-1粉末通过热等静压、烧结和深拉延出来的。用AT1合金制造的电热和燃气辐射管比一般耐热合金能经受双倍的热流。
1.3新传感技术
最新发展的传感技术有氧探头Oxymess，用于渗氮和氮碳共渗氮势测控的TiO2氧探头；氮势传感器HydroNit，跟踪渗氮过程的传感器KiNit；测控淬火槽工作状态的Fluid Quench 传感器；气冷淬火的Heat Flux传感器；真空渗碳碳势传感器等。
2.金属材料热处理工艺与技术的展望
现代的金属材料热处理工艺经过多年的发展已然成型，现在最为主流的热处理新工艺主要包括有以下四种：可控气氛热处理、形变热处理、表面气象沉积技术、真空热处理技术，这些技术都有其自身的优点以及缺点，由于篇幅有限，笔者仅对可控气氛热处理进行分析，对其优劣程度进行探讨，希望在一定范围内对金属材料的技术进行展望。
可控气氛热处理是近年来成熟的金属材料热处理技术这一，是一种通过对炉内的气温控制从而控制金属材料热处理程度的方式。也是一种通过还原、渗碳等方式从而改变金属材料表面组织的经典方式之一。工艺当中所提到的保护气氛，是一种可控性的能够有效防止金属表面氧化损耗的气体介质，可控气氛有着以下五项优点是：第一，优化金属材料表面，通过可调控的方式，调控便面的完善功能，从而控制刚性程度以及柔性程度的完美融合，从而保障金属材料表面的优越性；第二，对钢件金属材料的保护程度大大提升，由于钢件材料在热处理加工的过程当中氧化严重脱碳程度超标，所以一般的热处理工艺无法最大程度的保障钢件材料的表面刚度，而可控气氛热处理却能完美的做到这一点，不仅能够起到保护作用，甚至是能完美的避过这一缺点；第三，由于是对金属材料的表面处理，所以无论是在抛光的光亮程度，还是工件的具体尺寸要求，都实现了可调控性能，最大程度的保障了工件的尺寸精度；第四，在其他热处理工艺实践过程当中，渗碳都是按照比例进行调控施工的，但是比例只能在理论上确保金属材料表面的完善，却无法做到可调控，也就是所一旦施工当中出现误差，那么就会破坏金属材料便面的渗碳，而可控制气氛热处理却能够在技术操作的过程当中完善这一点，从最大程度上做到了过程可调控；第五，完全实现碳穿透处理，不仅改变了表层的结构，还改变了深度组织结构，使热处理加工工艺更加完善。在可控气氛热处理当中，还有一种吸热式气氛热处理工艺，它的主要施展对象是高碳钢继进行保护。
综上所述，我们可以在现有的金属材料热处理技术当中找到其未来将要发展的方向，第一无论是对组织内部的改变还是对表面化的处理，可控制是其发展的第一要素，第二金属材料通过热处理成型容易，但是一旦进行深层次加工也就是所谓的“精艺工件”加工，就无法改变其材料本身所带来的具体特性，所以未来的发展方向已定要在可调节成品工件上下工夫，第三，尺寸以及完善的工艺程度是金属材料热处理的最主要追求，所以作为作为现代化的生产工艺来说，一方面要保障精准程度，另一方面要保障经济程度，第四上文所提到的可控气氛热处理只是现代金属材料热处理的工艺之一，其发展虽然普及但是却主要做用于钢件的热处理，局限性很大，所以在未来的金属材料热处理的发展过程当中，还应当针对具体材料对热处理工艺进行改进，争取将金属热处理工艺与技术普及到全方位的领域当中。
结束语
通过现代技术的不断进步，金属材料热处理的工艺以及技术逐渐的靠向调整组织结构、控制表面处理两大方向。从根本上说组织结构调整在于上文中所提到的四大步骤，这是从内部结构调整金属材料的最好方式，比如通过控制钢铁的加热温度，将金属原本的缺陷得以弥补，也可以提高钢铁的硬度和韧性，而表面处理也是类似的，一般就是：渗氮、渗碳、渗氮共渗等几种工艺方式，将这些技术作用于金属材料热处理的表面，从而改变其表面构架，所以在未来的金属材料热处理发展当中，正确的方向应当是满足内部稳定、构建外部优化的发展模式。
参考文献：
[1]刘培生，李铁藩.多孔金属材料的应用[J].功能材料，2001，32（1）：12～15
[2]王燕.长征纳米金属材料[J].金属功能材料，2004（2）：10
[3]樊东黎.热处理技术进展[J].金属热处理，2007，32（4）：1～14
【关键词】热处理；新工艺；激光；真空；形变
随着现代工业的飞速发展，我们对机械零件、模具等提出了越来越高的要求。金属热处理作为制造业中非常重要的工艺之一，往往是金属加工过程中不可或缺的工艺环节。由于热处理一般不改变工件的形状和整体的化学组成，只是通过改变工件内部的显微组织结构等来改善工件的内在质量，因此它具有其他工艺无法比拟的优势。据不完全统计，在汽车、拖拉机、机床等制造中，需要热处理的金属零件多达70%～80%，而在模具和滚动轴承中，金属热处理基本上达到了100%。因此它越发受到了人们的关注，在石油化工、航空航天、汽车制造业等发挥着重要的作用。
传统的热处理方式主要有退火、正火、淬火、回火，俗称“四把火”，它在人类发展的历史长河中烙下了深深的印记，到目前为止，它仍然是我们主要的热处理方式。随着我们对能源、环境的重视，对工件性能要求的提高，人们一直在探索新型的金属热处理工艺。由于先进设备的发明和测试技术的发展，新型热处理工艺不断涌现。金属热处理工艺从传统的热处理工艺发展到现在新型的表面热处理、真空热处理、气氛热处理、形变热处理、时效处理等。随着近代等离子场在热处理工艺上的应用，离子渗氮、离子渗碳为热处理提供了新的思路。特别是激光、电子束技术的应用，大大的丰富了热处理的工艺手段。
1.激光热处理
激光自从问世以来，以其相干性和单色性好，能量大等特点被广泛应用，其一系列潜在绝大价值已经引起了各个部门的重视，特别是在航空军工等领域，激光更是被视为新一代制导武器。随着激光理论、空间技术的迅速发展和日臻完善，激光热处理已经显现出了其独特的优点和效果，已经广泛应用于材料的切割、焊接、热处理等领域，是一种有望在工业中得到广泛应用的新型热处理工艺手段。
1.1激光热处理工艺的热学分析
激光照射金属工件表面可以快速加热工件，其输出功率P可以用功率密度和光斑面积S来表示：P=·S（S=d2/4）其中功率密度可以达到109W/cm2，远远大于普通的热源（约107W/cm2），且激光光斑面积可以小至10-5cm2，为普通太阳光最小光斑面积的1/100。因此激光的输出功率可以达到普通热源的104倍。
一般来讲激光辐射在材料内部产生的热处理过程不仅与辐射功率密度有关，而且与作用时间有密切关系。在实际的应用中我们可以控制辐射功率密度和辐射时间来控制能量的输入，从而进行相变强化、非晶态化、重熔合金化等处理。
1.2激光热处理工艺概述
激光热处理工艺主要有激光切割、激光淬灭、激光涂覆等几种工艺方法。
激光切割：该技术是采用激光束照射到金属工件表面的高能量使工件表面局部熔化并蒸发，从而达到局部切割的效果。一般来讲激光切割技术使用的较多的是二氧化碳激光切割技术，它具有切割质量好，精度高，切缝不需要再加工，切割速度快等工艺优点；另外它还是一种安全清洁、无污染的切割技术。
激光猝灭：以高密度能量激光作为能源，迅速加热工件使热量急剧向内层传递和向环境散热，从而产生内部相变的工艺过程。它已经被广泛的应用于冶金、机械、石油化工等领域，特别是在提高轧辊、剪刃等易损件的使用寿命方面效果显著近来在模具、齿轮等工件的强化方面也得到了越来越广泛的应用。
激光涂覆：利用激光束照射金属工件表面使之熔融，然后在其表面进行涂覆处理。在激光涂覆处理过程中，我们需要控制好照射时间和辐射功率密度的条件，从而使覆层具有良好的结合力，保证涂层的涂覆质量。该法具有覆层材料消耗量小，工艺过程容易控制等优点。
2.真空热处理
真空热处理是指在低于一个大气压的环境中进行的热处理工艺，它是真空技术与热处理技术相结合的一种新型的热处理技术。它可以实现其他常规热处理工艺过程所涉及到的过程，但是其热效果的质量得到大幅度的提高，被视为一种具有潜在巨大应用价值的金属热处理工艺。
真空热处理的应用。
真空热处理可以实现无氧化、无脱碳、无渗碳等效果，另外还可以去掉金属工件表面的磷屑，能够达到表面光亮净化的效果，因此近年来其应用范围也越来越广，从真空退火的应用延伸到真空渗碳等应用方面。
2.1真空退火
对于金属工件来讲，退火可以改变晶体结构、组织结构，消除组织应力等作用，利用真空退火还可以防止脱碳、除气脱脂、蒸发氧化物从而提高金属工件的表面光亮度和力学性能。实践表明，真空退火时，金属工件的光亮度与体系的真空度、退火温度等有关。对于结构钢来讲，在700～850℃，真空度为133.3×10-2Pa时，平均光亮度为60～70%；然而当真空度提高的话光亮度可以提高到70～80%。因此在生产中可以根据实际情况来加以选择。对于各种不锈钢来讲，只有在高于133.3×10-3Pa真空度条件下退火才能使光亮度达到70%以上。
2.2真空化学热处理（真空渗碳）
随着热处理工艺的不断发展，真空化学热处理的应用也越来越受到重视，真空化学热处理方法能有效的提高金属工件的各项综合性能。在真空化学热处理方法中以真空渗碳工艺较为经典，它是在真空淬火和高温渗碳的基础上发展起来的一种新的热处理工艺。它具有渗碳时间短、作业条件好等优点，有着极为广泛的应用前景。
3.形变热处理
形变热处理工艺，作为一种新型的热处理工艺方式，是在形变强化和热处理强化基础上发展起来的。人们在生产研究过程中发现，当金属工件在同时受到形变和相变时，奥氏体晶粒发生细化，位错密度提高，晶界发生畸变，能够达到单一形变或者单一相变所不能达到的综合强韧化的效果。形变热处理的方法很多，一般来讲，根据形变与相变过程的相互顺序可以将其分为相变前形变、相变中形变、相变后形变等。近年来，在形变热处理工艺的基础上又发展起来了一些复合形变热处理方法。它是将形变热处理与化学热处理、表面淬火工艺等结合起来而派生出来的。从这些快速发展的复合形变热处理工艺我们可以看出热处理工艺作为一种新型的热处理工艺所体现出来的独特优势和生命力。
4.结语
金属材料作为国家经济发展和基础建设的重要支柱行业，在机械制造中具有非常重要的作用，因此正确运用热处理，了解其作用和特点是非常重要的。热处理的新工艺会随着社会的不断发展而不断涌现，给制备高端、精密仪器带来了希望。
【参考文献】
关键词：纯水 回收 余热利用 工艺技术
中图分类号：TQ 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2014）03-0279-01
一、研究的目的
该工艺技术主要研究纯水生产过程中的水资源回收与余热利用，本工艺结合自身特点，对化工生产系统各装置产生的冷凝液及其热量进行回收利用，使得整个系统的资源达到综合合理利用效果，降低了纯水的生产成本奠下良好基础，响应了国家节能减排政策，为公司、社会创造更大的效益。
二、目前的技术现状
在国内企业，不同类型的企业对冷凝液的回用途径各有不同，目前国内火力发电厂大部分都将冷凝液回用至锅炉，作补充水使用；根据生产工艺的特性，不同企业对冷凝液的回用方法也各不相同。我公司冷凝液的回收系统在氯碱工业中也有着自身的特点。由于我公司新厂使用的蒸汽是由老厂提供，相距5公里，冷凝液回收至锅炉的意义不大，经相关技术论证，将此部分水回用于纯水系统制取纯水，其热量回用于原水加热，加热后的原水进入系统用于制取纯水，提高了反渗透的产水率，同时也解决了因冬季水温低而影响反渗透产水量问题。本工艺的最大特点是资源达到合理利用效果，技术方案已经经过论证，项目施工已完成，并于2013年10月份投入使用。
三、国内外发展的趋势
目前，能源、环境问题已经成为国际性问题，当今能源已经进入紧张状态，各国环境问题也越来越严重，这就更需要我们节约能源，减少污染排放。本项目设计冷凝液回收系统，实质就是响应节能减排政策，其回用价值意义巨大。
四、技术路线
1.技术方案的论证
本工艺自我公司盐化工项目开始立项、进行初步设计开始时，我们便与设计单位中国天辰设计院积极沟通，将我们纯水工艺设计原则及思路向设计人员表述，并将这一原则融入到整个项目中，同时根据这一原则结合其他相关专业人员一一进行了论证，工艺技术得到中国天辰设计院的认可，方案可行。
2.研究工作的组织与管理
2.1成立专业技术小组，专一负责纯水工艺方案的调研、选定。安排专人与设计院专家进行沟通，对“纯水生产过程中的水资源回收与余热利用”的可行性进行论证。
2.2选择协作单位，对工艺设施的处理方案进行技术交流，并多次召开技术论证会。同时组织人员进行外出考察、调研，确定最终工艺方案的可行性。
2.3成立专门的资料管理小组，安排专人对项目进展过程中的资料进行收集与整理。并组织专业工程师对整个工艺的设计图纸进行审核，配合监理对工程质量进行监督、验收。
2.4组织验收小组对系统进行检测、验收，确保系统出水指标合格，满足我公司化工系统纯水的使用要求。
3.主要技术指标
五、主要内容
该工艺技术主要采用“自清洗网式过滤+超滤+反渗透+混床”的处理工艺，共分为预处理、超滤、反渗透、混床、冷凝水、浓水回收六个处理单元。
首先来自管网的原水进入网式自清洗过滤器去除较大的悬浮物和胶体，然后经过管式和板式复合换热器根据水温情况加热，使水温达到20-25℃左右，通过管道混合器与氧化剂NaClO溶液混合一起进入超滤装置，除去水中的胶体、悬浮物、菌类等，产水进入超滤水箱。超滤水箱中的超滤水经过超滤水泵加压，与来自加药装置的NaHSO3溶液、阻垢剂flocon-135溶液在管道混合器中充分混合进入保安过滤器，加NaHSO3的目的是还原NaClO，防止氧化剂对反渗透膜的伤害，加阻垢剂是防止浓缩水中盐类的结垢。加入还原剂NaHSO3和阻垢剂flocon-135溶液的超滤水通过保安过滤器后通过高压泵加压后进入反渗透装置，通过反渗透膜的脱盐处理，一级纯水进入中间水箱，浓水通过管线进入浓水箱，浓水箱中的浓水通过浓水泵一部分送至淡盐水系统返回卤水井进行采卤，另一部分配置次钠和去乙炔发生。中间水箱的水通过中间水泵到混床，通过混床阴、阳树脂的离子交换作用，进一步脱去少量盐分，形成纯水进入纯水箱，然后通过泵把纯水送往用户。
另外，来自系统的冷凝液进入冷凝水箱，通过冷凝泵输送到板式换热器，使高温的冷凝水与原水进行热交换，降温后的冷凝液通过除铁过滤器去除大部分铁屑后，再通过精密过滤器去除悬浮物等杂质，然后进入中间水箱与反渗透水混合，最后进入混床处理单元，经混床处理合格后送往用户。
六、研究成果
本技术在氯碱企业内率先实现了纯水生产过程中的水资源回收与余热利用，通过工艺的优化组合，使我公司化工系统产生的冷凝液及其热量得以回收利用，为降低纯水成本奠下良好基础，在国内同行业属较领先技术。同时取得直接效益如下：
1.年节水32万m3；
2.年节约蒸汽41271吨；
关键词：气膜孔；化学法；环境沉积物；CMAS；高压反应釜
中图分类号：F40 文献标识码：A
涡轮叶片是航空发动机的重要热端部件，在工作过程中，在叶身和缘板会出现大量环境沉积物。这些沉积物在高温下会在叶片表面熔化而堵塞气膜冷却孔，导致叶片冷却效果下降，严重时会导致叶片烧蚀。采用传统机械去除方法虽可去除表面沉积物，但却无法清除叶片气膜孔中的堵塞物，叶片难以恢复性能继续使用，因此有必要研究一种有效去除叶片气膜孔中沉积物的工艺方法。
化学腐蚀法去除各类污染物是国内外常用的工艺，化学溶液具有“无孔不入”的特点，只要遵循对基体损伤在合理范围内及工艺过程可控的原则，通过选取适宜的腐蚀溶液与工艺过程，即可达到去除各类污染物的目的，同时避免机加过程对零件的损害。本文考察了不同反应溶液及工艺参数对去除叶片气膜孔内沉积物的效果，确定了合理的处理工艺。
1试验
环境沉积物又称CMAS，是一种以SiO2、MgO、CaO、Al2O3等为主要成分的物质。国内外文献资料表明：高导叶片气膜孔内环境沉积物主要成分为CMAS及部分积碳。从环境沉积物的成分来看，强酸强碱均有可能去除，为避免基体材料的腐蚀，本试验首先选取碱液作为主要反应溶液以去除环境沉积物。
某型机高导叶片由GH600、DZ40M、K40M3种材料金属件焊接而成，试验选取以下几种碱液作为主要反应溶液，溶液成分及工艺参数如表1所示。
2试验结果及讨论
2.1碱溶液去除CMAS的效果
环境沉积物去除效果采用目视及0.45mm通针进行检测。其结果如表2所示，去除微观效果图如图1所示。
由表2及图1所示可见，虽然理论上CMAS可与碱液发生反应，但在一般条件下反应难以进行。由于表面张力的存在，碱液也难以进入气膜孔，孔内物质也就更难去除。高温高压的条件，可促使金属氧化物与碱液发生反应，同时将碱液压入气膜孔，使得气膜孔内物质反应溶出。在高温高压条件下，反应产物虽溶于溶液中，但在叶片出槽的过程中极易迅速凝结于叶片表面，对叶片造成二次污染。
2.2辅助试验结果
基于碱液腐蚀虽有效去除了气膜孔内沉积物，但造成叶片二次污染的结果，本研究增加了后续辅助处理，进一步加强对CMAS的清除效果，后续处理工艺如表3所示，效果如表4所示。
由辅助试验结果可见，叶片缘板材料不耐腐蚀，在强酸溶液中易受到腐蚀，因此应选择弱腐蚀溶液对零件进行后续处理。
2.3工艺路线的确定
在实验过程中发现，在高压反应釜进行碱液腐蚀的过程中，叶片应以叶盆朝下的方式无叠加的码放，应尽量采用新配制溶液，避免旧溶液中物质对叶片的二次污染。叶片从高压脱芯釜取出后要立即用热水反复清洗，最大限度避免碱液的残留。槽液4工艺虽难以直接去除CMAS，但该处理槽液可显著改善经高压反应釜处理后的叶片表观质量，零件经工艺4处理后增加热水浸泡工序，零件应在热水中浸渍至少120min，随后增加酸液辅助处理，最后经高压水枪清洗。一方面消除叶片的二次污染，同时中和了叶片内腔的碱液。最后叶片需经3-5次超声波清洗，每次清洗时间不低于10min，以保证叶片内腔无酸、碱残留。最终的洗涤用水经试纸检测应呈中性。同时，随机抽检部分叶片，将试纸贴于叶片表面，若有酸碱显示则重新进行清洗。经调整后最终确定了处理工艺路线：高压反应釜——多次热水清洗高锰酸钾清洗——热水浸泡——弱腐蚀——高压水枪清洗——多次超声波清洗——清洗用水PH检测。最终处理效果如图2所示。
3结论
（1）采用高温高压反应釜碱液处理可有效去除叶片及气膜孔内环境沉积物。
（2）最终处理工艺路线：高压反应釜多次热水清洗高锰酸钾清洗热水浸泡弱腐蚀高压水枪清洗多次超声波清洗清洗用水PH检测。
（3）由于气膜孔较为狭小，易存留酸碱，需严格控制每一工步的操作过程，以保证最终的去除效果。
参考文献
关键词：能源 油田集输 能耗 节能
一引言
油气集输系统是油田地面工程的核心，它主要包括油气分离、油气计量、原油加热、原油脱水、原油稳定等工艺。各工艺之间是相互影响、相互制约、相互关联的，整个工艺环节是―个复杂的生产工艺系统。油气集输系统将油井采出液汇集、处理和输送，这个过程通过消耗一定的能量（热能和电能）将油田产液处理成合格的油田产品，是油田生产中的主要耗能环节之一。油气集输系统具有系统庞大、分散、热损耗大和不易管理等诸多特点，制约了系统节能工作的开展，随着油田进入高含水的开发后期，油气处理的难度和成本都急剧增加。随着我国经济高速发展，能源消费急剧增加，而可利用的能源有限。因此，提高能源利用率、做好节能降耗工作，对解决能源问题有着十分重要的意义。
二油田集输系统的能耗现状
我国目前集输系统存在的问题可概括为“两高”即能耗高、油气损耗高。能耗高指油水处理耗能较高，主要是由于目前的处理工艺、设施状况相对较差，需要进一步的完善设备运行状况；油气损耗高是指油气处理过程中挥发、损耗偏高，需要进一步完善密闭系统。油气集输系统能耗高，原因是多方面的：首先，油水比例的变化使原有集输设施的不适应性日益突出。目前，集输系统设施普遍存在工艺不适应、运行能力不匹配现象，影响生产正常运行。新的开发工艺和特殊油藏的开发，使油水性质变化较大，原油集输工艺的不适应性日益突出。并且采油技术的推广，增加了地面集输系统油水分离、沉降、脱水和污水处理的难度。此外，部分设施老化、不能按照有关的标准规定进行周期检验和维护。集输系统低于系统平均效率。由于主要设备如油水罐、分离器、稳定塔、电脱水器等都是常年运行的设备，无备用设备和检修时间，改造资金缺口很大，通常是不瘫痪不修、不出事故不停产，近年来时常发生设备破裂事故。
三油田集输系统相关节能技术
（1）应用热泵回收含油污水余热技术。热泵是利用逆卡诺循环原理，使载热工质从低温余热中吸取热量，并在温度较高处放出热量的热回收装置。由于热泵能将低温位热能转换成高温位热能，从而提高能源
的有效利用率，是回收低温位余热的重要途径。根据具体情况，大庆油田采用压缩式热泵方案，胜利油田采用吸收式热泵方案，回收含油污水低品位余热，使出水温度提高约20℃，节能效果十分显著。
（2）不加热集油及低温集油工艺技术。油井的不加热集油分为单管不加热集油、双管不加热集油、掺常温水不加热集油、掺低温水集油和季节性不加热集油。油井采用单管不加热集油是将原有掺水管线停掺扫线，依靠油井生产时的自身压力和温度将液体通过集油管线输送到计量间；双管不加热集油是停掺原有掺水管线并改为集油管线，对井口和计量间做部分改造，实现主、副双管同时出油。这种集油方式可随时恢复掺水，便于冬季井下作业及各种故障处理；掺低温水环状不加热集油是在一座计量阀组间中的几口油井由一条集油管线串联成一个环状的集油方式，环的一端由计量阀组间提供掺水，另一端则把油井生产的油、水、气集输到计量阀组间汇管中。目前，这些技术已经在大庆等十几个油田得到大规模应用，都取得了很好的效果。
（3）加热炉节能措施。加热炉是实现油井掺水、热洗、脱水、采暖伴热的最重要的设备。首先，要选择高效加热炉。加热效率对耗气量影响较大，一种设备出厂效率不高，无论如何加强管理，节气难以达到理想的效果。其次应优先选用优质高效燃烧器，确保较高的燃烧效率，达到降低耗气量的目的。最后，必须加强生产维护，定期清垢。在生产管理中，还应加强对防腐保温层的维护，减少炉体对外的散热损失。此外，节能还可以采用新技术：多井式加热炉。高压天然气由井口通过采气管线进入集气站。初期生产压力较高，需要节流降压。通常一口井需要配一台加热炉，一座集气站需要7～8台加热炉才能实现加热和节流，这样投资比较高。经过论证，一台加热炉辖井数不宜超过4口。
（4）油气混输技术。油气混输技术是近年来在海洋石油工业界较为广泛提及的一门新兴技术，它主要是将井口物流中的油、气、水种介质，在未进行分离的状态下，直接用混输泵经海底管道泵送到油气水处理终端进行综合处理的工艺流程。以前在海上对油气进行采集处理，需用三相分离器、原油外输泵、天然气压缩机和条独立的海底
分输管道，才能完成油、气、水分离后的液体泵送和气体压缩。采用油气混输技术，仅需用台混输泵和条混输管道就可以解决这个问题同时减少了井口物流的压力，简化了油气混合物在海上的处理工艺，节约了设备的投资，减少了工程的初建费，缩短了油气田的投资回报期，提高了开发油气田的经济效益。混输技术具有很好的节能效果，增加了单井采收率，延长了油田寿命，为创造新的经济效益奠定了基础。
四对未来油田集输节能新技术的探讨
随着科技的不断发展，我们必须进一步利用先进的科学技术来达到降低油田集输系统能耗的目的。近些年来，我国的一些学者在开发高效油气集输与处理技术方面做了大量的工作，创造出了很有价值的成果：高效的除油，防腐技术，丰富了油田集输系统的工艺。这些新技术包括如下成果：ZGM超导节能加热器推广与应用；糊状联合站储罐以及管网阴极保护工程；智能温压控制装置应用等。高效的油气集输与处理技术有利于节能降耗降低投资和提高工程效益的工艺技术，它对油气田地面工程整体技术水平起着十分重要的作用，能够真正达到优质高效低耗的目的。在今后的实际操作中，管理人员需要根据油田的具体情况，油田集输系统的自身特点以及各个油田所能达到的技术条件等因素来综合分析综合考虑选择与实际情况相适应的技术，并对该系统进行科学的管理达到高效率低能耗的目的。
参考文献
[1]冯叔初，郭睽常，王学敏.油气集输.北京：石油大学出版社，1988.
[2]王利华.油气集输系统节能探讨[J].经营管理者，2010，（21）.
[3]冯霄.化工节能原理和技术[M].北京：化学工业出版社，2003145-195.
[4]杨德伟，宋文霞，卢洪刚等.油田开发后期联合站的节能降耗[J].油气储运，1998，17（9）：45-48
[5]龙凤乐，杨肖曦，李松岩.油气集输系统能量分析[J].油气储运，2005，24（12）：58-60
[6]杨肖曦，李松岩.油气集输系统火用分析[J].石油化工设计，2006，23（2）：59-60
钢质塑料模具制造中的若干关注点
颗粒增强金属基复合材料简介
大型锻钢支承辊生产状况及最终热处理工艺
纳米CeO_2对铁基合金喷焊层组织和耐磨性的影响
多元复合纳米膜自动化镀覆工艺的研究
ZG30Cr钢铸渗层组织和耐磨性研究
热处理对高铬铸铁组织和性能的影响
类金刚石薄膜分类
激光熔覆技术在旧锻模修复上的应用
超快速冷却技术在热轧带钢生产中的应用
两次淬火对35CrMnSi钢抗拉强度的影响
聚合物淬火剂及其应用
专利文献
钢的深冷处理设备的开发与应用
燃料炉的余热回收及其装备
上海光源及其在金属材料领域中的应用
合金钢渗碳层的现场检测
H13钢锻模开裂原因分析
20CrMnTi钢花键轴开裂失效分析
将淬火—碳分配—回火(Q-P-T)及塑性成形一体化技术用于TRIP钢的创议
上海材料热处理工程技术人员继续教育招生通知
应用扩散方程的解析解讨论渗碳过程碳浓度及其分布的变化特性
先进的感应热处理技术和设计方法
烧结温度对固相法制备ZrW_2O_8的影响
蒙特卡罗模拟和实验验证纳米薄膜晶粒生长的厚度效应
《热处理工艺学》
强磁场对纯铁渗碳的影响
纯钛表面微弧氧化羟基磷灰石膜的制备
专利文献
矿用纳米稀土硬质合金的磨损性能研究
热处理对一种磨球用新型铸钢的组织和性能的影响
TMCP态厚船板钢正火工艺研究
上海第三期材料热处理工程师(含见习)资格认证考试培训班报名通知
21CrMo10钢离心铸造管坯的热疲劳性能研究
40Cr钢端淬试验过程的数值模拟
大型轴类零件喷水冷却过程流动与换热分析
招聘启事
8011铝合金箔坯退火工艺的优化
2010年华北热处理交流会胜利闭幕
淬火-分配-回火工艺和多循环淬火-分配-回火工艺
钢质塑料模具制造中的若干关注点
颗粒增强金属基复合材料简介
大型锻钢支承辊生产状况及最终热处理工艺
纳米CeO_2对铁基合金喷焊层组织和耐磨性的影响
多元复合纳米膜自动化镀覆工艺的研究
ZG30Cr钢铸渗层组织和耐磨性研究
热处理对高铬铸铁组织和性能的影响
类金刚石薄膜分类
激光熔覆技术在旧锻模修复上的应用
超快速冷却技术在热轧带钢生产中的应用
两次淬火对35CrMnSi钢抗拉强度的影响
聚合物淬火剂及其应用
专利文献
钢的深冷处理设备的开发与应用
燃料炉的余热回收及其装备
上海光源及其在金属材料领域中的应用
合金钢渗碳层的现场检测
