寿命分析

2024-11-12

寿命分析（共12篇）

寿命分析篇1

0前言

我国的继电保护是确保电网能够安全运行的首要防线, 因此其自身的可靠性会直接的影响到电力系统和相关精密设备的稳定运行, 继电保护装置主要由硬件部分和软件部分共同构成, 这里软件的缺点并不会随时间的推移增加, 反而因软件的不断升级而使其自身的可靠性得到增加, 但是由于设备元器件老化等多方因素的影响, 继电保护装置的硬件的故障会随着时间的增加而增加, 所以, 继电保护装置的失效因素主要还是由自身设备的硬件质量决定的, 目前我国的继电保护装置正在运行的数量多达数十万台, 怎样合理的使用这些继电保护装置, 来确保装置在寿命期间能够正常运行, 在寿命即将结束的时候能够及时的退出, 这对于继电保护装置的可靠性和经济性都是非常有好处的。

1 继电保护装置

一般情况下继电保护装置的正常使用年限都是在12年左右的时间, 而对于那些运行不是很稳定的、工作环境较为恶劣的继电保护装置可以根据所运行的实际地理环境情况适当的缩短一下运行的年限, 大多数的继电保护装置都是在10年到13年左右的时间就选择退出正常运行, 有一部分的继电保护装置在退出运行的时候, 其运行的状态还是很好的, 也就是说这一类的继电保护装置的使用寿命暂时还没有结束, 这些继电保护装置的使用寿命之所以没有结束和其自身所处的环境是有着很大关系的。

2 继电保护装置寿命

我们的研究人员对继电保护装置提出相应的寿命要求是非常有必要的, 对寿命的研究可以用来指导装置的设计以及维护运行, 但是随着我国科学技术的不断发展。继电保护装置的升级更新都是非常快的, 继电保护装置产品的种类也是非常复杂多样, 这样的情况是很难快速的确定继电保护装置的使用寿命的, 所以即使的描述继电保护装置产品可靠性的相关概念对继电保护装置的使用寿命是有着非常重要的意义的。

(1) 浴盆曲线。继电保护装置的故障主要分为三个阶段, 第一个阶段是早期的故障阶段, 在这一阶段的继电保护装置大部分都是由于装置设备的试运行没有很好的进行造成的, 第二个阶段是偶然故障阶段, 这一阶段的继电保护装置在运行的时候相对比较稳定, 偶尔会有一些小问题出现, 问题都不打, 第三个阶段是损耗故障阶段, 一般到了这一阶段的继电保护装置, 它的使用寿命也在逐渐的缩短当中, 整个继电保护装置的故障阶段如果连接在一起, 我们就会发现故障阶段像一个浴盆的形状, 也正是因为这一形状, 我们的研究人员将其定为了浴盆曲线。

(2) 加速寿命试验。对于继电保护装置的寿命试验我们要做到精准有效, 一般情况下, 较为常规的寿命试验耗时很久, 而且所消耗的资金量也很大, 基于此种情况, 我们的研究人员成功的运用了加速寿命试验这一方法, 这种方法主要是在不引入新失效机理的前提下, 通过运用加大应力的方法来促使加速的样品在短期内失效, 但是加速老化环境与实际的环境条件是很难达成一致的, 而且加速老化模型与不同模型的相关参数也很难得到设定, 此时是很难作为评估装置寿命依据的。加速老化试验的重要意义在于利用环境的应力来提早将继电保护装置产品的设计缺陷有效的激发出来, 这样就能够有效的消除设计中存在的缺陷, 从设计的环节上提高装置的可靠性。

3 影响继电保护装置寿命的机理研究

在继电保护装置当中, 有很多的电子元器件, 因此其运行的电磁环境、灰尘、电磁干扰等对继电保护装置的寿命都是有着很大影响的, 而且所承受的环境应力也是多种应力的综合, 设计、运行的时候我们要综合的考虑这方面的因素, 这样对继电保护装置的使用寿命是有好处的。

(1) 对温湿度的防护。大多数的机电设备中, 温度是影响继电保护装置寿命可靠性的一个非常重要的因素, 随着集成电路芯片的性能不断的提高, 使得芯片单位面积内集成的元器件数量变得越来越多, 温度很容易出现升高的现象, 使得相应的元器件老化加剧, 继电保护装置的故障会迅速的增多, 为了有效的预防这一情况, 我们的研究人员要逐渐的加强继电保护装置的散热设计, 还要控制好环境的温度, 如果说继电保护装置是在户外安装的化, 那么对其温度的控制就显得尤为的重要, 另外, 我们还要选用具有高温度的带有额定值的元器件, 以便更好的设计来延长使用的寿命。

而湿度也是引起继电保护装置老化加速的一个很重要的环境因素之一, 一般的继电保护设备在相对潮湿的条件下, 自身的元器件很容易出现物理方面和化学方面的变化, 导致整个设备出现失效的情况, 对于这种情况, 我们的研究人员可以采用硅橡胶对其进行覆盖。

(2) 运行管理制度的完善。根据研究的情况我们可以知道, 继电保护装置中影响使用寿命最薄弱的一个环节就是开关电源的模块, 现阶段我国每一台继电保护装置都会配置一台开关电源模块。如果说电源模块出现问题, 那么就会导致继电保护装置引起误动, 针对这一情况。我们可以采用支持热插拔的开关电源模块配置, 这一配置能够有效的解决电源模块失误的状况, 最重要的是继电保护装置的成本而得到了有效的降低。

参考文献

[1]戴志辉, 继电保护可靠性研究综述[J].电力系统保护与控制, 2010, 38 (15) :161-167.

寿命分析篇2

基于铝合金疲劳试验,采用BLUE(best linear unbiased estimation)和MLE(maximum likelihood estimation)方法,提出了轮较加速寿命试验的加速模型,且用假设检验方法研究应力集中对2014铝合金轮毂加速因子的.敏感性.

作者：邵养鹏周一帆王国力作者单位：邵养鹏,周一帆(中航第514厂,陕西兴平,713106)

王国力(西安交通大学,西安,710049)

影响汽车冲压模具寿命的因素分析篇3

影响汽车冲压模具寿命的因素很多，本文主要通过对模具结构、材料、使用及保养来分析模具寿命，并且提出有效提高冲压模具寿命的措施。

【关键词】冲压模具寿命模具结构模具材料模具使用及保养

现代汽车行业的迅猛发展，使得人们对汽车各个方面的要求也越来越高，故而要求汽车冲压件结构复杂，且能在高温、高速、高摩擦剂腐蚀性工作环境中正常工作[1]，也随之提高了对冲压模具的要求。冲压模具使用寿命一直是企业关注的重要问题，但目前我国企业生产的模具使用寿命仅相当于发达国家的1/3—1/5[2]。为了提高模具寿命，降低成本，必须分析影响模具使用寿命的因素，获得提高模具寿命的方法。通过分析模具失效原因发现，合理设计模具结构，恰当的选用材料及热处理，正确使用和维护模具，对模具使用寿命的提高是有重大意义的。

1.模具结构

冲压模具结构是影响模具寿命最主要的因素。因此模具设计者要需对冲压模具有较好的认识，同时具备基本的铸造和机加工相关知识，并能将这三者结合在一起来设计模具。

模具设计最基本原则是安全性，其次是经济性，考虑这个因素节省成本，为企业带来效益。所以设计模具过程中，在合理安排模具冲压间隙，冲压工序及冲压工位之后，还须做到以下几点保证模具的寿命达到预期：

1.1整个模具框架结构的厚度需均匀合理

根据模具的大小及生产要求确定模具框架筋、结构筋和工作部分结构的厚度，确保模具足够的强度，保证使用寿命。

1.2模具结构必须受力均衡，避免应力集中而导致模具局部开裂

要求模具压力源选择和布置合理，并且在承载力的部位设计支撑筋；承受侧向力的必须有防侧机构。

1.3必须慎重考虑起吊部件

将起吊部件选择比实际起吊重量大一级，起吊部件周围保证有足够的铸件厚度，以防断裂。

1.4模具防松部件及紧固螺钉必须大小适宜，防止在生产过程中震落，损坏模具。

1.5模具的导向必须合理

一般情况下，导向基本上用导板导向，导向精度要求高的情况下使用导板加导柱的导向形式。准确可靠地导向减少模具工作零件的磨损，避免凸凹模啃伤。

1.6模具结构让空必须合理

铸件与铸件之间最小距离为15mm，铸件与非铸件之间最小距离为10mm，以免铸造偏差产生干涉而造成模具损坏。需特别注意冲头与压料芯的让空，若让空不足，可能导致冲头与压料芯碰撞致断裂而报废压料芯或冲头，甚至造成重大安全事故。此外凸凹模之间的间隙对于模具的磨损及寿命也有极大的影响，精度要求高的，两者之间的间隙应该较小，反之，则可适当加大间隙，提高模具寿命[3]。

1.7自制件的结构必须设计合理，以便于热处理。

2. 模具材料及热处理

正确的选择模具材料是提高冲压模具使用寿命的基础，根据生产零件的不同要求选择相对应的材料。一般常用的模具材料有：铸件材料：MoCr铸铁，球磨铸铁，HT300等；锻件材料：T10A，Cr12MoV，7CrSiMnMoV等。其中常用的凸凹模材料有T10A、CrWMn、Cr12MoV、Cr12 等[4]。模具设计者选择材料时应该将材料的性能，作用和经济性相结合来考虑。

从模具的失效分析可知，45%的模具失效原因是热处理不当[5]。模具的磨损、粘结和疲劳断裂往往都发生在表面，因此模具表面的加工质量对于提高模具寿命是非常重要的。对不同的材质，不同的性能进行合理的热处理是提高模具使用寿命的一个关键因素[6].。热处理工艺应制作严谨，模具设计者在制作自制件时必须标明零件的热处理，热处理效果直接影响着模具生产零件的合格性，安全性及模具使用寿命。此外，热处理过程中应该掌控温度，若淬火温度过高，会使零件淬火过硬，造成脆性过大而易折断脆裂；若温度不够，淬硬性和淬透性达不到工艺技术要求，将导致零件变形[7]。淬火时若不注意采取保护措施，会使模具表面氧化和脱碳，降低耐磨性，疲劳强度和抗咬合能力，影响使用寿命。淬火冷却速度过快或油温过低，容易产生淬火裂纹[8]。采用热处理新技术：强韧化和表面强化处理，可以经济而有效的提高模具性能[9]。

3.模具的使用及保养

要保证冲压模具的使用寿命，除了要有合理的结构设计，正确的选择模具材料，制定良好的热处理工艺之外，冲压模具的使用及保养同样重要。

3.1模具的使用

冷冲压模具在使用前，应该认真检查并清扫，检查模具各部件是否安装到位，检查导向装置的润滑状况；模具使用时应正确的选择适宜的、精度较高的冲压设备、合适的冲压力[10]（一般不小于成型工件30 % ～ 40 %的重压力）；可以在模具的凸、凹模和板材上使用恰当的润滑剂，减少磨损；可通过及时刃磨来改善模具在使用的过程中模具凸、凹模刃口的磨损及钝化状况。

3.2模具的存放及保养

模具封存期间，需妥善保护；确保模具中弹簧及其他可形变部件处于自由状态；在刃口，导向部分，型面以及其他一些精度要求高的部位涂润滑油防锈并保持清洁。模具在运输期间要注意防震，轻拿轻放，决不能乱扔乱碰，且摆放合理，以免损坏模具刃口和导向装置，防止模具撞裂或磨损。

4.结束语

冷冲压成型是一种较为复杂的成型工艺，因此冷冲压模具在使用过程中各方面的损耗也是一个繁杂的过程，在对损耗进行的控制的过程中，需要在成型过程中的各环节要素进行控制，需要各要素之间相互作用方能达到理想的效果。随着科技的发展，有限元软件可对模具和工件的应力及形变进行模拟分析，并采取相应的措施来解决问题，从而可提高冷冲压模具的使用寿命。

参考文献：

[1] 刘晓飞，关连峰. 冷冲压模具材料的合理选择[J]. 装备制造技术.2009，（6）：153-15.

[2] 高殿奎，刘艳色.Cr12MoV钢凹模的热处理工艺改进[J].金属热处理.2002，27（2）：34-36 .

[3] 蓝卫东.冲压模具寿命的影响分析，沿海企业与科技[J].2010（5）.

[4] 邓文英，郭晓鹏. 金属工艺学[M]. 北京：高等教育出版社.2008.

[5] 李奇.模具材料及热处理[M].北京：北京理工大学出版社.2007.

[6] 赵昌盛. 模具材料的选用与使用寿命[J]. 模具制造.2003.（10）：52-54.

[7] 张正修，马新梅，等. 提高冲裁模寿命的工艺技术对策[J].机械工艺师.2001，（4）：30-32.

[8]张桂侠.提高冲压模具使用寿命的方法探讨[J].锻压技术.第36卷第6期.

[9]徐耀坤.模具表面强化处理新技术[J].锻压技术，2000，25（1）：58-60.

船舶寿命周期环境费用分析篇4

在船舶的寿命周期内, 船舶不仅消耗能源和经济资源, 而且其建造、使用运行、维修和退役处置等过程中还会产生对环境有害的污染物。

1. 建造污染

船舶在建造过程中会产生大量对环境有害的污染物, 产生的固体污染物主要有油泥、废砂、漆皮、喷涂产生的油漆、溶剂残渣及废油漆桶、材料切割中产生的废渣及废料等;产生的大气污染主要有漆喷涂车间的废气、除锈装置的粉尘、中及小型炼钢炉排放的烟尘、自备发电机组发电产生的废气等;产生的水污染物主要有电镀废水、洗舱油污水。另外, 建造过程的相应人员也会排放相应的生活垃圾和污水。

在船舶建造中, 噪声污染比较突出, 据不完全统计, 大都在95～105d B (A) , 有的甚至高达110d B (A) 以上。船舶建造过程产生的噪声污染主要有船体加工工具, 如电弧气刨设备、风铲及风砂轮等高噪声风动工具产生的噪声污染、敲击船体钢板产生的强噪声污染。另外船舶推进器加工、系舶及航行试验也会产生噪声污染。

2. 使用过程污染

船舶的寿命周期较长, 使用过程产生的污染较多, 主要有大气污染和水污染, 还有船员生活排放的废弃物污染。船舶大气污染又以动力装置排放的NOx、SOx、COx有害气体为主。水污染主要是船舶油污水、压载水及船员排放的生活污水。

3. 维修污染

船舶的维修包括预防性检修、计划修理和临时修理。其中预防性检修包括日检修、周检修、月检修、航行检修和船体检查;计划修理又包括坞修, 小修、中修、大修;临时修理包括日常临时修理、事故修理。在这些不同方式的维修中, 如果按规定操作, 预防性检修和日常临时修理过程基本上不会产生污染, 而计划修理和事故修理则会产生污染。

船舶修理过程中相关人员会排放生活垃圾和生活污水;修理中会产生油泥、废砂、漆皮、油漆、溶剂残渣及废油漆桶;材料切割中产生的废渣和废料等。修理过程中用清洗剂清洗船舶缸套、活塞、电机产生的含油废水, 其成分为悬浮物, 其COD (化学需氧量) 值及油类等含量 (浓度) 高, 会造成环境污染;修理过程中使用维修设备工具等也会污染环境。此外, 在船舶坞修过程中, 进港修理船舶的油污水, 船坞上所留下的含油废弃物及油性混合物, 也会造成污染。

4. 退役处置污染

船舶退役处置过程中产生的污染主要有水、大气和固体物污染。导致水污染的主要有废船上的油舱、机舱、油箱、油柜、油管;液压系统中残存的原油、燃油、润滑油、液压油等。压载水、舱底水、机舱清洗水、消防废水、电石废水等也会产生水污染。拆船过程造成大气污染的主要有切割废气、电石废气和不规范的拆解作业产生的燃烧废气等。造成拆船固体废物污染的主要有电石渣、不易降解的废油泥、石棉、剥落的油漆和涂料碎片废渣、多氯联苯、重金属等。

二、船舶寿命周期环境费用及分解结构

为了保护环境, 控制污染, 世界各国、地区及国际组织都相应规定了污染排放法规、标准及排污收税制度。

船舶寿命周期中产生的污染物, 其最终处理都是以费用来体现的。有些不可回收的且不能直接向环境排放的部分, 如废酸、废碱、废水、废保温材料、含油污水、有机溶剂、残渣等废弃物要经过有资质的废物处理部门的特殊处理。处理这些废弃物须交纳专门的处置费, 也可以通过技术改造或添置专用设备降低排污。有些污染物在国家规定的允许范围内可以向自然环境排放的, 须交纳环境排污费, 如使用阶段的动力排放废气污染等;有些是在国家规定的允许超标排放范围内的, 须加倍收取环境排污费用。。污染产生的费用归结起来有水污染费用、大气污染费用、、固体物污染费用和噪声污染费用。

环境污染产生的费用与人的生活环境密切相关, 其费用的定价指标与环境标准密切相关。对于污染物的排污费用, 世界各国的标准相差甚远, 在此, 参照我国的《排污费征收标准管理办法》, 可估算出相应种类污染物排放所需承担的费用。

费用分解的原则是既不重复也不遗漏。船舶寿命周期环境费用的分解结构可以按船舶寿命周期的阶段划分, 也可以按最终产生的环境污染物分类划分。两种分解结构表达的意思和内容是一样的。

按环境污染物分类划分费用分解结构时, 船舶的污染产物为水污染、大气污染、固体物污染和噪声污染, 因此费用的分解也可以从以上四种污染费用开始, 逐级细分至具体的污染费用单元。

按船舶寿命周期的阶段划分费用分解结构时, 逐级细分后末端的费用单元均为水污染费用、大气污染费用、固体物污染费用和噪声污染费用。在按阶段划分费用中, 还包含了论证研制阶段的环境污染费用, 它也可具体细化为下一级费用单元, 因此, 船舶寿命周期环境费用的分解结构如图1所示。

从图1可以看出, 环境费用贯穿于船舶寿命周期的各个阶段, 随着环境标准的进一步提高, 环境费用占寿命周期费用的比例会继续加大, 最终导致设备不得不进行技术改造升级或选择淘汰。因此, 船舶寿命周期环境费用分解对于如何控制船舶寿命周期的环境污染意义重大。

三、结束语

为了控制污染, 提高船舶的使用效益, 必须从寿命周期的各个环节控制污染的产生, 从而降低船舶的寿命周期费用。

首先, 要从技术上提高船舶性能指标, 减少排污。设计人员应站在寿命周期全局的高度, 在设计论证时期就从技术上提高性能指标, 减少可能造成的环境污染。其次, 加强技术管理。在建造、修理、拆解阶段从技术上加强管理, 从而有效控制排污量。第三, 加强宣传和监督。要提高相关人员的防污染意识。

摘要：分析了船舶寿命周期内环境污染的来源, 揭示了环境污染费用的成因, 提出船舶寿命周期环境费用分解结构模型, 为船舶寿命周期费用决策提供重要参考依据。

关键词：船舶,寿命周期费用,环境费用,费用分解结构

参考文献

[1]陈家金.船舶操作性有污染的来源及其对策[J].天津航海, 2007 (2) .

[2]涂允威, 李传昌.浅议船舶修理中的环境保护[J].武汉造船, 1997 (4) .

在役钢混桥寿命有效预测方法分析篇5

在役钢混桥寿命有效预测方法分析

通过对在役钢混桥梁的时变可靠度的预测方法分析,主要从材料老化、裂缝扩展,承载力分析等方面的.进行分析,汇总提出了通过时变可靠度分析桥梁剩余寿命的方法.

作者：舒传东作者单位：中铁十九局集团第三工程有限公司,辽宁,辽阳,111000刊名：黑龙江科技信息英文刊名：HEILONGJIANG SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(4)分类号：U4关键词：材料老化承载力评估可靠度

寿命分析篇6

关键词：疲劳寿命；高应变低周疲劳；钢筋；数理统计

中图分类号：TU511.32文献标志码：A文章编号：1674-4764（2012）06-0008-05

目前，全球已处于地震活跃期。由于地震对建筑物有巨大的破坏作用，因此对建筑材料的性能要求越来越高［1-2］。目前广泛采用的钢筋混凝土结构由具有一定延性的钢筋和完全脆性的混凝土组成，其中钢筋起到加强的作用［3］。在地震过程中，钢筋所承受的是高应变交变载荷，其失效形式以高应变低周疲劳为主［4］，所以高应变低周疲劳性能是钢筋的主要抗震性能指标。

疲劳寿命具有较大的分散性，因此采用合理的数据统计处理方法来提供可靠的疲劳失效数据是疲劳研究领域的热点之一。多年来学者们处理疲劳实验数据的方法很多，对不同应力水平下的高周疲劳实验数据，通常采用升降法、S-N曲线法、Duezt数理处理等［5］数理统计方法处理疲劳性能数据；对滚动接触疲劳试验下所得到的疲劳数据，通常采用威布尔双参数分布［6］方法；对不同应力或低应变水平下的低周疲劳实验数据，通常运用灰度预测模型、有限元分析进行仿真［7-8］。但是对于抗震钢筋高应变水平下的低周疲劳的实验数据处理，目前还没有研究报道，因此本文对这一方面进行了对比研究，运用不同的统计方法处理数据，使评价钢筋的高应变低周疲劳性能更科学、更合理，为地震设防区建筑结构的设计提供依据。1试验方法

由于采用轧后淬火、自回火的方法生产钢筋，投资少、成本低、经济效益良好，世界很多国家都在普遍采用［9-10］。中国轧后淬火、自回火钢筋也投入生产应用有20余年的历史［11］，所以本试验选用轧后淬火、自回火的HRB400QST，其化学成分如表1所示。盛光敏，等：钢筋高应变低周疲劳寿命的统计分析表1钢筋化学成分wt%

成分CSiMnPS质量分数0.220.431.350.020.021

考虑到轧后淬火、自回火工艺会使钢筋表层形成马氏体，心部形成铁素体和珠光体［11］，将其加工成标准的低周疲劳试样时表层的马氏体组织会被磨削掉。这时试样就不具备原始的力学性能。因此实验时，全部试样均未经过任何机械加工处理，且规格全为Φ16mm，如图1所示。

拉深模模具寿命分析篇7

拉深是依靠模具使坯料产生塑性变形(不分离)成形为开口的空心零件的一种冲压加工方法。利用拉深可以成形各种形状的开口空心件。在此,我们介绍其中最简单的圆筒形件。

1.1 圆筒形件的拉深过程

圆筒形件的拉深过程如图1所示,将毛坯定位在凹模3内,上模上的零件在压力机带动之下下行,压边圈2首先压在毛坯上,然后凸模1作用在毛坯上,使其进入到凹模3内,接着凸模1继续下行,直到毛坯完全成型为所需的圆筒形零件,凸模回程。

1.2 模具的受力特点

拉深时模具受力如图2。拉深力通过凸模圆角传给工件,工件外面部分通过凹模端面与压边圈之间向内流动。成形过程中,工件给凸模圆角半径部位压力Fp1及摩擦力F1,给凹模圆角半径压力Fp2及摩擦力F2,给压边圈压力Fp4及摩擦力F4,给凹模端面压力Fp3及摩擦力F3。

拉深开始时,凸模圆角半径处的板料被弯曲拉伸并作相对运动,摩擦力F1使凸模圆角半径受到磨损。步进行,已变形板料紧贴凸模圆角半径部位并开始产生应变硬化,相对运动大大减弱,摩擦力变小。但是在整个拉深过程中,凹模圆角半径处、凹模端面以及压边圈相应部位始终与板料作相对运动,产生剧烈摩擦,压应力和摩擦力都很大,因此凹模与压边圈的磨损现象始终存在。

2 拉深模的主要失效形式

拉深模凸模、凹模和压边圈工作部位没有锋利的尖角,模具零件受力不像冲裁模那样局限在很小的范围内,同时凸、凹模之间的间隙一般都比板料的厚度要大,模具较少出现应力集中,工作时不容易出现偏载,因此拉深模很少出现断裂和塑性变形。但拉深模工作时,板料与凹模、压边圈存在很大的摩擦,因此拉深模的主要失效形式是磨损,在磨损形式及机理上,主要表现为粘着磨损。从部位上,在凹模、压边圈端面,凸模、凹模圆角半径处,尤其以压边圈口部及凹模端面圆角半径以外的区域粘着磨损最严重。

3 拉深模粘结瘤

模具与工件表面产生粘附磨损后,脱落的材料碎屑会留在模具表面成为磨粒,从而伴生出磨粒磨损。磨粒磨损进而使粘着磨损更严重。从显微观察看,模具和坯料的表面都是凹凸不平的,坯料的硬度比模具材料的硬度要低,相互挤压摩擦时坯料表面的材料会留在模具表面的凹坑里。在拉深过程中,坯料的变形以及模具和板料之间的摩擦,会产生出热能。特别是在有些局部区域,塑性变形和摩擦非常严重,致使产生的热能更高,造成了更高的温度,这个温度足以破坏模具和板料表面的氧化膜和润滑膜,使金属裸露出来,促使材料分子之间相互吸引,还可以使模具表面凹坑里的碎屑熔化,和模具表面熔合,形成坚硬的小瘤,即粘结瘤。粘结瘤会使拉深件表面粗糙度变差,严重时将在产品的表面留下刻痕,擦伤工件,并且加速模具的不均匀磨损,这种失效形式又称为粘模。此时,我们就需对模具进行修磨,除去粘附的金属,才能提高模具的使用寿命。

4 影响拉深模寿命的主要因素

4.1 工件材料与模具材料的亲和力

亲和力大的材料容易粘接在一起。如果粘结强度高,则粘着磨损和粘结瘤会产生距离模具表面较深的地方。比如铁、铬、镍与铁的互溶性大,因而,纯铁、铬、镍不锈钢等板材用钢模拉深时易粘模,而铝、铜、镁、锌与铁的互溶性小,其相应的板材在用钢模拉深时,粘着磨损的倾向小。

4.2 压边力

拉深模中采用压边圈的目的是为了防止工件起皱。由图2知,压边力过大,压边圈会将工件压得越紧,则凹模、压边圈与板料之间的摩擦力就大,粘着磨损的倾向就大。如果压边力太小的话,防皱的效果肯定就不好,板料容易起皱,如果强行将材料拉入凹模中,不仅在工件上会留下褶皱,而且会皱起的部分会造成板料与凹模、板料与压边圈的不均匀接触,容易在凹模、压边圈上出现磨损沟痕,加速模具的不均匀磨损。

4.3 表面强化处理对冲模寿命的影响

零件表面强化处理的目的是时材料表面具有很高的硬度而材料内部的韧性又很好的效果,从而得到硬度、耐磨性、韧度、耐疲劳强度的良好配合。由拉深模的受力分析可知:拉深模具主要的失效形式是发生磨损,因此在使用性能的要求上需要模具具有很高的耐磨性和很高的硬度以及好的抗咬合性。

4.4 模具表面粗糙度

根据磨损的机理,一般情况下,模具表面粗糙度值越低,耐磨性越好。但是太光滑的表面,不利于在凹坑和凸峰之间储存润滑剂,会造成模具与材料的直接接触,使模具的磨损更严重。

5 提高拉深模寿命的措施

5.1 合理选择模具材料

根据所用工件材料的性质不同,选择和该材料互溶性小的材料制作模具。

5.2 合理润滑

在前述分析可知,在拉深中,毛坯和模具接触,在接触表面之间存在摩擦力,如图2其中如果F2、F3、F4增大则拉深力就要增大,工件容易断裂或者严重变薄,模具和工件表面都会划伤,因此它们是是有害摩擦。而F1的存在时凸模传递拉深力的必备条件,所以它是有益摩擦。那么我们就必须选用润滑剂而且润滑剂的位置就在F2、F3、F4表面。拉深件应该必须进行正确的润滑。所谓正确的润滑是指:在凹模圆角、平面、压边圈表面及相应的毛坯表面应该每隔一定周期涂抹一层润滑油,一定不能再凸模表面与工件之间涂抹。

5.3 表面处理

模具常用的表面处理方法有:渗硼、渗铬和电火花强化,以及CVD、PVD和在盐浴中TD等。此外,采用高频淬火、滚压、喷丸等表面强化处理,使模具工作零件表面产生压应力,提高其耐疲劳强度,有利于模具寿命的寿命。例如Cr12钢拉深模,气象沉积Ti C后,使用寿命可以提高8~30倍。

参考文献

[1]张荣清.模具设计与制造(第二版)[M].高等教育出版社,2008.

[2]彭建生.模具设计与加工速查手册[M].机械工业出版社,2005.

[3]程培源.模具寿命与材料.机械工业出版社,1999.

我国建筑寿命影响因素分析篇8

我国是世界上建筑物更新最快的国家, 每年的新增建筑面积超过20 亿m2, 意味着每年会用掉占世界总消耗量近一半的水泥和钢材, 然而建筑平均寿命仅能维持25 ~ 30 年。建筑物生命周期如此短暂, 造成大量建筑资源和社会财富的浪费, 同时也产生了过量的建筑垃圾, 严重破坏了社会生存环境, 违背了我国节约资源和可持续发展的原则。与我国形成巨大反差的是西方国家, 其住宅平均寿命多在80 年以上, 瑞士、挪威大约为70 ~ 90 年, 而英国更是长达132 年, 随处可见百年老屋。因此, 政府为提升建筑质量, 呼吁建筑行业及相关企业延长建筑寿命至100 年。

1 我国建筑寿命现状分析

近年来, 随着城市化建设速度的加快, 很多建筑物还未到生命周期就被接二连三地拆除。一些人在频繁拆建的过程中获得暴利, 而利益也使一些官员走上腐败的违法之路。其原因引人深思, 也比较复杂。

据调查显示, 全国各地开始密切关注建筑寿命周期短、城市历史文化断层等城市建设问题, 这不仅发生在大城市中, 在部分发达的中小城市也初露端倪。而欧美国家将大量资金投入研究建筑物的建筑寿命, 由于建造者对其建筑物充满信心, 很多老宅在设计之初就注明了建造年代, 这意味着建筑能够长久使用、代代相传。现在这种保护意识在我国也逐渐形成, 因此有必要对此进行深入探讨研究。

2 我国建筑寿命的影响因素分析

在现实生活中, 有许多因素会影响建筑的设计与实施, 进而对建筑寿命产生不同程度的影响, 这些因素涉及到建筑行业的方方面面。本文选取了对建筑寿命影响最大的6 个方面的因素进行分析, 包括:质量因素、房屋设计因素、城市建设“短视”因素、规划因素、政绩决策因素与经济生产总值因素。

2. 1 建筑质量对建筑寿命的影响

质量事故对建筑本身质量及耐久性会产生巨大影响, 从而缩减建筑的使用寿命。施工者的资质水平和企业内部的管理方式, 也在一定程度上对建筑质量产生作用。建设工程是一个十分复杂的过程, 在该过程中需要多个部门沟通协调, 才能提高工程建筑质量。建筑施工人员普遍缺乏专业知识和技能培训, 仅仅靠实践经验进行施工。开发商为了赚取更多的利润, 把施工单位的承包价格压缩到最低, 导致偷工减料的现象时有发生, 致使工程质量存在很多问题。建筑使用寿命在很大程度上是因违反工程项目的基本建设程序而缩减。

技术措施的选用会直接影响建筑的质量水平与建筑的寿命周期。由于科技含量高的技术措施要付出更多的经济代价, 在实际施工时既费时又费力, 所以一般情况下无论是开发商还是施工单位, 都不愿意选择高科技含量的技术措施。考虑到经济因素, 他们更乐意采用简便易行的低技术措施。而低技术措施的选用, 会在很大程度上影响建筑质量。

此外, 维护与保养也是影响建筑质量的因素之一。在建筑使用过程中, 会不断受到外界环境的影响而造成建筑系统出现屋面漏水、保温脱落、设备故障和外装饰面破损等问题, 这些都会使建筑质量下降。要防止这些现象的发生, 就需要注意维护与保养, 只有这样才可以使建筑“延年益寿”。

2. 2 建筑房屋设计对建筑寿命的影响

经济发展给城市带来了巨大的变化, 这其中也包括对建筑的需求。在我国, 由于图纸设计的不合理, 使得有些建筑在设计初期便埋下了隐患。一方面是设计人员的专业素养亟待提升, 另一方面是建筑形式的落伍导致建筑的淘汰, 致使某些建筑物被拆除。审美方式的快速变化也是建筑短寿的原因之一, 不少建筑因为形式过时而被拆除与改造, 在此过程中, 我国古代建筑思想也遭受到巨大冲击。

2. 3 城市建设“短视”对建筑寿命的影响

梁思成先生支持建筑“延年益寿”的说法, 反对建筑“返老还童”, 他认为要从长远的角度对城市进行合理规划与科学建设。在我国的城市发展建设中, 急功近利现象普遍存在, 对建筑外在形象关注过多, 却忽视了建筑的内在品质, 在整体性的长远规划方面也欠缺考虑。这样不仅会造成资源的极大浪费, 而且会产生许多返工返修问题, 制造出更多建筑废弃物, 既影响人们的生活环境, 也造成生态环境的进一步恶化。

城市发展战略是对城市未来的规划, 因此必须要有长远的眼光, 才不会导致决策失误。例如, 保护古建筑、城市地下文物、名人故居, 城市湿地等规划项目。在这方面, 应该吸取发达国家的历史经验, 避免走弯路。

2. 4 城市规划对建筑寿命的影响

虽然国家三令五申, 城市房屋不可乱拆乱建, 必须执行城市总规划和建设规划, 但乱拆乱建的现象依然大量存在。政府政令的颁布并未能阻止一些房地产企业在高额利润的诱惑下违反指令, 违法拆除和重建建筑物。对此, 政府部门应该加强管理, 制定一套行之有效的监管制度, 才能真正遏制这种现象的发生。

2. 5 政府政绩决策对建筑寿命的影响

政府部门领导换届伊始, 一些官员为追求政绩会选择规划某些区域, 经过拆除重建, 短期内城市会发生翻天覆地的变化, 经济发展也会被带动起来, 呈现出欣欣向荣的景象, 但长此以往建筑短寿会成为必然。虽然政府出台了诸多条令, 要求城市拆迁重建必须符合城市总体规划, 但相关条令的规范范围并不全面。因此, 有关部门要认识到建筑作为物质文化资源的价值, 从而建立起有效的管理体系。

2. 6 经济生产总值对建筑寿命的影响

经济增长越来越快, 房龄本应该随之增长, 但现状是房龄越来越短, 房价却越来越高。一些地方官员为了创造经济生产总值, 不惜拆除仍在生命周期内的建筑物, 斥巨资改造城市面貌, 名义上是为了推动城市发展, 而实际上更多是追求政绩, 并没有创造出有效财富, 还会产生大量的建筑废物, 消耗资源。这种现状在一定程度上讲也是快速发展经济带来的消极后果。

3 如何解决我国建筑短寿问题

在我国的基础产业中, 建筑业起到了支柱性作用。想要延长建筑寿命, 必须走可持续发展之路。

( 1) 无论何时, 无论修建何种建筑物, 保护环境都是首要原则。

( 2) 在设计时, 要充分考虑到建筑能否长期使用, 并采用灵活多变的设计方案。

( 3) 建筑要易于维修, 易于改造, 易于更新, 方便维修检查, 或者可以在原有建筑物的基础上进行一些创新性和适应性的改造。

( 4) 设计理念应该以人为本, 倡导绿色环保。

( 5) 设计要突出地方特色, 不应该仅仅是对既有建筑物的复制, 更应该结合当地具体发展状况、环境特点、人文风俗等, 创造有地域特色的建筑。

( 6) 设计建筑时, 应综合考虑周边环境, 与街区等建筑互补, 弥补各自缺陷。

( 7) 建筑物要具有可观赏性, 并能将历史文化融合进去, 使得建筑上所雕刻的不仅仅是一种图案, 更是一种文化和传承。

政府是解决建筑短寿问题的关键所在。许多地市为加快地方经济发展, 都采用对城市进行重新规划、大量拆除建筑物并重建的方法, 这是由于制度规范不全面和不完善所致。

延长建筑寿命的可持续发展原则的制定, 要由专业人员来完成, 因此提高专业人员的专业知识和专业素养极为重要。无论是建筑行业的内部人员, 还是与建筑行业相关的外部人员, 都应该不断更新建筑行业的相关知识, 不断提升自身素养, 这样才可能实现建筑的可持续发展。

4 结语

本文力求寻找有效的策略来解决建筑短寿的问题, 目的是引起人们对建筑短寿问题所隐含的人类生存与发展问题的重视。事实上这种状况正逐渐得到改善, 相信在我国各行业人士的不断努力下, 建筑短寿现象将逐步成为历史。

摘要：从建筑质量、城市规划、建筑房屋设计、经济生产总值、城市建设“短视”、政府政绩决策等几个方面, 对建筑物寿命的影响因素进行了分析。

关键词：建筑寿命,可持续发展,城市规划

参考文献

[1]陈健.可持续发展观下的建筑寿命研究[D].天津:天津大学, 2007.

[2]住建部:中国建筑平均寿命仅30年[J].砖瓦世界, 2010 (4) :52. (下转第52页)

[3]高平.建筑短寿谁之过?[J].建筑, 2007 (22) :6-13.

[4]周卫.既有建筑——城市可再生空间资源[J].建筑学报, 2005 (1) :76-77.

房屋使用寿命的影响因素分析篇9

根据目前确定房屋使用年限的方法来看, 影响房屋使用寿命的因素有自然老化、房屋设计、施工质量、后期维修、自然灾害等。其中最主要的就是房屋建筑的质量问题。

1 房屋的自然老化对使用寿命的影响

房屋建筑在使用的过程中, 由于建筑材料会随化学、物理等作用的影响而产生损耗, 这种损耗会损害房屋原有的性能, 还会对其质量产生影响。这种影响不是人为造成的, 属于先天因素。

2 房屋的设计方案对使用寿命的影响

房屋的设计是确定房屋寿命的最主要的因素。房屋的寿命与其建筑材料和结构的使用年限紧密相连。按照规定, 房屋的结构应遵循《民用建筑设计通则》设定设计使用年限, 而房屋的结构要保证在规定的年限内足够安全、可靠[1]。房屋的结构设计要求如下:

(1) 在施工和使用均正常的前提下, 能应对一切可能发生的情况;

(2) 在正常使用时能具有良好的性能。

目前, 对于使用寿命的确定方面, 许多房屋的设计主要集中于房屋的主体结构上, 不重视那些与主体结构无关的材料的使用年限。房屋的使用寿命受主体结构的使用寿命和组成房屋的所有材料的使用寿命共同影响, 在房屋设计中, 要保证每一种用来构建房屋的材料的使用寿命。

其次, 目前我国房屋设计的规范标准还不够先进, 没有达到国际标准的要求。原本的设计标准只适用于从前经济不发达的环境, 不能满足现代社会的需要。因此, 若是继续按照原先的标准来规范房屋的设计, 造成的安全隐患会越来越大。而若是将房屋设计的规范标准提高, 则能避免很多原有的安全隐患。

现代社会对房屋的要求很高, 且最首要的要求就是其质量的安全。因此, 为了达到现代人的需求, 我国在房屋的设计方面, 一定要提高设计的安全标准。房屋的质量安全标准较低会使施工过程中出现许多本不应该有的问题, 如偷工减料、以次充好等不良行为, 影响房屋的质量安全, 从而影响房屋的使用寿命。

3 房屋的施工质量对使用寿命的影响

房屋的质量决定了它的使用寿命, 而施工过程中的许多问题都会影响房屋的质量, 从而影响房屋的使用寿命。

3.1 房屋的建设周期对使用寿命的影响

目前, 由于社会发展迅速, 我国的建筑行业也水涨船高。自20世纪90年代以来, 人们对房屋的要求越来越高, 我国的民用建筑更新换代的速度也越来越快, 再加上城市人口的逐渐增多, 许多原有的建筑要求向更高层的建筑发展[2]。这些现象缩短了现代建筑的建设周期, 也缩短了它的使用周期, 限制了现代房屋的使用寿命。

3.2 房屋施工的质量对使用寿命的影响

首先, 在施工的过程中, 施工队伍质量和机械设备的不足都会对房屋的质量造成影响。施工队伍质量的不足通常体现在以下几点:

(1) 施工人员的技术水平不够高, 对机械的操作不够熟练, 或是人工作业的水准不够;

(2) 施工人员的素质没有达到要求, 不能严格按照设计进行施工, 出现偷工减料、以次充好等现象;

(3) 施工人员的文化水平较低, 无法看懂设计图纸的内容, 或错误理解其意思, 使施工与设计产生偏差, 影响施工质量。

在房屋的施工过程中, 一些质量上的常见问题, 例如混凝土出现空洞或裂缝, 或是屋面渗漏等, 不仅会影响房屋的美观, 还会对其质量安全产生隐患, 并影响其功能。这些施工中的通病不但与施工队伍的质量问题有关, 也受到机械设备的限制。此外, 施工的过程不符合标准会影响房屋的耐久性, 如混凝土的质量不过关容易使钢筋的腐蚀加快, 减低房屋结构的承受能力, 使房屋易倒塌。因此, 要保证房屋的使用寿命, 就要加强对施工队伍的审查和管理, 升级和维护施工设备, 避免工程中通病的出现, 确保房屋的质量安全。

其次, 偷工减料是影响施工质量的重要原因之一。施工人员的偷工减料行为一方面表现为施工与设计不符, 对设计的要求大打折扣;另一方面则表现为降低选材的要求, 以此充好。这两方面都会对房屋的结构造成破坏。由于房屋是一个整体, 因此, 它的整体结构的质量安全与局部结构的质量安全息息相关。若是房屋中的某部分的结构出现问题, 房屋整体的质量就会受到影响。所以, 如果擅自修改施工方案, 不严格按照设计进行施工, 就会对某部分甚至是整个房屋的结构造成威胁。

房屋的质量安全还与其整体的牢固性有着很大的关联。它的整体牢固性与以下两点有关:房屋结构的延展性较好;房屋结构的冗余度达到基本要求[3]。而这两点取决于钢筋和混凝土的质量。因此, 为了不影响房屋的整体牢固性, 就要保证钢筋和混凝土的质量, 保障房屋结构的延展性和冗余度, 提高房屋的承载能力, 使房屋在面临地震或一些人为导致的灾难时能降低损害。钢筋和混凝土的质量对房屋承载能力的影响如表1所示。

由表1所示, 在混凝土等级相等的情况下, 减小钢筋截面面积, 房屋的承载力会相对减小, 在钢筋截面面积相等的情况下, 降低混凝土的等级, 房屋的承载力也会相对减小。并且钢筋截面面积的改变对房屋的承载力的影响较大。

3.3 房屋的质量检测对使用寿命的影响

工程结束后, 需要对房屋的质量进行检测。而这些检测中通常会出现误差, 不能准确检测出房屋的质量安全问题。例如, 在检测混凝土的强度时, 主要测量的是混凝土的抗压强度、抗拉强度和抗折强度[4]。测量的方法目前有很多:回弹法和超声法是用于检测混凝土的抗压强度的方法, 分别测的是混凝土的表面硬度和混凝土的密实度, 在进行强度推算的过程中, 由于影响因素过多, 导致混凝土抗压强度测量的误差较大。拉拔法和取芯法测量的是混凝土的抗拉强度和抗折强度, 它们能检测出混凝土的实际强度, 但由于是直接检测法, 会对结构造成破坏, 因此检测的次数不能过多。而检测次数的不足会使结果产生的误差较大, 影响房屋的质量检测, 从而对房屋的使用寿命产生隐患。

4 房屋的使用对使用寿命的影响

房屋的装修和改造都属于对房屋的使用, 合理的装修和改造不但能美化房屋的环境, 还能保护房屋的主体结构, 保证房屋的使用寿命。而不合理的装修和改造则会破坏房屋的主体结构, 影响房屋的承载能力, 降低房屋的使用寿命。

4.1 装修时破坏墙体 (包括承重墙) , 降低房屋的抗震能力

在现实生活中, 有不少的居民楼的一层被改造成了门面, 为图方便, 不少商家将窗户改成了门, 或是将两个或多个房间打通, 破坏了房屋的主体结构, 降低其防震能力。

4.2 对卫生间的改造不当, 容易造成渗漏

有些住户会将家中的蹲便器改成坐便器, 在改装的过程中, 若是改变了原有的防水层, 又没有处理好今后的防水问题, 就容易使墙身受潮, 直接影响房屋的使用寿命。

4.3 家用电器过多和随意改造电气线路, 容易造成火灾隐患

随着科技的进步, 家用电器的种类与数目在逐渐增多。家用电器的使用虽然方便了人们的生活, 但也会对电路产生负荷。过多的家用电器的使用会超出电路的负荷, 再加上对电气线路的随意改造, 很容易造成火灾隐患, 降低房屋的安全性。

4.4 其他不合理的装修和改造带来的不利影响

(1) 有些居民会在家中铺设过厚过重的地板砖, 使房屋楼板的负荷增大, 影响结构的稳定。

(2) 有的居民为了美观, 会在天花板上安装天棚或者吊顶, 此二者的安装不当不仅会加大楼板的负重, 还会破坏楼板的结构, 影响楼板的负载能力。

5 自然灾害对房屋使用寿命的影响

5.1 地震对房屋使用寿命的影响

地震对房屋的影响, 是房屋受到地震波的冲击造成的。地震中的横波和纵波会使房屋出现复杂的振动, 当振动超出房屋的承受能力时, 房屋的结构便会被破坏。横波对房屋的作用力是水平方向上的, 会使房屋左右摇晃, 墙体出现裂缝, 屋顶也在水平方向上移动, 破坏房屋结构的稳定性;而纵波对房屋的作用力则是垂直方向上的, 使房屋上下振动, 令屋顶和地基与墙体之间产生裂缝, 破坏房屋的结构。

5.2 洪水灾害对房屋使用寿命的影响

(1) 洪水会对房屋产生冲击力。洪水由于水位的差异会形成水压, 从而产生水流, 对房屋的墙体直接造成冲击力, 对房屋结构的破坏性极强。而且, 越靠近决堤的地方, 洪水的冲击力越强, 房屋受到的破坏也越大, 反之, 与决堤的地方离得越远, 房屋受到的冲击力就越小, 遭受到的破坏也就越小。

(2) 洪水会淹没和浸泡房屋。洪水在进入房屋后, 会对其产生淹没和浸泡的作用, 并且泄退的速度较慢, 房屋在被淹没后会被浸泡很长一段时间。在浸泡的过程中, 构成房屋的材料会因水的侵蚀而使质量下降, 地基也会因负载过重而受到破坏, 从而影响房屋的结构。

6 结束语

综上所述, 影响房屋使用寿命的因素主要集中在设计、施工、使用等方面。若要提升房屋的使用寿命, 就要对房屋的建造和使用的各个环节进行监督和管理。要加大房屋施工的监管力度, 重视房屋的质量安全, 其次, 要对房屋进行合理的装修和改造, 不能破坏房屋的主体结构。房屋的质量安全和使用寿命与人们的生活密切相关, 因此, 为了使现代人能享受更好的生活, 保证房屋的质量安全和使用寿命是非常重要的。

参考文献

[1]叶贵, 别领康, 汪红霞, 洪亮.建筑物使用寿命影响因素的模糊因子分析[J].现代城市研究, 2015, 08:92~98.

[2]刘存.建筑寿命影响因素及延长建筑寿命策略研究[D].重庆大学, 2014.

[3]王城.建筑寿命的影响因素研究[D].重庆大学, 2014.

我国人均寿命影响因素实证分析篇10

关键词：人均寿命,影响因素,线性回归,结论,政策建议

一、引言

人均寿命这个指标可以用来评价一个国家或某个城市的社会经济发展水平, 也可以用来反映人群的健康状况。上个世纪50 年代, 我国人均寿命在40 多岁。但随着中国社会的不断发展, 经济体制的逐步完善、加上医疗技术和医疗条件的改善, 人民生活水平实现了质的飞跃, 近年来我国人均寿命已经达到70 多岁。具体情况根据2010年第六次全国人口普查结果显示, 我国人均寿命为74.83岁, 其中男性平均寿命为72.38 岁, 女性为77.37 岁。此结果和第五次人口普查结果相比, 人均寿命增长了三岁, 而且还在保持增长态势。就目前情况来看, 我国的人均寿命还只排在全球第80 位, 排名相对靠后, 和世界发达国家相比还有很大的差距。由此也说明, 我国人均寿命有待于进一步提高。

人均寿命的提高证明了我国经济水平的提高, 人民各项生活水平的提高, 它有利于社会的稳定, 和谐社会的构建。因此, 本文致力于对我国人均寿命的影响因素进行研究, 通过定量分析得出一些结论, 借此来为我国人均寿命的提高做出一点理论贡献。

二、研究现状

影响我国人均寿命的因素很多, 比如经济发展水平、医疗水平、教育发展水平、人口发展状况、环境状况、人口结构、地理位置等。我国对人均寿命方面的研究并不多, 乔轶娟以全国31 个省市自治区为研究对象, 共选取了10个影响因素:经济、医疗卫生、地理位置、人口结构、教育水平等进行线性回归分析和相关性分析, 通过研究提出了一些建议和意见。鲁小波和陈晓颖通过定性分析, 概括了中国各省人口寿命影响因素;郝勇对上海人均寿命与综合环境因素进行了逐步回归分析。

三、研究假设

由于影响人均寿命的因素复杂、繁多, 本文旨在对个别重要的因素加以定量分析, 主要考察经济发展状况、医疗发展水平、教育水平和人口结构四个因素。

(一) 我国经济发展水平与人均寿命之间的关系

通常我们认为, 经济发展状况是用来衡量一个国家综合实力的指标, 在经济发达的背后, 与之相伴的是物质的繁荣、生活条件的不断进步和改善。近些年来, 我国大力发展民生建设, 加大养老保险扶持力度, 健全廉租住房制度, 解决低收入者住房问题, 促进就业问题, 除此之外的绿色经济建设, 加大对食品卫生的检查力度, 控制环境污染等, 这些民生建设都为人民生活水平的提高创造了条件, 所有这些因素的共同作用让我国人均寿命在不断提高。因此, 本文假设经济发展水平是影响人均寿命的关键因素之一。

老百姓的消费性支出往往与其收入成正比, 消费水平高的人通常收入都高, 较高的收入可以让老百姓的生活品质更高, 如用于食品消费、医疗保健品消费等等。也就是说, 如果老百姓花在医疗保健方面的消费力度越大, 他的寿命越长。本文将假设这一观点成立, 并选用人均GDP和人均消费性支出来代表经济发展状况, 提出如下假设:

H1:人均GDP对人均寿命有正向影响

H2:人均消费性支出对人均寿命有正向影响

(二) 我国医疗水平与人均寿命之间的关系

在一般情况下, 我们都认为国家的医疗水平会直接对老百姓的生活水平产生影响, 从而影响到寿命的长短。通常比较我们也可以发现, 在发达城市, 尤其是医疗水平发达的城市, 与医疗水平较差的农村相比, 其老百姓的人均寿命往往更高。在发达地区, 大型医院数量更多, 医护工作者也更多, 相对的医院床位数也更充足, 换而言之医疗设备和医护人员的不断完善都会直接影响老百姓的治病质量, 从而对寿命产生影响。所以, 本文选取每千人口医疗卫生机构床位数作为衡量人均寿命的指标和影响因素。提出如下假设:

H3:每千人口医疗卫生机构床位数对人均寿命有正向影响

(三) 教育水平与人均寿命之间的关系

人们通常不会认为一个人的教育水平与他的寿命之间存在什么关系。本文认为, 一个受教育程度比较高的人, 他的综合素质往往也比较高。他不仅注重生活的数量也注重生活的质量。也就是说, 一个受过高等教育的人, 他通常会比没有受过教育的人更具有养生的意识。在生活中, 注重良好的饮食习惯, 生活习惯。比如不熬夜, 养成良好的生理作息时间, 少抽烟喝酒, 注意应是的营养搭配、常常锻炼身体, 房屋装修也更注重装饰材料的环保度等等。具有这些意识的人往往综合素质都比较高, 讲求过有品质的生活, 也因此他们的寿命会更长。本文选取每十万人口高等学校平均在校生数作为指标。提出如下假设:

H4:每十万人口高等学校平均在校生数对人均寿命有正向影响

(四) 人口结构与人均寿命之间的关系

依照生物学的规律, 如果某一地区的人人均寿命很短, 人民会选择提高人口出生率来稳定人口发展的需要。换而言之, 人口出生率和人均寿命呈一定程度的反比例关系。因此, 本文将人口出生率作为衡量人口情况的指标。提出如下假设:

H5:人口出生率对人均寿命有反向影响

四、理论模型的构建与实证分析

(一) 模型构建

本文从《中国统计年鉴2013》上搜集了2012 年全国31 个省市自治区的数据, 以这31 个省市自治区为研究对象 (不含港、澳、台) , 分别从经济发展情况、医疗发展水平、教育和人口结构四个方面选取了5 个影响因素进行研究, 分析这5 个可能的影响因素与人均寿命之间的关系。

其中包括我国31 个省市自治区的人均寿命Y, 人均GDPX1、人均消费性支出X2、每千人口医疗卫生机构床位数X3、每十万人口高等学校平均在校生数X4以及各地区人口出生率为X5。

采用Eviews3.1 软件对数据进行计量经济学分析。设计以下计量经济学模型:Y=A+BX1+CX2+DX3+EX4+FX5+U

(二) 实证分析

1.影响因素与人均寿命的相关性分析

表1 显示了五个影响因素与人均寿命的相关情况:相关系数在-0.674~0.789 之间。

由表1 可以看出:

(1) 人均GDP与人均寿命正相关, 相关系数是0.789133

(2) 人均消费性支出与人均寿命正相关, 相关系数是0.458316

(3) 每千人口医疗卫生机构床位数与人均寿命正相关, 相关系数是0.533198

(4) 每十万人口高等学校平均在校生数与人均寿命正相关, 相关系数是0.75244

(5) 人口出生率与人均寿命正相关, 相关系数是-0.674068

2.影响因素与人均寿命的回归分析

利用Eviews对五个因素与人均寿命进行回归分析, 回归分析结果如表所示:

在这个模型中, 判定系数R2=0.760, 说明因变量人均寿命的变异中有76%是由这五个影响因素引起的。统计检验F值为15.885, 且显著性水平为P=0.000, 因此, 回归模型具有统计学意义, 即人均寿命与五个自变量之间存在显著的线性关系。而对变量的t检验发现, 只有自变量X4 的t检验显著, 即每十万人口高等学校平均在校生数对人均寿命有显著正向影响。其他变量的t检验均不显著, 当以显著性水平a=0.1 为标准, 则X1和X2也通过显著性检验。通过以上分析, 可以得出假设H1、H2和H4 得到验证。

其计量经济学模型为:

由模型可以看到, 每千人口医疗卫生机构床位数对人均寿命产生负向影响, 与原假设相反。由表1 可知X3分别与X1、X4相关系数较高。因此, 有可能是由于多重共线性造成, 需要进一步修正模型。

3.修正模型

采用逐步回归法, 利用Eviews分别作Y对X1、X2、X3、X4和X5的一元回归, 回归结果如表3 所示:

按R2的大小排序为:X1、X4、X5、X3、X2

以X1 为基础, 加入其他变量逐步回归。

首先加入X4, 回归结果为:Y=69.3952+0.000072X1+0.001089X4R2=0.67827

当a=0.05 时, X4的t检验显著, p=0.0363, 予以保留。

加入X5, 回归结果为:Y=72.964+0.0000636X1+0.000849X4-0.23045X5R2=0.7052

当a=0.05 时, X5的t检验不显著, p=0.1276, 予以剔除。

加入X3, 回归结果为:Y=70.2947+0.000089X1-0.43913X3+0.001233X4R2=0.72166

当a=0.05 时, X3的t检验不显著, p=0.2690, 予以剔除。

加入X2, 回归结果为:Y=68.717+0.000047X1+0.001432X4+0.000177X2R2=0.74277

当a=0.05 时, X2的t检验显著, p=0.0149, 予以保留。

所以, 修正后的模型为:Y=68.71796+0.000047X1+0.000177X2+0.001432X4

R2=0.74277 F-statistic=25.988

五、结果分析

1.从实证分析结果可以看出人均GDP与人均寿命高度相关, 并且对人均寿命产生正向影响。

2.人均消费性支出与人均寿命也是正相关, 对人均寿命产生正向影响, 但是这种影响并不大。

3.虽然每千人口医疗卫生机构床位数与人均寿命相关性比较高, 但是对人均寿命并不能产生显著的正向影响。我认为可能每千人口医疗卫生机构床位数并不能很好的代表我国的医疗发展水平。

4.每十万人口高等学校平均在校生数与人均寿命正相关, 相关系数是0.75244, 并且对人均寿命产生显著的正向影响。这也就是说, 提高人民的文化素质或者说是综合素质有助于提高人均寿命。

5.虽然通过实证分析证实了人口出生率与人均寿命负相关, 和假设一致。但是人口出生率对人均寿命没有很好的预测作用。

六、政策建议

1.从实证分析结果可以发现, 继续大力度发展经济, 对于人均寿命增长具有显著的促进作用。在发展经济过程中, 要注意各地区经济发展的平衡, 加大政府扶持力度、商业银行支持力度, 优化经济结构、引导各地区经济均衡发展。在经济发展同时, 控制人口增长速度。人口增长速度过快, 会导致资源不能合理化配置, 依旧影响人民生活水平提高。

2.继续进行教育投入, 加强教育管理。普及教育受众面, 让更多的人能够接受教育。如降低学杂费, 在资源不发达的地区政府投资办学校, 鼓励更多的商业人士进行教育捐赠。另外, 也支持更多的有识之士投入到教育事业中, 加大对人民教师的扶持力度, 各项福利的完善, 从而提高教学质量。国民的素质不断提高,

人们对于健康生活的追求将愈演愈烈, 从而最终达到提高我国居民的人均预期寿命的效果。

参考文献

[1]徐鑫.对中国人均寿命影响因素的信息加权集结的计量分析[J].统计与信息论坛, 2011 (7) :5-58

[2]乔轶娟.我国人均寿命影响因素计量分析[J].合作经济与科技, 2009 (6) :112-113

[3]鲁小波, 陈晓颖.中国各省人均寿命影响因素研究[J].云南地理环境研究, 2007 (3)

寿命分析篇11

摘要：高压配电网是连接输电网和中压配电网的重要环节，其规划结果直接影响整个配电网的经济性和可靠性。目前高压配电网规划普遍以满足区域供电能力为目的，只考虑初始投资，没有从运维费用、故障损失等方面全面评估规划方案的经济性。针对该问题首次提出了基于全寿命周期成本分析的区域高压配电网规划方法，全面考虑区域配电网建设时序不同引起的初始投資差异、运维费用、线损及资金的时间效益等，寻求给定供电可靠性下的经济性最优方法。使用该方法对某区域高压配电网规划进行方案比选，结果表明该方法给够综合反映规划方案的全寿命周成本，对规划方案制订具有较强的指导意义。

关键词：配电网规划;全寿命周期成本（LCC）;初始投资;运行费用

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）32-0183-03

全寿命周期成本（Life-Cycle Cost，简称LCC）指的是从设备、系统或项目的长期经济效益出发，全面考虑其在规划、设计、制造、购置、安装、运行、维修、更新，直至报废的整个寿命周期全过程中，一共需要支付的总费用。传统的管理方法没有从设备或系统的整个周期考虑，得出的成本可能是阶段性最优，但从长远来看并不一定是最优的。应用基于LCC的管理方法可以使设备或系统在整个寿命周期内的成本更合理，效益更高。相比于传统的经济性指标，LCC分析综合考虑了传统方法不能考虑的可靠性问题、设备成本回收的问题等，为电力企业的发展提供了良好的技术支持。[1-3]2013年新颁布的《配电网规划设计技术导则》也要求“需确定供电可靠性和全寿命周期内投资费用的最佳组合”，因此在电网规划中使用全寿命周期成本管理理念具有较强的优越性。

一、LCC配电网规划中的应用现状

目前配电网规划中对规划方案进行技术经济分析主要是通过计算各项指标（如容载比、N-1通过率、供电可靠性、综合电压合格率等）进行技术分析;通过单位投资增供负荷和增供电量研判电网投资效率，并对电网投资进行财务分析。配电网规划项目仅注重工程的建设过程，重点控制项目建设阶段的造价，而弱化了项目未来的运行成本、可靠性及报废成本等。但LCC的总和可能往往数倍于初期投资成本，所以在配电网规划中应用基于LCC的管理方法可以使整个寿命周期内的成本花费更合理，因此获得的经济效益更高。[4-7]

文献将应用LCC理念，结合当前配电网规划的经济性、可靠性指标分析，建立全面的LCC分析模型，重点考虑规划方案的一次投资成本、缺电成本，从设备层和系统层两个层面全面分析LCC成本分析在配电网规划中的应用方法。在实际应用中，系统层故障损失等因素难以准确衡量，因此本文针对高压配电网规划的特点，给出较为实用的配电网规划全寿命周期成本分析方法。

二、基于全寿命周期成本分析的高压配电网规划

1.LCC在配电规划中的数学模型

全寿命周期成本在配电工程中的数学模型可用式（1）表示：

（1）

其中，CI指初始投资;CO指运行成本;CF指故障损失成本;CD指设备退役处置成本。

初始投资（CI）主要包括设备的购置费、安装调试费和其他费用，包括110（35）千伏变电站和线路投资及对应10千伏配出投资。

运行成本（CO）年运行费用包括线路损耗费用、线路检修维护费用。线损功率包括110千伏与35千伏变压器损耗与线路损耗。线损费用计算公式为：

（2）

式中：为线损功率，τ为最大损耗小时数，J为成本电价，元/kWh。

按线路损耗公式为：

（3）

式中：PL为线路负荷;U为额定电压;ρ为电阻率;l为线路长度;S为线路截面积，cosφ为功率因数。

故障损失成本（CF）主要是由于电网电力供给不足或中断造成用户缺电带来的经济损失。退役处置成本（CD）包括退役处置费和设备回收残值费。

2.高压配电网规划LCC成本分析基本思路

进行LCC成本分析时可根据有无对比原则，相同或是非常相近的成本予以忽略，占LCC计算较小且难以精确量化的成本因素也予以忽略。以此为原则，根据电网实际情况对高压配电网规划的全寿命周期成本过程进行适度简化，为LCC的实用型推广提供借鉴。

在对涵盖110千伏/35千伏的区域配电网规划方案进行全寿命周期成本分析时，除了考虑设备层的全寿命周期成本外，还应考虑系统层成本。系统层LCC模型主要考虑设备间的相互影响，从输送电量、多重故障的角度考虑其成本的构成，其关注的不是单个设备的行为，而是设备总体对全网的影响，主要由以下成本构成：

（1）投资成本。系统层的投资成本主要指开展规划的研究费用和设计费用。

（2）运行成本及维护成本。系统层运行成本主要指全网逐年运行产生的线路损耗成本。系统层的维护成本为应对较为主要的多重故障场景的校正维护成本及预防维护成本。对高压配电网来说，这两项成本可在设备层中考虑。

（3）故障成本。主要指停电损失费用，包括直接损失和间接损失。直接损失包括设备引起的设备损坏、事故后的修复和重新投运及维修工人的工资、电量损失，还包括用户的赔偿费用等。间接损失指的是事故发生呆在的用户和社会停电损失，如大面积停电事故给社会再次的经济损失和社会影响等。

《配电网规划设计技术导则》对各类供电区域的N-1通过率等运行指标作出了规定，可比的各项规划方案必须首先满足导则的技术要求，可以认为各方案中设备故障造成的停电损失等。因此，可不考虑退役处置费用，并将运行费用简化为线损费用和线路维护检修费用。所以采用LCC成本分析法进行高压配电网规划方案比选时主要从初始投资和运行费用两方面进行。

（1）可比选方案的前提条件。对配电网规划而言，技术经济分析需确定供电可靠性和全寿命周期内投资费用的最佳组合，一般有两种评估方法：给定投资额定下选择供电可靠性最高的方案;给定供电可靠性条件下选择投资最小的方案。为了简化方案比选步骤，一般选用给定供电可靠性条件下选择投资最小的方式进行LCC分析，即对技术指标相当的方案进行经济性分析。

因此，对不同高压配电网规划方案进行比选时，需要对110（35）千伏电压等级需要通过电力平衡等确保方案能够满足该区域用电需求，必要时还需进行潮流、短路计算及供电安全水平分析;高压变电站的10千伏配出线路应考虑中压配电网网架优化，并进行供电可靠性计算或估算。

（2）考虑建设时序的初始投资计算。資金的价值与时间有密切关系。电力设备的寿命及规划周期一般比较长，且不同配电网规划方案中规划项目建设时序也不尽相同。为了对规划方案的经济性进行正确评价，不能仅仅将各项成本直接相加，应虑计算期内规划项目的建设时序把不同时刻的金额折算为某一基准时刻的金额，采用费用现值法进行分析比较，折现率一般取8%～10%（也可采用财务数据）。采用费用现值法的另一个理由是区域配电网规划方案中各个电网项目逐年建设，难以用单个设备的寿命周期来衡量，因此方案比选可与远景规划相结合，评估远景规划期内所有项目费用成本（一般取20年或25年）。

（3）运行费用CO。运行费用主要包括损耗（线路及主变）及运维检修费用。规划方案不同，对应的年运行费用可能存在较大差异。

根据式（2）、（3）计算得到的线路、主变年损耗电量及上网电价，即可得到线路及主变年损耗费用。但区域配电网规划方案涉及的电网项目较多，对规划年的电网运行情况也难以精确预测，因此对主变年损耗电量可根据型式主变的空载损耗、负载损耗及主变负载率进行估算，主变年电能损耗估算公式如式（4）所示。

（4）

式中：为空载损耗，为负载损耗，k为最大负载率，τ为最大负荷利用小时数。

线路有功损耗主要与电流、线路长度及线路电阻有关。可根据线路单位长度电阻、额定载流量、线路最大负载率及最大负荷利用小时对年线路损耗进行估算。

运维检修费用进行精确核算比较困难，可根据电网检修运维和运营管理成本标准或当地电网核算变电站及线路单位检修成本进行简化。

3.敏感性分析

LCC成本分析结果与评估周期、折现率、设备造价、运维费用等参数密切相关，评估周内这些因素的变化会影响到分析结果，同时这些因素又难以精确预测，因此应对与LCC成本分析密切相关的因素进行敏感性分析，对各方案评估结果进行校核。

三、算例分析

选取某县部分高压配电网规划为例，采用全寿命周期成本分析的方案进行方案比选分析。该区域目前通过110/35/10千伏电压等级供电，根据区域负荷发展情况，该区域电网发展有面临两个发展方向：110千伏、35千伏、10千伏电压等级共同发展;限制35千伏电压等级，发展110千伏、10千伏电压等级。对应的方案如下：

方案一：适度发展35千伏电压等级，满足负荷增长。根据综合规划水平年变电容量需求情况，结合现有变电站分布和供电范围情况，拟在2013～2015年期间在该区域扩建35千伏元村站，新建35千伏邵庄站;2016～2020年期间扩建35千伏邵庄站，新建110千伏乐北站。

方案二：根据远景负荷发展方向，提前建设110千伏变电站并增加布点，限制35千伏电网发展。根据综合规划水平年变电容量需求情况，结合现有变电站分布和供电范围情况，按照限制发展35千伏电压等级的思路，不再新扩建35千伏变电站，在2015年新建110千伏乐北站，对110千伏乐南变进行增容改造，2018年新建110千伏元村变。

根据电力平衡结果，两个方案均能满足近期及远期负荷需求和供电可靠性需求，因此主要从经济性方面进行方案比选。在进行LCC分析时评估周期为20年，折现率取10%。

1.方案一LCC成本分析

（1）初始投资CI。方案一需要新建110千伏两座，增容1座，35千伏变电站新建1座，扩建2座，建设投资如表1所示（含对应的10千伏配出费用）。

表1 方案一初始投资表（单位：万元）

年份 2014 2015 2016 2017 2024

建设项目 35千伏元

村扩 35千伏邵庄及10千伏送出 110千伏乐北变及10千伏送出 35千伏邵庄扩及10千伏配出 110千伏元村变及10千伏配出

工程投资 520 939 2501 325 3000

现值 520 854 2067 244 1157

现值合计 4841

将各年度费用折算至2014年后，初始投资现值为4841万元。

（2）运行费用CO。根据《国家电网公司电网检修运维和运营管理成本标准》，110千伏每座变压器运行成本为11.42万元/站，35千伏每座变压器运行成本取7.46万元/站，110千伏及以下配电网单位检修及运行费用如2表所示。

表2 变电站及线路单位检修成本（单位：万元/兆伏安，万元/公里）

110千伏变电站 0.3195 110千伏架空线路 0.5227

35千伏变电站 0.7169 35千伏架空线路 0.4041

110千伏电缆 0.2685 35千伏电缆 0.1548

根据GB-T6451-2008《油式电力变压器技术参数和要求》，110千伏主变空载损耗为40千瓦，负载损耗156千瓦;35千伏主变空载损耗为7千瓦，负载损耗为39千瓦。按该区域2012年最大负荷利用小时数及平均上网电价，按主变最大负载率60%进行测算，可得各年度主变损耗费用。取110千伏线路单位长度电阻为0.001Ω/公里，额定载流量445A，35千伏线路0.0124Ω/公里，额定载流量373A，线路最大负载率按50%进行测算，根据最大负荷利用小时数及平均上网电价进行测算到线路损耗。运行费用根据2014～2034年某县西北区域110千伏及35千伏变电站及线路情况，得到方案一2014～2034年年运行费用如表3所示。

表3 方案一年运行维护费用表（单位：万元）

年份 2014 2015 2016 2017-2023 2024-2034

年运行费用 243 263 303 312 352

现值 2958

2.方案二LCC成本分析

（1）初始投资CI。方案二需新建110千伏变电站2座，扩建1座，不再新扩建35千伏变电站。建设投资如表4所示（含对应的10千伏配出费用），将各年度费用折算至2014年后，初始投资现值为5194万元。

表4 方案一初始投资表（单位：万元）

年份 2014 2015 2018

建设项目 110千伏圣源变10千伏配出 110千伏乐北新建，及10千伏配出，乐南变增容改造新建110千伏元村变及10千伏配出

工程投资 424 3014 3000

折算为现值 424 2731 2049

现值合计 5174

方案二年运行费用如表6所示，运行费用计算方法同方案一。

表5 方案二年运行维护费用表（单位：万元）

年份 2014 2015-2017 2018-2034

运行费用 225 242 254

现值 2360

经过计算，虽然方案一初始投资低于方案二，但从全寿命周期成本来看，方案一全寿命周期成本为7781万元，方案二全寿命周期成本为7553万元，方案二较方案一节省投资228万元。因此选择方案一作为推荐方案。

表6 各方案全寿命周期成本对比（单位：万元）

方案一方案二

初始投資CI 4841 5194

运行费用CO 2940 2360

合计 7781 7553

3.敏感性分析

取评估周期为25年、30年时，对方案一及方案二进行LCC周期成本分析，方案二较方案一分别节省投资240万元、228万元;取贴现率8%、12%，方案二较方案一分别节省投资469万、41万;上网电价下调、上调10%时，方案二较方案一分别节省投资11万元、43万元。可见，贴现率、LCC周期及上网电价改变时，方案二投资均低于较方案一;规划方案的LCC周期成本对贴现率灵敏度最高，上网电价次之，评估周期最低。因此，选取方案二作为推荐方案。

四、结论

研究了LCC成本分析方法在配电网规划领域的现状及存在的问题;全面考虑区域配电网建设时序不同引起的初始投资差异、运维、线损及资金的时间效益等，提出了采用LCC成本分析进行区域配电网规划方案比选的基本思路;以某区域配电网规划为例，采用LCC成本分析方案对不同方案进行比选，并针对高压配电网的特点及电网运营实际情况，给出了较为简单实用的计算方法。

参考文献：

[1]鲁国起，张焰，祝达康.全寿命周期成本及其在电网规划中的应用[J].现代电力，2009，26（6）：77-81.

[2]李泓泽，郎斌.全寿命周期造价管理在电力工程造价管理中的应用研究[J].华北电力大学学报：社会科学版，2008，（1）：7-11.

[3]沈瑜，徐逸清，陈龙翔.高压配电网优化规划的研究[J].电网技术，2011，（10）.

[4]蔡亦竹，柳璐，程浩忠，等.全寿命周期成本（LOG）技术在电力系统中的应用综述[J].电力系统保护与控制，2011，（17）：149-154.

[5]李倩玉，焦石.全寿命周期成本在配电网规划中的应用[J].电工电气，2013，（2）：52-57.

[6]王超，徐政，高鹏，等.大电网可靠性评估的指标体系探讨[J].电力系统及其自动化学报，2007，19（1）：42-48.

[7]林春钦，林章岁，周加和.全寿命周期成本方法在电网设计中的运用[J].电力勘测设计，2010，（2）：63-66.

影响录井钢丝使用寿命因素分析篇12

录井钢丝是用于石油、地质探测时传送和提升测井仪器等物品的重要承力元件，其使用环境复杂、传送过程长，要求安全可靠并能长时间使用，有比一般普通钢丝绳更高的性能要求。其抗拉强度通常要求不低于1600MPa，疲劳试验后其磨损部位应具有足够的强度。录井钢丝工作简图见图1。

1 影响使用寿命的因素分析

1.1 环境因素

录井钢丝的使用环境比较复杂，即有不同区域的大气环境，又有不同油田产物的特殊环境。金属材料腐蚀是指金属材料与周围环境介质之间由于化学或电化学作用引起的破坏或变质现象。其中包括受介质作用发生状态改变，形成新相（金属化合物等腐蚀产物）的情况，如铁在自然环境中的锈蚀。在某些特定条件的辐射条件下，介质之中的某些因素还可能成为决定腐蚀速率的关键因素[1]。例如，某油井内有腐蚀性介质的存在，无论录井钢丝是否处于作业状态，腐蚀性介质都会持续不断地腐蚀录井钢丝。工作一段时间后，在录井钢丝表面形成腐蚀坑。在拉力和微弯曲作用下，会在腐蚀坑底部产生横向裂纹源，此时腐蚀性介质进入裂纹，显著加速裂纹的扩展，裂纹扩展到一定程度形成裂纹源区。裂纹源区形成后，在外力作用下逐步扩展，最终形成亚临界扩展区[2]。

1.2 表面损伤

录井钢丝表面损伤各类缺陷有凹坑、裂缝、沟槽、黑皮、碰碰伤、擦伤、划痕等[4]。制造过程中产生的有规律性的损伤，如拔丝成形加工型模本身粗糙所造成的微小不平度。例如，对某例断绳事故分析中，检查了全部114根钢丝，100%钢丝断口处于严重程度不等的损伤处[3]。表面损伤使钢丝组织和性能严重恶化，拉伸性能降低，韧性指标—扭转值和弯曲值下降更低，对钢丝绳的寿命可能造成致命的危害，钢丝的早期失效大部分都和钢丝表面损伤有关。

1.3 磨损

磨损也是表面损伤的一种形式，但磨损是钢丝失效最常见且最严重的一种。钢丝经过滑轮或缠绕到滚筒上时将承受巨大的径向力，钢丝之间互相挤压，其接触表面形成挤压伤痕。经过大量检查发现中层钢丝的加压伤痕最严重，伤痕接近螺旋状分布。磨损引起组织变化，钢丝在使用中如提拉速度很高，在经过滑轮时，或者排到滚筒上时，高速摩擦产生摩擦热，钢丝表面温度达到材料相变点以上时，由于周围金属基体的快速冷却作用，表层产生淬火马氏体。这种组织硬而脆，当钢丝通过滑轮和滚筒处时经过反复弯曲疲劳载荷，马氏体层开裂，有些钢丝宏观即可看到裂纹。

录井钢丝表面磨损后，进行试验发现如下规律：(1)钢丝拉伸性能下降，最大下降21.5%，多数钢丝达不到标准规定值要求。(2)钢丝扭转值大幅度下降，损伤程度严重时，扭转一次即断裂，大部分钢丝扭转值大大低于标准要求。

1.4 残余应力

残余应力是物体未受外力时，其内部存在的保持自身相互平衡的应力系统。钢丝拉拔过程中，由于受变形区外摩擦作用造成材料不均匀变形，金属中心层和边缘层流动速度不同，会在材料的内部出现附加应力，并以残余应力形式存在于钢丝制品中。影响残余应力的因素：

1.4.1 变形量的影响

当钢丝拉拔变形量较小时靠近表面的金属材料产生塑性延伸，而内层材料没有延伸或者延伸量很小，内层材料阻止表层材料伸长，而表层材料同时拉伸内层材料，从而使表层成残余压应力，内层呈残余拉应力。当钢丝拉拔变形量较大时，因为较大的压缩率使得塑性变形区贯穿整个横截面，表层由于与模具间的接触阻力而延伸量较小，内层材料则塑性延伸量较大。这样,表层材料阻止内层材料延伸，而产生表层为残余拉应力，内层为残余压应力。

1.4.2 材料的影响

材料越软，拉拔后产生的残余应力最大值越低；若材料越硬，塑性变形向中心的深入也就越困难，越易在表面呈现压应力的分布。同时，材料的成分、组织结构及加工硬化状态分布不均匀，都会使材料的内外部分变形的难易程度不同，因而引起不均匀的残余应力。

1.4.3 润滑的影响

钢丝在通过模孔拉拔变形过程中，当润滑条件不好或模角设计不合理时，钢丝与模具间摩擦增加，内外层间应力差值更大，变形不均匀程度增加，直接影响产品力学性能。摩擦过大还会引起钢丝表面起皮、起刺，导致表面质量不合格，甚至造成拉拔断丝。冷拉拔变形的主要参数如拉拔道次、变形速度及模具参数也会对残余应力的分布状态产生一定影响，从而影响钢丝的最终性能。

1.5 显微组织

钢丝最理想的拉拔组织是均匀的索氏体组织。标准要求盘条的索氏体化率应达到95%以上。图2是在工艺控制良好情况下得到的细小均匀的索氏体组织，可基本达到最佳强度和韧性的组合。但在实际生产中常出现的非正常组织有渗碳体、屈氏体、长条状铁素体组织，见图3。这种组织对室温静强度影响不大，但对于材料的疲劳抗力和弯曲性能影响较大，研究表明裂纹往往起始于这些非正常的组织区域[6]。

2 提高录井钢丝使用寿命的技术措施

2.1 钢丝制造质量控制

从制造所用原材料盘条的质量控制开始，提出更高的材料成分与表面质量控制标准。通过控制钢丝的热处理，达到细小均匀的索氏体组织，建立更严格的金相检验标准。优化拉拔工艺过程，合理控制每个阶段的变形量。

2.2 钢丝表面腐蚀控制

选取适合在不同腐蚀环境下工作的材料制造各种录井钢丝，如在碳钢中加入铜、磷、铬、镍等合金元素，能将零件的耐大气腐蚀性能提高4-8倍；在深海油井上使用不锈钢是抵御CO2和CL-等侵蚀的有效方法。在录井钢丝表面使用各种有机、无机涂层和金属镀层，也是抵御各类腐蚀的必不可少的有效手段。

2.3 钢丝表面完整性控制

研究钢丝最外层表面与周围环境间界面的几何形状，包括表面微观几何形状与表面缺陷等表面特征；研究表面层内的特性，包括表面内的残余应力、变形强化、加工硬化、金相组织变化、裂纹等技术指标。

2.4 使用维护保障控制

加强对录井钢丝使用状态的研究，有效防止使用中的各种意外损伤，根据特定使用环境，制定使用维护方法，给出录井钢丝的使用寿命和日历寿命。

摘要：本文主要通过对使用过程中影响录井钢丝寿命的工作条件、环境因素以及钢丝性能与显微组织等情况进行分析研究,找出一些规律性的影响因素,指出提高录井钢丝使用寿命的技术措施。

关键词：录井钢丝,影响因素,显微组织

参考文献