小口徑不銹鋼管內表面抗黏附機理及其制備技術研究.pdf

1、小口徑不銹鋼管因其良好的抗腐蝕性能一直被廣泛應用于醫(yī)療、食品、半導體及核工業(yè)等需要運輸腐蝕性流體的領域中，而其內表面的抗液體黏附性能則是影響其輸送效率、耐腐蝕性及傳送流量精度的一個重要影響因素。然而，目前關于固體表面的液體黏附機理研究相對較少，并無法為管道內表面的制備提供有效的理論支持。同時，限于面向上述領域的不銹鋼管具有的內徑小及長徑比大的特點，現(xiàn)有內表面加工制備技術并無法滿足市場對不銹鋼管日益增長的表面質量需求。因此，研究管道內表面

2、液體黏附機理及其抗黏附管道內表面制備技術具有極其重要的理論與現(xiàn)實意義。
　　為明確固體表面的液體黏附機理，本文通過對機加工表面的微觀幾何形貌進行分析與表征，提出了基于簡化三角波表面輪廓模型的固-液-氣三相系統(tǒng)熱力學狀態(tài)方程，并建立了固體表面液滴瞬時接觸角與系統(tǒng)自由能關系模型，從而確定了影響固-液-氣三相接觸線動態(tài)移動過程的主要影響因素。同時，通過在具有各向異性特性的本征疏水高分子有機材料與本征親水的金屬材料表面上進行液滴的靜態(tài)接觸

3、角測量實驗，分別分析表面粗糙度與化學成分對平行與垂直紋理方向接觸角的影響規(guī)律，以驗證所建立的理論模型的正確性。最后，提出了表面輪廓溝槽導致的能量壁壘與化學成分影響的潤濕狀態(tài)是表面抗液體黏附能力的主要影響因素，為管道抗黏附內表面制備確定了研究方向。
　　從降低固體表面能量壁壘角度出發(fā)，綜合分析管道自身結構特點及現(xiàn)有管道內表面拋光工藝方法優(yōu)缺點，最終采用電化學拋光方法對小口徑管道內表面進行拋光處理。在分析電化學拋光材料去除機理的基礎上

4、，從裝置總體機械結構、電解液加熱、電解液循環(huán)、檢測系統(tǒng)和裝置數控系統(tǒng)五個方面進行了詳細的結構設計與優(yōu)化，最終自行搭建了面向小口徑不銹鋼管道內表面的電化學拋光裝置。在此裝置基礎上，進行了電化學工藝參數對管道內表面拋光質量影響的實驗研究。實驗結果表明:與普通圓柱形工具電極相比，具有螺旋溝槽結構的工具電極有效的提高了管道內電解液的更新速度，提高了管道內表面的拋光質量;電流密度、工具電極轉速、工具電極進給速度、電解液溫度、電解液流速、加工間隙及