技术寿命（精选12篇）
技术寿命 篇1
摘要：论述循环经济与寿命周期费用 (LCC) 之间的关系, 指出LCC技术是实现可持续发展的非常有效的方法和大力应用LCC技术是发展循环经济的迫切需要。在此基础上, 阐述了LCC技术的发展历程、应用范围和时机、应用现状、存在问题, 并提出建议。
关键词：LCC技术,循环经济,可持续发展
一、循环经济与寿命周期费用
最近国家颁布的《循环经济促进法》, 将这种以资源节约和循环利用为特征的新经济发展模式用顶层法律文件固定下来, 这是落实科学发展观的重要举措, 也是实现可持续发展的必由之路。法令中明确地定义了循环经济的概念并提出了减量化优先的原则。要在生产、流通和消费等过程中做到减量化、再利用、资源化绝非易事, 不仅需要开发和应用先进的技术, 更需要有先进的管理理念和科学决策的工具和方法。减量化是指减少资源消耗和废物产生, 显然, 首要的是消耗资源的减量化。
要真正达到资源消耗减量化, 不仅是减少建造时的初始投资费, 而且要减少一生的总费用;不仅是直接消耗, 还包括间接费用, 如对环境造成的损失等, 因此必须要找到一种方法技术, 能在一个项目开始的初期就较准确地评估出该项目从立项开始直到淘汰处置为止的整个寿命周期所耗全部资源, 并以此作为依据, 来决策设计方案、使用方案等。不同种类的资源消耗难以比较, 最简单的办法就是将它们全部转化为货币金额来度量。项目一生所耗费用的总和就叫寿命周期费用 (LCC) 。以LCC为基本概念发展起来的经济分析技术称为LCC技术。它是一种追求项目一生费用为最小的经济分析技术, 与传统的经济分析技术的区别在于着眼于项目长期的得失, 即不是只关心初始投资大小。LCC最小显然就意味着资源消耗最少, 因为在市场经济下, 价格基本上反映出资源的价值, 资源贵重或短缺, 消耗的费用就高。因此, LCC最小的项目, 实际上就是在开发和整个使用期消耗资源最少的项目。显然这是发展循环经济所要求的。
二、LCC的发展历程
LCC技术的研究起始于20世纪60年代的美国国防部, 源于军费开支庞大, 特别是武器装备的使用维修费用急剧增加, 成为沉重的负担。为了扭转这种局面, 他们决心寻求一种经济分析技术, 以控制费用, 辅助决策, 摆脱军费困境, 于是LCC技术便应运而生。在实践中确认LCC技术的有效性和可行性后, 美国国防部就通过发布指令、指示、标准、规范、手册等大力加以推行。
20世纪70年代, LCC技术已从美国军事部门推广应用至民用企业和政府部门, 例如美国内布拉斯加州以法律形式规定, 凡是超过5万美元的州建筑物, 必须对其进行LCC评价。与此同时, 其他国家也开始应用。
到了20世纪80年代, LCC技术已在国际上得到公认, 典型事例就是国际电工委员会 (IEC) 起草了LCC评价的草案, 并于1987年11月颁布了《LCC评价──概念、程序及应用》标准的草稿, 以征求意见。
20世纪90年代, 许多国家加强了推广LCC的力度。例如挪威石油工业于1996年4月发布了NOROSK标准《系统与设备的寿命周期费用评价》、《工厂生产的寿命周期费用评价》。1995年美国国家科学技术研究院为联邦能源管理计划制订了用于联邦设施的《寿命周期费用评价手册》, 并明确指出, 颁发的目的是指导联邦基本建设投资项目, 降低设施未来的运行和维护费用。在1996年7月, IEC又发布了300-3-3《寿命周期费用评价实施指南》作为ISO9000-4的支撑材料, 并被我国国标GB/T19000.4-1995等同采用。美军提出的防务改革的管理重点之一是“进一步聚焦与减少LCC”。1996年美国国防部又提出把费用作为独立变量 (CAIV) 的军事装备采办策略, 其目的就是把费用真正与性能、进度并列起来, 变“因变量”为“自变量”, 以达到有多少钱办多少事, 且把事办得最好的目的。到了1999年6月, 美国总统发布指令要求所有联邦机构“在制定有关产品、服务、建造和其他项目的投资决策中, 需采用LCC分析”, 其目的是“减少政府费用及减少能源和水资源消耗”。
LCC技术自20世纪80年代初期引入我国, 最初也是在军事部门开展研究与应用的。1987年11月中国设备管理协会成立了设备寿命周期费用委员会。此后, 出版了相关专著, 主办过八次全国性LCC学术研讨会, 举办了50余个共5000多人参加的培训班, LCC的研究与应用取得了一批可喜的成果, 在国民经济发展和国防建设中起到了积极的作用, 各行业的LCC工作也在不断发展。国军标GJB1364《装备费用—效能分析》于1992年由原国防科工委颁布实施, 其中就规范了LCC的定义、内容、分析的方法和步骤等。1998年8月, 总装备部发布了GJBZ20517《武器装备LCC估算》的国家军用标准, 对LCC估算提供了技术法规。2006年颁发了GB/T1982.9《石油天然气工业寿命周期费用分析》等系列国家标准。
三、LCC技术的应用范围和时机
一般说来, 项目一生涉及经济性的决策都可以应用LCC技术。多年来的实践证明, LCC主要用途如下。
1. 论证阶段估算出的LCC是项目可行性研究的决定性参数。估算不仅可得出LCC的总值作为费用限额设计的门限, 还可以给出年度费用支出, 为项目工程管理提供了“可视化”的数据。
2. 在规定的性能要求条件下, 以LCC最小为决策准则, 可选出项目寿命周期中最优的设计方案、生产方案、使用方案、维修方案、更新改造方案、报废处置方案以及其他与费用有关的备选方案。
3. 辨识项目一生中的高费用因素和敏感性因素 (如可靠性、维修性、保障性等) , 对其重点监控或改进, 以有效降低LCC以及风险。
4. 支持招标、签约、选择合同单位。使用户获得高质量的产品并在使用中获得满意的效果。
四、应用现状
国际上的应用十分普遍, 几乎所有大型军事装备均开展了LCC估算、评估和管理, 使得研制和采购的装备具有最适宜的LCC。近年, 在民用项目上, 一个成功的典型案例是在瑞典与丹麦间的海上通道 (包括一条四车道的高速公路和一条双轨电气化铁路, 全长约16km) 建造中, 投资和经营的公司希望将LCC降至最小, 而不是只着眼于初始投资。于是, 在招投标中应用了LCC技术, 选择出最优的承建商和建造设计方案, 并在合同中规定了LCC核查的内容和奖惩办法, 在近几年来的实际运营中取得了良好的经济效益。
在国内许多行业取得的成绩如下。
1. 国防建设:
LCC技术在我国武器装备建设中的应用起步早、应用面较广、效果明显。在各类武器装备的论证、选型购置、现代化改进、维修策略、使用方案、延寿以及退役处置等各类决策中, 均尝试使用LCC技术分析评价, 尤其是在服役年限的确定和延寿技术的论证中, 使用LCC较普遍、技术比较成熟、取得的成果已纳入有关法规和条例中。
2. 交通运输:
(1) 20世纪90年代某港口机械建立了设备的购置、更新和维修的管理决策模型, 对设备进行了LCC分析, 对M10-25型门机更新和45kW牵引车等四项选型决策取得明显的经济效益。
(2) 某铁路站对已旧且故障频繁的设备楼电梯提出大修、更新和技术改造等三种处理方案, 应用LCC评价法, 得出三种方案实施后的年平均费用分别为3.85万元、4.11万元、1.93万元。采用第三方案后, 获得了良好的经济效益。
(3) 对我国未来5年将建的四纵四横铁路快速客运通道及三个城市之间的快客运系统的轨道结构方案, 采用了LCC技术优选出无碴轨道的方案, 为高速铁路建设轨道选型决策提供了有力的支持。
(4) 公路系统于2005年9月在南京召开了全国沥青路面技术研讨会, 会后有关单位应用LCC技术, 统筹考虑前期建设成本和后期护养费用, 在“沥青路面罩面厚度选择”“最佳护养方案的确定”和“多年冻土区沥青路面的分析”中获得了很好的效果。
(5) 近期地铁有关工程设计单位应用LCC技术分别对地铁车辆材料、供电设备、信号系统、售票服务系统设备、通风空调系统、自动电梯扶梯设备等进行LCC分析, 为设备选型决策提供了依据。
此外, 据文献报道航天系统也在积极应用LCC技术, 并取得显著的效果。
3. 能源工程:
电力系统应用LCC技术近几年来进展较快。上海电力公司在电力行业率先开展寿命周期成本管理项目的研究和应用, 在进行“泰和变电站220kVGIS设备LCC模型和计算”研究取得成果后, 应用到9E燃机事故启动电源配置方案的技术经济分析、宝钢电厂4号机组热力循环参数LCC评估、LW-6-220型短路器改造分析等项目上均取得显著经济效益。之后将LCC作为2010年上海世博会电站设备招投标的重要指标, 试点成功, 现已在多个项目上推广应用。国家电网公司所辖的部分电力公司也在大力推广和应用LCC技术。
据资料报道, 关于核电站的LCC工作也在研究中。
4. 石油化工:
(1) 20世纪90年代, 某石油管理局和某大学对油田专用设备的更新决策进行研究, 用LCC方法对压裂设备的经济寿命进行计算。按计算的经济寿命更新, 全油田64台压裂设备共节约349万元。目前该管理局正在为深入应用LCC技术开展全面的数据积累工作。
(2) 2007年胜利油田石油管理局与LCC委员会合作, 针对新建8000HP多功能工作船的建造, 开展了“LCC技术在海洋重大装备建设中的应用”项目的研究。
5. 钢铁冶金:
(1) 某钢铁公司硅钢片厂在二期扩建工程中, 应用LCC技术选择扩建工程的设备水平、确定设备的安全裕度和设备购置的国内国外分交, 有效控制了概算, 扩建工程国内设备投资比概算降低7%。
(2) 某焦化公司运用LCC方法于3#焦炉的更新改造取得明显经济效益后, 又对9#、10#焦炉建设方案进行LCC评价, 为科学决策提供支持。
6. 建筑行业:
(1) 某建筑设计院在某住宅小区暖通节能系统工程设计中, 应用LCC技术对四种集中冷热源方案计算出暖通节能系统的初投资、运行费和LCC值, 综合分析评价后确定出最合理的方案。
(2) 我国东北某地区对建筑屋供暖的四种方案 (地源热泵+地板供暖、电加热+地板供暖、城市集中供热+地板供暖或散热片供暖) , 以LCC最小为准则评价后, 提出地源热泵+地板供暖是该地区的最优方案。
此外, 在相关的文献中还报道了医疗、纺织和矿山等行业应用LCC技术取得成效的实例。
五、存在问题和建议
上述表明, LCC技术在我国已经逐步得到应用与发展, 并取得了一定的效果。但从总体上看, 发展的步子不够快, 应用面也不够广, 未形成整体规模与效应。究其原因, 有认识上、体制上、管理上及技术上的问题。
从认识上看, 有许多传统思想束缚。例如重初期投资, 因为是现时一次性的支付, 轻后期费用, 认为是以后的事情, 到时再想办法;重当前费用的节约, 轻长期的费用效益;重技术决策, 轻经济决策等。
从体制上看, 产品的研究、采购和使用分属几个部门管理。受这种体制的制约并在传统思想的作用下, 难以从产品的全系统全寿命全费用的观点统筹全局, 权衡决策。在这种体制下, 经费按传统切块划拨, 各自支配, 难以实现整体优化, 对LCC技术无需求牵引。
从管理上讲, 缺少推行LCC技术的发展规划、规章制度、政策措施和惩奖机制, 没有明确的管理机构和职能部门, 缺乏推行的标准规范和技术手册等。
从技术上讲, LCC技术的一项基础性的工作是费用数据的收集、整理, 用以建立费用模型。数据越充足、越准确, 模型就越能反映现实。过去长期对数据缺乏收集和积累, 现在又存在数据水分大、不对外和收集不到等问题, 使建立模型变得困难。
另外, 缺少由丰富数据及模型支撑、便于操作的LCC分析实用软件, 也是影响该技术应用的重要原因。
落实科学发展观需要科学决策, 发展循环经济要求资源消耗减量, 这为LCC技术的发展应用提供了极好的机遇, 随着世界可用资源日渐匮乏以及国际竞争日趋激烈, LCC技术已成为节能降耗、提高经济效益的得力杠杆和全资产管理的有效工具, 将在国际上得到更广泛的应用。为此, 应加速推进我国LCC技术的发展和应用。LCC技术应向中国特色化的方向发展, 达到工程化、行业化、准确化和简易化的要求。LCC技术应用应遍及各类行业重点大型项目的选型、设计、制造、使用、维修和更新改造等决策中。为此提出如下建议。
1. 提高认识, 转变观念。
首先要认识到LCC技术是帮助做出资源消耗为最小的各类决策的有力工具。它是一种新的经济分析技术, 应大力普及和应用。
其次, 要把重视当前费用转变为重视寿命周期费用。启动一个项目或采购一件产品, 不仅要了解当前需要多少投入, 更要关心今后需要的费用开支, 克服短视行为, 还要把认为产品一生各阶段发生的费用相互独立的观点转变为寿命周期费用的绝大部分是由开发研制的决策所确定的观念。做到尽早重视, 尽早投入, 以期以较小的早期投入, 换取使用维修费的大量节约, 达到LCC最小。
2. 加强组织领导, 制定LCC技术发展战略。
推行LCC技术具有战略意义和全局意义, 因而顶层推动十分重要。应制定一个长远发展规划并提出明确的奋斗目标、方针政策和具体步骤, 有计划地推进应用。
3. 大力宣传和培训。
大力宣传可使各级决策人员了解应用LCC技术的重要意义, 开展培训可使LCC技术为有关的管理和技术人员掌握, 只有这样, 才能使LCC的应用成为自觉的行动。
4. 抓紧立法。
这是依靠法治手段推进LCC技术的根本措施。要制订在项目管理中的LCC法规、标准、手册等, 并制订相应的支持性文件, 以加强LCC管理的落实。
各行业还可结合各自的特点, 制订技术法规和手册等。
5. 积极试点, 以利推广。
从国家全局的角度出发, 选择一个有示范作用的项目, 用LCC技术辅助决策, 取得效果和经验后, 大力推广。
6.
加强LCC技术的研究, 完善LCC估算方法, 建立LCC与可靠性、维修性和保障性的关系, 研究包含环境影响的LCC模型, 研究LCC技术与其他技术经济分析方法的融合。
7.
加大LCC的数字化建设力度, 在政府与企业的统计渠道中, 建立用于LCC技术的费用数据库, 收集、储存和共享信息;编制符合我国国情的实用的LCC技术软件。
技术寿命 篇2
关键词：颚式破碎机 砂石破碎机
国内生产破碎机的企业并不在少数，破碎机的种类也从颚式破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机、齿辊式破碎机再到圆锥式破碎机在不断地改进与更新，然而，要说历史最悠久，适用范围最广的还是颚式破碎机，无论是砂石线还是采石场石头破碎，无一不用到颚式破碎机，颚式破碎机一直是砂石骨料生产线的必备设备、而且发展到今天，一些新型的颚式破碎机还可以进行粗、中、细碎。
众所周知，国内知名破碎机生产厂家中意矿机一直致力于生产高效的大型破碎设备，其研制生产的鄂式破碎机主要包括新型双曲面深腔颚式破碎机、超细颚式破碎机、大型颚式破碎机等新型设备，适用于石灰石、页岩、玄武岩、河卵石、青石等各种矿石和岩石的粗、中、细的破碎，还具有构造简单、坚固、工作可靠、检修和维护方便，生产和建设费用比较低廉等特点，因此被广泛用于矿山、冶金、化工、建材、水利、交通等工业。中意矿机从事矿山机械行业十多年了对于颚式破碎机的研究中不断创新与发展，颚式破碎机如何能达到高效合理化生产，这将是现在面临的新挑战，中意矿机对颚式破碎机如何提高生产效率做了一下分析。
要想保证颚式破碎机具有高的生产率、合格的产品、低的动力消耗和稳定的长期运行的重要因素，就是正确的运转和合理的、及时的维护保养。颚式破碎机的维护保养工作，主要着重在润滑、紧固、调整和清扫等几方面。
破碎机在工作过程中，各摩擦面应及时可靠的润滑，从而确保破碎机的长期正常运行。因此，对各润滑部位的润滑必须特别注意。否则将引起事故，甚至大事故。对于复摆式破碎机的动颚轴承和推力板与支承垫同的润滑，一般采用干油润滑。在冬天时，如遇有干油有凝固可能时，可在其中再加入20%（按重量计算）的汽车润滑油进行润滑。各接触面的润滑必须全面，均匀。但在滚动轴承座内润滑油的装满程度，不应超过其容积的50—70%。根据运行使用情况，可每1-2天填注油一次，每季度最好换一次润滑油。同时，对轴承进行彻底清洗后检查。实践证明，能按期填加更换润滑油是能延长轴承等零件的使用寿命。
其中我们所用的稀油润滑系统一般是由油泵、过滤冷却器，油压调整阀、油箱、油管，仪表指示装置等组成。当油压过高或油流量过大时，可通过油压调整阀来进行调整，正常润滑过程中，油的流量必须适当。稀油润滑系统之回油温度不可高于600度，油箱中正常温度应控制在35～50℃。当油温过高时，应采取水冷却措施，水压应低于油压0.5大气压。在油过滤器前后压力差超过0.40大气压力时，应进行清洗过滤器。稀油润滑的润滑油（30～50号机械油）在正常运行状况下，应每3-6个月进行一次更换，并同时彻底用煤油清洗油箱及其他有关润滑部件，零件，以确保整个润滑系统的畅通无阻，油质清洁。对于定时用人工润滑之部位，更应注意及时、适量、准确的进行润滑。
技术寿命 篇3
关键词：移动物联网新技术；资产全寿命周期管理
1 资产全寿命周期管理的基本含义和应用背景
资产全寿命周期管理（Life Cycle Asset Management，LCAM）又叫资产全生命周期管理，是一种起源于全周期成本管理（Life Cycle Cost，LCC），在LCC 管理理念的基础上发展和丰富资产管理模式[1]。从本质上而言，这是系统工程在资产管理上的一种运用，以资产为管理对象，以一体化的信息平台为手段，统筹考虑优化资产寿命周期的环节，例如规划、设计、采购等等，最终实现企业的整体目标。就资产全寿命周期管理而言，首先需要满足安全、效能，其次才可追求资产的可靠性与经济性的结合。对于目前快速发展的节奏而言，企业必须拥有坚强可靠的资产全寿命周期管理，并不断深化改革和应用，才能真正意义上实现企业经济效益的最大化。随着物联网新技术的不断发展，资产全寿命周期管理系统的发展也越来越朝着信息化和科技化的方向发展。资产全寿命周期管理的原则是成本效益原则，在此基础上，系统将实行对资产设备的安全管理、技术管理以及全周期成本管理的优化整合，是企业立足于技术特性和市场规律，不断适应时代的发展新理念，新方法。
2 平台建设
2.1 平台功能 资产全寿命周期管理的控平台基本实现了全程的信息化管理，以全方位统筹管理的各个环节。在全寿命周期管理中，主要功能包括了自动发现与监控、资产属性及关联等。具体如下：
2.1.1 资产变动管理模块功能 该模块功能主要是管理资产的接收、日常的变动情况的管理与登记、信息化记录资产安装信息等等。
2.1.2 资产检修管理模块功能 该模块的主要功能是为有权限的用户提供制定并管理检修计划的功能，此外，在检修过程中还可以实时显示检修状态，在检修后还为用户提供评价服务。
2.1.3 巡检管理模块功能 该模块功能主要是利用计算技术和、RFID信息识别技术、PC端软件以及PDA端软件对机房巡视工作进行标准化管理的过程，还能有效量化考评巡视人员的工作效率。
2.1.4 备品备件管理模块功能 该模块功主要是针对备品备件的查询统计与流程管理。
2.1.5 值班管理模块功能 该模块的主要功能是记录值班巡视情况，管理值班巡视人员。
2.1.6 变更管理模块功能 该模块功能主要包括工作票与操作票的管理。
2.1.7 知识管理模块功能 该模块功能主要是建立信息化资产管控平台知识库，并对信息运维人员进行管理。
2.1.8 资产报废管理模块 该模块主要管理资产报废后的相关信息，在实物管理系统中显示资产的报废情况，并将信息同步到全寿命周期信息化资产管控平台中。
2.2 平台技术架构 资产全寿命管控平台主要包含了ERP项目管理模块、实物管理系统、桌面管理系统、监控系统等等[2]。信息化资产管理系统与各系统模块连接，其基础平台以可视化平台、物联网技术及开发平台为主。
3 目前企业资产全寿命管理存在的问题
由于企业资产全寿命管理周期具有显著的管理难度和复杂性，因此，在企业的资产管理方面存在一系列问题和挑战，主要表现在以下方面：
①由于企业资产全寿命管理的周期比较长、管理链条长，因此，在其管理过程中容易缺乏立足于价值管理高度的统一协调机制，导致不同职能部门之间出现职责脱节、缺失等问题，进而影响到资产全寿命周期管理的效果。
②资产全寿命周期管理总体而言还是偏重于设备技术与安全方面的，对资产的价值属性缺乏关注，在企业的成本效益方面更是没有足够的关注意识。
③资产管理技术与价值之间的信息相互割裂，未能实现信息共享的状态，无法满足资产全寿命周期管理的基本要求[3]。受到各种因素的影响，企业的各个部门在企业领导的基础下又实现了相互之间独立运行的状态，以至于彼此之间资产管理信息无法共享、信息不对称、数据不统一。企业信息管理系统的滞后性导致其缺乏科学统一的规划，最后制约了资产全寿命周期管理的发展。
4 实施资产全寿命周期管理的主要路径
4.1 从源头开始，控制投资成本 由于前期的投资规划是企业资产全寿命周期管理的起点，也是影响投资的重要环节。因此，要实施好企业资产全寿命周期管理，就必须要控制好源头，并且将全寿命周期理念融入到企业发展规划中。
4.2 搭建信息技术平台，创建统一管理系统 由于企业资产管理中存在着较大的信息沟通不顺畅的问题，因此，企业资产管理部门亟需建立统一的管理系统，打破各部门的信息管理壁垒，开发出全新的、统一管理的系统，使得工程、规划等各个独立的系统都能在统一的信息平台中融汇贯通[4]。
4.3 加强设备的经济运行管理，降低资产的运维成本 要降低资产的运维成本，就必须加强设备的经济运行管理，充分利用资产、技术，以确保资产和技术能够发挥最大经济效益。要制定良好的服务和运营维护方案，充分利用信息平台来获取、分析各项资产数据[5]。
5 总结
企业的资产管理是一项系统而复杂的工作，且随着时代的发展，需要不断的更新。因此，在将来的发展过程中，相关部门要积极发现其中的问题，并积极寻找对策，以促进其健康持续的发展。
参考文献：
[1]蒋玫.电网企业资产全寿命周期管理应用探讨[J].当代经济，2009.
[2]赵任方，郭登峰，拓广忠.电力企业全寿命周期信息化资产管控平台设计与应用[J].华北电力技术，2011，04：25-28.
[3]陈山.广东电网公司资产全寿命周期管理研究与实践[J].会计之友，2011，11：4-8.
[4]刁颖凝.电厂企业实施资产全寿命周期管理的探讨[J].商业文化（下半月），2011，11：72.
技术寿命 篇4
据介绍, 大型飞机自主研制需要攻克与总体设计、结构材料、制造技术等相关的10大关键技术, “长寿命高可靠性结构设计技术”就是其中之一, 此项技术也是确保大飞机适航和安全可靠的重要基础性技术。该中心是中航工业商发在全球范围内与高校首次合作建设的联合创新中心。新中心将以中航工业商发的产品研制为需求牵引, 联合其他高校及外部科研机构共同参与建设, 建成商用航空发动机寿命预测技术的国际化、开放式研究中心。联合创新中心将实行双主任制, 校企双方共同负责中心的运作, 可互聘对方的中心主任和研究人员在本单位内兼职, 以此最大限度地促进协同创新。
据悉, 华东理工大学与中航工业商发公司已共同申报了上海市科委基础重大项目“民用航空发动机粉末盘寿命与可靠性评估技术研究”。该成果有望通过中航工业商发公司实施, 在涡轮盘等高温构件的寿命预测与设计等方面形成突破。
格林童话《寿命》 篇5
【简介】
《寿命》讲了上帝给万物定寿命，驴子、狗、猴子都不想被人折磨，觉得活三十年太长了，要求减去了十几年;而人呢，觉得三十年太短暂，于是上帝把驴子、狗、猴子减去的寿命都加在人的寿命上，人能活七十岁。刚开始的三十年，人活了自己的寿命，活的幸福快乐;接着是驴的十八年，要负担一个个工作;后来是狗的十二年，这时人的牙齿松落，咬不了东西;最后是猴子的十年，人已经快死了，呆头呆脑，成了孩子们讥笑的对象。
【寿命的故事】
上帝创造了这个世界，准备给万物的生命，这时驴子走了过来问道：“主啊，我将活多少年?”“三十年，”上帝回答道，“你满意吗?”“啊!主呀，”驴子答道，“那够长了。想想我活得多苦呀!每天从早到晚背着沉重的负担，把一袋的谷子拖进作坊，而其他人可以吃面包，他们只知用打我、踢我来的方式鼓舞我、振作我。请把我从这漫长的.痛苦岁月中解放出来吧。”上帝很同情它，就减了它十八年的寿命。驴子心中宽慰地走了。接着狗又来了。“你想活多久?”上帝问，“三十年对驴来说太长了，但你会满意吧!”“主呀，”狗回答说，“这是你的意志吗?想想我将怎样狂奔，我的脚决不可能坚持那么久，当我一旦不能叫了，除了从一个角落跑到另一个角落，我还能干什么呢?”上帝见它说得对，减了它十二年寿命。接着猴子来了。“你一定愿意活三十年吧?”上帝对它说，“你不必像驴和狗那样干活，却可以享受生活。”“啊!主呀，”它回答，“过去也许是这样，但现在已大不同了。如果天降小米粥，我可没有勺儿。我总是干些发笑的勾当，比如做做鬼脸逗人发笑。如果他们给我一个苹果吃，我就大咬一口，不过它是酸的。悲哀常常藏在欢笑之后!三十年我可耐不住。”上帝仁慈，减了它十年。
最后人类出现了，他是那样地开心、健康而又充满生命力，他请上帝指定他的寿命。“你将活三十年，”上帝说，“够长了吗?”“太短了，”人说，“当我刚建起我的房子、在自己的灶上烧火时，当我辛勤栽培的树木刚开花结果时，当我正准备享受生活时，我却要死了!哦，主呀，请延长我的生命吧!”“加上驴子的十八年。”上帝说。“那还不够。”人回答。“那再加上狗的十二年。”“还是太少了。”“那么，”上帝说，“我再给你猴子的十年，但不能再多了。”人走了，但还是不满意。
这样人活七十岁，起先三十年是他的本份，但瞬息即逝，这阶段他健康、快乐，高兴地工作，生活也充满了欢乐。接下来是驴子的十八年，这时候，生活的负担压在肩上，他得辛勤地劳作养活他人，他这种忠实的服务换来的却是拳打和脚踢。然后是狗的十二年，那时他失去了利齿，咬不动东西，只能躺在墙脚忿忿不平地低吼。这痛苦日子过后，猴子般的生活结束了他最后的一生。这时，他傻头傻脑，糊里糊涂，成了孩子们捉弄、嘲笑的对象。
【寿命读后感】
人类的寿命 篇6
人的平均寿命
生物学者指出，人的年龄每增长一岁，海弗利克极限值就减小0.2。根据海弗利克极限值，人的平均寿命也有极限——只能达到120岁左右。当然也有例外。如果细胞分裂因种种因素而延缓，人的寿命可以更长些。世界上就有活到190多岁的老寿星，但这毕竟是极少数。
生长发育期与寿命的关系
生物学家提出一条著名的定律，认为哺乳动物的寿命是生长发育期的5～7倍，也就是说，当机体发育完成，己用去了大部分的细胞分裂数；剩下的代数即是逐步趋向衰老死亡的寿命期限。因此，生长发育慢的动物，细胞分裂慢，消耗的海氏极限也慢，寿命就相对长些。
身材与寿命的关系
相同年龄的个体，如果分裂次数少的，所剩极限值较多，寿命就长些。因此，身材矮、体重轻的个体，所用的细胞分裂次数少些，一般要比相同年龄的高个寿命长。据统计，矮个比高个的平均寿命要长11％，而9名7英尺的巨人平均寿命只有39.8。
男女间寿命的差别
技术寿命 篇7
钻杆是石油天然气钻井的最主要工具,主要由钻杆管体和钻杆接头两部分通过焊接的方式 连接在一 起制造而 成。 为了保障焊缝部位的整体性能,在焊接之前对钻杆管体端部进行墩粗加厚,实现与钻 杆接头的 等尺寸连 接。钻井过程 中,钻杆既要承受复杂的交变载荷作用,又受到腐蚀、磨损等多种不利因素的影响,极易发生失效事故[1,2]。钻杆的主要失效部位包括钻杆管体、钻杆管体端部加厚结构消失部位及钻杆接头螺纹连接部位。钻杆失效事故的发生不仅严重影响了钻井速度,增加了钻井成本,严重时甚至可能会导致整口井报废,造成巨大经济和社会损失。据不完全统计,我国每年都有数百起钻杆失效事故发生[3],其中塔里木盆地、四川盆地及渤海湾地区是我国复杂结构井较为集中地区,也是钻杆失效事故的高发区。美国的一项统计数据表明,约14% 的石油天然气井都会发生钻杆失效事故,某重点深探井曾连续发生79次钻杆失效事故[4,5]。英国北海地区的钻井作业统计数据显示[6],钻杆失效事故发生率非常高,钻杆失效造成的损失也在不断增加,英国壳牌石油公司在北海地区平均每起钻杆断裂失效造成的经济损失达25万英镑[7]。
研究结果表明,钻杆的失效包括疲劳、腐蚀疲劳及应力腐蚀等,其中疲劳 (含腐蚀疲 劳)是钻杆最 主要失效 形式。 Pearsopn T L等[8]的统计表明,在钻杆失效事故中,约50% 的失效事故是由于疲劳引起的。波斯湾地区的统计数据表明,每进尺约1981.2m就会发生1起与疲劳有关的钻杆失效事故。李鹤林等[9]通过统计分析我国主要油田的钻杆失效事故发现,失效事故中的80%都与疲劳有关。对钻杆疲劳寿命进行科学预测,避免钻杆超寿命服役,对于预防钻杆失效具有重要意义。
1钻杆疲劳寿命预测方法
针对钻杆疲劳寿命的预测,一直是国内外研究者关注的难点和热点问题[10,11]。通过调研分析国内外的文献资料发现,国内外学者对于钻杆疲劳寿命预测方法的研究主要集中在3个方面:(1)采用小试样模拟实验研究钻杆材料的疲劳寿命预测方法;(2)采用钻杆实物疲劳实验研究钻杆疲劳寿命预测方法;(3)通过理论计算研究钻杆疲劳寿命预测方法。
1.1小试样模拟实验研究钻杆材料疲劳寿命预测方法
通过小试样模拟实验研究钻杆材料疲劳寿命预测方法的主要思路是通过标准疲劳试样试验测试钻杆材料在一定应力或应变条件下疲劳寿命或疲劳裂纹扩展速率及其他相关参数,建立载荷条件与材料疲劳寿命的定量计算关系,进而对钻杆材料的疲劳寿命进行预测。
关于钻杆材料疲劳寿命预测方法的试验研究,最早见于文献的记载是1935年Speller F N[12]采用光滑圆棒试样对101.6mm D级钻杆材料的疲劳寿命进行实验研究。研究结果表明,钻杆的疲劳裂纹易在材料外表面的横向划伤部位萌生,为了减少失效事故的发生应避免钻杆表面的横向划伤。 随后,Morgan等[13]也采用光滑圆棒试样对D级和E级钻杆用钢在空气环境中的疲劳寿命进行了测试,结果表明,同样载荷条件下,E级钻杆的疲劳寿命略高于D级钻杆的疲劳寿命。然而,Jamal J等[14]采用板状试样检测D级和E级钻杆材料在泥浆环境中的疲劳寿命的结果显示,在泥浆腐蚀环境中,E级钻杆的疲劳寿命低于D级钻杆,分析认为这可能主要与E级钻杆的耐腐蚀性低有关。通过对特定应力水平下钻杆材料疲劳寿命的实验研究,为钻杆疲劳寿命的预测提供了重要参考依据,对于指导钻杆的科学使用发挥了重要指导作用。近年来,Michael Jellison等[15]采用圆棒试样对V150和UD165钻杆在应力比为0.1,频率为10 Hz条件下的拉拉疲劳寿命进行了试验检测,试验结果表明,两种钻杆在应力幅接近其屈服强度时的疲劳寿命仍高于104。王荣等[16]对拉扭载荷作用下的S135钻杆疲劳 寿命曲线 进行的试 验检测,重点对试样的疲劳断口特征进行了分析。
钻杆的疲劳寿命包括疲劳裂纹萌生寿命和疲劳裂纹扩展寿命,通过疲劳裂纹扩展速率研究疲劳裂纹扩展机制及疲劳裂纹扩展寿命是预测材料疲劳寿 命的另一 种有效方 法。 为了研究钻杆材料的疲劳裂纹扩展速率,Dale B A[17]采用紧凑拉伸试样分别检测钻杆在空气和泥浆环境中的疲劳裂纹扩展速率发现,疲劳裂纹在空气中与在泥浆介质中的扩展速度变化不大。分析认为,这主要是由于裂纹扩展速率被高载荷作用频率控制的机械开裂扩展机制所主导,腐蚀开裂扩展机制相对弱化造成的。Ramgopal T等[18]采用三点弯曲单边缺口试样对165钻杆用钢在H2S酸性环境中的腐蚀疲劳裂纹扩展速率进行研究指出,当硫化氢分压较大时,疲劳裂纹的扩展速率并不随应力频率而变化。李鹤林等[19]使用6.5 mm×20mm×80mm单边缺口试样对进口钻杆和国产钻杆在空气环境和3.5%NaCl溶液中的三点弯曲疲劳裂纹扩展门槛值和裂纹扩展速度进行了测试。结果表明,随着强度的提高,钻杆腐蚀疲劳性能下降,与同钢级的进口钻杆相比,国产钻杆疲劳性能略低。王磊等[20]使用5mm×30mm×180 mm单边缺口试样测试了2种钻杆材料在3.5%NaCl溶液中的三点弯曲腐蚀疲劳裂纹近门槛区和Paris区的性能指出,材料冲击韧性和组织偏析对腐蚀疲劳裂纹扩展速率有较大影响,在近门槛区,钻杆材料的腐蚀以氧去极化为主,但随着应力强度因子幅值的增大,钻杆材料的腐蚀机制主要是阳极溶解与氢脆的共同作用。分析以上研究结果可见,钻杆材料疲劳裂纹扩展速率既与钻杆的材料和应力载荷水平有关, 也受到环境介质的影响。
1.2实物疲劳实验研究钻杆疲劳寿命预测方法
Lubinski等认为,钻杆的疲劳损伤主要是由于钻杆在井下狗腿位置旋转造成的,而且钻杆的疲劳损伤随井眼狗腿严重度的增加而增加[21]。基于Lubinski这一理论,国外有研究机构结合钻杆服役条件专门设计了钻杆实物疲劳寿命试验装备,并开展钻 杆实物疲 劳寿命的 试验研究。Hughes Tool公司的Bachman等[22]最早公布了历时15年针对空气环境中114.3mm D级和E级钻杆管体实物疲劳寿命的试验研究数据,这些试验数据对于钻杆疲劳寿命的认识和发展起了重要的推动作用。Lubinski和Hansford[23]基于Bachman等的试验数据提出了E级钻杆疲劳寿命的S-N曲线及其计算公式,该项研究成果被写入API(美国石油学会)标准中, 该标准2010年被我国翻译采用作为国家标准GB/T 249562010《石油天然气工业钻柱设计和操作限度的推荐作法》。 Joosten[24]测试了G105钻杆在空气环境和KCl盐水溶液中的疲劳寿命,但其实验结果并未对外公布。Helbig等对正火和调质两种热处理状态下的D级和E级钻杆在自来 水和20% NaCl水溶液中的实物腐蚀疲劳寿命进行了试验研究。 研究结果表明,正火态组织和调质态组织的钻杆在两种环境中的疲劳寿命并无明显差异,该项研究成果也被API采纳。 B.A.Dale[25]通过系统分析各种影响钻杆疲劳寿命的因素认为,材料性能是影响钻杆疲劳裂纹扩展的首要因素,其次是结构因素,尤其是钻杆的加厚结构对于钻杆的疲劳寿命具有重要影响。Alberta大学Grondin G Y等[26]对外径为114 mm的E75钻杆加厚结构部位在空气环境和3.5% NaCl溶液中的实物疲劳寿命进行了试验研究,研究了应力幅、平均应力、加厚结构及腐蚀环境对钻杆疲劳寿命的影响,提出了E钻杆加厚结构部位的疲劳寿命预测公式。Grondin G Y等认为,与钻杆内外加厚结构相比,外加厚结构尺寸对于钻杆疲劳寿命的影响较小,当疲劳裂纹穿透壁厚以后,钻杆剩余疲劳寿命将非常少,为了在钻杆断裂前检测到刺穿的发生, 建议选用壁厚较薄的钻杆。Wllson G E等针对外径为127 mm钻杆的3种标准内外加厚结构和新设计的3种内加厚结构在空气环境中的疲劳寿命进行了试验研究,将弯曲应力下降10%作为裂纹形成的判断信号,研究表明,新设计的加厚结构有效降低了应力集中,疲劳裂纹萌生寿命约为标准加厚结构的2倍。Wilson G E等[27]完成的钻杆实物疲劳试验结果表明,当加厚结构锥面长度分别为63.5mm、170mm、187 mm和197mm时,疲劳周次分别为226266、382666、462028和569664,由此可见,随着锥面长度尺寸的增加,钻杆疲劳寿命随之提高。Tsukano Y等[28]结合有限元分析和实物疲劳试验对127mm G105钻杆内外加厚部位的结构尺寸和过渡位置曲率半径进行了优化设计,以钻杆疲劳寿命为指标提出了127mm钻杆内加厚过渡部位优化的曲率半径。针对钻杆加厚部位的疲劳寿命问题,李鹤林等[29]与日本钢管中央技术研究所合作对钻杆3种不同尺寸内加厚结构的疲劳寿命进行试验研究,结果表明,内加厚过 渡锥部越 长,过渡半径 越大,钻杆加厚部位的疲劳寿命越长,该项研究成果在美国石油学会第64届年会上发布,并最终被API采纳。针对钻杆加厚结构部位的疲劳失效问题,目前国内外普遍采取延长加厚部位锥面长度,增加过渡曲率半径的方法来提高钻杆管体加厚部位的疲劳寿命。
钻杆实物疲劳试验系统较为真实地反映了钻杆服役过程中材料、结构和服役载荷等多方面因素对于钻杆疲劳寿命的综合作用,实验结果与实际情况吻合较好,获得业界的广泛认可。然而,由于实物疲劳实验受费用高和周期长等不利因素的制约,钻杆实物疲劳寿命研究方面的试验数据相对较少。为了分析小尺寸试样模拟实验结果与钻杆实物疲劳实验结果之间 的相关性,Miscow G F[30]通过对比 分析一种S135钻杆实物疲劳实验结果和板状小试样疲劳实验结果发现,不同尺寸试样的疲劳寿命实验结果具有一定的一致性, 这为钻杆钻杆疲劳寿命研究提供了重要参考。Sathuvalli U B等[31]基于已有的疲劳寿命实验数据提出将小尺寸试样疲劳实验结果通过结构、温度、加工及环境等各种参数因子的设置实现向全尺寸疲劳试验结果进行转换的思路,但转换因子的数值大多需要经验确定。
1.3理论计算研究钻杆的疲劳寿命预测方法
为了节约成本,提高分析速度,国内外许多学者采用理论计算的方法对钻杆疲劳寿命进行了分析研究,理论计算分析的基础主要为断裂力学和损伤力学理论。研究思路主要为:先计算钻杆受力最严重部位的最大应力,然后借助疲劳裂纹扩展公式或S-N曲线对疲劳寿命进行分析计算。计算过程中最重要的就是建立疲劳裂纹扩展速率da/dN及疲劳寿命S-N曲线的定量计算公式,目前对于疲劳裂纹扩展速率计算最为常用的是Paris公式:
当考虑平均应力的影响时,可使用Forman提出的修正公式,如式(2)所示:
依据式(1)或式(2)进行积分,即可得到钻杆疲劳裂纹扩展阶段的寿命N,如式(3)和式(4)所示:
Tom Hill等[32,33]基于裂纹扩展速率Forman方程,提出采用弯曲指数CI作为钻杆疲劳寿命的评价指标,通过比较CI值的大小判断钻杆疲劳寿命的长短,CI值可以进行线性累积。林元华等[34,35,36]通过对钻柱进行三轴应力分析,基于疲劳裂纹扩展速率计算公式提出了钻柱疲劳寿命计算模型,并对无裂纹钻杆和有裂纹钻杆的疲劳寿命进行了预测。Jiang Wu等[37]提出了一种计算钻柱危险部位弯曲应力及寿命的模型,该模型考虑造斜段钻柱疲劳,以鲁宾斯基理论为基础, 建立钻柱弯曲模型,并求得拉伸和压缩条件下钻柱危险部位弯曲应力,然后结合S-N曲线预测钻柱疲劳寿命。对于钻杆疲劳损伤累积的计算,Hossain M M等[38,39]对RSA-6K型钻杆表面损伤部位的疲劳寿命进行了分析计算,钻杆疲劳寿命随表面机械损伤深度的变化而变化,基于Miner疲劳损伤累积准则对钻杆通过狗腿部位时的疲劳寿命进行了分析预测。 夏天果等[40]基于疲劳寿命S-N曲线和Miner疲劳损伤累积理论对127mm钻杆的疲 劳寿命进 行了预测。Plácido J C等[41]基于已公布的钻杆疲劳寿命检测数据,提出基于应变疲劳理论的 钻杆疲劳 寿命计算 方法。Jim Breihan等[42]基于Goodman图对NC38螺纹连接结构的上扣扭矩对其疲劳寿命的影响进行研究认为,上扣扭矩大于或小于推荐上扣扭矩都会降低螺纹结构的疲劳寿命。然而,John P等[43]采用有限元法对同尺寸的NC38螺纹结构进行分析认为,最后啮合部位螺纹牙底发生塑性变形后,上扣扭矩对于螺纹结构的疲劳寿命影响不大。朱庆流等[44]采用Ansys软件对钻 杆接头NC50螺纹连接结构的应力应变状态进行了分析计算,并基于S-N曲线对钻杆接头螺纹结构疲劳进行了预测。
2展望
经过近1个世纪的研究,钻杆疲劳寿命预测技术取得了重要成果,对于推动钻杆制造技术的进步和保障石油天然气钻井作业的安全高效发挥了重要作用,但随着新型油气资源的勘探开发及先进钻井技术的推广应用,对钻杆服役性能提出了更高要求,为了有效控制和减少钻杆疲劳失效事故的发生,需要加强以下方面的研究。
(1)由于多种因素的综合影响,钻杆疲劳寿命试验结果具有很大的离散性,这为钻杆疲劳寿命的预测造成了很大的困扰,为了提高钻杆疲劳寿命预测的准确性,应加强钻杆疲劳寿命可靠性方面的研究。
(2)钻井作业过程中,为了节省成本,通常只是在换钻头或下套管时才进行起下钻柱作业,钻杆要在井下连续作业数百甚至数千小时,在钻进过程中,钻杆的服役载荷会发生很大变化,钻杆的疲劳损伤程度也不断变化,为了准确掌握钻杆的疲劳损伤情况,应加强钻杆疲劳寿命实时跟踪系统的研究。
(3)随着陆地油气资源的枯竭,海洋石油天然气成为近年来开发的热点,海洋油气钻井工艺及作业方式都与陆地不同,钻杆服役环境也有很大的差别,钻杆失效造成的损失更大,为了满足海洋钻井过程中钻柱安全的需要,应加强海洋钻井用钻杆疲劳寿命预测技术的研究。
(4)随着钻杆新材料新技术的推广应用,大量非标钻杆获得推广应用,钻杆的结构,甚至钢级都与标准钻杆有很大的差异,缺乏针对这类钻杆疲劳寿命预测的相关技术方法, 应加强这方面的研究。
摘要：钻杆是石油天然气钻井的最主要工具,也是失效最为频繁的钻井工具。钻杆的失效绝大多数与疲劳有关,钻杆疲劳寿命预测技术的研究对于控制钻杆失效事故的发生具有重要意义。综述了当前国内外在钻杆疲劳寿命预测技术方面的研究现状及取得的研究成果,针对各种钻杆疲劳寿命预测方法的特点及应用情况进行了详细介绍,并分析了钻杆疲劳寿命预测过程中面临的问题。最后,展望了钻杆疲劳预测技术研究的重点方向和发展前景。
技术寿命 篇8
随着我国电力事业的迅猛发展,直流电源设备逐步更新换代,作为变电所交流电源中断后,保证变电所继电保护、事故照明和自动装置等正常可靠运行的能源———蓄电池组,已用阀控式铅酸蓄电池替代固定型防酸隔爆蓄电池,阀控式铅酸蓄电池与传统蓄电池相比,具有电压稳定、价格低廉、无污染,不需添加蒸馏水等优点。近年来,在电力系统中得到了广泛应用,但在实际使用过程中,阀控式铅酸蓄电池容易损坏,且使用寿命较短,按设计要求阀控式铅酸蓄电池应工作10年以上,但绝大部分蓄电池在3~5年内损坏,给企业造成了很大的经济损失。为此,必须采取多种有效的控制措施。使之达到阀控式铅酸蓄电池的使用寿命。
1 均衡充电时间与周期控制
均衡充电是为了延长蓄电池的使用寿命,必须根据均衡充电电压和充电电流,精确设置均衡充电时间。在实际应用过程中,若均衡充电时间设置过长,将引起蓄电池严重过充电,安全阀开阀时间过长,蓄电池内部电解液提早干涸;若均衡充电时间设置过短,则蓄电泡充不足电,产生的效果差。若均衡充电周期设置过长,蓄电池经常得不到补充电,若均衡充电周期设置过短,则蓄电池经常处于过充电状态,所以,均衡充电周期过短或充电时间过长,都将影响阀控式铅酸蓄电池使用寿命,均衡充电周期性一般设置3个月,充电时间为3小时左右。依据《变电所直流电源设备检修导则》规定,阀控式铅酸蓄电池遇下列情况之一时,应进行均衡充电:①搁置不用时间超过3个月;②全浮充时间超过3个月;③放出容量超过额定容量的20%;④两只单体电池的浮充电压低于2.18V。
2 均衡充电电压控制
阀控式铅酸蓄电池长期处于浮充电状态运行,单体蓄电池的电压和容量在运行中可能出现不平衡现象,用适当提高充电电压消除不平衡现象,均衡充电就是提高充电电压的方法。当环境温度为25℃时,标准型2V单体电池的均衡充电电压应设置为2.30~2.35V,充电电流设置为0.1C10A,特殊情况应根据厂家要求值执行,变电所直流电源系统通常采用220V和1 10V两种,220V直流系统中常用108只阀控式铅酸蓄电池,其均衡充电电压应设置为253.8V,即(2.35V×108),在110V直流系统中设置为131.6V(2.35V×56)。均衡充电电压与充电时间、充电电流有关:因此,均衡充电结束后,必须立即转入浮充电状态,否则,将会严重过充电而影响电池的使用寿命。
3 终止电压的控制
阀控式铅酸蓄电池过放电,各单体电池电压和容量将出现不平衡现象,这样,蓄电池组中将出现落后电池。通常过放电越严重,下次充电时,落后的蓄电池越不容易恢复,这样将严重影响蓄电池组的使用寿命。为了避免过放电,必须精确计算并设定蓄电池的放电终止电压,从而确保蓄电池的正常使用寿命。从蓄电池的放电曲线特性可以看出,蓄电池放电电流越大,放电终止电压越低,如采用不同的放电电流,则放电终止电压也不同。目前,在电力系统中,高频开关电源通常都将阀控式铅酸蓄电池终止电压,设置为单体电池电压不低于1.80V。因110k V变电所只装有一组蓄电池组,为确保变电所直流电源正常工作,蓄电池组核对性放电试验时,规定蓄电池放电速率选用0.1C10A,只允许放出其额定容量的50%,此时,50%容量放电终止单体电池电压都应大于2.00V,因此,要严格控制阀控式铅酸蓄电池放电终止电压,避免单体蓄电池发生过放电。
4 安全阀开启的频度和时间的控制
阀控式铅酸蓄电池在正常运行过程中安全阀应关闭,这主要是由于阀控式铅酸蓄电池失效的原因不仅有正极板活性物质的脱落及腐蚀、负极板钝化及硫化等,更主要的是决定于失水率。在使用过程中由于再化合反应不完全及板栅腐蚀引起水的损失,当每次充电时,由于产生气体的速率大干气体再化合速率,导致部分气体逸出,同时带出酸雾,消耗了有限的电解液,安全阀的每次开启将导致内部水分的散失,为减少安全阀的开启次数和时间,应严格控制阀控式铅酸蓄电池的充电电压和环境温度。
5 蓄电池温度补偿控制
充电电压与环境温度有着十分密切的关系,通常基准温度指25℃而言,当环境温度发生变化时,浮充电压要按照温度改变作相应调整。当环境温度每升高l℃时,单体蓄电池的充电电压应下降3~5m V。国外资料介绍当环境温度高于25℃时,每升高10℃左右,蓄电池使用寿命缩短一半,所以充电电压应根据环境温度及时修整,进行温度补偿,否则将会影响蓄电池的性能,缩短蓄电池寿命。
总之,阀控式铅酸蓄电池在使用过程中,应严格执行相关运行规程。根据多年的运行、检修经验,认为阀控式铅酸蓄电池在充电设备和监视装置可靠的情况下,通过定期普测电池电压、温度、内阻特性等,以达到对电池的技术鉴定。适时开展状态分析,实现对蓄电池的状态维护,逐年延长阀控式铅酸蓄电池的核对性充放电周期及使用寿命。
摘要：由于充放电控制及日常维护存在问题,造成部分阀控式铅酸蓄电池过早损坏,本文详细分析了各种参数对阀控式铅酸蓄电池的寿命影响,采取一些控制措施。使之达到预期效果。
技术寿命 篇9
随着我国工业化的快速推进, 实现跨越式发展, 培养创新型、适用型、复合型人才为高等教育提出了更高的要求。为贯彻落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要 (2010—2020年) 》, 湖北省政府提出实施“湖北省战略新兴产业人才培养计划”的要求, 旨在培养高素质的专门人才, 促进高等教育更好地适应和服务地方经济建设和社会发展的需要, 满足产业行业需求, 提高人才培养质量。
金属材料工程是实用性很强的专业, 通过对金属材料制备原理及其工艺的探索, 研究成果可以直接应用于工业生产, 所取得的进展和日常生活密切相关。同时这个专业有着广阔的理论研究空间, 喜欢理论研究的同学也可充分发挥自己的才能。材料技术人员虽然掌握了许多金属材料尤其是钢铁材料的制备工艺, 但至今其中的原理还没有完全被弄清楚, 而从理论上阐明这其中的奥妙、将理论和实践紧密联系、控制材料的性能特征对材料科学的进一步发展意义重大。为配合我校 (三峡大学) 金属材料工程专业战略性新兴人才培养要求, 专业课程的教学也朝着培养学生理论联系实践的方向不断发展。“模具寿命及强化技术”课程是该专业开设的模具模块课程, 自课程开设以来普遍的反映是理论性强, 实践性更强, 行业前景好, 学生刚开始学习时热情高, 但最后一路学来往往偃旗息鼓。本文通过“模具寿命及强化技术”课程特点入手, 结合笔者从事金属材料类课程教学过程中积累的经验和体会, 对本课程的教学改革和教学方法进行探讨。
“模具寿命及强化技术”课程特点及存在问题。“模具寿命及强化技术”这门课程是我校金属材料工程专业开设的学科专业课程, 它主要以金属材料学及热处理、材料力学性能等为基础, 课程理论紧密联系实践。这就要求学生掌握金属学及热处理方面的基础知识的同时, 了解模具的实际应用及模具行业的发展情况。且要求教师具有较强的理论体系和丰富的实践经验。
第一, 从课程设置来讲, 该课程包含材料性能、金属材料组织与结构、模具失效机理、模具寿命与影响因素、模具材料 (冷作模具、热作模具、塑料模具等) 、表面强化技术、模具热处理缺陷等内容, 内容系统, 工程技术性要求高, 知识点零散, 记忆量大。教学实践中通常采取多媒体教学, 学生上课期间能跟上教师的授课过程, 但课后又忘了相关的知识点, 尤其是提出一些实际应用的问题时, 往往不知如何解决。
第二, 课堂多媒体教学通常会在尽可能少的课堂时间传授尽可能多的知识, 但实践环节无法满足所有学生去真正实践一套模具的设计、服役、失效等过程, 学生不能将自己所学知识去充分消化。这样的教学环境会带来部分学生对大量枯燥知识涌入的恐慌, 造成学习兴趣的降低, 学习效果欠佳而流于形式。
第三, 前期基础课程大都并行学习, 缺乏一定的层次性, 学生在应付考试之后, 知识点遗忘程度高。根据笔者十几年的教学经历来看, 现有的学生由于严重缺乏实践经验, 且前期基础理论课程的学习同样存在知识点多、抽象且不易消化和吸收的特点, 学生们对于基础知识的掌握不够扎实, 对后期专业课程学习产生很大惰性, 从而降低了对专业课程的学习兴趣。
二、梳理和精选课程教学内容
该课程的主要内容是模具材料特性—服役工作特点—模具失效特征———模具热处理—模具寿命强化处理为主线, 为突出授课重点, 在课程教学内容方面进行进一步整合和优化。第一, 明确课程主线, 以先修课程中材料的组织、相变、力学性能、物理化学特点等逐步展开、层层深入。第二, 梳理教学内容, 根据主线梳理教学内容, 突出模具材料的性能分析、热处理强化及缺陷、模具寿命分析等内容, 主次分明。第三, 精选教学案例, 启发和引导学生对所学知识的综合判断, 改变学生原有的思维惯性。
三、教学方法及探讨
20世纪60~70年代美国纽约大学研究院奥苏泊尔教授D.P Ausubel曾提出“meaningful verbal learning”的理论学习概念[1,2]:学习者在学习新知识过程中对已有认知结构进行重新改组, 使自己原有观念发生变化, 才有利于新知识的掌握和消化。因此针对该课程特点, 采用问题导向型的教学模式, 提高学生学习兴趣, 变被动为主动。同样, 学生原来所接受的基础知识并没有被综合和类比, 给授课留出了很多发挥空间。
1. 案例启发式、问题导向型步进教学方法。
单是一味地理论讲解, 很难引起学生的兴趣和共鸣。在授课过程中, 将当前学科的前沿技术状态和科研中的难题以及实践问题引入课堂。笔者结合科研项目和工程实践中的案例, 采用问题导向式的步进教学法, 通过发现问题、分析问题、构造方法、解决问题、引发思考的不断循环, 由简到难地层层推进, 在问题求解的过程中引导学生对所学知识归纳总结, 引发对未知知识的探索。如介绍模具失效原因时, 笔者给出自己科研项目中的案例:汽车安全结构件热成形工艺过程中所用的热作模具, 工作温度在200℃~300℃区间, 服役一段时间后模具表面出现氧化色并有局部塑性变形现象。笔者首先安排学生进行小组讨论引起模具失效的原因, 进而引出实际操作与模具服役期间的细节问题。同时提醒学生换位思考, 体会作为模具生产商面对客户出现如此问题时, 如何解决和提高模具寿命, 让学生提出解决方案, 从而激发学生的好奇心, 吸引学生的注意力。通过案例启发和教学引导, 增加了学生对材料发展规律的了解, 充分调动了学生的主观能动性。
2. 学习理念的重构。
课堂教学中如何培养学生的自主学习能力是一个值得探讨的问题。为培养学生自主学习能力, 首先教师要改变教学方法, 引导学生对所学知识进行重构和重新认识, 同时改变工科学生一贯的“重工艺, 轻技术”的学习方法。如在讲解钢铁材料的强化理论时, 很多同学对晶粒细化概念很清楚, 但其理解通常会仅限于晶粒细化是同时提高材料强韧性能的唯一手段。晶粒细化后材料的屈强比升高, 但屈强比值过高对于工程应用来说是不安全的, 且超细晶粒钢的焊接难度大, 因而限制了超细晶粒钢广泛的工程应用。如此引导, 大多数学生皆表现出极大兴致。在此基础上设置一些更深入问题, 如如何在模具制备和热处理过程中利用组织细化强化技术, 在工程结构中如何考虑处理等, 将学生引入一个开阔的思维中去。
传统的课堂教学通常只是将教学内容、方法理论等传授给学生。由于学生缺乏工程实训和实践机会, 对于知识的理解和掌握处在很浅的表层, 尤其是一些技术操作的细节问题。所以只要稍加引导和启发, 学生就有很强的主动性和较高的参与热情。在具体的实施过程中, 主要采用实物示例—讨论分析—问题提出—归纳总结的方式。笔者曾在毕业设计环节中, 带着学生进行粉末冶金过程的试验, 发现学生们自己动手进行模压, 模具很快失效。笔者在教学过程中将失效模具带到课堂, 首先让学生们分析失效部位和推断原因, 继而提出导致模具失效的操作技术原因, 以及模具服役期间应该注意的操作细节。如此结合案例把问题步步推进, 授课变得精彩, 学生们的学习兴趣和积极主动性增加, 极大地增进了对课堂知识的关注度。
3. 增加实践任务导向, 培养学生创新意识。
工程应用型本科人才的培养要着重体现以一线生产和活动的实际需要构建知识、能力和素质结构, 注重管理、设计和操作能力的培养。模具寿命技术实践性强, 但我校该专业的模具基础课程却并不厚重, 只有专业模块系列课程的学习。由此, 笔者在教学中结合科研项目要求提出实际任务, 让学生针对任务进行设计和开发, 经过分析对比, 选出最优设计并给予一定的科研奖励, 同时制作产品, 此举极大激发了学生的学习兴趣和成果满足感。在实施过程中大多数同学会知难而退、有始无终, 但仍有部分同学坚持下来且取得较好的成绩, 感染和带动大多数同学的学习积极性, 为同学们开拓了思路和视野, 也有不少同学通过该课程的学习立志从事金属材料、模具制造等的研究。
四、结束语
对于模具寿命及强化技术课程教学改革, 我们也是处于探索阶段, 虽然取得了一定的教学效果, 但也面临许多困难。问题导向型教学模式、任务激发模式在操作上更为复杂, 在统筹安排教学内容、精心设计教学任务、课堂组织等方面对教师提出了更高的要求, 且课堂组织也要考虑学生的层次和少数同学的非主动性。但教学实践表明采用此教学法激发了学生的学习兴趣和积极主动性, 增强了学生解决具体问题的能力, 提高了课程教学质量。我们感到课程的教学改革既要遵循课程自身的特点规律, 还要适应高等教育的发展趋势和社会经济建设的需要, 不断完善促进教学相长。希望能够有抛砖引玉的作用, 引起大家共同思考与探讨, 促进战略新兴产业人才培养计划新形式下教学改革的发展。
参考文献
[1]David P.Ausubel, A subsumption theory of meaningful verbal learning and retention.The Journal of general psychology, 1962, 66 (2) :213.
技术寿命 篇10
我国电力系统光纤通信的建设始于20世纪80年代,在OPGW的设计使用寿命年限内,一旦地线功能或光纤通信功能丧失,不但终止了使用寿命,还会危及电网的安全稳定运行。因此,如何评估、保证OPGW的使用寿命非常重要。OPGW的性能与其结构有一定的关系,在实际的工程应用中,OPGW的选型既要考虑光纤通信的性能要求,又要考虑架空地线的机械、防振、防雷、热稳定等各项性能参数的要求,从而根据实际线路情况的要求选择光缆类型,保证其具有较高的可靠性[1,2]。由于OPGW失效所产生的影响巨大,如何摸索出OPGW的可靠寿命是工程技术中的重要问题。
在寿命预测中,通常是利用加速寿命试验的方法探究产品的可靠寿命[3,4,5]。加速寿命试验的基本思路是利用高应力水平下的寿命特征去外推正常应力水平下的寿命特征。因此建立的寿命特征与应力水平的关系即为加速模型。不同的失效机理具有不同的加速模型,常用的加速模型有指数模型、阿伦尼斯模型、逆幂律模型、艾琳模型等[6,7]。文献[8]用指数模型描述了在温度和电应力的影响下产品的寿命分布。文献[9]用对数线性加速模型描述多应力与产品寿命之间的关系,并采用遗传算法确定加速模型参数的最大似然估计,得到在各种应力条件下的寿命预测结果。为了对OPGW光缆寿命进行评估,本文在加速寿命试验理论的基础上进行了寿命预测。
国内外对OPGW光缆寿命评估方面的研究非常少,对OPGW寿命模型的探究目前还处于空白阶段,没有成熟的寿命模型和评估预测方法。OPGW光缆工作环境恶劣,存在强风、多雷、潮湿、腐蚀等恶劣条件。OPGW光缆的故障类别主要分为可控因素和不可控因素,其中可控因素包括选材、设计、制造、施工维护等方面,而在使用过程中造成寿命损失的主要是不可控因素[10]。OPGW的失效模式主要包括疲劳断裂、光纤过载断裂、材料老化损坏和化学腐蚀等,针对OPGW的失效模式和机理,可采用加速寿命试验的思路对OPGW的寿命进行预测。
1 OPGW失效机理分析
从OPGW光缆的失效模式和机理出发,确定加速试验方法,缩短全寿命试验时间,以研究OPGW的可靠寿命。进而,根据OPGW的失效模式和失效机理分析选用合适的加速寿命模型。
1.1 OPGW故障统计
据统计,2011—2013年,国家电网公司系统OPGW光缆总故障365次,按照故障原因类别统计,OPGW光缆故障统计见表1所列。
从以上统计数据可以看出主要故障原因为外力失效,主要是振动疲劳、覆冰、雷击等原因导致OPGW受损。风振疲劳和覆冰雪时负重引起的过张力使光缆弧垂过大或光纤余长不够而断裂。OPGW一般架设在杆塔的最高点,覆冰比导线严重,发生重度覆冰时,使OPGW运行张力严重过载,金属单线发生不可逆的塑性变形或断裂(见图2)。OPGW遭受雷击使外层单线多处熔伤、溅伤累积或断裂(见图3),特别是外层采用铝合金单线的OPGW,在遭受雷击时更易受损。
1.2 OPGW失效机理分析
风振、覆冰造成的过载拉断以及雷击等因素,属于使OPGW光缆一次性失效的因素,并不能将其作为加速因子对OPGW的寿命进行评估。因此,对于风振、疲劳断裂、温升、腐蚀等因素都可以考虑进一步建立OPGW的寿命模型。当OPGW在长期运行过程中,较强风振条件下,OPGW抗疲劳性能达不到要求,而导致光单元或光纤永久性损坏,属于OPGW的疲劳断裂。短路电流等引起的较大的温升,使得光单元内的温升超过光纤被覆材料所能承受的温度逐渐老化属于被覆材料的老化损坏。OPGW一般是在不锈钢管与金属单线间的空隙填充油膏来防止电化腐蚀,然而,随着光缆长期运行,防腐油膏的性能会越来越差,影响到OPGW的耐腐蚀性能,使OPGW的机械性能和电气性能下降,属于电化腐蚀退化。
根据光缆的失效模式和机理分析,在对OPGW寿命评估时,主要考虑振动疲劳、腐蚀以及温升引起的老化3种失效模式。本文基于其失效机理,研究基于疲劳损伤的加速试验技术,从加速寿命评估的角度出发研究OPGW的寿命。
2 基于振动疲劳应力的加速试验技术
众所周知,任何结构都是在一定的环境下使用的。疲劳损伤是OPGW在风振和交变应力共同作用下所产生的一种常见的破坏形式。这种情况下不仅会损失材料的表面,更重要的是会降低材料的断裂韧性,裂纹的形成与扩展,甚至产生无预兆的突然断裂,因此振动疲劳引起的OPGW断股具有普遍性和危险性。
2.1 基于振动疲劳应力的加速寿命试验
为了得到OPGW的振动疲劳寿命,采用微风振动疲劳试验的方式,得到其振动疲劳寿命的估计。取3个OPGW样品,在3种应力水平下进行微风振动疲劳试验,试验过程中定时对试样作标记和测量,直到微风振动疲劳试验结束。
2.1.1 加速因子选择
根据加速寿命试验的理论依据和工程经验,模拟微风振动对OPGW性能产生的影响,采用提高应力水平的方法进行加速试验。
其中,在不改变产品失效机理的前提下,拟选取加速因子为:a=4,对模拟真实环境风速的标准振动准则进行加速。
2.1.2 试验时间
拟定试验时间48 h为一个循环,对应实际工作寿命为1年。
2.1.3 振动应力水平
针对OPGW微风振动模拟振动试验标准,正常条件下的振动应力水平为W0,则振动时间转换为:
其中:W0为正常条件下的振动应力水平;W1为加速条件下的振动应力水平;T0为正常应力下对应的工作时间;T1为加速情况下的工作时间。
根据公式(1)可确定其振动的加速应力水平W1。
2.2 基于振动疲劳应力的OPGW寿命计算
OPGW的寿命分布近似服从威布尔分布[11,12],其分布函数与密度函数为:
式中:η为位置参数(η>0);m为形状参数(m>0)。
假设在正常应力和加速应力下,其寿命均服从威布尔分布,且失效机理不变,那么其形状参数不变,且位置参数和加速应力水平满足以下关系:
式中:a、b是待估参数;φ(Si)是应力S的已知函数。
OPGW光缆达到断裂时的时间为ts,其与应力σs的关系为:
式中:ns为静态疲劳参数;ks为恒定参数。
结合试验数据,应力水平σs1、σs2、σs3和对应的不同应力水平下的平均寿命ts1、ts2、ts3取点(logσis,logtsi),i=1,2,3绘制图形,图中3点所过的直线,其斜率即为图估计值ns,截距为logks的值。根据加速模型,即可求出OPGW断裂时间即正常寿命ts。
3 案例分析
基于振动疲劳应力的加速方法,以某一型号的OPGW光缆为例,额定抗拉强度(RTS)为90 k N,选取3个加速应力水平,分别为80%RTS、60%RTS、40%RTS。在每种应力水平下,分别对3根至少80 m长的OPGW进行加速试验。同时记录每个应力下的OPGW光缆发生故障时间(见表2)。
分别通过Matlab对试验数据拟合求出威布尔分布下的形状参数m和特征寿命t0。
最终形状参数的估计值为:
求取对应的参数(见表3)。
将(t0i,σi)代入到寿命方程中拟合,得到寿命曲线(见图4)。
计算得到:
即寿命方程为:
在正常工作环境下,取20%RTS作为其所受拉力,则OPGW光缆受到的拉应力为113 MPa,代入到寿命方程可得:
即在20%RTS运行张力下,使用寿命为25.5年。
4 结语
现有理论中缺少针对OPGW光缆产品的加速寿命方案。根据常见失效机理,本文基于振动疲劳应力对OPGW光缆加速试验方法进行了分析,并进行了OPGW光缆寿命预测,为OPGW光缆加速试验技术和寿命计算提供了理论基础,对OPGW光缆线路的建设、安全运行和维护具有重大意义。
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人体的寿命时钟 篇11
一、端粒体和端粒酶影响细胞生命活动
1遗传基因的载体——染色体
在生物的细胞核中，有一种易被碱性染料染色的线状物质，故得名为染色体。染色体是由遗传基因双螺旋的DNA链形成的，只有在细胞分裂的时候，DNA才会“浓缩”拧在一起，形成双螺旋的DNA链形结构，而这两条螺旋形的DNA链在细胞分裂的过程中，分别进入两个不同的细胞核里面，进行复制、分裂，周而复始，连绵不断。
正常人的细胞有23对染色体，它们对人类生命具有重要意义，例如：决定男女性别的就是其中一对染色体。
2端粒体和端粒酶
(1)端粒体
端粒体位于染色体的两端。它具有稳定染色体末端结构，防止染色体间末端连接的功能。有关专家形象地把端粒比喻成鞋带两头的塑料套子，有了它，鞋带头就不会被磨损。
端粒体不仅与染色体的稳定性密切相关，而且还涉及细胞的寿命、衰老与死亡等。简而言之，随着年龄的增长，端粒体逐渐受到“磨损”而变短，细胞就发生老化，它越来越短，直到最后短到无法分裂，生命就结束了。
(2)端粒酶
端粒酶是端粒体复制所必需的一种特殊的DNA聚合酶，它在正常人体细胞中没有活性。端粒酶具有延长端粒体，使端粒体的长度及结构得到稳定的功能。在一般情况下，儿童的端粒酶活性很高，成人细胞内的大部分端粒酶都在沉睡中待命(酶的活性处于抑制状态)，只有当端粒体受到损伤的时候，端粒酶才被激活，它将端粒体修复好之后，继续沉睡(又处于抑制状态)；当端粒酶的活性减弱的时候，端粒体就会加速变短。端粒体太短会造成细胞的凋亡，同时引起染色体的不稳定，染色体不稳定而失去保护，容易受损造成基因突变，就变成了癌细胞。端粒酶活性低是不好的，但临床发现，90％以上的恶性癌细胞内的端粒酶活性都过高，较高的端粒酶活性会使癌细胞分裂无限生长，四处转移。因此，端粒酶的活性过高同样也不好，关鍵是端粒体的功能正常，才能稳定染色体，使它免受损害，不引起细胞基因突变。
研究发现，端粒酶不仅影响端粒体的长短，还与细胞的分化密切相关。端粒体和端粒酶影响着细胞的一些最基本的生命活动，包括分裂复制、凋亡以及分化，因此理解它们的机制，才能更好地开展疾病的预防和治疗。
二、端粒体是人体的寿命时钟
1细胞的分裂造成端粒的磨损
细胞分裂是一个奇妙的过程，为了保持遗传信息不变，每次分裂前染色体都要被复制，因复制过程的进行，人体才能从微小的受精卵长成成人，机体的伤口才可能愈合，新老细胞才能更换和新陈代谢，这就是人慢慢长大的过程。但人的生长不可能永无休止进行下去，每一种细胞都有一定的寿命，它们在分裂到一定代数后，就会停止分裂，趋于死亡。
细胞之所以停止分裂，与端粒体的磨损有关。科学家对患有早衰综合征的儿童的细胞进行体外培养后发现，其端粒体长度与正常人相比，明显变短，这与细胞的复制能力降低相关；对唐氏综合征患者外周血淋巴细胞的检测发现，端粒体的磨损程度是同龄正常人的3倍以上。
因此，当人类从胎儿到老人，在外观和器官老化的同时，控制生命长短的端粒体也在不断地耗损，最终引起生命的死亡。所以端粒体是人体的寿命时钟。
2端粒与衰老和癌症的关系
端粒体的顶端是动态结构，正常细胞的端粒体随衰老而缩短，细胞分裂时都会失去一部分端粒体片段，随着年龄的增长，经过细胞分裂的端粒体长度显著缩短。端粒体的长度决定细胞的寿命，随着细胞不断分裂，端粒的长度越来越短，当达到一个临界长度，细胞染色体即失去稳定性，此时阻止细胞进一步分裂的信号便发出，端粒酶不再具有活性，细胞也就丧失了无限增殖的能力而发生凋亡。所以，端粒体的长度决定细胞的寿命。
但有少数细胞不死，获得永生，此时端粒体虽短，但端粒酶却处于激活状态，它发挥合成端粒体的功能，补充正常的端粒体丢失。但是它仍达不到临界长度，此时这些细胞不能进入正常的老化和衰亡，而是永久地分裂增殖，这就进入肿瘤细胞的恶性增殖过程中，继而肿瘤就发生了。因此，永生化是癌细胞所具有的特点。
综上所述，端粒体、端粒酶和染色体与细胞衰老有关，但并非唯一的因素。生命衰老是一个非常复杂的进程，它有许多不同的影响因素，端粒体是其中的重要因素。鉴于端粒体与端粒酶同衰老和癌症有着密不可分的关系，科学家都在进一步研究和探索它们之间存在的联系和规律，以便更好地进行癌症的预防和治疗。
技术寿命 篇12
1 路面损坏机理的认识
我国高速公路沥青路面的技术实践大体上可以分为3个阶段。第一阶段大体在1996年以前, 这个阶段的实践总体上比较成功, 路面上的主要问题以及研究的重点是防止半刚性基层引起的反射裂缝。第二阶段大体是1997年至2001年, 这个阶段的主要问题是片面地追求路面平整度, 造成路面压实度不足, 空隙率过大, 产生了大量的"水损坏", 研究的重点是治水。第三阶段大致是2002年至今, 这个阶段的特点是为了减少水损坏而采用了不同类型的密实型混合料, 同时大大提高了路面的整体强度, 而出现的路面问题则主要是车辙。
对路面损坏机理的认识, 是一切路面活动的基础。我们通过对沥青路面设计理论和工程实践的分析, 认为造成目前路面大量早期损坏的原因不能够简单地归结为施工质量问题或材料质量, 而是有其深远的理论原因和认识原因。沥青路面的龟裂、车辙、低温开裂等是长期以来存在的损坏现象, 也是路面设计时重点控制的损坏类型。而在调查中表明, 随着路面结构强度的提高和路面损坏期的提前, 路面出现了许多新的损坏类型, 如斑状泛油、压密泛油、内部松散、新型泛浆、新型沉陷、坑洞、车辙、新型龟裂以及离析等现象。这些损坏, 不论是其形态还是其形成的原因都与传统的损坏不同。传统的损坏出现得越来越少, 有些已经不再出现, 而这些新型的损坏却出现得非常频繁。所以, 按照传统的理论来加强路面结构不仅没有效果, 有时甚至是适得其反。
目前沥青路面实践中有三类损坏是尤其需要重视的:一个是车辙;一个是新型龟裂 (纵向平行裂缝) ;另一个则是混合料的均匀性, 即离析。
传统理论认为, 产生车辙的主要原因是沥青混合料的热稳定性不足, 为此人们花费了高昂的代价去提高沥青混合料的质量, 如采用改性沥青、提高集料质量、采用SMA或同时使用多种措施等。应该说这些措施对控制车辙的产生起到了一定的作用, 但车辙出现的速度和深度仍大大超出了传统理论的预期。据研究认为, 路面车辙的产生除了混合料本身的原因之外, 还有结构因素, 过于刚性的基础结构容易诱发车辙。这虽然是更为重要的因素, 却是被完全忽略了的因素。
为了保证路面结构的寿命, 相关部门通常将路面结构设计得非常强, 意在使路面弯沉非常小。这样的结构对于防止传统的弯拉疲劳开裂 (自下而上) 有效, 但是却增大了沥青层内的剪切应力, 而这个剪切应力恰恰就是产生车辙的主要外因。所以要解决车辙问题, 仅仅着眼于材料特性的改进是不够的, 还应该综合考虑结构设计因素, 进行综合治理。另一个是损坏中的新型龟裂。一般认为, 路面龟裂源自弯拉疲劳效应, 产生于沥青层底面并自下而上扩展。而根据有关调查和研究证明, 在重交通作用下路面上的龟裂损坏是自上而下的, 一般产生于表面3厘米的深度范围内并向下发展。产生这类损坏的原因并不是弯拉疲劳作用, 而是路面表面的剪切疲劳。随着沥青层厚度的增加, 产生于沥青底面的弯拉疲劳开裂越来越少, 而产生于沥青层顶部的剪切疲劳开裂将越来越普遍。所以, 采用传统方法、措施去解决自下而上的损坏, 难以解决自上而下的损坏。
路面剪应力过大的原因主要是轴载过大和轮胎与路面接触压力的非均匀性。重型、非均布轮载作用下产生的路面损坏, 既可能是自上而下的龟裂形态, 也可能是路面车辙, 这远比传统上的认识要复杂得多。所以, 对于重交通作用下的沥青路面而言, 不能简单地认为弯沉小就意味着路面结构比较强。
进一步的分析表明, 随着基层模量的增加, 沥青层底面的弯拉应力应变急剧减小, 但在目前的常用参数范围内, 沥青层中的剪切应力却是增大的。这个分析结果给结构设计提供了很好的启示, 即半刚性基层模量应该有一个合理的范围。
再一个值得强调的问题是沥青混合料的均匀性, 即大量存在的离析。传统上人们没有把混合料的均匀性当做一个严重问题来看待, 没有采取严格的措施予以控制, 只要求施工时认真就可以了。而随着交通量的增大, 均匀性已经成为决定路面质量的主要因素之一, 应该引起充分注意。
将路面早期水损坏的主要原因归结于路面空隙率过大, 又将空隙率过大的原因归结于压实不足, 这确实是早期路面空隙率过大的主要原因, 但却比较容易解决;实际上, 混合料的离析不仅是造成局部空隙率过大的另一个主要原因, 而且是比较难以解决的技术问题。可以说, 路面大部分早期损坏类型都是起源于混合料的不均匀, 这已经成为决定路面质量的重要因素:一旦混合料发生离析, 一切关于材料设计的努力都变得徒劳了。
路面压实度不足, 有时也是混合料离析引起的, 仅检测路面的平均压实度, 往往不能客观地反映问题, 还应该考虑其变异性。当混合料发生离析时, 仅仅依靠提高压实度难以达到减小空隙率的目的, 甚至会造成集料碎裂而适得其反。
众所周知, 随着经济的发展, 我国公路上的超载运输现象十分普遍和严重, 超载无疑也是造成路面损坏的重要原因。当荷载超过设计标准时, 对结构的破坏是必然的。我国高速公路的早期损坏, 与超载的大量存在具有直接的关系。目前, 对于超载的治理已经取得了显著效果。但是要彻底限制超载, 仅靠行政性的推动和临时性的检查是不够的, 还需要从两方面的工作进行改进, 一是建立长效的综合机制;一是准确地深化对超载的认识, 重新厘定关于超载的定义。以确实保护沥青路面的使用质量。
2 设计理论与施工的反思
路面在使用实践中所暴露的大量问题, 促使我们对路面设计理论、设计方法、材料选择和施工过程进行反思。实际上, 目前大量出现的路面早期损坏是现行理论和规范所难以做出更深解释的。虽说设计方法基于力学, 但分析的范围和所考虑的主要受力方式, 相对于目前复杂的荷载状况而言却过于简单。对于不同的路面结构, 对其使用性能变化规律的认识不够清楚, 更缺少定量的研究;初步考虑了环境因素对路面力学参数的影响, 但忽视了环境因素对路面性能的影响, 而后者则是更为重要的。对材料的要求与对结构的要求还缺少"相容"性, 对材料性能的定量标准还处于经验阶段。在低等级道路的实践中, 上述问题没有暴露得很充分, 片面地认为已经基本掌握了路面设计的主要关键技术, 没有给予足够重视, 以致于常常把局部出现的问题归结为施工原因, 而当将上述方法用于高等级公路、尤其是高速公路的路面实践时, 这些问题就变得非常突出了:以前轻交通道路路面设计理论和方法的简单外延与重交通路面的要求尚有较大距离;路用材料只有技术标准而缺少严格的工业标准;许多试验参数不适用于重交通道路。在施工和材料供应领域, 虽然我们拥有现代化的生产工具, 但由于没有工业化、现代化的思想和措施, 难以在规模建设的条件下从根本上保证工程的质量。因此, 完整地掌握高等级重交通沥青路面技术, 仍是摆在科研、施工队伍面前的现实而紧迫的任务。
此外, 目前许多高速公路面临加宽的问题, 简单地加宽并不是一个明智的选择, 如果在加宽过程中将客运交通与货运交通分离, 建设平行线而不是直接加宽, 不论对于路面技术还是对于交通安全、交通效率都是更为有利的。
总结
目前路面上出现的早期损坏问题, 是长时期形成的, 就事论事的方法不仅难以解决, 而且可能诱发路面新的损坏, 因此需要新的理论和总体的解决方案。只要认识到重交通路面的技术特点, 在设计施工中精心实践, 就能够体现新的境界, 延长路面寿命。
摘要：本文笔者结合这些年来的一些工程体会分析了重交通沥青路面损坏的机理, 指出了与传统路面损坏的不同, 提出若干相关建议, 对解决沥青路面大量过早损坏, 具有现实意义。
关键词：沥青路面,损坏机理,长寿路面
参考文献