管子范文10篇

时间:2023-04-10 06:23:54

管子范文篇1

【关键词】《管子》;天人观;道论;气论

《管子》是一部内容相当丰富的思想史料,是一部研究先秦时期诸子学派思想学说的重要著作。本文通过探寻《管子》一书之学派归属,以《管子》的经典文本为中心,对《管子》书中的哲学思想进行解读和阐发,以期探求书中义理。

一、《管子》一书之源流疏理

《管子》一书大致成书于春秋战国至秦汉时期,在战国时期广为流行,《韩非子·五蠹》篇有言:“藏《商》《管》之法者,家有之。”从传颂程度上来看,《管子》一书在先秦的历史地位可见一斑。现在的《管子》附有西汉刘向的叙录,汉初有86篇,今本实存76篇,基本上是刘向所编辑,另外的10篇已经失传。《管子》一书经刘向整理虽一直流传下来,但是在清代以前是不受重视的,传抄讹夺现象非常严重。直到清代中期,由于诸子之学复兴,学者们才较多地注释《管子》。学界一般认为,《管子》基本上是春秋时期齐国稷下道家推崇管仲的思想集结,以此推测此书为稷下学士的管子学派所作。若要弄清《管子》一书的学派归属,须从此书的思想内容入手。《管子》一书思想丰富,包揽各家,因此,对《管子》一书性质的判定就显得尤为重要。清代史学家章学诚说:“《管子》,道家之言也。”当代哲学家冯友兰在其《中国哲学史史料学》书中讲道:“从形式上看,我们可以说,《管子》书的思想体系就是管子或管子学派的思想体系,但《管子》所包括的不是一家的思想,而是许多家的思想。它虽然包括了许多家的思想,却又不能算是杂家的书。”为什么不能算是杂家的书,冯友兰先生在其书中继续提到:“杂家只是把各家的长处都收集起来,凑在一起,成为一个完整的体系,而《管子》却不是这样。”那么既然不是杂家,到底是哪家思想占主导地位呢?刘向在其《汉书·艺文志》中将《管子》列为道家著作,而现代哲学家张岱年在其《管子新探·序》中说:“从《管子》书的总体看,列入法家是正确的,虽然《管子》书中也含有道家的思想。”由此可见,从全书的思想内容来看,《管子》并非一时之书,亦非一人之手。《管子》一书是稷下学者为了推崇管仲的思想所作,他们依托管仲立论,故此书为管仲学派的作品总集,这一点已为学界所公认。综观《管子》全书,内容庞杂,思想丰富,是先秦诸子学中百科全书式的哲学思想著作,在中国哲学发展史上具有重要地位。

二、《管子》中的哲学思想

《管子》书中的哲学思想,内容丰富,思想深奥,流传至今对我国思想文化的发展产生了深远的影响,是中华民族极其珍贵的精神文化遗产。《管子》一书充满了朴素的辩证思想,以道论和精气说为依据,以天道作为人事活动的根据,提出了虚空玄远的天道观,继承并发展了黄老道家哲学的道论思想。

(一)天人观

天人关系是中国古代哲学的重要研究课题,天人学是对自然界与人类社会之间的关系(即天人之际)的体察和求索。《管子·形势》篇有云:“天不变其常,地不易其则,春秋冬夏不更其节,古今一也。”在这里需要注意,“古今一也”不是说万事万物的具体形态没有变化,而是说事物背后的那个规律性的东西是“常”的。自古以来,中国哲学讨论了关于阴阳、五行等天道观的问题,但是直到管子这种“天道”“天常”的观念才得以明确地提出,这也从侧面说明了在管子所处时代和社会背景下,人们哲学的思维和理论水平具有了更好的概括性。《乘马》篇又云:“然则阴阳正矣。虽不正,有余不可损,不足不可益。”管子认为,这种“常”不是绝对的而是相对的。可见,管子在这里说明了气象的非常性,即寒暑节气有提前和错后的现象,这都是正常的。在此基础上,管子得出结论,即“天也,莫之能损益也”,这就是说“天”自身可以有损益,但人不可以损益“天”。这实际上阐明了“天”的客观性,它是不以人的意志为转移的,具有朴素唯物主义倾向。管子进一步把这个不变的东西归结为“阴阳”,认为阴阳是最根本的普遍不变的东西。《管子·乘马》篇有云:“春秋冬夏,阴阳之推移也;时之长短,阴阳之利用也;日夜之易,阴阳之化也。”可见,管子用阴阳的对立统一作用来解释世界万物的之所以是这样的原因,即阴阳是事物发展的根本动力的观点。这也从侧面说明了中国先人们的实践经验已经发展到了一定阶段,已经可以透过现象看到本质。此外,在《管子》书中也论及人与神的关系问题。《管子·内业》言:“凡物之精,此则为生。下生五谷,上为列星。流于天地之间,谓之鬼神;藏于胸中,谓之圣人。”这里指出了人神关系的和谐,认为经历的一切都来自被称为“气”的能量——神性的能量。这即是管子气论思想的理论基础。总的来说,管子所谓的“天”不是有意志的主宰之天,而是客观的自然之天、规律之天。管子在强调“天”的客观性的同时,也不否定人的主体性,认为人可以“法天象地”“法天合德”。但是在这里需要注意一个问题,管子是个现实的改革主义者,他为何要关注这些虚空玄远的天道观?在《管子·形势》篇有云:“欲王天下,而失天之道,天下不可得王也。”由此可以看出,管子阐述天道观是为其政治理论提供形上的依据,从“天之道”的高度来看“王天下”一下子就把现实政治问题提到了哲学的高度。

(二)道论思想

道论是《管子》思想的哲学基础,是其治国与治身这两个方面的思想客观依据。《管子》全书的主旨在于论“心”,以心本论和心气说为核心,由道论出发建立其哲学理论,可以说是继承和发展了老子的道论思想。全书涉及黄老道家哲学的基本为《心术上》《心术下》《白心》《内业》四篇,此皆为齐国稷下学者所作,其本质在于以道论法。《管子》以“道”作为宇宙万物的终极本原,《管子·白心》言:“原始计实,本其所生”,这里的“原”用作动词,是指追溯其本原,即是本原之道。《管子·心术》篇又云:“道在天地之间,其大无外,其小无内。”由此可以看出,管子坚持了老子的道论,把道作为天地万物的本原,同时指出了道的普遍性。学界认为,“静因之道”是战国时期齐国稷下学士提出来的,最早见于《管子·心术上》。其中说道:“有道之君子,其处也若无知,其应物也若偶之,静因之道也。”所谓“静”,指的是一种主观精神状态;所谓“因”,就是要去掉主观成见,遵循事物的本来面目去认识事物。《管子·心术上》说:“因也者,舍己而以物为法者也。”又说:“无为之道,因也。因也者,无益无损也,以其形因为之名,此因之术也。”《管子》认为,在认识过程中,主体要舍弃主观判断,以外物的本来面目作为认识根据,认识要反映外物的真实情况,这种认识方法被称之为“静因之道”。

(三)气论思想

《老子》论道时曾说:“其中有精,其精甚真”,但对此未加以说明,《周易·系辞上》有“精气为物”之说,亦无详说。在道论基础上为了解释抽象的道如何产生世界万物,《管子》中提出了“精气”的概念,对老子的道进行了新的解释。《管子·内业》把“精”视为最细微的气,说:“精也者,气之精者也”。所谓的精气不是一般的气,而是气中最精微、最细小的部分。稷下学者把精气作为道的质料,认为能够产生万物实际上是通过精气这种质料来完成的,即由精气构成了天地万物。《管子》认为,万事万物都是由精气所构成,即“凡物之精,比则为生,下生五谷,上为列星。”又说:“凡人之生也,天出其精,地出其形,合此以为人。和乃生,不和不生。”即是说,人的产生是由得之于天的“精气”和得之于地的“形气”相和合而成。进而言之,稷下学者还将道与精气融为一体用以解释“德”的观念,即道在具体事物中的存在状态。《心术》上篇中说:“虚无无形谓之道,化育万物谓之德”,管子认为,德是道与万物的一个中间环节。总的来说,道是一个整体,其中有细微的精气,此精气通过“德”的中介作用而构成具体的万物,这样道与万物就统一起来。“精气说”的理论意义在于,对道如何产生世界万物作了比较详细的说明,达到了一与多的统一;除此之外,由于精气是实际存在的,这就坚持了本原的物质性,打击了传统的泛神论观点。但是,它没有说明精气是如何产生的,亦具有一定理论局限性。

三、结语

综上所论,《管子》一书是先秦诸子学中百科全书式的哲学思想著作,是研究我国古代特别是先秦学术文化思想的重要典籍。《管子》一书充满了朴素的辩证思想,以道论和精气说为依据,以天道作为人事活动的根据,提出了虚空玄远的天道观,继承发展了黄老道家哲学的道论思想。《管子》中的哲学思想,内容丰富,思想深奥,贯穿历史数千年之久,是中华民族珍贵的精神文化遗产,对我国思想文化的发展产生了深远的影响,流传至今仍然具有重要的启迪意义,对于研究先秦时期的思想文化具有弥足珍贵的学术价值,值得人们继续认真地进行挖掘和阐释。

参考文献:

[1]李学勤.《管子·心术》等篇的再考察[J].管子学刊,1991,(01).

[2]侯磊.重构《管子》中法家思想的发展理路[J].船山学刊,2009,(04).

[3]陈鼓应.管子四篇诠释——稷下道家代表作解析[M].北京:商务印书馆,2006.

[4]王海成.《管子》四篇研究[D].陕西师范大学,2007.

[5]张岱年.《管子》学说的历史价值[J].管子学刊,1987,(01).

管子范文篇2

【关键词】管子政德政治

管子(?—公元前645年),名夷吾,字仲,又称敬仲,齐国颍上(今安徽颍上县)人,春秋时期齐国著名的政治家、军事家。早年曾与鲍叔牙一起经商,后来与鲍叔牙分别做公子纠和公子小白的师傅。经鲍叔牙举荐,齐桓公不计一箭之仇,任其为相。齐桓公在管仲的辅佐之下,励精图治,厉行变法,对内政外交各个方面进行改革,推行了一系列富国强兵的措施,使齐国成为“五霸之首”。管仲执政四十年,辅佐齐桓公“九合诸侯,一匡天下”,成为霸主,立下了卓著功勋,被齐桓公尊为仲父。管子关于为政之德的思想深刻体现了他非凡的政治智慧。

一顺应民心,以民为本

在治理国家问题上,管子既强调人事,也重视天道。在管子那里,天道代表自然规律和社会规律的总和,具有决定性的力量和作用。因此为政者不可企图用人为的力量颠覆客观规律,否则会招致严厉的惩罚。管子说:“天道之极,远者自亲;人事之起,近亲造怨。万物之于人也,无私近也,无私远也。巧者有余,而拙者不足。其功顺天者天助之,其功逆天者天违之。天之所助,虽小必大;天之所违,虽成必败。顺天者有其功,逆天者怀其凶,不可复振也。”(《管子?形势》)即是说,顺应天道行事,远方的人都会来归附;人为地做坏事,即使是近亲也会众叛亲离。顺应天道,就能够应对自如、游刃有余;违逆天道的人自以为是,却往往弄巧成拙,显得才力不足、顾此失彼。管子由此认为,人事与天道有很大的相关性,顺天道去做事,天就会成全他;而逆天道而行,天就会违背他。

管子强调顺天道并非是反对为政者积极地有所作为。管子以民心代天道,把天道置换为民心。管子认为,要想为国家建立不会倾斜的基础,就得先把权力交给有道德的人,即能够顺应民心的人。因为要想让政令得到顺利传达和执行,就得首先使政令顺应民心。如管子所言:“错国于不倾之地者,授有德也。……下令于流水之原者,令顺民心也。”

管仲非常注重民意,认为民心向背关系着国家治乱和兴衰,决定着统治的成功与否。单靠刑罚不足以使人民真正害怕,仅凭杀戮不足以使人民心悦诚服。刑罚繁重而人心不惧,法令就无法推行;杀戮多行而人心不服,为政者的地位就危险了。他以此告诫为政者民心向背对国家的重要性说:“毋蔽汝恶,毋异汝度,贤者将不汝助。言室满室,言堂满堂,是谓圣王。城郭沟渠,不足以固守;兵甲强力,不足以应敌;博地多财,不足以有众。”(《管子?牧民》)即是说,在室内讲话,要开诚布公,使全室的人都听到;在堂上讲话,要光明磊落,使满堂的人都听到。在管子看来,为了取得民众的拥护,必须顺应民心,要顺应民心,首先必须使人民的正当要求得到满足,物质生活得到保证。要得民心,应当先从爱惜百姓做起;国君能够爱惜百姓,百姓就自然愿意为国家出力。而爱惜百姓就得先使百姓富足,百姓富足而后国家得到治理,这是不言而喻的道理。所以管子说:“政之所兴,在顺民心;政之所废,在逆民心。民恶忧劳,我佚乐之;民恶贫贱,我富贵之;民恶危坠,我存安之;民恶灭绝,我生育之。能佚乐之,则民为之忧劳;能富贵之,则民为之贫贱;能存安之,则民为之危坠;能生育之,则民为之灭绝。”(《管子?牧民》)君主作为民众的表率,不仅要不断提高自己的修为,还要有光明正大的气度和虚怀若谷的胸襟,如此才会赢得民心。管子说:“四方所归,心行者也。独王之国,劳而多祸;独国之君,卑而不威。自媒之女,丑而不信。”(《管子?形势》)即认为,天下人所情愿归附的,是内心真正行德的人。而独断专行的国家,必然劳神费力却灾祸不断;独断专行的君主,必然品行卑劣而没有威望。管子比喻说,这好比自做媒人议定自己婚姻的女子,一定名声不好而没有信誉。

二张扬四维,以德化民

如何治理万民?在管子看来,严苛的政令和空洞甚至言行不一的说教,会失去民众的信任。管子认为,政令与教化相似而方法不同,没有政令,依靠教化也可以役使民众,而且教化能够更好地达到治理效果。至于政令,管子以少用为原则,而这正是天下太平的征兆。管子说:“教之始也,身必备之,辟之若秋云之始见,贤者不肖者化焉。敬而待之,爱而使之,若樊神山祭之。贤者少,不肖者多,使其贤,不肖恶得不化?今夫政则少则,若夫成形之征者也。去,则少可使人乎?”(《管子?侈靡》)即认为教化要求教化者本身具备良好的道德素养,使得贤者与不肖者都被感化。通过教化,为政者恭敬地对待人们,仁爱地役使民众,形成了一种庄严肃穆的治理氛围。这样,即使贤人少,不肖者多,通过教化不肖者也会有变化。

中国自古以来,君主就自称“天子”,代表“天”来统治天下臣民。不过,权利和义务一向相伴而行,君王广有天下的同时,也要履行表率的义务。教化民众敬畏天地、敬奉祖宗,维持人类社会的行为规范更是义不容辞。通过什么教化民众?管子认为,国家的“四维”能够得到发扬,政令就可以顺利推行。如管子所言:“上服度则六亲固,四维张则君令行。故省刑之要,在禁文巧;守国之度,在饰四维;顺民之经,在明鬼神,祗山川,敬宗庙,恭祖旧。”(《管子?牧民》)

什么是四维?礼义廉耻。管子说;“礼不逾节,义不自进,廉不蔽恶,耻不从枉。故不逾节则上位安,不自进则民无巧诈,不蔽恶则行自全,不从枉则邪事不生。”(《管子?牧民》)认为有了礼义廉耻,人们就不会越轨,国家的地位就安稳。

管子认为,为政者自身的德性修养,是端正民众德行的根本。君主自身德性修养好,民众就会上行下效;君主德行端正,民众就能管理好。因此,管好官吏和教化人民,其关键在于为政者。所以为政者不应苛求民众而应苛求自己。如管子所说:“主身者,正德之本也;官治者,耳目之制也。身立而民化,德正而官治。治官化民,其要在上。是故君子不求于民。”(《管子?君臣上》)

三府不积货,藏富于民

为政之德的另一个体现是“府不积货,藏富于民”。管子认为,民众富裕就会安于乡居而珍惜家业,安于乡居而珍惜家业就容易治理;相反,民众贫穷就会不安于乡居而轻视家业,如此一来就难以治理了。管子主张,治国之道,一定要先让民众富裕。因此,善于治国的人,一定要先使民众富裕起来,然后再加以治理。管子说:“凡治国之道,必先富民。民富则易治也,民贫则难治也。……故治国常富,而乱国常贫。是以善为国者,必先富民,然后治之。”(《管子?治国》)

管子注重发展商业,但是更加注重农业,认为农业是根本,不可轻忽。在管子看来,农田往往会与市场争夺劳力,民家往往会与官府争夺财货,货币会往往与粮食争比贵贱,地方往往会与朝廷争取治理权限。管子由此提出四个主张:要把农耕之事放在首位;官府不应积聚财富,而要把财富藏于民间;市场上不应当有成行的店铺,但要做到让居民家用很充足;朝廷不应当整天聚众议事,而要分权到乡,让地方政府分担治理责任。如管子所言:“野与市争民,家与府争货,金与粟争贵,乡与朝争治。故野不积草,农事先也;府不积货,藏于民也;市不成肆,家用足也;朝不合众,乡分治也。故野不积草、府不积货、市不成肆、朝不合众,治之至也。”(《管子?权修》)市场经济发达,则货币地位重要,即“金”贵;自然经济发达,则粮食地位重要,即“粟”贵。管子主张适当限制商业,使市不成肆,并主张把财富藏于民间,让人们生活自给自足,这种发展农业生产的思想是难能可贵的。

不仅如此,管子还认为,为政者应善于分利于民,为政者如果不善于分利于民,就与普通百姓没有两样。为政者自己总是贪心不足,就不能为政。管子说:“圣人之所以为圣人者,善分民也。圣人不能分民,则犹百姓也。于己不足,安得名圣?是故有事则用,无事则归之于民,唯圣人为善托业于民。”(《管子?乘马》)管子主张,国家如果有需要,可以取用于民;如果相安无事,就应该把财富归还于民,让人们生活自给自足,从而促进生产。

管子非常注重农事,而农时对于农事来说又是非常宝贵的,官府与民争利就是收藏农时、耽误农时。管子说:“时之处事精矣,不可藏而舍也。故曰:今日不为,明日亡货。昔之日已往而不来矣。”(《管子?乘马》)即是借用农谚说:今天不辛勤劳作,明天就一无所获。从前的时光已经过去了,就不会再回来了。

四举贤荐能,选拔贤良

执政者的为政之德直接影响着国家的长治久安,因此举贤荐能、选拔贤良这一环节就显得尤为重要。管子认为,国家并不缺乏能够胜任的人材,只是执政者还不足以明察了解他们。所以,明智的执政者要认真地访求胜任之臣。执政者授予官员职位应当把握好各种事务的原则,应当选拔贤良,评定人才,并且依照法度来使用他们。他说:“为人君者,坐万物之原,而官诸生之职者也。选贤论材,而待之以法。举而得其人,坐而收,其福不可胜收也。官不胜任,奔走而奉,其败事不可胜救也。而国未尝乏于胜任之士,上之明适不足以知之。是以明君审知胜任之臣者也。”(《管子?君臣上》)即认为,如果举用人材正确得当,治理国家就可以坐享其成,所得到的好处不可尽收。如果官吏不能胜任,即使卖力地奔忙劳累,他们弄糟的事情,也很难补救。

管子强调,官员的任免必须遵循公平公正的原则,这样才会取信于民,国家才会长治久安。个人的观念如果影响了人才选拔的公正,国家就可能会失信于民,政权也可能会陷入信用危机,后果更为严重。管子说:“宁过于君子,而毋失于小人。过于君子,其为怨浅;失于小人,其为祸深。是故国有德义未明于朝而处尊位者,则良臣不进;有功力未见于国而有重禄者,则劳臣不劝;有临事不信于民而任大官者,则材臣不用。”(《管子?立政》)管子主张,宁可有过于君子,却不可有失于小人。他认为,有过于君子,招致的怨恨浅;有失于小人,造成的祸乱深。因此,一方面,身居高位的人如果没有德义显明于朝廷,贤良的大臣就得不到进用;另一方面,如果享受厚禄的人没有功绩表现于国家,辛劳的大臣就不会再努力,同样,如果做了大官的人主持政事却不能取信于民,有才能的大臣就不会尽力。

举贤荐能、选拔贤良是保证官吏为政之德的关键。千里马常有,而伯乐不常有。不怕天下没有贤良,只怕没有人能够识别和任用他们。管子说:“天下不患无臣,患无君以使之;天下不患无财,患无人以分之。故知时者可立以为长,无私者可置以为政,审于时而察于用,而能备官者,可奉以为君也。”(《管子?牧民》)执政者不仅负有治理国家和民众的使命,而且要担任伯乐的角色来识别和选拔良臣来辅佐自己。治理好天下,造福于百姓要依靠君臣上下一心、齐心协力。

管子范文篇3

关键词:管子弯曲;回弹;切线;数学模型

若能采用无余量弯管、先焊后弯新工艺,则对实现管材加工的自动化及提高生产效率、节省材料将具有重要的意义[2]。要实现无余量弯管、先焊后弯新工艺,需要完成管子无余量下料计算。建立管子的弯曲回弹角度、延伸值、切线值的数学模型,才能实现管子无余量下料计算。目前国内已经有成熟的管子弯曲回弹角度、延伸值数学模型,弯曲角θ与成形角θ'之间呈不过原点的直线关系,即θ=K1θ'+C1(数学模型1),伸长量ΔL与成形角θ'之间呈不过原点的直线关系,即ΔL=K2θ'+C2(数学模型2)[3]。目前的管子弯曲等比近似有余量下料计算方法中,一般均将管子弯曲部分形状近似成圆弧来计算两侧的切线值,这种计算方式精度不高,迫切需要更精确的计算方式,实现管子无余量下料计算。

1管子弯曲回弹切线数学模型研究

管子弯曲的外力卸除以后,管子由于弯曲回弹,使管子回弹后曲率半径变大,管子切线方向上的尺寸变长,同时管子弯曲后外力卸除前起弯点O位置变化成外力卸除后起弯点O'位置。将管子轴向设为坐标系X方向,管子径向设为坐标系Y方向,这样O位置变成O'位置,其回弹前后的坐标点位置也发生了变化,具体变化值为X(尾增)、Y(首减),如图1所示。选用同一炉批号中相同规格管子(Φ114×6,炉批号:11-200842)进行了设定弯曲角度的弯曲试验,记录了相应的试验参数,具体如表1所示。将所有参数在坐标系中标识后,分析其显现的曲线发现管子弯曲尾增、首减值均趋于抛物线形状,如图2所示。

2管子弯曲回弹切线数学模型验证

应用Φ76×5管子(炉批号:13-200210)试验验证管子弯曲回弹切线数学模型。首先进行两组弯曲试验,实测相应数据参数。弯曲角为30°,尾增为0.5mm,首减为0.5mm;弯曲角为92.1°,尾增为5mm,首减为4mm。1)推导尾增数学模型已知θ=30X=0.5;θ=92.1X=5;分别代入数学模型3中,求得K3=0.000606;K4=-0.001508。求得数学公式:X=0.000606θ2-0.001508θ(3)2)推导首减数学模型已知θ=30X=0.5;θ=92.1X=4;分别代入数学模型4中,求得K5=0.000431;K6=0.003737。求得数学公式:X=0.000431θ2+0.003737θ(4)3)首减、尾增的理论计算与试验实测数据对比:根据以上公式求出弯曲角度对应首减、尾增的理论公式计算数值,与试验实测数据对比,具体如表2所示。理论计算数值与试验实测数据对比,两者差值均小于等于±1mm。4)首切、尾切的理论计算与试验实测数据对比应用该口径、炉批号管子弯曲加工成形角45º的管子,应用数学模型和公式计算理论首切、尾切值,同时实测具体首切、尾切值。记录试验实测参数:弯曲角45.5º、成形角45º、首切97mm、尾切97mm。将弯曲角45.5º,成形角45º代入公式1、公式(2)中,首切=95.78mm、尾切=97.50mm。《中国造船质量标准GB/T34000-2016》中对管子弯曲后封闭尺寸标准范围是±3mm。应用数学模型计算的首切、尾切值和试验实测数据相比的误差在-0.5mm至+1.22mm之间,低于标准范围要求,验证了尾增、首减数学模型和首切、尾切公式的准确性。

3结语

本文通过研究回弹前后起弯点在两个切线方向的位移量,即尾增、首减量,找出其中的数学规律并建立数学模型。应用理论计算结果与试验结果对比,确定所研究的管子弯曲回弹切线数学模型的正确性。结合成熟的管子弯曲回弹角度、延伸值数学模型,就可以完成管子弯曲加工精确无余量下料计算。进而实现无余量弯管、先焊后弯新工艺,能够有效节约管子材料并大幅提高管子加工生产效率。

参考文献:

[1]董胜利.弯管工艺过程的受力分析及工艺分析[J].中国西部科技,2017,12:08-11

[2]胡勇,王呈方.智能弯管回弹伸长测量仪的研制及应用[J].船舶工程,1996,(02):57-60.

管子范文篇4

关键词:《管子》教育思想;法律教育思想

《管子》是先秦时期一部重要的典籍,是齐国稷下学者丛书,共有86篇,书中有丰富的哲学、政治、经济、军事思想,还有许多关于教育方面的思想,其中包括法制教育思想,这些思想在《任法》、《明法》、《法法》、《明法解》等篇章中都有体现。《管子》法制教育思想一直到现在都有深远影响,本文主要就《管子》一书的法制教育思想做了简要论述。

一、法的定义

什么是“法”,指纯粹按政治权力的从属关系组织起来的一套等级制度,与之相适应的统治方术不在于提倡宗法道德而在于严格执行功过赏罚的办法,以维护君主意志的至高无上的权威[1]。法家思想最根本、最显著的特点就是一切以法为本。《管子》对“法”的表述体现这个特点。“法者,天下之程式也,万事之仪表也”[2](《管子•明法解》)(以下引用《管子》篇章只注篇名,不再注书名)。“法者,天下之仪也,所以决疑而明是非也,百姓所县命也”[3](《禁藏》)。“法者,天下之至道也,圣君之宝用也”[4](《任法》)。《管子》把法比做自然界的四季、星辰、日月:“如四时之不貣,如星辰之不变,如宵如昼,如阴如阳,如日月之明,曰法。”[5](《正》)

二、法的作用

在《七臣七主》篇中,《管子》对法的作用做了阐述:“夫法者所以兴功惧暴也;律者所以定纷止争也;令者所以令人知事也。法律政令者,吏民规矩绳墨也。”[6]法是用来推动立功警戒行暴的,律是用来确定本分制止纷争的,令是用来命令人主管工作的。法律政令是官吏百姓行为的规矩绳墨。《管子》认为,通过法的惩恶赏善,使群臣、百官及百姓知道什么该做,什么不该做,从而达到百官奉法守职、百姓(万民)敦厚诚实的目的。“法立令行,故群臣奉法守职,百官有常法。法不繁慝,万民敦悫,反本而俭力。故赏必足以使,威必足以胜,然后下从”[7](《正世》)。因此,法律可以起到规范民众行为,减少犯罪现象发生的作用:“故贫者非不欲夺富者财也,然而不敢者,法不使也;强者非不能暴弱也,然而不敢者,畏法诛也。故百官之事,案之以法,则奸不生;暴慢之人,诛之以刑,则祸不起;群臣并进,策之以数,则私无所立。”[8](《明法解》)《管子》把治国无法与有法的后果进行比较:“人君不公,常惠于赏,而不忍于刑,是国无法也。治国无法,则民朋党而下比,饰巧以成其私;法制有常,则民不散而上合,竭情以纳其忠。”[9](《君臣上》)治国不用法制,百姓就会在下结党营私;国家法制完备,则百姓不搞党派,对上尽心效忠。

三、法的制订

《管子》强调,凡是准备兴办事项,必须先出台有关法令。将要做某件事,必须先明确赏罚的规定。具体办事的人要严格遵照君主的法令进行赏罚,总结情况,回复命令,上报执行赏罚的结果。如果有和法令相违背的,即使事有成效,也叫独断专行,罪行当死,不得赦免。“凡将举事,令必先出。曰事将为,其赏罚之数,必先明之。立事者谨守令以行赏罚,计事致令,复赏罚之所加。有不合于令之所谓者,虽有功利,则谓之专制,罪死不赦”[10](《立政》)。而要使百姓为君主效力,必须建立法制推行政令。所以治国使用民众最好的办法是建立法制,禁止放荡制止暴行最好的办法是刑罚。“使民用者,必法立而令行也。故治国时众莫如法,禁淫止暴莫如刑”[11](《明法解》)。圣明的君主设立标准,制定法制,就像天地一样坚实,像列星一样牢固,像日月一样明亮,像四季一样真实,这样政令颁布施行百姓就会听从它。“故圣君设度量,置仪法,如天地之坚,如列星之固,如日月之明,如四时之信,然故令往而民从之”[12](《任法》)。因此,《管子》制订一系列法规,规定虞师、司空、司田、乡师、工师等百官的职责,对百官及百姓进行管理。如乡师:“行乡里,视宫室,观树艺,简六畜,以时钧修焉,劝勉百姓,使力作毋偷,怀乐家室,重去乡里,乡师之事也”[13](《立政》)。《管子》对不同爵位享受不同待遇等都制订标准:“度爵而制服,量禄而用财。饮食有量,衣服有制,宫室有度,六畜人徒有数,舟车陈器有禁。修生则有轩冕、服位、谷禄、田宅之分,死则有棺椁、绞衾、圹垄之度”[14](《立政》)。

四、法的执行

《管子》认为,法律制订以后,必须依法办事,否则会造成钩心斗角的内乱,甚至犯上杀君的祸患:“有道之君者,善明设法而不以私防者也。而无道之君,既已设法,则舍法而行私者也。为人上者释法而行私,则为人臣者援私以为公……奸心之积也,其大者有侵逼杀上之祸,其小者有比周内争之乱。”[15](《君臣上》)所以,从君主到百姓都要依法办事:“朝有定度衡仪,以尊主位,衣服緷絻,尽有法度,则君体法而立矣。君据法而出令,有司奉命而行事,百姓顺上而成俗,著久而为常。”因为大家都依法办事,因此“是以上有余日,而官胜其任;时令不淫,而百姓肃给。唯此上有法制,下有分职也”[16](《君臣上》)。《管子》强调要依法治理国家,依法对人民实行奖惩,使人民受刑而无怨恨君主之心,受赏又无对君主的感激之情,自觉依法行事,从而达到依法治国的目的“……故明主之治也,当于法者赏之,违于法者诛之。故以法诛罪,则民就死而不怨;以法量功,则民受赏而无德也,此以法举错之功也。故《明法》曰:‘以法治国,则举错而已。’”(《明法解》)[17]韩非子也持这个观点。“巧匠目意中绳,然必先以规矩为度;上智捷举中事,必以先王之法为比。故绳直而枉木斫,准夷而高科削,权衡县而重益轻,斗石设而多益少,故以法治国,举措而已矣”[18](《韩非子•有度》)。而如果从君主、大臣到百姓都服从法律,这就是大治“……圣君亦明其法而固守之;群臣修通辐辏,以事其主;百姓辑睦,听令道法,以从其事。故曰:有生法,有守法,有法于法。夫生法者,君也;守法者,臣也;法于法者,民也。君臣上下贵贱皆从法,此谓为大治”[19](《任法》)。在法律执行过程中,对那些行为放荡、性情邪恶的人要处以死刑或流放:“五经既布,然后逐奸民,诘诈伪,屏谗慝,而毋听淫辞,毋作淫巧。若民有淫行邪性,树为淫辞,作为淫巧,以上谄君上而下惑百姓,移国动众,以害民务者,其刑死流。”[20](《五辅》)在《立政》篇中,《管子》连续以三个“罪死不赦”强调不落实法律的后果,对不及时传达法令(留令)、不服从法令(不从令)、专断独行(专制)、削减法令(亏令)等,都罪行当死,不得赦免。“太史既布宪,入籍于太府,宪籍分于君前……宪未布,使者未发,不敢就舍。就舍谓之留令,罪死不赦。宪既布,有不行宪者,谓之不从令,罪死不赦。考宪而有不合于太府之籍者,侈曰专制,不足曰亏令,罪死不赦”[21](《立政》)。《管子》认为要依法办事,否则灾祸动乱就会发生,君主地位就会危险。“审治刑赏,必明经纪。陈义设法,断事以理。虚气平心,乃去怒喜。若倍法弃令而行怒喜,祸乱乃生,上位乃殆”[22](《版法解》)。

五、法制教育

法律颁布后,必须得到遵守才能落到实处,否则就是一纸空文。而怎样才能使法律得到落实,使得百姓都遵守法律呢?《管子》认为:“夫民必知务,然后心一,心一然后意专,心一而意专,然后功足观也。”[23](《五辅》)这里“务”就是法的意思。百姓必须懂得法,然后才能做到思想一致,思想一致然后才能做到意志专一,思想一致而意志专一,然后功业可成。与韩非等法家的愚民政策不同,《管子》强调百姓要知法、懂法,它的思想无疑比其他法家思想先进得多。百姓不仅要知法,《管子》还指出:“明主者,有法度之制,故群臣皆出于方正之治而不敢为奸。百姓知主之从事于法也,故吏之所使者,有法则民从之,无法则止。民以法与吏相距,下以法与上从事,故诈伪之人不得欺其主,嫉妒之人不得用其贼心,谄谀之人不得施其巧,千里之外不敢擅为非。故《明法》曰:‘有法度之制者,不可巧以诈伪。’”[24](《明法解》)意思是说,执法权不应是君主、官吏擅专的,而应同样授予人民。也就是说,人民有权了解执法的原则、方法、准则,并以法为准绳监督执法人,而且有权拒绝执法人的非法要求,制止其违法行为。那么,百姓怎样才能知法甚至监督执法者呢?《管子》认为,必须对百姓进行教育,即法制教育。在《五辅》篇,《管子》对教化内容做了阐述:“然则得人之道,莫如利之;利之之道,莫如教之以政。”[25]具体就是对老百姓在“德、义、礼、法、权”五个方面的教导。其中“法”有五个方面,包括君主任命大臣治理政事、大臣坚守职分、士人修养品德、百姓从事农业生产等,通过宣布政令,官吏和百姓知道自己的职责。为使百姓知法,当时还专门设置了“民啬夫”、“吏啬夫”二职。吏啬夫负责法律执行,民啬夫负责法制教育,教育对象是百姓。“民啬夫成教、吏啬夫成律之后,则虽有敦悫忠信者不得善也;而戏豫怠傲者不得败也”[26](《君臣上》)。对此,唐初学者尹知章解释道:“民啬夫之教既成,则人皆忠信,故无有独得善者也;吏啬夫之律既成,人皆惧法,不敢为非,虽有豫怠,不得为败也。”[27]《管子》法制教育思想丰富、博大精深,其法制教育思想是祖先留下的宝贵精神遗产。我们要辩证地吸收这些宝贵遗产,发掘其合理因素,古为今用,从而有助于我们建设具有中国特色的社会主义新文化,使之为推进我国社会主义现代化建设而服务。

参考文献:

[1]中国社科院经济研究所中国经济思想史组编.中国经济思想史论[M].北京:人民出版社,1985.

[2][3][4][5][6][7][8][10][11][12]谢浩范,朱迎平,译.注管子全译[M].贵阳:贵州人民出版社,1996.

[9][19][20][21][22][23][24][25](汉)刘向,校.(清)戴望,校.正管子[M].诸子集成本.长沙:岳麓书社,2002.

[13][14][15][16][17][26][27](唐)尹知章,注.(清)戴望,校正.管子[M].诸子集成本.北京:中华书局,2006.

管子范文篇5

时间:

10~20分钟

人数:

不限,人数较多时,最好将队员划分成若干个由5~7个人组成的小组。

道具:

(每个小组)

·一段约30厘米长的管子,管子的内径比乒乓球稍微大些。

·一个乒乓球。

·一个较大的活动扳手。

·一把木工锯。

·一团绳子。

·一小瓶蜂蜜。

·2张能写字的纸。

·2支钢笔。

·一个放大镜。

·一听未开封的软饮料。

·一个塑料防雨屏风。

·一个网球。

·2卷卫生纸。

·一瓶未开封的酒。

·2个瓷杯子。

·4个新气球。

·2枚生鸡蛋。

·一株小辣椒树。

要求你把上述所有东西都准备齐全,不太实际。可以给每组复印一张清单,让他们自己去想办法。

概述:

这是一个激发创造性思维的有趣游戏,目的是使队员配合工作。

公务员之家版权所有

目的:

1.使队员配合工作。

2.倡导多角度思考问题。

3.展示同心协力的益处。

准备:

替各组把管子埋在地上后,扶直。管子的地上部分长约25厘米。如果你想在自己的场地上多次开展游戏,可以把管子固定在地面上。每次做完游戏后把管子盖起来,以防绊倒人。

步骤:

1.向各组展示埋在地上的管子。

2.每个管道里放一个乒乓球。

3.让各组尽量想出多种办法取出乒乓球。但不能破坏乒乓球、管子和地面。只能利用上述道具完成任务。

4.游戏结束后,引导大家就相关策略和方法展开讨论。

讨论问题示例:

·你们想出了多少种办法?这些办法都有效吗?

·你们是如何想出这些办法的?

·除一种办法外,各组还有其他方案吗?

·如何将这个游戏和我们的日常生活联系起来?

安全:

游戏结束后把管子移走,以防绊倒人公务员之家版权所有

变通:

1.发挥想象力,采用其他道具取出乒乓球,而不仅仅局限于上述器材。

2.起初,先让队员独自想办法,然后再组成小组共同完成任务。

答案:

1.将软饮料或酒倒入管子,使乒乓球飘上来。

管子范文篇6

随着我国电力工业建设的迅猛发展,各种类型的大容量火力发电机组不断涌现,锅炉结构及运行更加趋于复杂,不可避免地导致并联各管内的流量与吸热量发生差异。当工作在恶劣条件下的承压受热部件的工作条件与设计工况偏离时,就容易造成锅炉爆管。

事实上,当爆管发生时常采用所谓快速维修的方法,如喷涂或衬垫焊接来修复,一段时间后又再爆管。爆管在同一根管子、同一种材料或锅炉的同一区域的相同断面上反复发生,这一现象说明锅炉爆管的根本问题还未被解决。因此,了解过热器爆管事故的直接原因和根本原因,搞清管子失效的机理,并提出预防措施,减少过热器爆管的发生是当前的首要问题。

1过热器爆管的直接原因

造成过热器、再热器爆管的直接原因有很多,主要可以从以下几个方面来进行分析。

1.1设计因素

1.热力计算结果与实际不符

热力计算不准的焦点在于炉膛的传热计算,即如何从理论计算上较合理的确定炉膛出口烟温和屏式过热器的传热系数缺乏经验,致使过热器受热面的面积布置不够恰当,造成一、二次汽温偏离设计值或受热面超温。

2.设计时选用系数不合理

如华能上安电厂由B&W公司设计、制造的“W”型锅炉,选用了不合理的受热面系数,使炉膛出口烟温实测值比设计值高80~100℃;又如富拉尔基发电总厂2号炉(HG-670/140-6型)选用的锅炉高宽比不合理,使炉膛出口实测烟温高于设计值160℃。

3.炉膛选型不当

我国大容量锅炉的早期产品,除计算方法上存在问题外,缺乏根据燃料特性选择炉膛尺寸的可靠依据,使设计出的炉膛不能适应煤种多变的运行条件。

炉膛结构不合理,导致过热器超温爆管。炉膛高度偏高,引起汽温偏低。相反,炉膛高度偏低则引起超温。

4.过热器系统结构设计及受热面布置不合理

调研结果表明,对于大容量电站锅炉,过热器结构设计及受热面布置不合理,是导致一、二次汽温偏离设计值或受热面超温爆管的主要原因之一。

过热器系统结构设计及受热面布置的不合理性体现在以下几个方面:

(1)过热器管组的进出口集箱的引入、引出方式布置不当,使蒸汽在集箱中流动时静压变化过大而造成较大的流量偏差。

(2)对于蒸汽由径向引入进口集箱的并联管组,因进口集箱与引入管的三通处形成局部涡流,使得该涡流区附近管组的流量较小,从而引起较大的流量偏差。引进美国CE公司技术设计的配300MW和600MW机组的控制循环锅炉屏再与末再之间不设中间混合集箱,屏再的各种偏差被带到末级去,导致末级再热器产生过大的热偏差。如宝钢自备电厂、华能福州和大连电厂配350MW机组锅炉,石横电厂配300MW机组锅炉以及平坪电厂配600MW机组锅炉再热器超温均与此有关。

(3)因同屏(片)并联各管的结构(如管长、内径、弯头数)差异,引起各管的阻力系数相差较大,造成较大的同屏(片)流量偏差、结构偏差和热偏差,如陡河电厂日立850t/h锅炉高温过热器超温就是如此。

(4)过热器或再热器的前后级之间没有布置中间混合联箱而直接连接,或者未进行左右交叉,这样使得前后级的热偏差相互叠加。

在实际运行过程中,上述结构设计和布置的不合理性往往是几种方式同时存在,这样加剧了受热面超温爆管的发生。

5.壁温计算方法不完善,导致材质选用不当

从原理上讲,在对过热器和再热器受热面作壁温校核时,应保证偏差管在最危险点的壁温也不超过所用材质的许用温度。而在实际设计中,由于对各种偏差的综合影响往往未能充分计及,导致校核点计算壁温比实际运行低,或者校核点的选择不合理,这样选用的材质就可能难以满足实际运行的要求,或高等级钢材未能充分利用。

6.计算中没有充分考虑热偏差

如淮北电厂5号炉过热器在后屏设计中没有将前屏造成的偏差考虑进去,影响了管材的正确使用,引起过热器爆管。

1.2制造工艺、安装及检修质量

从实际运行状况来看,由于制造厂工艺问题、现场安装及电厂检修质量等原因而造成的过热器和再热器受热面超温爆管与泄漏事故也颇为常见,其主要问题包括以下几个方面。

1.焊接质量差

如大同电厂6号炉,在进行锅炉过热器爆管后的换管补焊时,管子对口处发生错位,使管子焊接后存在较大的残余应力,管壁强度降低,长期运行后又发生泄漏。

2.联箱中间隔板焊接问题

联箱中间隔板在装隔板时没有按设计要求加以满焊,引起联箱中蒸汽短路,导致部分管子冷却不良而爆管。

3.联箱管座角焊缝问题

据调查,由于角焊缝未焊透等质量问题引起的泄漏或爆管事故也相当普遍。如神头电厂5号炉(捷克650t/h亚临界直流锅炉)包墙过热器出口联箱至混合联箱之间导汽管曾在水压试验突然断裂飞脱,主要原因是导汽管与联箱连接的管角焊缝存在焊接冷裂纹。

4.异种钢管的焊接间题

在过热器和再热器受热面中,常采用奥氏体钢材的零件作为管卡和夹板,也有用奥氏体管作为受热面以提高安全裕度。奥氏体钢与珠光体钢焊接时,由于膨胀系数相差悬殊,已发生过数次受热面管子撕裂事故。

此外,一种钢管焊接时往往有接头两边壁厚不等的问题,不同壁厚主蒸汽管的焊接接头损坏事故也多次发生。一些厂家认为,在这种情况下应考虑采用短节,以保证焊接接头两侧及其热影响区范围内壁厚不变。

5.普通焊口质量问题

锅炉的受热面绝大多数是受压元件,尤其是过热器和再热器系统,其管内工质的温度和压力均很高,工作状况较差,此时对于焊口质量的要求就尤为严格。但在实际运行中,由于制造厂焊口、安装焊口和电厂检修焊口质量不合格(如焊口毛刺、砂眼等)而引起的爆管、泄漏事故相当普遍,其后果也相当严重。

6.管子弯头椭圆度和管壁减薄问题

GB9222-88水管锅炉受压无件强度计算标准规定了弯头的椭圆度,同时考虑了弯管减薄所需的附加厚度。该标准规定,对弯管半径R>4D的弯头,弯管椭圆度不大于8%。但实测数据往往大于此值,最大达21%,有相当一部分弯头的椭圆度在9%~12%之间。

另外,实测数据表明,有不少管子弯头的减薄量达23%~28%,小于直管的最小需要壁厚。因此,希望对弯管工艺加以适当的改进,以降低椭圆度和弯管减薄量,或者增加弯头的壁厚。

7.异物堵塞管路

锅炉在长期运行中,锈蚀量较大,但因管径小,无法彻底清除,管内锈蚀物沉积在管子底部水平段或弯头处,造成过热而爆管。在过热器的爆管事故中,由干管内存在制造、安装或检修遗留物引起的事故也占相当的比例。如长春热电二厂1号炉因管路堵塞造成短时超温爆管。

8.管材质量问题

钢材质量差。管子本身存在分层、夹渣等缺陷,运行时受温度和应力影响缺陷扩大而爆管。由于管材本身的质量不合格造成的爆破事故不像前述几个问题那么普遍,但在运行中也确实存在。

9.错用钢材

如靖远电厂4号炉的制造、维修过程中,应该用合金钢的高温过热器出口联箱管座错用碳钢,使碳钢管座长期过热爆破。为此,在制造厂制造加工和电厂检修时应注意严格检查管材的质量,加以避免。

10.安装质量问题

如扬州发电厂DG-670/140-8型固态排渣煤粉炉的包墙过热器未按照图纸要求施工,使管子排列、固定和膨胀间隙出现问题,从而导致爆管。这类问题在机组试运行期间更为多见。

1.3调温装置设计不合理或不能正常工作

为确保锅炉的安全、经济运行,除设计计算应力求准确外,汽温调节也是很重要的一环。大容量电站锅炉的汽温调节方式较多,在实际运行中,由于调温装置原因带来的问题也较多,据有关部门调查,配200MW机组的锅炉80%以上的再热蒸汽调温装置不能正常使用。

1.减温水系统设计不合理

某些锅炉在喷水减温系统设计中,往往用一只喷水调节阀来调节一级喷水的总量,然后将喷水分别左右两个回路。这时,当左右侧的燃烧工况或汽温有较大偏差时,就无法用调整左右侧喷水量来平衡两侧的汽温。

2.喷水减温器容量不合适

喷水式减温器一般设计喷水量约为锅炉额定蒸发量的3%~5%,但配200MW机组的锅炉由于其汽温偏离设计值问题比较突出,许多电厂均发现喷水减温器容量不够。如:邢台电厂、沙角A电厂和通辽电厂等都将原减温水管口放大,以满足调温需要;对再热蒸汽,由于大量喷水对机组运行的经济性影响较大,故设计时再热蒸汽的微量喷水一般都很小,或不用喷水。然而,在实际运行中,因再热器超温,有些电厂不得不用加大喷水量来解决。

3.喷水减温器调节阀调节性能问题

喷水减温器的喷水调节阀的调节性能也是影响减温系统调温效果的因素之一。调研结果表明,许多国产阀门的调节性能比较差,且漏流严重,这在一定程度上影响了机组的可靠性和经济性。

4.减温器发生故障

如巴陵石化公司动力厂5号炉,将减温器I级调节阀固定,用II级调节阀调节。因起主调作用的I级减温器减温水投入少,冷却屏式过热器、高温过热器的效果差,增加过热器超温的可能。

5.再热器调节受热面

所谓再热器调节受热面是指用改变通过的蒸汽量来改变再热蒸汽的吸热量,从而达到调节再热汽温的一种附加受热面。苏制Efl670/140型锅炉的再热汽温的调节就是利用这一装置实现的。但是由于运行时蒸汽的重量流速低于设计值,而锅炉负荷则高于设计值,因而马头电厂5,6号炉都曾发生再热器调节受热面管子过热超温事故,后经减少调节受热面面积和流通截面积,才解决了过热问题。

6.挡板调温装置

采用烟气挡板调温装置的锅炉再热蒸汽温度问题要好于采用汽——汽热交换器的锅炉。挡板调温可改变烟气量的分配,较适合纯对流传热的再热蒸汽调温,但在烟气挡板的实际应用中也存在一些问题:

(1)挡板开启不太灵活,有的电厂出现锈死现象;

(2)再热器侧和过热器侧挡板开度较难匹配,挡板的最佳工作点也不易控制,运行人员操作不便,往往只要主蒸汽温度满足就不再调节。有些电厂还反映用调节挡板时,汽温变化滞后较为严重。

7.烟气再循环

烟气再循环是将省煤器后温度为250~350℃的一部分烟气,通过再循环风机送入炉膛,改变辐射受热面与对流受热面的吸热量比例,以调节汽温。

采用这种调温方式能够降低和均匀炉膛出口烟温,防止对流过热器结渣及减小热偏差,保护屏式过热器及高温对流过热器的安全。一般在锅炉低负荷时,从炉膛下部送入,起调温作用;在高负荷时,从炉膛上部送入,起保护高温对流受热面的作用。此外,还可利用烟气再循环降低炉膛的热负荷,防止管内沸腾传热恶化的发生,并能抑制烟气中NOx的形成,减轻对大气的污染。但是,由于这种方式需要增加工作于高烟温的再循环风机,要消耗一定的能量,且因目前再循环风机的防腐和防磨问题远未得到解决,因而限制了烟气再循环的应用。此外,采用烟气再循环后,对炉膛内烟气动力场及燃烧的影响究竟如何也有待于进一步研究。

因此,从原理上将烟气再循环是一种较理想的调温手段,对于大型电站锅炉的运行是十分有利的。但因种种原因,实际运行时极少有电厂采用。

8.火焰中心的调节

改变炉膛火焰中心位置可以增加或减少炉膛受热面的吸热量和改变炉膛出口烟气温度,因而可以调节过热器汽温和再热器汽温。但要在运行中控制炉膛出口烟温,必须组织好炉内空气动力场,根据锅炉负荷和燃料的变化,合理选择燃烧器的运行方式。按燃烧器形式的不同,改变火焰中心位置的方法一般分为两类:摆动式燃烧器和多层燃烧器。摆动式燃烧器多用于四角布置的锅炉中。在配300MW和600MW机组的锅炉中应用尤为普遍。试验表明,燃烧器喷嘴倾角的变化对再热器温和过热器温都有很大的影响,当采用多层燃烧器时,火焰位置改变可以通过停用一层燃烧器或调节上下一、二次风的配比来实现,如停用下排燃烧器可使火焰位置提高。遗憾的是,在实际运行时效果不甚理想。

1.4运行状况对过热器超温、爆管的影响

过热器调温装置的设计和布置固然对于过热器系统的可靠运行起着决定性的作用,但是,锅炉及其相关设备的运行状况也会对此造成很大的影响,而后者又往往受到众多因素的综合影响。因此,如何确保锅炉在理想工况下运行是一个有待深入研究的问题。

1.蒸汽品质不良,引起管内结垢严重,导致管壁过热爆管

如镇海发电厂6号炉(DG-670/140-8)曾因这类问题引起7次爆管。

2.炉内燃烧工况

随着锅炉容量的增大,炉内燃烧及气流情况对过热器和再热器系统的影响就相应增大。如果运行中炉内烟气动力场和温度场出现偏斜,则沿炉膛宽度和深度方向的烟温偏差就会增加,从而使水平烟道受热面沿高度和宽度方向以及尾部竖井受热面沿宽度和深度方向上的烟温和烟速偏差都相应增大;而运行中一次风率的提高,有可能造成燃烧延迟,炉膛出口烟温升高。如美国CE公司习惯采用,也是我国大容量锅炉中应用最广泛的四角布置切圆燃烧技术常常出现炉膛出口较大的烟温或烟速偏差,炉内烟气右旋时,右侧烟温高;左旋时左侧烟温高。有时,两侧的烟温偏差还相当大(石横电厂6号1025t/h炉最大时曾达250℃),因而引起较大的汽温偏差。

3.高压加热器投人率低

我国大容量机组的高压加热器投入率普遍较低,有的机组高加长期停运。对于200MW机组,高压加热器投与不投影响给水温度80℃左右。计算及运行经验表明,给水温度每降低1℃,过热蒸汽温度上升0.4~0.5℃。因此,高加停运时,汽温将升高32~40℃。可见给水温度变化对蒸汽温度影响之大。

4.煤种的差异

我国大容量锅炉绝大部分处于非设计煤种下运行,主要表现在实际用煤与设计煤种不符、煤种多变和煤质下降等。燃烧煤种偏离设计煤种,使着火点延迟,火焰中心上移,当炉膛高度不足,过热器就会过热爆管。

燃料成分对汽温的影响是复杂的。一般说来,直接影响燃烧稳定性和经济性的主要因素是燃料的低位发热量和挥发份、水分等。此外,灰熔点及煤灰组份与炉膛结焦和受热面沾污的关系极为密切。当燃料热值提高时,由于理论燃烧温度和炉膛出口烟温升高,可能导致炉膛结焦,过热器和再热器超温。当灰份增加时,会使燃烧恶化,燃烧过程延迟,火焰温度下降,一般,燃料中灰份越多,在实际运行中汽温下降幅度越大。另外,灰份增加,还会使受热面磨损和沾污加剧;挥发份增大时,燃烧过程加快,蒸发受热面的吸热量增加,因而汽温呈下降趋势。当水分增加时,如燃料量不变,则烟温降低,烟气体积增加,最终使汽温上升。据有关部门计算:水分增加1%,过热器出口蒸汽温度升高约1℃左右。

5.受热面沾污

国产大容量锅炉有的不装吹灰器(前期产品),或有吹灰器不能正常投用,往往造成炉膛和过热器受热面积灰,特别在燃用高灰份的燃料时,容易造成炉膛结焦,使过热器超温。对于汽温偏低的锅炉,如过热器积灰,将使汽温愈加偏低。因此,吹灰器能否正常投用,对锅炉安全和经济运行有一定影响。

6.磨损与腐蚀

锅炉燃料燃烧时产生的烟气中带有大量灰粒,灰粒随烟气冲刷受热面管子时,因灰粒的冲击和切削作用对受热面管子产生磨损,在燃用发热量低而灰分高的燃料时更为严重。当燃用含有一定量硫、钠和钾等化合物的燃料时,在550~700℃的金属管壁上还会发生高温腐蚀,当火焰冲刷水冷壁时也会发生;此外,当烟气中存在SO2和SO3且受热面壁温低于烟气露点时会发生受热面低温腐蚀。在过热器与再热器受热面中易发生的主要是高温腐蚀。

受热面管子磨损程度在同一烟道截面和同一管子圆周都是不同的。对于过热器和再热器系统出现磨损的常常是布置于尾部竖井的低温受热面。一般靠近竖井后墙处的蛇行管磨损严重,当设计烟速过高或由于结构设计不合理存在烟气走廊时,易导致局部区域的受热面管子的磨损。锅炉受热面的高温腐蚀发生于烟温大于700℃的区域内。当燃用K,Na,S等成分含量较多的煤时,灰垢中K2S04和Na2S04;在含有SO2的烟气中会与管子表面氧化铁作用形成碱金属复合硫酸盐K2Fe(S04)及Na5Fe(S04)5,这种复合硫酸盐在550~710℃范围内熔化成液态,具有强烈腐蚀性,在壁温600~700℃时腐蚀最严重。据调查,导致受热面高温腐蚀的主要原因是炉内燃烧不良和烟气动力场不合理,控制管壁温度是减轻和防止过热器和再热器外部腐蚀的主要方法。因而,目前国内对高压、超高压和亚临界压力机组,锅炉过热蒸汽温度趋向于定为540℃,在设计布置过热器时,则尽量避免其蒸汽出口段布置于烟温过高处。

管间振动磨损。如耒阳电厂1号炉,固定件与过热器管屏间的连接焊缝烧裂,管屏发生振动,固定件与管屏内圈发生摩擦,使管壁磨损减薄,在内压力的作用下发生爆管。

管内壁积垢、外壁氧化。如洛河电厂2号炉管内壁结垢0.7mm,使过热器壁温升高20~30℃;外壁氧化皮1.0mm,又使管壁减薄,因此爆管频繁。

7.超期服役

如黄台2号炉过热器管己运行23万h以上,管材球化、氧化严重,已出现蠕变裂纹,如不及时更换,迟早会发生爆管。

8.运行管理

在实际运行中,由于运行人员误操作及检修时未按有关规定进行或未达到有关要求而导致过热器或再热器受热面爆管的事故也时有发生。

运行调整不当。如浑江发电厂3号炉,过热器使用的材质基本都工作在材质允许的极限温度中,在运行工况发生变化时调整不当,发生瞬时超温爆管。

2过热器爆管的根本原因及对策

二十世纪八十年代初,美国电力研究院经过长期大量研究,把锅炉爆管机理分成六大类,共22种。在22种锅炉爆管机理中,有7种受到循环化学剂的影响,12种受到动力装置维护行为的影响。我国学者结合我国电站锅炉过热器爆管事故做了大量研究,把电站锅炉过热器爆管归纳为以下九种不同的机理。

2.1长期过热

1.失效机理

长期过热是指管壁温度长期处于设计温度以上而低于材料的下临界温度,超温幅度不大但时间较长,锅炉管子发生碳化物球化,管壁氧化减薄,持久强度下降,蠕变速度加快,使管径均匀胀粗,最后在管子的最薄弱部位导致脆裂的爆管现象。这样,管子的使用寿命便短于设计使用寿命。超温程度越高,寿命越短。在正常状态下,长期超温爆管主要发生在高温过热器的外圈和高温再热器的向火面。在不正常运行状态下,低温过热器、低温再热器的向火面均可能发生长期超温爆管。长时超温爆管根据工作应力水平可分为三种:高温蠕变型、应力氧化裂纹型、氧化减薄型。

2.产生失效的原因

(1)管内汽水流量分配不均;

(2)炉内局部热负荷偏高;

(3)管子内部结垢;

(4)异物堵塞管子;

(5)错用材料;

(6)最初设计不合理。

3.故障位置

(1)高温蠕变型和应力氧化裂纹型主要发生在高温过热器的外圈的向火面;在不正常的情况下,低温过热器也可能发生;

(2)氧化减薄型主要发生在再热器中。

4.爆口特征

长期过热爆管的破口形貌,具有蠕变断裂的一般特性。管子破口呈脆性断口特征。爆口粗糙,边缘为不平整的钝边,爆口处管壁厚度减薄不多。管壁发生蠕胀,管径胀粗情况与管子材料有关,碳钢管径胀粗较大。20号钢高压锅炉低温过热器管破裂,最大胀粗值达管径的15%,而12CrMoV钢高温过热器管破裂只有管径5%左右的胀粗。

(1)高温蠕变型

a.管子的蠕胀量明显超过金属监督的规定值,爆口边缘较钝;

b.爆口周围氧化皮有密集的纵向裂纹,内外壁氧化皮比短时超温爆管厚,超温程度越低,时间越长,则氧化皮越厚和氧化皮的纵向裂纹分布的范围也越广;

c.在爆口周围的较大范围内存在着蠕变空洞和微裂纹;

d.向火侧管子表面已完全球化;

e.弯头处的组织可能发生再结晶;

f.向火侧和背火侧的碳化物球化程度差别较大,一般向火侧的碳化物己完全球化。

(2)应力氧化裂纹型

a.管子的蠕胀量接近或低于金属监督的规定值,爆口边缘较钝,呈典型的厚唇状;

b.靠近爆口的向火侧外壁氧化层上存在着多条纵向裂纹,分布范围可达整个向火侧。内外壁氧化皮比短时超温爆管时的氧化皮厚;

c.纵向应力氧化裂纹从外壁向内壁扩展,裂纹尖端可能有少量空洞;

d.向火侧和背火侧均发生严重球化现象,并且管材的强度和硬度下降;

e.管子内壁和外壁的氧化皮发生分层;

f.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集。

(3)氧化减薄型

a.管子向火侧、背火侧的内外壁均产生厚度可达1.0~1.5mm的氧化皮;

b.管壁严重减薄,仅为原壁厚的1/3~l/8;

c.内、外壁氧化皮均分层,为均匀氧化。内壁氧化皮的内层呈环状条纹;

d.向火侧组织己经完全球化,背火侧组织球化严重,并且强度和硬度下降;

e.燃烧产物中的S、Cl、Mn、Ca等元素在外壁氧化层沉积和富集,促进外壁氧化。

5.防止措施

对高温蠕变型可通过改进受热面、使介质流量分配合理;改善炉内燃烧、防止燃烧中心偏高;进行化学清洗,去除异物、沉积物等方法预防。对应力氧化裂纹型因管子寿命已接近设计寿命,可将损坏的管子予以更换。对氧化减薄型应完善过热器的保护措施。

2.2短期过热

1.失效机理

短期过热是指当管壁温度超过材料的下临界温度时,材料强度明显下降,在内压力作用下,发生胀粗和爆管现象。

2.产生失效的原因

(1)过热器管内工质的流量分配不均匀,在流量较小的管子内,工质对管壁的冷却能力较差,使管壁温度升高,造成管壁超温;

(2)炉内局部热负荷过高(或燃烧中心偏离),使附近管壁温度超过设计的允许值;

(3)过热器管子内部严重结垢,造成管壁温度超温;

(4)异物堵塞管子,使过热器管得不到有效的冷却;

(5)错用钢材。错用低级钢材也会造成短期过热,随着温度升高,低级钢材的许用应力迅速降低,强度不足而使管子爆破;

(6)管子内壁的氧化垢剥落而使下弯头处堵塞;

(7)在低负荷运行时,投入减温水不当,喷入过量,造成管内水塞,从而引起局部过热;

(8)炉内烟气温度失常。

3.故障位置

常发生在过热器的向火面直接和火焰接触及直接受辐射热的受热面管子上。

4.爆口形状

(1)爆口塑性变形大,管径有明显胀粗,管壁减薄呈刀刃状;

(2)一般情况下爆口较大,呈喇叭状;

(3)爆口呈典型的薄唇形爆破;

(4)爆口的微观为韧窝(断口由许多凹坑构成);

(5)爆口周围管子材料的硬度显著升高;

(6)爆口周围内、外壁氧化皮的厚度,取决于短时超温爆管前长时超温的程度,长时超温程度越严重,氧化皮越厚。

5.防止措施

预防短期过热的方法有改进受热面,使介质流量分配合理;稳定运行工况,改善炉内燃烧,防止燃烧中心偏离;进行化学清洗;去除异物、沉积物;防止错用钢材:发现错用及时采取措施。

2.3磨损

1.失效机理

包括飞灰磨损、落渣磨损、吹灰磨损和煤粒磨损。以飞灰磨损为例进行分析。飞灰磨损是指飞灰中夹带Si02,Fe03,Al2O3等硬颗粒高速冲刷管子表面,使管壁减薄爆管。

2.产生失效的原因

(1)燃煤锅炉飞灰中夹带硬颗粒;

(2)烟速过高或管子的局部烟气速度过高(如积灰时烟气通道变小,提高了烟气流动速度;

(3)烟气含灰浓度分布不均,局部灰浓度过高。

3.故障位置

常发生在过热器烟气入口处的弯头、出列管子和横向节距不均匀的管子上。

4.爆口特征

(1)断口处管壁减薄,呈刀刃状;

(2)磨损表面平滑,呈灰色;

(3)金相组织不变化,管径一般不胀粗。

5.防止措施

通常采用减少飞灰撞击管子的数量、速度或增加管子的抗磨性来防止飞灰磨损,如:通过加屏等方法改变流动方向和速度场;加设装炉内除尘装置;杜绝局部烟速过高;在易磨损管子表面加装防磨盖板。还应选用适于煤种的炉型、改善煤粉细度、调整好燃烧、保证燃烧完全。

2.4腐蚀疲劳(或汽侧的氧腐蚀)

1.失效机理

腐蚀疲劳主要是因为水的化学性质所引起的,水中氧含量和pH值是影响腐蚀疲劳的主要因素。管内的介质由于氧的去极化作用,发生电化学反应,在管内的钝化膜破裂处发生点蚀形成腐蚀介质,在腐蚀介质和循环应力(包括启停和振动引起的内应力)的共同作用下造成腐蚀疲劳爆管。

2.产生失效的原因

(1)弯头的应力集中,促使点蚀产生;

(2)弯头处受到热冲击,使弯头内壁中性区产生疲劳裂纹;

(3)下弯头在停炉时积水;

(4)管内介质中含有少量碱或游离的二氧化碳;

(5)装置启动及化学清洗次数过多。

3.故障位置

常发生在水侧,然后扩展到外表面。过热器的管弯头内壁产生点状或坑状腐蚀,主要在停炉时产生腐蚀疲劳。

4.爆口特征

(1)在过热器的管内壁产生点状或坑状腐蚀,典型的腐蚀形状为贝壳状;

(2)运行时腐蚀疲劳的产物为黑色磁性氧化铁,与金属结合牢固;停炉时,腐蚀疲劳的产物为砖红色氧化铁;

(3)点状和坑状腐蚀区的金属组织不发生变化;

(4)腐蚀坑沿管轴方向发展,裂纹是横断面开裂,相对宽而钝,裂缝处有氧化皮。

5.防止措施

防止氧腐蚀应注意停炉保护;新炉起用时,应进行化学清洗,去除铁锈和脏物,在内壁形成一层均匀的保护膜;运行中使水质符合标准,适当减小PH值或增加锅炉中氯化物和硫酸盐的含量。

2.5应力腐蚀裂纹

1.失效机理

这是指在介质含氯离子和高温条件下,由于静态拉应力或残余应力作用产生的管子破裂现象。

2.产生失效的原因

(1)介质中含氯离子、高温环境和受高拉应力,这是产生应力腐蚀裂纹的三个基本条件;

(2)在湿空气的作用下,也会造成应力腐蚀裂纹;

(3)启动和停炉时,可能有含氯和氧的水团进入钢管;

(4)加工和焊接引起的残余应力引起的热应力。

3.故障位置

常发生在过热器的高温区管和取样管。

4.爆口特征

(1)爆口为脆性形貌,一般为穿晶应力腐蚀断口;

(2)爆口上可能会有腐蚀介质和腐蚀产物;

(3)裂纹具有树枝状的分叉特点,裂纹从蚀处产生,裂源较多。

5.防止措施

防止应力腐蚀裂纹应注意去除管子的残余应力;加强安装期的保护,注意停炉时的防腐;防止凝汽器泄漏,降低蒸汽中的氯离子和氧的含量。

2.6热疲劳

1.失效机理

热疲劳是指炉管因锅炉启停引起的热应力、汽膜的反复出现和消失引起的热应力和由振动引起的交变应力作用而发生的疲劳损坏。

2.产生失效的原因

(1)烟气中的S、Na、V、Cl等物质促进腐蚀疲劳损坏;

(2)炉膛使用水吹灰,管壁温度急剧变化,产生热冲击;

(3)超温导致管材的疲劳强度严重下降;

(4)按基本负荷设计的机组改变为调峰运行。

3.故障位置

常发生在过热器高热流区域的管子外表面。

4.防止措施

防止热疲劳产生的措施有改变交变应力集中区域的部件结构;改变运行参数以减少压力和温度梯度的变化幅度;设计时应考虑间歇运行造成的热胀冷缩;避免运行时机械振动;调整管屏间的流量分配,减少热偏差和相邻管壁的温度;适当提高吹灰介质的温度,降低热冲击。

V2O5和Na2S04等低熔点化合物破坏管子外表面的氧化保护层,与金属部件相互作用,在界面上生成新的松散结构的氧化物,使管壁减薄,导致爆管。

2.产生失效的原因

(1)燃料中含有V、Na和S等低熔点化合物;

(2)局部烟温过高,腐蚀性的低熔点化合物粘附在金属表面,导致高温腐蚀;

(3)腐蚀区内的覆盖物、烟气中的还原性气体和烟气的直接冲刷,将促进高温腐蚀的产生。

3.故障位置

高温腐蚀常发生在过热器及吊挂和定位零件的向火侧外表面。

4爆口特征

(l)裂纹萌生于管子外壁,断口为脆性厚唇式;

(2)沿纵向开裂,在相当于时钟面10点和2点处有浅沟槽腐蚀坑,呈鼠啃状;

(3)外壁有明显减薄,但不均匀,无明显胀粗;

(4)外壁有氧化垢,呈鳄鱼皮花样,垢中含黄色、白色、褐色产物,垢较疏松,为熔融状沉积物,最内层氧化物为硬而脆的黑灰色。

5.防止措施

防止高温腐蚀的方法有控制局部烟温,防止低熔点腐蚀性化合物贴附在金属表面上;使烟气流程合理,尽量减少热偏差;在燃煤锅炉中加入CaSO4和MgSO4等附加剂;易发生高温腐蚀的区域采用表面防护层或设置挡板;除去管子表面的附着物。

2.8异种金属焊接

1.失效机理及原因

焊接接头处因两种金属的蠕变强度不匹配,以及焊缝界面附近的碳近移,使异种金属焊接界面断裂失效。其中,两种金属的蠕变强度相差极大是异种金属焊接早期失效的主要原因。

2.故障位置

常发生在过热器出口两种金属的焊接接头处,当焊缝的蠕变强度相当于其中一种金属的蠕变强度时,断裂发生在另一种金属的焊缝界面上。

3.防止措施

稳定运行是减少异种金属焊接失效最关键的因素;当两种金属焊接时,在其中加入具有中间蠕变强度的过渡段,使焊缝界面两侧蠕变强度差值明显减少;在过渡段的两侧选用性质不同的焊条,使其分别与两种金属的性质相匹配。

2.9质量控制失误

质量控制失误是指在制造、安装、运行中由于外界失误的因素所造成的损坏。质量控制失误的原因有:维修损伤;化学清理损伤;管材缺陷(管材金属不合格或错用管材);焊接缺陷等。加强电厂运行、检修及各种制度的管理是防止质量控制失误出现的有效手段。

3结论

造成大型电站锅炉过热器爆管的原因很多,只有对过热器爆管的直接原因和根本原因进行综合分析,才能从根本上解决锅炉爆管问题,有效地防止锅炉过热器爆管事故的发生。

4参考文献

1.张建国等.电站锅炉屏式过热器爆管分析[J].能源研究与利用,1999,(5):34~36

2.吴磊等.1025t/h锅炉高温过热器爆管原因分析[J].湖北电力,2004,28(1):23~26

3.郭鲁阳等.再热器结构布置对超温爆管的影响[J].中国电力,1999,32(5):8~11

4.程绍兵等.大容量锅炉高温受热面超温失效原因及对策[J].广东电力,2004,17(2):38~41

5.王仁志等.1025t/h锅炉末级过热器爆管原因分析[J].华东电力,2000,(11):35~36

6.王莹等.大型电站锅炉过热器爆管原因综述及对策[J].中国电力,1998,31(10):26~29

7.肖向东等.电厂锅炉高温过热器爆管事故分析[J].热力发电,1999,(2):56~58,62

8.赖敏等.电站锅炉对流过热器爆管机理研究[J].湖南电力,1998,(6):1~5

管子范文篇7

关键词:封建社会;经济思想;宏观经济;经济调节;政府干预

虽然从表面上看现在我们采用的经济调控政策十分的西式化,实际上很多地方都体现出中国传统经济思想的影子。中国在漫长的两千多年封建社会历史阶段中孕育出了非常丰富的宏观经济管理思想,这有两方面的原因。一是中国封建经济并不是像西方社会那样完全是自给自足的自然经济体系,而是一个商品经济体系。西方历史上自给自足的自然经济特征表现在其最小经济单元为领主庄园,在这个最基本的经济单元中可以实现真正意义上的自给自足,不需或很少与外界发生商品交换。中国封建经济体系中最小经济单元是个体农户,所谓男耕女织,大量手工业产品及非自产消费品都需要通过商品交换从外界取得,因此中国封建经济体系中历来都具有商品生产和流通因素。我们甚至可以说,中国封建社会之所以持续时间长,原因除了通常所说的自给自足的小农经济的超稳定性,还在于具备与之相适应的商品生产和交换体系。由于中国政治上大一统政治体系的存在,它在经济领域形成了与之相配套的经济管理方式,即国家以直接参与经济的方式管理和干预经济。第二方面的原因是中国封建社会中始终存在巨大的冲突和矛盾,这些冲突和矛盾每当积累到达一个顶点,就以社会组织崩溃,也就是改朝换代的方式予以暂时缓解,然后进入下一个循环,矛盾因素重新开始积累。尽管封建社会进程中众多参与者最终没有能够彻底解决这些矛盾,历朝历代的当政者还是做出了自己的尝试和努力,因而为后世留下了卓越的经济思想。历史不会以断裂的方式向前演进,作为历史的后来者不应该忽视这些经济思想和历史经验。现代社会经济与封建社会经济之间存在着千丝万缕的联系,因此,有必要对这些经济思想和历史经验仔细分析,加以利用。

本文试图引入现代经济理论分析工具,分析历代当政者的经济管理思想,从中梳理出中国封建社会宏观经济管理思想的大致脉络。研究方法基本上采用实证分析方法。研究对象包括管子[1]、桑弘羊、王莽、刘晏、王安石和丘浚,之所以选取当政者的经济思想作为分析对象,是因为他们都是直接分析和解决社会现实经济问题,其对策和措施都具有可操作性,同时有切实的经济运行结果或效果可以比较,这些都使得研究者更容易看清楚经济事物内在的相互关联关系。

一、封建社会宏观经济管理的指导原则

宏观经济管理指导原则是经济管理者在制定经济政策和措施时所采取的出发点和基本思路。封建社会生产力低下,人们认识水平不高,但经济管理者通过观察实践总结出不少有益的指导原则。这些指导原则总体上表达了生活富裕、国泰民安的良好愿望。管子把国家的“德”具体化为政府要做好的六件事,“德有六兴。……所谓六兴者何?曰:辟田畴,利坛宅,修树艺,劝士民,勉稼穑,修墙屋,此谓厚其生。发伏利,输(土带)积,修道途,便关市,慎将宿,此谓输之以财。导水潦,利陂沟,决潘渚,溃泥滞,通郁闭,慎津梁,此谓遗之以利。薄征敛,轻征赋,驰刑罚,赦罪戾,宥小过,此谓宽其政。养长老,慈幼孤,恤鳏寡,问疾病,吊祸丧,此谓匡其急。衣冻寒,食饥渴,匡贫窭,振罢露,资乏绝,此谓振其穷。”[2]管子在这里给我们描述了理想社会的各种经济特征,发展生产、兴修道路和水利、低税赋、解决社会保障等等,同时我们也清楚地看到政府在这个理想社会模型中所占据的控制和主导的地位。

1.国家视角

历代当政者经济管理思想的一大特点是其国家视角,即最终目标是要使国家里的所有人都能够“各安其分,各得其所”,不能使某一阶级或阶层过于贫穷而处于危险的边缘,同时有着“治大国,若烹小鲜”的自我心理感受。一方面,这与和谐中庸的中国传统哲学理念一脉相承,理想社会的标准是“上下有义,贵贱有分,长幼有等,贫富有度”。统治者的任务正如明代文渊阁大学士丘浚所言:“为天下王者,惟省力役,薄赋敛,平物价,使富者安其富,贫者不至于贫,各安其分,止其所,得矣。”[3]另一方面,这也是当政者在处理社会经济问题时所必须采取的现实态度,因为社会中任何一部分人过贫或过富,都会成为社会不稳定因素,直接威胁到统治者政权的稳定性。管子在国蓄篇中就表达了这样的观点:“夫民富则不可以禄使也,贫则不可以罚威也,法令之不行,万民之不治,贫富之不齐也。”[4]

在国富和民富的相对关系认识上,封建社会经济管理者前后发生了很大的转折。早期的经济思想中是将二者对立起来,管子从维护统治秩序的角度出发,提出人君对民众财富要做到“富而能夺,贫而能予”[5]。商鞅从实施农战政策,增强国家军事实力的角度出发,提出强兵就必须使民弱、民愚,“治国之举,贵令贫者富,富者贫,国强”[6],表明当时的管理者只看到这个问题统治者强势的一面,片面地强调国家对经济的控制和索取。到封建社会后期,经济管理者已认识到二者是相辅相成的,民富是国富的基础和前提,丘浚指出:“善于富国者,必先理民之财,而为国理财者次之”[7]。通过促进生产,增加全社会财富总量,进而增加政府财政收入,“有以生之而财之源生生不穷,有以理之而财之流陈陈相因,如是则在于民也无不足,而用于君也恒有余矣。”这较之孔子“百姓足,君孰与不足”的简单论断有了很大进步。

此外,国家视角还有一重含义在君主对天下自然之物的所有权,所谓“普天之下,莫非王土”的经济体现。桑弘羊说:“山海之利,广泽之畜,天下之藏也,皆宜属少府。”[8]而到封建社会后期丘浚提出:“天生物以养人,非专为君也,而君专其利,已违天意矣。”[9]可以看到,随着社会经济发展,人们认识水平在提高,自身经济权利意识不断增强,君主所有权观念在不断淡化和减弱。

2.国家占据经济管理优势地位

在国家调节经济过程中,当政者认识到自身必须在市场中处于优势地位才有利于调节措施的进行,管子轻重论是典型代表。他指出:“轻重之大利,以重射轻,以贱泄平。”[10]“与天下调,彼重则见射,轻则见泄,故与天下调。泄者失权也,见射者失策也。”[11]管子充分利用“物以稀为贵”的经济原理,顺势而为,非常灵活地调节经济。当市场流通中有较多的谷物时,国家控制货币,则货币的相对价格高,当国家收购谷物后,市场流通中的货币较多,则谷物相对价格高,这样在货币与谷物的相对价值运动过程中,因国家占据垄断地位而总能够保持经济调节的优势地位。在这一经济调节过程中,国家事实上扮演着一个大垄断商人的角色。在对外贸易交换中,这一原则相应演变为保持对外贸易优势地位。“天下轻,我重”[12],“善为天下者,谨守重流,而下不吾泄矣……此以轻重御天下之道也。”[13]也就是说管子认为一个国家在对外贸易中要出口相对价格高的商品,进口相对价格低的商品,借此达到在对外贸易中占据优势地位的目的。

3.经济信息的重要性

封建社会经济管理者很早就非常清楚地意识到掌握经济信息的重要性,对经济进行宏观调节,必须是在充分占有经济信息的基础上,而这恰恰是自由竞争市场调节下单个市场参与者所无法做到的。经济信息的迅速流动是市场机制发挥作用的前提条件,国家和政府借助自身天然优势可以促进经济信息的收集、整理和传播。管子说:“田有轨,人有轨,用有轨,乡有轨,人事有轨,币有轨,县有轨,国有轨,不通于轨数而欲为国,不可。”同时,“国轨布于未形,据于已成,乘令而进退,无求于民,谓之国轨。”[14]“国轨”是管子制定的国民经济发展规划,一旦规划形成,宏观经济调节便依此展开,绝非随意而为。另外,《管子》中问篇、八观及入国等篇列明了对国民经济状况进行调查的详细问题,其设计非常细致周密[1]362-364,反映出管子作为一国经济管理者对社会经济的各个方面了然于胸。

到唐代,著名理财家刘晏第一次建立了全国商业价格情报系统。《旧唐书·刘晏传》载:自诸道巡院距京师,重价募疾足,置递相望。四方物价之上下,虽极远不四五日知。故食货之重轻,尽权在掌握。朝廷获美利,而天下无甚贵甚贱之忧,得其术矣[15]。可见政府为获得即时信息不惜花费大量开支,在实践中价格信息在政府调控经济时发挥了重要作用,取得了成功。

明代,丘浚建议:“在内,俾坊市逐月报米价于朝廷;在外,则闾里以日上于邑,邑以月上于府,府以季上于藩服,藩服上于户部。使上之人知钱谷之数,用是而验民食之足否,以为通融转移之法,务必使钱常不多余,谷常不至于不给,其价常平。”[16]由此,在政府内部建立起一个商业信息报告体系,使得政府能够及时掌握市场动态信息,相机制定决策,调节供需,平抑物价。

二、国家宏观经济调节的必要性

国家和政府是否有必要对经济进行干预,以及如何干预,在经济学发展史上始终存在分歧,直到现在仍是一个没有达成统一认识的问题。经济实践表明单独实行某一方面政策也是各有利弊。在我国封建社会历史阶段中,国家干预是主基调,封建社会管理者是在对这个问题进行了深入的思考之后才推行这一国策。

在理论层面,管子最早以朴素的方式提出了“经济人”的概念,他认为人之本性是“见利莫能勿就,见害莫能勿避”,“得所欲则乐,逢所恶则忧,此贵贱之所同有也。”[17]然而,与西方同样是经济人的微观基础,但引出的结论却很不相同。亚当·斯密由经济人假设得出的结论是自由竞争、市场调节原则,管子得出的却是国家干预的结论,“好恶不同,各行所欲,而安危异焉,然后贤不肖之形见也”,而且“物有多寡,而情不能等,事有成败,而意不能同”[18],故必须有政治权力(在管子看来,这是超阶级的)出而为之指导,使其避害而就利[1]303。由此我们似乎可以做一个假设,在抽象的经济人概念掩盖之下,中西方经济体系中作为经济主体的个人,存在很大的差异,导致其经济行为和社会发展模式出现明显的差异。公务员之家

此外,管子还从农业生产的自然条件出发说明国家宏观调节的必要性,“岁适美,则市粜无予,而狗彘食人食。岁适凶,则籴釜十镪,而道有饥民”,“物适贱,则助而无予,民事不偿其本。物适贵,则什倍而不可得,民失其用。”[19]表明在年景好与年景差时粮食价格相差十倍之多。《管子》中还有一些不同地区粮食价格差异的记载,如《轻重乙》所载:“昔狄诸侯,亩钟之国也,故粟十钟而锱金。程诸侯,山诸侯之国也,故粟五釜而锱金”[20],表明粮食高产区和低产区粮价相差约二十倍。从以上记述中可以看出,由于生产力水平低下,人们生产生活过分信赖自然条件,外界自然环境变化会对商品生产和商品价格造成巨大冲击,导致经济剧烈波动。在这种情况下,商品流通服务变得格外迫切。由政府出面组织调剂,本着安定百姓生活的社会公共性目标(而不是纯粹以赢利为目的),在谷物丰收时收购存贮,到谷物歉收时投放市场,或将谷物从高产地区运往低产地区,以调剂余缺,为社会经济稳定和发展创造有利条件。

商人似乎不能起到稳定经济和价格的作用,他们会在商品丰裕时故意压低市场价格而后收购,或在市场商品短缺时囤积居奇,使得短缺现象更加严重,从而提高商品价格,以期在抛售时获取更多利润,这样做无疑会使商品价格波动更加剧烈,不利于生产发展和百姓生活。王安石在其市易法建议中说:“京师百货所居,市无常价,贵贱相倾或倍本数。富人大姓皆得乘伺缓急,擅开阖敛散之权。当其商旅并至,而物来于非时则明抑其价,使极贱而后争出私蓄以收之。及舟车不继而京师物乏,民有所取,则往往闭塞其蓄藏,待其价昂贵而后售,至取数倍之息。”[21]

另外同等重要的是,不论是在农业还是在工商业领域,兼并始终是经济发展的阻碍,更是社会不稳定的直接诱因,各朝经济管理者普遍持打击态度。汉代桑弘羊在主张国家经营盐铁时,指出专卖政策是为了抑制兼并,防止“豪民擅其用而专其利”[22],“令意总一盐铁,非独为利入也,将以建本抑末,离朋党、禁淫侈、绝并兼之路也。”[23]王莽认为,对垄断性商品应该全面管制,防止豪民富商从中牟取暴利,剥削普通劳动人民。他说:“夫盐,食肴之将;酒,百药之长,嘉会之好;田农之本;名山大泽,饶衍之臧;五均赊贷,百姓所取平,卬以给澹;铁布铜冶,通行有无,备民用也。此六者,非编户齐民所能家作,必卬于市,虽贵数倍,不得不买。豪民富贾,即要贫弱,先圣知其然也,故斡之。”[24]宋代王安石把抑制兼并由自然垄断行业推广到社会经济生活的各个方面,他指出:“有财而不理,则阡陌闾巷之贱人,皆能私取予之势,擅万物之利,以与人主争黔首而放其无穷之欲,非必贵、强、桀、大而后能如是。”[29]也就是说如果国家放弃对经济活动的管制,采取放任的政策,必然产生兼并垄断,而不一定要有富豪大家存在才会产生兼并,因此他把摧抑兼并看成是封建国家的重要职能,其变法措施充分体现了这一点。

摧抑兼并同时也与巩固封建统治直接相关联,这可以从以下两方面分析。一是商业交易的核心原则在于交易双方地位的平等性,一旦商人经济实力过强,必定会对封建社会等级秩序提出挑战,从而危及统治安全性。二是富商大贾所经营事业一般规模较大,如盐铁业,必然聚众独处,时间一长难免产生脱离朝廷统治的倾向,成为社会不稳定因素。桑弘羊对此就曾提到:“豪强大家得管山海之利,采铁石鼓铸,煮海为盐,一家聚众或至千余人”[25],并指出:“鼓金煮盐,其势必深居幽谷,而人民所罕至。奸滑交通,山海之际,恐生大奸,乘利骄溢,散朴滋伪,则人之贵本者寡。”[26]

在讨论兼并产生的原因时,经济管理者也认识到由经济个体自身素质的高低差异带来的经济后果,桑弘羊说:“智者有百人之功,愚者有不更本之事”[27],“道悬于天,物布于地,智者以衍,愚者以困。”[28]以后也有多人论及此点,因此,摧抑兼并也暗含了追求绝对平均的社会理想。

三、封建社会宏观经济调节的措施和目标

在中国封建社会大一统的政治格局下,经济管理方式的独特性在于政府作为经济经营主体直接参与到经济运行过程之中,因为这样做可以将政府调节经济的公共性目标、维护政权稳定性目标和自身财政收入最大化目标三者有机结合起来,是当政者的最佳选择。而一般意义上的重农抑商国策,所要限制的是民营工商业,官营工商业则不在其列。随着朝代更迭,具体调节措施包括名称多有变化,但宏观经济调节思想和政策的核心一直没有发生改变。在封建社会中,农业占据国家经济大部分比重,因此调节政策主要围绕农业领域展开。一般常见的政策是,对农产品价格实行常平,对手工业产品实行专卖,在农业信贷方面实行政府专营。

管子提出由国家掌握生产及生活资料,贷或租与农民,同时运用价格政策,防止富豪大户兼并压榨农民。“委施于民之所不足,操事于民之所余。夫民有余则轻之,故人君敛之以轻。民不足则重之,故人君散之以重。敛积之以轻,散行之以重。故君必有什倍之利,而财之扩可得而平也。”[29]由此可以看出,在管子的经济调节政策措施里,国家在市场丰裕、物价较低时购进,在市场短缺、物价高起时卖出,一则平抑物价,二则增加政府财政收入,三则打击富豪大户,一举三得。

汉代桑弘羊推出的经济政策中平准政策与管子类似,明显有变化而且直接发挥巨大作用的是盐铁酒的专卖。因为盐铁行业具有垄断性质,能够产生丰厚利润,以往富豪也多经营盐铁业。在桑弘羊实行专卖后,政府获得了巨额财政收入[30],同时打击富商大贾,抑制兼并,巩固了封建统治。王莽所推行管制工商业经济活动的措施是六管政策,其范围非常广泛,几乎包含了当时社会经济活动的方方面面,包括盐铁酒专卖、货币统一铸造、工商业征税和五均赊贷,其中五均赊贷是王莽经济管制措施中最突出的一部分。五均是指政府根据商品市场价格变动情况评定物价,并以“市平”价格作为标准采取相应调节措施,如购买和抛售商品,来稳定市场价格。赊贷则是由政府组织资金进行贷放。在这里,“强者不得困弱,富者不得要贫”是实现了摧抑兼并,“公家有余”是扩大了财政收入,而“恩及小民”则是稳定市场价格,维护市场秩序,保护普通劳动人民利益,同样是一项政策同时实现了三项目标。

王安石在农业方面最有影响的是青苗法。青苗法是由政府拿出资金贷放于农民,其政策目标在稳定粮价和增加政府财政收入的同时,摧抑兼并,他还要求三等以上人户担负四分利息,而这些富户实际上不需要贷款,由此青苗法在摧抑兼并这一目标上走得更远。

明代丘浚非常重视商品市场价格的稳定,把“平物价”与省力役、薄赋敛并列作为“王者”的重要任务。丘浚所提稳定价格与前朝历代相同,不同之处在于他淡化了抑制兼并和扩大政府收入两项目标,表明他意识到政府干预经济的行为应当停留在保持经济体系和商品市场的稳定这一层面上,而对参与市场的经济个体不加干涉,而且政府不应当在干预经济的过程中谋取自身利益。

丘浚可谓封建社会经济调节政策的集大成者,观察论述面广,对历朝历代的各种经济政策措施悉数进行了整理,更加难能可贵的是他做出了方向性的转变,提出减少政府干预经济,只保留了“平物价”一项,同时在货币制度、财政预算、海外贸易、漕运、常平等方面提出诸多更加科学的政策主张,颇有新意,充分体现了现代社会经济管理的发展方向。在丘浚身上我们又一次看到了中国古代经济思想生生不息、推陈出新的发展和进步。

参考文献:

[1]胡寄窗.中国经济思想史:上卷[M].上海:上海财经大学出版社,1998:288;362-364;303.

[2]管子·五辅篇

[3]大学衍义补卷二五,市籴之令

[4]管子·国蓄篇

[5]管子·揆度篇

[6]商君书·说民篇

[7]大学衍义补卷二O,总论理财之道上

[8]盐铁论·复古

[9]大学衍义补卷一一三,戒滥纵之失

[10]管子·国蓄篇

[11]管子·山权数篇

[12]管子·轻重乙篇

[13]管子·山至数篇

[14]管子·山国轨篇

[15]旧唐书·刘晏传

[16]大学衍义补卷二六,铜楮之币上

[17]管子·禁藏篇

[18]管子·禁藏篇

[19]管子·国蓄篇

[20]管子·轻重乙篇

[21]续通鉴长编卷二三一

[22]盐铁论·禁耕

[23]盐铁论·复古

[24]汉书·食货志

[25]王临川集卷八二

[26]盐铁论·复古

[27]盐铁论·刺权

[28]盐铁论·错币

管子范文篇8

关键词:顶管施工泥浆

若使刃脚比它相应于管子外径应有的尺寸稍大一点,就有可能降低管外壁摩阻力。这样能使上层不直接压在管体上。只要土层足够坚硬,这种方法就会取到预期的效果。而如果向管子和土层之间形成的空隙内压人支承介质,这种方法的效力更可以大大提高,并能维持一定的时间,从而足以顶进一段相当长的管路,再则,支承介质在起支承作用的同时,也可以作为润滑剂起到减少摩阻力的作用。

对支承一润滑介质的要求

对支承一润滑介质的要求,可以根据摩擦定律推算出来。

摩擦定律概要

除了不在这里讨论的滚动摩擦之外,可将摩擦区分为:

a)粘附摩擦(与静摩擦相同);

b)滑动摩擦。

在粘附摩擦和滑动摩擦的情况下都存在如下的关系:

T=N·μ

式中

N——法向力;

T——切向力;

μ——摩擦系数;

摩擦系数μ是一个材料常数,与滑动面和滑动物体的表面性质有关,而却不以接触面积F的大小为转移。

无量钢系数μ在粘附摩擦的情况下,一般大于滑动摩擦时的数值,因为在粘附摩擦的情况下,表面会由于经常存在的不平度而被“楔紧”。

滑动摩擦又可分为:

b1)干摩擦;

b2)液体摩擦。

在干摩擦时,滑动体和滑动面直接接触,在液体摩擦的情况下,滑动体和滑动面则被润滑介质隔开

在滑动摩擦的情况下。滑动体和滑动面之间存在相对速度。

在干滑动摩擦的情况下,摩擦系数μ与相对速度υ无关。

在液体滑动摩擦的情况下,视在摩擦系数μ则相随滑动体和滑动面之间液体的流动阻力而变化。流动阻力则取决于液体的运动粘滞度和流动速度。根据流体动力学可知,流动阻力与流动速度的平方成正比。

在两个互相接触的物体之间,起作用的是一个比压:

P=N/F

在液体摩擦的情况下,作用在润滑液体上的是一个流动压力:

p’=f(υ2)

若p=p’,物体和润滑介质便处于平衡状态。这时运动的物体就“漂浮”在滑动面上。

如p>p’,润滑介质便会从运动物体和滑动面之间的缝隙中逐渐被挤压出去,直到液体摩擦转变为干滑动摩擦为止。液体摩擦的前提在于,无论物体和滑动面都必须是不透水的。如果润滑介质能够渗人物体或滑动面,而又不以同样的数量给予补充,那么液体摩擦就会变成干摩擦。

从摩擦定律得出的结论.

按照摩擦定律来考虑,对于顶管施工可以得出完全明确的结论如下:

a)为了保持较小的推顶力,干摩擦须以尽可能小的摩擦系数μ为前提。管子表面的光滑,能使摩擦系数降低。管子表面的机械加工和涂抹减摩剂,同样都能起到减小μ值的作用。

b)在干摩擦的情况下,管子表面在推顶过程中会被周围上层磨毛,因而使摩擦系数增大。所以在项管距离较大时,一般多采取液体摩擦的方式。

C)液体摩擦须以管子和土层之间存在润滑介质为前提,也就是说,须将润滑介质压人其间。

d)润滑介质必须保持一定的厚度方能有效。

e)管子和土层间必须存在一定的空隙,也就是说,要留出一定的空隙,以便在压人润滑介质后能够形成所需厚度的一个液体层。

f)管子和土层之间充满润滑介质的空隙,在整个推顶过程中必须保持不变。要作到这一点,润滑介质必须能够阻止土层落到管壁上,亦即润滑介质必须承受着各种具体条件下起作用的上压力来托住土层。因此,在润滑介质中必须经常保持相当于土应力的液压。这样,润滑介质同时也起着支承介质的作用。交承压力的反作用力则由顶进管来承受。

g)为了形成管子和土层之间所需的空隙,刃脚直径的取值最好稍大于顶进管直径。

h)对粘性很小的土壤来说,推顶时在刃脚周围产生的松散地带便能形成管子和土层之间所需的空隙,因而不需要刃脚直径大于管径。

i)上层和管子之间既已形成空隙,就必须在土层落到管体一上以及土压力上升达到全值之前将支承-润滑介质充入其中。事后再来克服土压力将土层从管壁上推开是不可能的。一旦周围土壤的某些颗粒接触管壁并被土层压附在管壁上,立即便会发生于摩擦,即使随后压人润滑介质,情况仍然如此。

k)可以把顶进管看作是不透水的。管子接头在整个推顶过程中应保持密闭。

l)土层总是多少有些透水的。因此,支承一润滑介质必须起到的另一作用,即在于封闭管子周围土层的空隙,以便在土层中造成一个不透水的环形地带,从而阻止支承-润滑介质渗入土层。

m)为了能够封闭土层的空隙而又不致流失到土层中去,支承-润滑介质必须具有足够高的运动粘滞度。

n)为了取得尽可能小的视在摩擦系数μ,又需要支承-润滑介质的运动粘滞度较低一些。

o)支承-润滑介质不得对顶进管材料(钢、钢筋混凝土、石棉水泥或塑料混凝土)和接头材料(钢和橡胶)造成侵蚀。

P)支承-润滑介质不得污染地下水。

膨润土矿物悬浮液能够最充分地满足对支承-润滑介质提出的一切要求。

作为支撑-润滑介质的膨润土

1890年,美国的福特·本顿首先发现了膨润上。它的主要成分和对于它作为支承一润滑介质的性能起着决定作用的,乃是其中叫作蒙脱土的一种粘土矿物,这种矿物以其位于法国南方的蒙脱英里翁矿床而得名。在德意志联邦共和国的巴伐利亚,则有着大约一千万年前作为风化产物形成的一些酸性火山质玻璃凝灰岩矿可供这方面的应用。

蒙脱土是一种层状结构的结晶氢化硅酸铝。硅酸盐多层体是一种三层结构,其中包括一层SiO4四面体、一层氢氧化铝八面体和一层SiO4四面体。蒙脱土晶体即由许多这样的硅酸盐叠层组成。蒙脱土晶体遇水膨胀,与此同时水分子便渗入各个叠层之间。于是两个蒙脱土叠层之间的距离就加大了一倍。晶体内部膨胀现象的原因,则在于叠层内部电荷分布的不均匀。

我们可以设想,在静止下来的膨润上悬浮液中,薄片状的蒙脱上微粒形成一种纸牌房子式的结构,其中这些微粒以它们的角隅和棱缘彼此接触或互相支撑。一旦静止状态被扰乱,例如由于搅拌、振动或泵送等等,于是大多数的“纸牌房子”坍塌下来,因而在静止状态下凝结起来的悬浮液就会变成溶胶。当这种溶胶再次静止下来,薄片状的蒙脱上微粒又会彼此搭在一起形成纸牌房子式的结构,于是溶胶重新凝固。悬浮液每当静止便结成凝胶,一旦运动起来又变成溶胶,这种从静止状态到运动状态以及从运动状态又回到静止状态的结构交替,可以永无止境地重复下去,这样的特性便叫作触变性。

作为顶管施工中的支撑-润滑介质,膨润土的重要特点即在于它的膨胀性能。这一点须取决于薄片状蒙脱俄土微粒的大小和数量。

膨润土主要有两类,即钙膨润土和钠膨润土上。

它们的区别在于起决定作用的蒙脱土是钙蒙脱上还是钠蒙脱土。

在膨润土含量相同情况下,钠膨润土悬浮液中所含极薄的硅酸盐叠层片的数量,约为钙膨润上悬浮液中所含数量的15到20倍。由于这种极薄的硅酸盐叠层片的数量大得多,便有利于蒙脱土微粒形成纸牌房子式的结构,因而亦有利于提高悬浮液的膨胀性能,这样既可改善悬浮液在溶胶状态下的流动性,也能改善悬浮液在凝胶状态下的固结性。所以钠膨润土比钙膨润土更适用于顶管施工。

而巴伐利亚矿层却只含有膨胀性能较差的钙膨润土。

但钙蒙脱土有一个特性,亦即其中化合的钙离子可以用钠离子来置换。通过这样的离子交换,钙膨润土的性能会有很大的变化,从而被赋予钠膨润上的优良特性。

由于销膨润土和通过钠离子置换而活化的钙膨润土——也叫作活性膨润土——能够最大程度地满足顶管施工中提出的要求,因而下面的讨论便以这两种膨润土为基础。

化学分析表明,膨润土中大约有56%的二氧化硅和20%的氧化铝,二者共同构成了蒙脱土上晶体的基本物质。与此相对应,矿物组成中也有75%的蒙脱土。筛分析也很值得注意,根据筛分析,膨润土中粒径小于0.025毫米的占55%。

膨润土加水搅拌即成悬浮液,这里对水质的要求和拌制混凝土时一样。判断膨润土悬浮液是否适于用作支承一润滑介质的标准在于它的物理特性。而对后者起决定作用的,主要是悬浮液中的膨润土含量。表2中按照每立方米制成悬浮液中含有30、40、60和80公斤膨润上的四种情况,分别列出了各种悬浮液的主要参数。

首先从容重的数据中可以看出,膨润土含量对容重的影响不大。在我们所考察的试样上,容重大致变化于1020到1050公斤/米3之间,因此只是稍高于纯水的容重。所以膨润土悬浮液也可以在水下顶管施工中用作支承润滑介质,无需顾虑悬浮液因容重不同而流失,故而对膨润土悬浮液来说,容重并不是一个重要的判断标准。

反之,流变极限测量结果都表明,无论在运动状态或是静置状态下,悬浮液中的膨润土含量都对流变极限有很大的影响。正如事先的考虑所预见到的,流限在运动状态下达到了下限值。观察表2可以看出,膨润上含量从每立方米30公斤增加到60公斤时,亦即在膨润上含量增大一倍的情况下,运动流限从22.4克(力)/厘米2上升到204克(力)/厘米2,因此也就是提高到大约9倍,当膨润土含量从40公斤/米3增加到80公斤/米3时,同样也是在增大一倍的情况下,可以看到大致相同的比率。这时运动流限从44.6克(力)/厘米2上升到439克(力)/厘米2,亦即增大到10倍左右。

静置一分钟后的比率也类似于流动状态下的情况。在这种条件下,当膨润土含量从30公斤/米3增加到60公斤/米3时,流限从42.8克(力)/厘米2提高到320克(力)/厘米2,即增大到7.5倍。当膨润土含量从40公斤/米3增加到80公斤/米3时,流限则以100:696—1:7的比例提高。

最后,在静置24小时的情况下,当膨润上含量从30公斤/米3增加到60公斤/米3时,流限比率为198:1265一1:6,80公斤/米3含量的相应数值则限于现有的测量技术条件而无法测出。

因此得出的结论是,膨润土含量增加一倍,可使膨润上悬浮液的支承作用提高到7至10倍。但是这也意味着,若膨润土含量减少1/2,支承作用就可能降低到1/10。所以,确定悬浮液中的膨润上含量,便有着如此重大的意义。

得到的另一个结论是,在从运动状态过渡到静止状态时,流限的增大须取决于悬浮液中的膨润土含量。

在每立方米悬浮液中含30公斤膨润土的情况下。静置1分钟后的流限以42.8:22.4=1.9:1的比率增大。在膨润土含量为40公斤/米3的情况下,静置1分钟后的增大比率已达100:44.6=2.2:1。然而在膨润土含量为60公斤/米3情况下,这一比值却降低到320:204=1.6:1,以及在膨润土含量为80公斤/米3的情况下,比率仍为696:439=1.6:1。

静置24小时后的流限与运动状态下的比率,在悬浮液中的膨润上含量为30公斤/米3时是22.4:198=1:8.8,在40公斤/米3的情况下是44.6:584=1:13.3,在60公斤/米3的情况下是204:1265=1:6.2,而对于80公斤/米3的含量,则已无法取得测量值。

在将膨润上悬浮液用作支承-润滑介质的情况下,静止状态的流限值与运动状态的流限同样具有重要意义:

静止状态下的流限值决定着悬浮液是否适于用作支承介质,运动状态下的流限值则决定着悬浮液是否适于用作润滑介质。

当运动流限与静止流限之比为1:6到1:10(最大1:15)时。膨润上悬浮液便完全能满足这两个方面的要求。

流限值适用于膨胀过程业已最后完结的悬浮液。这种膨胀过程的性质,在于水已渗入了构成蒙脱土晶体的硅酸盐叠片的晶层中。致使层间距离增大起来。水对微小蒙脱土晶体的渗透过程以及水渗入更小得多的晶层之中都需要时间。这就是膨胀时间,搅拌越充分.膨胀时间就越短,否则在水和膨润土的混合料未获充分搅拌的情况下,膨胀时间就会延长许多倍。搅拌取得良好效果的前提,是要有足够长的搅拌时间,至少要有半个小时,有时甚至可能需要若干小时。另一个前提是要求膨润土不留余渣地充分溶解在水中,尽可能使每一个膨润土颗粒都被水包围着。最后,在搅拌时不要让空气进入水和膨润土的混合料中,因为空气会妨碍水渗入蒙脱土晶体。再则,膨胀时间也会受到混合料温度的影响。高温(夏季温度)可使膨胀时间缩短,低温(冬季温度)则使膨胀时间延长。当温度低于零度时,膨胀过程即告中止,但混合料并不会遭到破坏。解冻后膨胀过程又会重新继续下去,在这种情况下,须将冻结的时间计入膨胀时间之内。

在搅拌效果良好的情况下,搅拌过程结束后即已能够达到80%左右的最终流限,而在搅拌效果不良的情况下,这一比值则降低到大约35%。由此可见,在搅拌效果良好和高温条件下,经过5个小时的膨胀时间后即已达到最终流限。反之,在搅拌效果不良和低温条件下,则需要24小时方能达到最终流限。

对于膨胀过程是否已经结束,需要仔细地进行观察,因为膨胀不充分的悬浮液一方面起不到支承作用,另方面也会由于随后的膨胀而引起膨润土管路的堵塞,并且引起顶进管与周围土层之间表观摩擦系数的上升,从而可能导致提高顶进阻力。

对充分膨胀的膨润上悬浮液来说,流限在静止状态下可达到上限值。如悬浮液变为运动状态,例如由于摇动、振动或泵送等等,立刻又出现流限的下限值,这便是流动状态下的流限,或者也可以说是运动流限。一且再次静止下来,流限又会升高,经过一定时间之后再次达到其上限值。

悬浮液经每次静止之后都可以达到流限的上限值。然而在达到最终流限之前,如果悬浮液又变为运动状态,那么流限的升高过程便也可能中断。

蒙脱土微粒在纸牌房子式结构上的变化,用我们的肉眼是看不见的,但却可以通过流限的变化测量出来,因此一种悬浮液的触变性也是可以为我们的感官所觉察的,而这种触变性作为悬浮波物相任意多次的转变,我们可以将它表示为

凝胶→←溶胶

膨润土悬浮液在疏松土层中的应用

在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮液在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗入土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达到相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗人深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗人深度。

为了便于了解渗入过程,可以把上层看作是一条条许多毛细管的总和。图7显示了一条圆形横断面的毛细管中的流动过程。

这样的一条毛细管必然会对其中穿流的流动介质、在这里即是对膨润上悬浮液产生一个阻力W。

W=τ·U·l=τ·2·r·π·l

为了克服这一阻力便需要一个压力:

P=p·F

=p·r2·π

只要P>W,毛细管中的介质便向前流动。一当流动阻力大到与作用于介质的压力P相等,即。

W=P

流动过程即停止。由此可知平衡条件为

τ·2·r·π·l=P·r2·π

(τ·2·l)/r=p

根据这一关系式可以算出流动长度,换言之亦即渗入深度

l=(r·p)/(2·τ)

由此可见,渗入深度与毛细管的直径和压浆压力成正比,与悬浮液的流限成反比。只要悬浮液在毛细管中流动,它便处于流动状态,因而对悬浮液起作用的便是运动流限。这时悬浮液便具有溶胶的稠度。

但一当悬浮液达到可能的渗入深度之后静止下来,只须经过一个很短的时间,它的流限便达到静止数值。于是悬浮液就变成了凝胶。

由于静止状态下的流限高达流动状态下的10倍,因而在这种情况下膨润土悬浮液便象泥浆那样地充满着土层的孔隙。

这样在管体四周的土层中就形成了一层密实而有承载能力的环套,其厚度即相当于悬浮液的渗入深度

现在,如果在这一环套和顶进管之间保持一个相当于土压力的悬浮液压力,于是悬浮液使承受着全部的土压力,致使土压力不再直接地,而是经由悬浮液间接地加荷于管壁。

作为使摩阻力降低到最小限度的先决条件,最佳支承作用的取得须具备下列前提:

1.在设计时以及在推顶过程中准确地查明土层情况,并根据筛分曲线详尽地掌握土层的颗粒分布;

2.计算出土压力,从而确定膨润上悬浮液的压人压力;

3.按基本粒径确定膨润土悬浮液的混合比,并经常进行检验,

4.正确地制备膨润土悬浮液;

5.保证在全部顶进管路上和全部顶进时间内都有膨润上悬浮液压入。

其中最重要的一点,是必须求得正确的混合比。

此外必须注意,悬浮液稳定极限大约是每立方米悬浮液至少含40公斤膨润上。这一理论计算结果在实际施工中须仔细加以核验。必须特别指出的是,膨润土含量过低、因而也就是流限过低的悬浮液起不到支承和润滑作用,因为这样的悬浮液会毫无阻力地或只受到很小阻力地流散到土层中去,因而不可能在管体周围形成一个支承环带。

在基本粒径为10毫米的情况下,要求悬浮液的膨润土含量为60公斤/米3左右,在基本粒径为20毫米的情况下,要求悬浮液的膨润上含量为80公斤/米3左右,反之,在基本粒径为2毫米时。悬浮液的膨润上含量为40公斤/米3即已足够.但滑动阻力与运动流限成正比。

运动流限在每立方米悬浮液中含:

40公斤膨润上时为44.6克(力)/厘米2

60公斤膨润土时为204克(力)/厘米2

80公斤膨润土时为439克(力)/厘米2

这就是说,在每立方米悬浮液中含膨润土60公斤时,运动流限几乎为40公斤/米3情况下的5倍,而在每立方米悬浮液中含膨润土80公斤时,则已经高达含量为40公斤/米3时的10倍。

这就意味着,如果悬浮液中的膨润上含量在全部推顶距离上保持不变,那么对粗粒土壤来说,由于需要悬浮液的膨润土含量较高以保证支素作用,故而推顶阻力以及因之所需的推顶力就会比细粒土壤的情况下更大一些。

但孔隙~旦被膨润上悬浮液充满,并因而形成支撑环带时,于是粗粗土壤的状况也就无异于细粒土壤了。因而在这种情况下,为了在推顶过程中支承土层,悬浮液中的膨润土只需要达到稳定极限所要求的最小含量40公斤/米3即可。

因此,在粗粒土壤的情况下,只是直接在刃脚之后压入相应于基本粒径的高含量膨润上悬浮液,而在全部后续管路上则可使用稠度低得多的悬浮液。这样便可以大大降低推顶阻力,或者也可以说是在相同的推顶力下加长推顶距离。同时还可以借此节省膨润土,并减少中继顶压站的数目。

为此采用两套膨润土配拌设备附带两台压浆泵和两套管路所需的额外费用,在管径较大和推顶距离较长的情况下一般是值得的!

压浆时须注意,压出的膨润上悬浮液要尽可能均匀地分布在整个管体,以便能够围绕整个管体形成所需的环带。因此,压浆赖以进行的注射喷口要均匀地配置在整个管壁圆周上。注射喷口的间距或数量须取决于土壤允许膨润上向四外扩散的程度。在渗透性很小的土壤中,例如密实的矿土和砂砾上,间距就必须缩小一些,在疏松的砾石土中,间距则可以相应地加大。注射喷管即可以在整个管壁圆周上与一条环管连接,也可以分组连接,在分组连接时,一般是上半固联成一组,下半圈另成一组。

为使膨润土尽快地起作用,应尽量靠近刃脚尾部进行压浆。所以压浆最好是直接从刃脚后的第一节管子中开始。但实践证明,在压浆压力较高的情况下,膨润土将均匀地沿着管子周围扩散,也就是说,即向后扩散,也向前扩散。因此便存在着膨润上悬浮液沿刃脚向前流动、并且又在切削刃上流出来的危险。

在纠偏量颇大的情况下,有可能造成刃脚和第一节管子之间的密封损坏,或者在刃脚分成两个部分情况下,则是造成切削段和顶压段之间的密封损坏,于是膨润上悬浮液就会从这些地方渗人工作空间。

根据这一理由,膨润上在刃脚后第二节管子中开始压入比较适宜。

膨润土悬浮液经由注射喷口压人的压力应相随所遇土层的压力而变化。在膨润土泵上,除了这一压力之外,还会受到一直通向注射喷口的膨润上管道的阻力。

膨润上管道中的压力损失,由于假设条件并不可靠而且经常变化,故而计算很难准确,因此,对于必须准确地与上压力高度保持一致的压浆压力,便有必要直接在注射喷口上进行连续的测量。

压浆压力调得过高可能是有害的。这时膨润上悬浮液会从注射喷口中涌出,在管口周围形成一个高度压缩区。这样就有可能形成栓塞,阻碍膨润上悬浮液的继续流出和扩散。

如果一次注入的膨润上能在管子周围的土层中保持不变,那么只要直接在刃脚之后注入一次就足够了。然而十分明显,在推顶过程中,膨润土由于流散到土层中去而有所消耗。鉴于此,对后续管路也必须补充压人膨润上,以使管子和上层之间空隙中的膨润上悬浮液压力能够在顶进管路的全部长度上保持与土压力一致。注浆孔的间距主要取决于土层的性质、膨润土悬浮液的流变特性、刃脚的控上量和推顶速度。在许多已完成的工程中,注射喷口的间距是2节管子到5节管子以上。注浆孔的实际需要数量,只有在施工中才能知道。为了确保即使在最不利的场合下亦能提供所需数量的注浆孔,似乎最好是尽可能每隔2节管子即留出一些压浆孔。另方面当然也要考虑到,所有注浆孔在顶管结束后必须拆除和封闭。这需相当大的一笔费用,所以一开始即应力求间距适当。这一点在很大程度上也取决于施工公司的经验。

膨润上的压人技术在很大程度上仍然要依靠经验,然而实际经验多半也是可以找到理论根据的。

尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半部的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出的原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨润土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。

如果顶进管路被中继顶压站分成若干段,那么每次总是只有一个管路段受到推顶,其余各段则保持不动。这时宜于仅向被推顶的管路段内压人膨润上悬浮液,而对于静止不动的管路段,则停止压送。此外,膨润土的压人要与中继顶压站的动作协调一致,这一点可以通过手动或远距离自动控制的方式来实现。

特别要注意的是,膨润土悬浮液沿着管壁运动的方向不得与管路推顶方向相反,否则,由于管子和悬浮液的逆向运动,悬浮液非但起不到润滑介质的作用,却反而起了制动介质的作用。结果便会大大增加推顶阻力。如果只在顶进管路的前区压人膨润土,就会发生逆向运动,因为在这种情况下悬浮液便不得不向后流动。所以正确做法是,悬浮液的补压始终要保持从后向前的方向。

在无粘性的疏松土层中,例如对于有流动倾向的矿土以及滚动的砾石上来说,可能十分重要的是,在第一节管子推入土层后立即开始压人膨润土悬浮液,以便在管子周围形成支承环带,从而不引起干摩擦。同样重要的是,对所有后续的管子来说,一但管子离开顶压坑,都要补压膨润土。然而为使悬浮液不能立即又在进口处向外流出,便需要设置如图12所示的弹性滑动密封,否则悬浮液的流出不仅要弄脏工作坑,而且也会破坏支承压力的形成。

顶进管在膨润土悬浮液中受到的浮力

管子范文篇9

论文摘要:本文锅炉正压燃烧剖析,着重介绍锅炉正压燃烧的现象和造成危害,分析锅炉正压燃烧产生的原因,最后提出预防措施。

锅炉正常燃烧,包括均匀供给燃料,合理通风和调整燃烧三个基本环节。正常燃烧炉膛负压一般维持在20-30帕(Pa),当送风量大而引风量小时,炉膛中烟气压力大于大气压力,锅炉产生正压燃烧。笔者在近几年锅炉检验中发现,我市一些小型锅炉在使用过程中存在不同程度正压燃烧,而且比较普遍,说明没有引起有关人员足够重视。其实锅炉正压燃烧对锅炉的安全运行是非常有害的,下面就锅炉正压燃烧的现象和产生原因及危害进行分析。

1锅炉正压燃烧的现象和造成危害

1.1炉膛负压大小,主要取决于风量,风量的大小必须与炉膛燃烧工况相适应,送风量大而引风量小,炉膛负压过小,产生正压燃烧,易使火焰喷出,损坏设备或烧伤人员,这时火焰白亮刺眼,烟气呈白色。

1.2损坏设备,降低锅炉热效率。锅炉正压燃烧,炉膛内火焰和高温烟气会从炉门喷出,还会沿炉墙裂纹进入锅炉的保温层将保温层烧坏,造成炉墙松动、脱落,炉门变形,下降管曝露,直接受火焰加热,破坏锅炉水循环,诱发水冷壁管爆管等事故产生。同时,由于保温层烧坏加大了锅炉散热损失,降低了锅炉热效率。

1.3恶化锅炉房环境。锅炉正压燃烧,会使高温烟气、烟尘从炉、,观察门等缝隙中钻出进入锅炉房,使操作人员受到烟气中灰尘、有害气体和高温的侵害,损害操作人员的身体健康。

2锅炉正压燃烧主要原因分析

2.1司炉工操作水平低。大多司炉工文化程度都比较低,年龄偏大,或中途改行,从事司炉工行业时间不长,有的对鼓引风量配比调节不会操作,造成锅炉正压燃烧。

2.2管道堵塞,空气预热器管子堵塞和磨损是引起锅炉正压燃烧的主要原因。一旦有管子堵塞,烟气流通面积变小,阻力增大,当管子堵塞数超过管子总数的5%时,正压燃烧就不可避免了。空气预热器管子磨损漏风后,则使鼓风和引风直接形成短路,一侧是正压,一侧是负压,会分流许多无效的引风量。比较空气预热器进出端的烟气压力变化(查记录)可预知是否堵塞和磨穿。所以停炉检修时,一定要疏通所有堵塞的管子,如个别管子中段漏风,可将管子两端封严,封闭的管子数量也不能超过管子总数的5%,如超过1组的1/3,应整组换新。管端(烟气入口处)磨损最为严重,应加装管端保护套能防止管端磨损,检修也较为方便。还有烟道积灰严重,未进行清理,也会导至锅炉正压燃烧。

2.3烟囱底部积灰过高,旋风除尘器下部积灰过多,等都会造成烟气阻力增大也会导至锅炉正压燃烧。烟囱底部集尘过多,炉子后部的各检查孔、清灰孔未及时密闭亦可引起阻力增加,引风短路。对于采用老式的旋风除尘器,如果烟质恶化,压力损失增加并发生正压燃烧情况,很可能是旋风除尘器外筒下部堆积烟尘,引起内部气流紊乱而将烟尘卷入上升气流中。当除尘器内外筒被烟尘磨穿、锁气装置不严密时,虽压力损失减少,但烟气发生短路,不但除尘效率下降,也可造成锅炉的正压燃烧。

2.4省煤器积灰也能引起锅炉的正压燃烧,积灰使烟气的流通面积变小,阻力增大。省煤器一般都配备吹扫和清灰设施,定期吹扫和清灰是防止省煤器积灰的有效措施,一星期不应少于1次。

2.5采用劣质烟煤。为确保供热量,加大燃烧,烟尘大增,使锅炉产生正压燃烧。烟质低劣,炉膛温度起不来,使炉膛出口烟气温度也低,致使烟气密度增加,引风机的设计排烟温度为180~200℃,压力为1个标准大气压,当排烟温度低于设计值时,烟气密度增大,风机则处于超设计负荷下工作;同时,为满足外界负荷,只有加大给煤量,这样也就增大了烟气排量。如风机设计选型时的富裕量小,建立炉膛负压就比较困难。2.6多处漏风。例如烟道密封面、观察孔,清灰门、除尘器、引风机腐蚀穿孔造成大量冷空气的进入,使引风机超负荷的正压燃烧。

2.7用汽量超过锅炉的容量,只有用正压燃烧方法解决用汽量不足的问题。

2.8引风机风量,风压不足,造成正压燃烧。这又有三种情况,第一种引风机选型不当,风量,风压偏小;第二种对锅炉除尘器(干法改为温法)改造增加烟气阻力造成风压不足;第三种由于引风机多年使用造成叶片腐蚀磨损,使引风机风量,风压降低。

可见,炉膛正压燃烧的原因是多方面的,要保证锅炉安全经济运行,避免正压燃烧,需要从以下几方面着手:

(1)提高运行操作水平和技能;加强对锅炉及辅助设备的维护、维修和保养。

(2)设备在维护保养和检修时不但要认真清灰,还要检查各密封处如法兰、排灰装置、锁气装置等是否密封漏气。对磨损严重的要及时安排修理和更换。

(3)要尽可能选用和设计煤质相近的燃煤,由于煤质引起的正压燃烧,加装分层燃烧给煤装置可提高炉膛对煤的适应性。

(4)炉前煤的水分也应控制,大量的水蒸汽使炉膛产生的烟气量增加。煤的水分一般不易超过8%~12%,如遇下雨、下雪应上干煤栅的煤。

(5)设计时要适当加大引风机的风量和全压储备。

管子范文篇10

关键词:A-TIG自动焊;焊接熔深;焊接工艺;撬装;焊接变形

1.概述

近些年来国内外撬装装备制造企业越来越多,由于撬装装备上管道长度较短,管道柔性相对较差,所以对预制精度和焊接变形提出了更高的要求。而A—TIG(ActivatingfluxTIG)焊接法对于较薄壁厚焊件不需要坡口和组对间隙就可一次熔透,大大减小了变形,满足了撬装设备管道预制的要求。为了提高焊接效率和工艺稳定性将A—TIG焊技术实现自动化,用于撬装装备制造行业管道预制生产。用自行研制的活性剂通过一系列试验,终于获得各项性能指标合格的焊接接头,并成功应用于生产实践。

2.设备和材料

经过试验和大量生产实践证明,壁厚≤6mm的碳钢不锈钢管均可使用A-TIG焊工艺进行焊接。本文以母材为20钢和06Cr19Ni10,φ60mm×4.5mm、φ60mm×6.0mm、φ114mm×6.0mm三种规格的管子为例进行说明。A—TIG焊接后,焊缝正面会有凹陷,采用填丝自动TIG焊进行盖面。所用碳钢和不锈钢活性剂均为自行研制,活性剂的成分主要由氧化物和卤化物粉末组成。各组分为分析纯粉末状或颗粒状,各组分的要求符合JB/T11084—2001不锈钢和碳钢A—TIG活性剂的要求。尤其是颗粒度要求固体颗粒直径≤74mm。根据各组元对焊缝熔深的影响规律,调整各组元的百分含量,利用正交法得到了比较满意的配方。A—TIG焊活性剂使用方法如下:步骤1:将固体粉末A—TIG焊活性剂按每10g的20~30mL的工业丙酮进行配比,均匀混合。步骤2:待焊工件表面去油、去污,并打磨出金属光泽。步骤3:用干燥清洁的刷子沾取活性剂,均匀涂敷在待焊工件表面,以覆盖金属光泽为宜,涂层宽度约为10~20mm。步骤4:待丙酮挥发后,在30min内进行常规TIG焊。

3.焊接工艺

焊接工艺为自动A-TIG焊打底,自动TIG填丝盖面,低碳钢管采用I形坡口,无间隙组对焊接位置为管子水平转动。保护气流量为8~15L/min;电弧长度1~3mm。焊接环境温度不低于-5℃,环境湿度不高于90%RH。提前送气,滞后停气,收弧可采用减少焊接电流或减慢焊速多加焊丝完成。自动A—TIG焊打底时不需焊枪、不需摆动,自动TIG填丝焊时摆动。在A—TIG焊接过程中,需要注意焊接参数不能从始至终保持不变。开始焊接时管件温度低,往往开始有一小段不容易熔透,随着焊接的进行,管件的温度越来越高,如果保持焊接参数不变,很可能发生烧穿的危险。必须在施焊过程中不断调节参数,适当减小电流或适当增大焊接速度。在试验中发现,管子的厚度、直径不同,要使管子完全熔透焊接参数也不尽相同,管子完全熔透所用参数如附表所示。A—TIG焊接完成后要打磨,采用常规自动TIG焊填丝盖面,只需盖一层即可填满焊道。

4.熔深影响因素

根据试验的结果,截取宏观金相试样,观察熔透情况。图1试件的壁厚、焊接参数完全相同,但图1a试件施焊前焊缝处涂敷了活性剂,而图1b试件则没有,经比较发现,涂敷活性剂后焊缝的熔深明显加深,熔宽明显变窄。A—TIG焊缝的熔深还与焊接规范有关。图2管件材质规格完全相同,并且焊前都涂敷了活性剂,但焊接规范不同,两者焊接速度相同,图2a试件施焊电流为150~160A,代表了较大焊接规范,图2b试件施焊电流为110A-120A,代表了较小焊接规范。从图中可以看出,图2a比图2b焊缝的熔深明显加深,说明焊接规范越大熔深越深。

5.焊接接头性能

(1)焊缝外观及无损检测φ60mm×4.5mm、φ60mm×6mm和φ114mm×6mm三种管子用A—TIG打底之后,焊缝部位向下凹陷,焊缝表面有一层薄薄的黑色渣皮。用焊丝盖面之后焊缝光滑平整,纹路均匀。焊缝背面光滑平整,焊缝背面高度在0.5~1.8mm左右,焊缝正面高度在1.5~2.0mm。焊接变形量<0.5mm,远低于常规方法焊接,如图3、图4所示。焊接接头的无损检测按NB/T47013—2015进行焊缝等级评定,X射线透照质量等级AB级,焊接接头经射线检测后达到了I级标准。(2)力学性能按GB/T228进行拉伸试验,按GB/T232进行弯曲试验试件的力学性能达到母材标准要求,说明活性剂的使用不影响焊接接头的力学性能。(3)宏观微观金相从宏观金相上看焊缝熔合良好,没有气孔、裂纹、夹渣、未焊透及未熔合等缺陷。从放大200倍之后的焊缝、热影响区的金相组织,可看出φ60mm×6mm的0Cr18Ni9管子A—TIG焊缝金属和热影响区组织为奥氏体+铁素体+少许沉淀物,φ60mm×6mm的20钢管子焊缝组织为铁素体+珠光体+贝氏体,热影响区组织为铁素体+珠光体,均没有发现微裂纹及影响性能的有害沉淀物,如图5~图8所示。

6.与常规TIG焊相比的优缺点

(1)优点①不需要加工坡口。②焊缝截面积小,节省了焊材。③一次熔透6mm,提高了效率。④由于该工艺不需要开坡口,组对无间隙,大大减少了焊接应力的不均匀性,也使管子在定位焊后基本失去径向变形的自由空间,所以相对于传统开坡口留间隙的焊接方法,该工艺大大减小了焊接变形。⑤应用于自动焊,工艺稳定性强。(2)缺点①对焊接参数较为敏感。在生产实践中,需要对每一种规格的管子都要进行试验,然后将参数固化下来。②对组对质量要求较高。管道组对错边量≤10%壁厚,管子截面要不留间隙贴合。做到以上两点,熟练焊工可达到98%以上的一次合格率。

7.结语

通过课题研究,成功开发了应用于撬装装备管道自动化预制的A—TIG焊接活性剂和自动A—TIG焊接工艺。经过试验和生产图520钢φ60mm×6mm焊缝金属微观金相图620钢φ60mm×6mm热影响区微观金相图706Cr19Ni10φ60mm×6mm焊缝金属微观金相图806Cr19Ni10φ60mm×6mm热影响区微观金相实践证明,只要操作方法得当,完全实现了壁厚≤6mm管道的一次性焊透,所得焊接接头外观、无损、宏观微观金相和力学性能符合要求,解决了撬装装备制造行业对管道焊接变形要求高的问题。不但提高了焊接效率,而且降低了坡口加工及焊接材料成本。

作者:芦威浩 张晓宁 徐久立 单位:新地能源工程技术有限公司装备集成分公司

参考文献:

[1]杨洪亮.A—TIG焊接法在薄壁管道焊接中的应用[J].工业技术,2012,28(10):104.

[2]冷小冰,等.A—TIG焊在核电管道全位置焊接中的应用[J].电焊机,2009,39(8):15-16.

[3]刘红斌,陈少斌,向彦君.带活性剂的氩弧焊接(A—TIG)技术工艺研究[J].火箭推进,2005,31(6):35-41.