高温高压稠化仪

[color=#ff0000]摘要：本文针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统TESCOM ER5000，提出相应的国产化解决方案。解决方案采用的也是电气比例阀驱动背压阀实现高压精密控制，整个压力控制系统为分体式结构，但采用了独立的精度更高的双通道PID控制器作为外部控制器，与电气比例阀一起构成双环控制模式。此方案除了实现国产替代之外，最大特点是可以驱动两个背压阀实现高压全量程的精密控制，且控制精度更高。[/color][align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align] [size=18px][b]一、问题的提出[/b][/size]高温高压流变仪是在特殊的高温高压条件下测量流体材料流变特性（如粘度等）的精密分析仪器，模拟材料的使用工况条件，研究流体材料的黏度与温度、压力的关系，对石油开采（如钻井液、压裂液、酸化液、原油）、石化生产（如润滑油）、煤化工（如油煤浆）、食品加工（如淀粉糊化）等行业有重要指导意义。国内外都非常重视流变仪的研发和使用，但是其核心技术以前一直由西方国家掌握，我国的流变仪一直依赖进口，迫切需要中国自主研发的设备。为此，科技部设立了重大科学仪器设备开发专项“超高温高压钻井液流变仪的研发及产业化”（项目编号：2012YQ050242）以期彻底解决核心技术卡脖子问题。此开发专项由北京探矿工程研究所牵头承担，于2018年取得了重大技术突破，开发完成了Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪，并编制了相应的企业标准“Q/HDTGS0006-2018 超高温高压流变仪”，可用于测试钻井液、压裂液等样品在高温高压（最高320℃、220MPa）及低温高压（最低-20℃、220MPa）条件下的流变性。尽管Super HTHP Rheometer 2018超高温高压流变仪在关键技术上取得了突破，但根据文献“王琪, 赵建刚, 韩天夫,等. 超高温高压流变仪中高精度压力控制系统的实现[J]. 地质装备, 2018, 19(2):3.”报道，高压流变仪中的压力控制采用的是美国艾默生公司的全套压力控制系统，其中包含了TESCOM ER5000压力控制器和相应的背压阀。本文将针对高温高压流变仪中的压力控制，特别是针对美国艾默生公司的全套压力控制系统，提出相应的国产化解决方案。本文将详细介绍国产化替代方案的具体内容和相应配套产品。[b][size=18px]二、国产化替代解决方案[/size][/b]在高温高压流变仪中使用的TESCOM ER5000压力控制系统是一种典型的双回路串级PID控制方式（双环模式），如图1所示，其工作原理是采用0.7MPa量程的低压电气比例阀来驱动200MPa量程的背压阀实现精密高压调节。[align=center][img=01.TESCOM压力控制系统结构示意图,690,301]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941118441_5182_3221506_3.png!w690x301.jpg[/img][/align][align=center]图1 TESCOM ER5000压力控制系统结构示意图（内置和外置双压力传感器，双环模式控制）[/align]根据我们对高压压力控制的使用经验和具体实际应用的了解，特别是针对高温高压流变仪中的高压压力精密控制，应用TESCOM ER5000压力控制系统特别需要注意以下几方面的问题：（1）尽管TESCOM ER5000压力控制系统采用的是双回路PID串级控制模式，但由于采用的是16位AD转换器，所以在控制精度上还有潜力可挖，如采用更高精度的AD转换器。（2）在整个200MPa的高压范围内，采用一个艾默生TESCOM背压阀并不能准确覆盖整个高压范围的压力精密控制，在某些压力区间会出现失调现象。这也是所有背压阀都会出现的问题，解决方法是采用至少2个背压阀来覆盖整个高压范围的精密控制。由此，如果采用2个背压阀进行全量程的高压控制，这势必要采用两套ER5000压力控制器，会明显提升成本。目前国产的背压阀已经非常成熟，技术难度主要在于ER5000压力调节器的国产化替代。针对高精度的压力控制，我们分析了ER5000压力调节器的技术思路，特别基于ER5000压力调节器所采用的这种非常有效的双环模式高精度压力控制方法，我们提出了精度更高和更经济国产化替代方案。如图2所示，方案的技术核心为：[align=center][img=02.双阀高压压力精密控制系统结构示意图,690,497]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/10/202210200941243661_3252_3221506_3.png!w690x497.jpg[/img][/align][align=center]图2 双阀结构高压压力精密控制系统结构示意图[/align]（1）采用分体结构形式，与TESCOM ER5000系统的工作方式相同，同样采用电气比例阀驱动背压阀。根据高压压力控制范围，选择2个不同工作压力范围的背压阀来覆盖整个量程。（2）采用国产电气比例阀作为背压阀的驱动，自带PID控制功能的电气比例阀组成内部闭环控制回路，实现背压阀压力输出的精密调节。（3）外置压力传感器和双通道PID控制器构成外部闭环回路，控制器输出作为电气比例阀设定值，由此可实现ER5000压力控制器的双环工作模式。（4）国产化替代的技术核心是双通道PID控制器，每个通道都具有24位AD和16位DA，双精度浮点运算和最小输出百分比为0.01%，控制器具有RS 485通讯和标准的MODBUS协议，并配备了测控软件，可遥控操作和存储显示测试曲线。此PID控制器性能指标远优于ER5000控制器。我们经过大量试验，已经验证了这种国产比例阀和高精度PID控制器组成的串级控制模式可有效的实现和改善高压压力控制精度，完全可以实现对ER5000压力控制系统的国产化替代。[align=center]~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~[/align]

橡胶红外分析，最难的是制样。因为橡胶制品大多需硫化处理，硫化后橡胶组织形成了体型网状结构，很难溶于溶剂中。在来样基本为硫化制品的实验室，基本上只能采用裂解法制样。而裂解谱图远没有溶液铸膜谱图漂亮，所包含的信息也因裂解产物的不可控而再现性较差。相信大家都希望获得溶液铸膜谱图，故此向各位同仁介绍橡胶的高温高压溶解制样方法。 本方法的原理是：橡胶在高温高压的溶剂作用下，发生溶胀并最终发生交联反应的逆反应而溶于溶液中。1、 准备工作酒精喷灯、φ6—φ8玻璃管（壁厚1.0-1.5，实验室常用型）、滴管胶头、无水乙醇（分析纯）、氯苯（光谱纯）、丙酮（光谱纯）。2、 实施过程 ：2.1 截取一段约20厘米长的玻璃管，用无水乙醇清洗干净备用：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031014_381410_2534456_3.jpg 2.2 点燃酒精喷灯：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031015_381411_2534456_3.jpg2.3 将玻璃管2.1在酒精喷灯上熔融拉制成下图形状：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031016_381412_2534456_3.jpg2.4 在酒精喷灯上熔融封底：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031016_381413_2534456_3.jpg2.5 待玻璃管2.4冷却后，装入适量已抽提过的橡胶样品粒：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031017_381414_2534456_3.jpg2.6 将玻璃管2.5在酒精喷灯上熔融、拉成下图形状，冷却后将多余的拉细的小管折断（保留被拉细部分的长度1-2厘米）：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031019_381415_2534456_3.jpg2.7 将2.3中另一段玻璃管拉成滴管，滴管的细管部分要能够伸入管2.6中：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031020_381416_2534456_3.jpg2.8 用滴管2.7吸取氯苯，加入到管2.6中：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031021_381417_2534456_3.jpg 2.9 控制氯苯加入量约为该管容积的三分之一：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031021_381418_2534456_3.jpg2.10 在酒精喷灯上封口：http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/08/201208031022_381419_2534456_3.jpg[

一日资用户让我公司帮忙代购4个耐高温、高压橡胶老化金属试验管，在网上找了老半天了都没有相关信息介绍。希望在此有了解相关的高人指点下，有经销的用户也可以报价。用户要求最好是国产有代替得了相关设备，国产没有可以考虑进口。谢谢！附件里是用户发来的介绍。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/06/201206111156_371596_1630198_3.jpg

我们在做光催化实验的时候需要用到光源，一般来说，我们所最常用的光源就是高压汞灯。下面就来简单了解一下高压汞灯。 高压汞灯点燃时汞蒸气压为2～5个大气压，内管用石英玻璃。高压汞灯工作时，电流通过高压汞蒸气，使之电离激发，形成放电管中电子、原子和离子间的碰撞而发光。放电时波长 253.7nm的共振线(辐外光谱)被吸收,可见谱线强度增加,主要辐射的是404.7nm、435.8nm、546.1nm和577.0～579.0nm的可见谱线,此外还辐射较强的365.0nm的长波紫外线。 高压汞灯辐射的紫外线光谱加宽，且偏蓝绿，可用于光化反应、光刻机、紫外线探伤及荧光分析等。http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2012/07/201207061706_376230_2556116_3.jpg 在这里有一组光化学反应仪中高压汞灯的实际参数： 高压汞灯的外型尺寸和光电参数功率W 启动电流A 工作电流A 工作电压V 有效弧长MM 接线方式300 5.4 3.2 220±20 125±10 单端引出500 7.0 5.2 220±20 170±10 单端引出 汞灯的光谱分布和相对强度如下：波长nm 250 313 365 400 510 620 720相对强度% 20 85 100 30 20 40 80 汞灯的发光部位为石英管，手直接接触会造成污染而影响光强。石英器皿外部常用干净脱脂棉沾取少量酒精擦净，清洗内部则用洗液。 除了在实验室能用到高压汞灯之外，高压汞灯也能在照明上得到应用，常采用以下两种方式改善它的光色：①在石英内管外面，再加一个玻璃壳，内壁涂耐较高温度的荧光粉，将紫外辐射转换成红色可见光，使高压荧光汞灯的辐射光谱接近于暖白色，且有较高的发光效率。②玻璃外壳内壁不涂荧光粉，而在壳内与石英灯管之间串联一钨丝，它既作为镇流器，又可辐射出高压汞灯所缺少的红光，以改善光色。这类高压白炽汞灯使用方便，可直接接到220伏交流电源上，发光效率低于高压荧光汞灯，但高于白炽灯。高压汞灯是紫外固化的标准灯，发热大，要用空气或水冷却，但功率高，适用于要求固化速率快的光固化涂料、油墨涂覆流水线。它由荧光泡壳和放电管两部分组成。放电管又细又短、只有人的手指大小、内装高压水银蒸气，放电管外面有一棉球形的荧光泡壳。通电后放电管产生很强的可见光和紫外线，紫外线照射在荧光泡壳上，发出大量可见光。高压汞灯发出的光中不含红色，它照射下的物体发青，因此只适于广场、街道的照明。

[align=left]随着现代机械设备向小型化、高速度、高负荷方向发展，对润滑脂的高温性能提出了越来越高的要求。今天结合两个应用案例，与大家聊一聊高温润滑脂。[/align][align=center][font='等线'][size=13px]温度对润滑脂使用效果的影响[/size][/font][/align]高温润滑脂一般属于合成润滑脂，含有高浓度的聚四氟乙烯润滑颗粒，耐高温抗压能力强，适合高温重载设备，此氟素高温润滑脂专用于高温、高负载、化学腐蚀环境中的轴承以及要求终身润滑的部件，具有极佳的化学惰性、耐久性和低挥发性。轴承或摩擦部位的温度高低及变化的幅度对润滑脂的润滑作用和使用寿命有明显的影响。使用温度越高，润滑脂寿命越短，每当轴承温度升高10~15℃，脂的寿命降低1/2。因此在高温环境下使用的润滑脂，一定要考虑其耐温性能。[align=center]润滑脂最高使用温度[/align][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559045637_6376_5650439_3.png[/img][/align][align=center][font='等线'][size=13px]高温润滑脂的使用案例[/size][/font][/align][align=center][font='等线'][size=13px]在连铸机的应用[/size][/font][/align]为了加强大家对高温润滑脂在生活中应用的认识，以下高温润滑脂的应用案例由信友恒特别提供现在的炼钢企业，不论是长流程炼钢还是短流程炼钢，连铸机的配备几乎成为必然。那么连铸机和高温润滑脂存在什么联系呢？将高温钢水连续不断地浇注到一个或一组水冷铜制结晶器内，钢水沿结晶器周边逐渐凝固成坯壳，待钢液面上升到一定高度，坯壳凝固到一定厚度后拉矫机将坯拉出，并经二次冷却区喷水冷却使铸坯完全凝固，由切割装置根据轧钢要求切成定尺。这种使高温钢水直接浇注成钢坯的工艺过程称为连铸。然而连铸机中轴承的工作温度为180°C，最高可升至300°C。还面临重负荷，灰尘和冷却水中的蒸汽等复杂工况。这也决定了高温润滑脂存在的必要性。高温润滑脂能够解决这些严苛钢材环境中存在的摩擦，腐蚀，变质，极端温度和污染问题，提高工作效率，延长连铸机的使用寿命。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559048196_5240_5650439_3.png[/img][/align][align=center][font='等线'][size=13px]在轮胎活络模具的应用[/size][/font][/align]由于轮胎在成型时，需要高温硫化，所以在模具的圆锥面导向活络模具及斜平面导向滑块需要长期工作在180℃~200℃的温度范围，普通润滑脂在这复杂的工况中很容易稠度变小（表现为润滑脂变稀），随后油脂会从滑块缝隙中流出，剩余油脂在模具内部，在高温作用下，普通润滑脂的基础油很快挥发，变干，剩余残渣导致结焦积碳，同时轴承磨损加剧，严重时导致滑块卡死，影响生产。[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559051711_5958_5650439_3.png[/img][/align][align=center][font='等线'][size=13px]高温润滑脂[/size][/font][font='等线'][size=13px]的品种[/size][/font][/align][font='等线'][size=13px]高温润滑脂[/size][/font]SYH 高温润滑脂由全合成基础油，采用特种聚合物为稠化剂以及防锈剂和抗磨性等多种添加剂精制而成的，采用最新生产工艺，不含任何固体添加剂，与同类产品相比，经济性更好。再润滑周期延长3-5倍以上。? 产品特性不固化、不结焦、高温环境下持久润滑；优异的极压、抗磨性能和承载能力；良好的氧化安定性、防锈性、抗水淋性和低温流动性；长使用寿命，相比其他同温度产品可延长3-5倍。? 适用范围适用于高温、中速重负荷情况下工作的各种滚动部位的润滑；高温操作环境下的设备的轴承润滑；石油化工、电子、纺织、印染、钢铁生产中的高温轴承；可作为多用途润滑脂适用。? 产品参数[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559054349_7538_5650439_3.png[/img][/align][font='等线'][size=13px]二硫化钼高温润滑脂[/size][/font]SYH二硫化钼高温润滑脂是由PAO合成油并且混合了多种亚微粒金属颗粒，使之成为一种胶质的悬浮液，然后使用最好的增稠剂形成固体润滑脂。在重负载的情况下提供优良的润滑和磨损保护及出色的保持和抗高温退化，而且不会形成硬质的碳积，并消除铁锈和抗腐蚀。? 产品特性具有稳定的抗剪切性能和出色的抗水和潮湿性能；在重负载的情况下提供优良的润滑和磨损保护；不变稀，不会熔化，仍保持粘性及停留在分布的位置；高温不会形成硬质的碳积，并消除铁锈和抗腐蚀；优良的热稳定性、氧化和机械安定性，极长的轴承寿命? 适用范围适用于高温中速重负荷情况下工作各种设备；窑车轮轴承、辊颈轴承、回转窑炉轴承；适用于高温蒸汽阀门，高温炉门齿轮的润滑；铸造、水泥制造、矿山机械、建筑机械的轴承、齿轮、螺纹组件的高温润滑? 产品参数[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559055735_8353_5650439_3.png[/img][/align][font='等线'][size=13px]氟素高温润滑脂[/size][/font]SYH氟素高温润滑脂采用全氟聚醚油作为基础油，具有直链结构，聚四氟乙烯(PTFE)稠化，并添加抗腐蚀剂配以特殊的聚合物精制而成的。它具有优良的热和化学稳定性和惰性。此氟素高温润滑脂专用于高温、高负载、化学腐蚀环境中以及要求终身润滑的部件，具有极强的化学惰性、耐久性和低挥发性。? 产品特性与强酸、强剂、燃料以及溶剂的物质经常接触不会反应；适应极端交变工作环境，从高温恢复到常温后仍能恢复到原来的润滑脂结构；不变稀，不熔化，分布位置稳定；不结焦，不积碳，润滑寿命长。? 适用范围适用于高真空、化学腐蚀环境中；汽车配件；食品和医药生产；极端交变条件下轴承润滑；使用温度范围：-40～280℃。? 产品参数[align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2022/06/202206291559057112_2150_5650439_3.png[/img][/align]高温润滑脂的应用非常广泛，大家可以根据使用场景、产品特性、润滑脂的适用范围等多个角度，选购合适的润滑脂。那么如何选购一款好的润滑脂呢，可以参考一下信友润滑的另一篇文章《[url=https://bbs.instrument.com.cn/topic/8054746]什么是好的润滑脂[/url]》。