И. К. Бейсембетов ректор Зам главного редактора
жүктеу/скачать 51,43 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Станция катодной защиты от коррозии газовых труб с комбинированным источником питания Резюме.
- Stations of cathodicprotection against corrosion ofgas pipeswith a combinedpower source Summary.
- Key words
- Е.Б. Өтепов, А.С. Беркинбаева, Ю. Баст, К.К. Карменов
- НАНОҚҰРЫЛЫМДЫ ЖАБЫНДЫСЫ БАР ЛЕГІРЛЕНГЕН БОЛАТТАРДЫҢ АКУСТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ДИССИПАТИВТІ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ Аңдатпа
- Түйін сөздер
- 30ХМ, 38 ХМ, 40 ХФА хром-молибден және хром-ванадийлі болаттардың арналуы және толық мінездемесі [1]
- Қорытпалардың акустикалық және демпферлік қасиеттерін зерттеу
Рис. 5. Схема силовой части импульсного регулятора постоянного напряжения При высокой частоте моделирующего сигнала и низких темпах возмущающих воздействий силовая часть широтно-импульсного регулятора может быть принята безинерционным звеном с К= U вых
/U у ., Тогда передаточные функции разомкнутой и замкнутой системы будут иметь вид: W р
и р;
W з (р) = К п /(Т 2 р +1),
где Т 2 = Т и / К.
Таким образом, как при питании от ветроэнергетической установки, так и при питании от буферных аккумуляторов, система стабилизации в динамическом отношении ведет себя как инерционное звено первого порядка. При такой структуре системы регулирования она устойчива при любых темпах управляющих и возмущающих воздействий. №2 2016 Вестник КазНИТУ
528 ● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
Рис. 6. Схема силовой части импульсного регулятора постоянного напряжения (а) и структурная схема системы стабилизации (б). ЛИТЕРАТУРА [1] Энергетические ресурсы мира. Под редакцией Непорожнего П.С., Попкова В.И. - М.: Энергоатомиздат, 1995 г.
[2] Мустафин Ф.М., Кузнецов М.В., Быков Л.И. Защита от коррозии. Т. 1., Уфа: ДизайнПолиграф Сервис, 2004. – 806 с. [3] Кругликов А.П., Каликасов С. Ветроэнергетическая установка для регионов с неравномерной ветровой энергией. Сборник трудов ИГД, 2012 г. [4] Кононов Ю.Д. Энергетика и экономика. Проблемы перехода к новым источникам энергии. – М.: Наука, 1981.
[5] Семенова И.В., Флорианович Г.М., Хорошилов А.В. Коррозия и защита от коррозии. М., 2006. – 306 с.
REFERENCES [1] Energeticheskie resursy mira. Podredaksii Neporojnego P.S., PopkovaV.I. - М.: Energoatomizdat. 1995 g. [2] MustafinF.M., KuznesovM.V., BykovL.I. Zashita ot korrozii. Т. 1., Ufa: DizinePoligrafService, 2004. – 806 s. [3] KruglikovA.P., Kalikasov S. Vetroenergeticheskaia ustanovka dlia regionov s neravnomernoi vetrovoi energiei. Sbornik trudov IGD, 2012 g. [4] KononovY.D. Energetika I economika. Problemy perehody k novym istochnikam energii. – М.: Nauka, 1981. [5] SemenovaI.V., FlorianovichG.M.,Horoshilov А.V. Korrozia i zhashita ot korrozii. М., 2006. – 306 s.
Кругликов А.П., Малдыбаева Т.С., Жонкешова К.С., Камалов М., Оспанов А. Станция катодной защиты от коррозии газовых труб с комбинированным источником питания Резюме. Наиболее эффективным способом защиты газовых труб от коррозии является электрохимическая. При прохождении газовых труб вдали от магистральных электрических сетей их станциях электрохимической защиты целесообразно использовать комбинированные источники питания. В КазНИТУ разработана станция катодной защиты с комбинированным источником питания. Сделан анализ статических характеристик и динамических свойств системы регулирования.
Kruglikov А.P., Мaldybaeva Т.S., Zhonkeshova К.S., Kamalov М., Ospanov А Stations of cathodicprotection against corrosion ofgas pipeswith a combinedpower source Summary. The most effective way to protection against corrosion of gas pipes is electrochemical. When passing gas pipes far from the high-level electric networks their stations of electrochemical protection it is expedient to use the combined power sources. In KazNITU designed cathodic protection station with a combined power source. The analysis of the static and dynamic characteristics properties of the controlled system. Key words: gas pipe, corrosion, corrosion ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
529 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
ӘОЖ 628.517: 669
(Қ.И. Сәтбаев атындағы Қазақ ұлттық техникалық зерттеу университеті, Алматы, Қазақстан Республикасы, E- mail:aknur.b78 @mail.ru)
АКУСТИКАЛЫҚ ЖӘНЕ ДИССИПАТИВТІ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ Аңдатпа: Мақалада хром-молибден және хром-ванадий болаттарының наноқұрылымдық жабындысымен акустикалық және депфирлік қасиеттері зерттеледі. Наноқұрылымдық жабындысы бар қосындыланған болат жоғарғы демпфирлік қасиеттерге ие болды.
Зерттеу обьектісі ретінде 30ХМ, 38ХМ, 40ХФА хром-молибден және хром-ванадий болаттар болып табылады және қортылған құрамында (Ti-Al-N) бар БА-4, БА-5, БА-6 болаттары болып табылады. Зерттеудің тапсырмасы: -хром-молибден және хром-ванадий болаттарының акустикалық және демпферлік мінездемелерін зерттеу. -демпферлік қасиетін жоғарлататын элементтермен легірленген, жаңа хромкөміртекті болаттарды балқыту; -жаңа хром-молибден және хром-ванадиді болаттардың физика-механикалық және демпферлік, акустикалық дыбыс деңгейін, дыбыс қысымының деңгейінің сипатамаларын зерттеу; - (Ti-Al-N) наноқұрылымды жабындысымен хром-молибден және хром-ванадийлі болаттардың демпферлік қасиетін бағалау; -термоөңдеудің хром-молибден және хром-ванадийлі болаттардың акустикалық және демпферлік қасиеттерін анықтау; Осы жұмыстын алға қойған мақсаттарының бірі темір негізінденгі жаңа демпфрлеуші металл материалдарды жасау болып табылады. Осыған байланысты стандартты болаттардың химиялық құрамына қосындыланған элементтерді (хром-молибден және хром-ванадийлі) қосу арқылы жаңа демпферлік қасиеттері бар болаттар алынды.
1-кесте. 30ХМ, 38 ХМ, 40 ХФА хром-молибден және хром-ванадийлі болаттардың арналуы және толық мінездемесі [1]
Болат Арналуы 30ХМ
Бекіткіш бөлшектер және турбина дискілері, 400 º С температураға дейін жұмыс істейтін буқұбырлары фланцтері. Болаттар жоғарғы шынықтырудан кейін –тісті доңғалақтар,остер, құрсаулар қасиетіне ие. Қанағаттанарлық дәнекерлікке ие болғандықтан дәнекерленген конструкциялар үшін қолданылып жатады. 38ХМ Турбиналар мен турбокомпрессоларда жауапты бөлшектер, 400 º С температура жұмыс жасайды (цельнокованды роторлар, дискілер, покрышкалар, болттар, түйрегіш, шток, тісті доңғалақтар, фланцтар) 40 ХФА Жақсартылған жағдайда-валдар, остер, төлкелер, траверстер, тісті дөңғалақтар, +400 º С температурға дейін жұмыс істейтін, жоғарағы қысымды құбырөткізгіштердің бекіткіш бөлшектері. Азоттаудан кейін-жоғарғы тұрақты тоздырғыштыққа және беттік қаттылыққа талап сұраныстары бар, түйрегіштер, саусақтар, шестерниялар және басқа бөлшектер жасалынады.
Зерттеудің бастапқы тапсырмасы балқыту технологиясы өнімділік кезінде болаттың қажетті,әрі тұрақты құрамын алу үшін металдың жоғарғы температурасын қамтамасыз ету керек. Осы талаптарға сәйкес кокстың шығынын және үрлеу әдісін таңдаудың есебінен орындалады. Балқыту индукционды пеште іске асырылды. Құю темірқорамда жүрді,мұнда құм нысанасымен салыстырғанда темірқорамда құю бірқатар ерекшеліктерге ие:нысананың салыстырмалы төзімділігі майда қалыптандыру және су мен майда суыту арқылы үдетілген суыту,қалыптық материалдарды шығындаудың күрт азайтылуы немесе толықтай тоқталуы орындалды. №2 2016 Вестник КазНИТУ
530 ● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
2 кесте. Болаттардың механикалық қасиеттері
Болат
Термиялық өңдеу тәртібі
(t 0 , С ) σ т σ в 5 φ α н,Дж/ см 2 Босаңдатудан кейiнгi (отжиг) НВ,кем емес Майда шынықт
ыру Су мен
майда суыту
арқылы босату
МПа % Кем емес 30ХМ 880
540 570
950 11
5 80
229 38ХМ
850 580
900 1000
11 45
80 241
40 ХФА
880 650
750 900
10 50
90 БА-4
(нқж) 880
540 760
960 11
45 80
230 БА-5
(нқж) 870
560 880
990 10
50 70
240 БА-6
(нқж) 880
550 770
910 12
55 80
245 Ескерту 1кгс/мм 2 ≈10 МПа; 1 кгсм/ см 2 ≈10 Дж/см 2
3-кесте. Зерттелген болаттардың химиялық құрамы
Болат
С Mn
Cr Mo
V Ce
Nb 30 ХМ
0,26-0,34 0,40-0,70 0,80-1,10 0,15-0,25 - -
38ХМ 0,35-0,42 0,35-0,65 0,90-1,30 0,20-0,30 - - - 40ХФА
0,37-0,44 0,50-0,80 0,80-1,10 - 0,10-0,18 - - БА- 4 (нқж) 0,28
0,5 0,9
0,20 - 0,10 0,10 БА- 5
(нқж) 0,33
0,6 1,1
0,3 - 0,15 0,25 БА-6
(нқж) 0,42
0,7 1,3
- 0,19
0,18 0,30
Қорытпалардың акустикалық және демпферлік қасиеттерін зерттеу Соңғы уақытта материалтанушылар болаттар мен қорытпалардың физика-механикалық қасиеттерін жақсарту үшін наноқұрылымды жабындыны қолданады [2].Қолданылған болаттардың (дыбыс деңгейі, дірілді үдету деңгейі),жалпы шуды пайдалану кезінде дірілді азайтудың бір тиімді әдісі болатын жабдық бөлшектері үшін наноқұрылымды жабындысымен демпфрленетін материалдар қасиеттерін зерттеу болып табылады.Көптеген объекте көрсетілгендей нанодеңгейге ауысу жеке қосындылар мен осы жүйе негізінде алынатын сапалы физика – механикалық қасиеттері өзгерістерінің пайда болуына алып келеді.Сонымен бірге жаңа бақылау бойынша,нанотехнологияны қолдану арқылы физикалық, механикалық, термиялық және оптикалық қасиетімен микроөлшегіш маштабының аналогтарынан едіәуір асып түседі.Зерттелген үлгінің екпінен болатын дыбыстық импульсін тек соққыш шардың шуөлшегішімен бекітпей,осциллографтың сақтағыш көмегімен тіркелді. Болаттардың акустикалық (дыбыс деңгей), логарифмдік декремент(дыбысты үдету), демпфрлеу (иілу тербелісінде) қасиеттерін зерттеу үшін арналған қондырғыларды талдау негізінде, электромагнитті жоғары жиелі диапозонда (950-1000 Гц),температурасы 200-600°С, - да болды, үйкелісті үздіксіз бекіту үшін арналған автоматты құрылғы таңдалды [3]. Қондырғы келесі тәртіппен жұмыс жасайды (1 сурет). Болаттан жасалған тілімше қондырғының камерасының ішіндегі айналу механизмінің үстеліне орнатылды,ол газ- металл плазмадағы ағында аспаптың орын алмастыруын іске асырды.Камерадағы қалдық қысым вакуумды жүйенің және автоматты реттегіштің көмегімен жасалды және реттелді,тілімшенің температурасының аумағы 150- 900ºС,жұмыс сперальді ауқымы 1,8-3,8 мкм,нысаналау көрсеткіші 1: 500 (номиналды мәні).Эксперементтердің нәтежелері болат 30ХМ, 38ХМ, 40ХФА (тілімшенің өлшемі 50х50х5мм) зерттелген болаттардың және БА-4(нқж), БА-5(нқж), БА-6 (нқж) жасалған болаттардың екпінен түсірілген дыбысты импульсін 1-5 суреттерде келтірілген. Зерттелетін тілімшенің екпінінен болатын дыбыстық импульсін тек соққыш-шардың шуөлшегішімен ғана бекітпей, осцилографтың сақтағыш көмегімен тіркеді. Жазып алынғын сигналды суретке түсіріп ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
531 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
алады және ары қарай демпферлеу мінездемелерін анықтады: логарифмдік декремент, дыбыстың сейілу жылдамдығы. Мұндағы салыстырмалы сейілу мен ішкі үйкелісті есептеу жолымен анықталды [4] [5].
1 – қыздырғыш (суытқыш) құрылғы; 2 – үлгі; 3 – тербеліс датчигі; 4 – күшейткіш; 5 – фильтр; 6 – потенциометр; 7 – қуатты үдеткіш; 8 –тербелісті қоздырғыш, 9 – салыстыру блогы; 10 – сервокүшейткіш (КСП-4); 11 – сервоқозғалтқыш; 12 – кернеулерді тұрақтандырғыш блогы; 13 –потенциометр; 14 – өздігіненжазғыш; 15 – термобу; 16 – өздігіненжазғыш; 17 – потенциометр; 18 – лампылық вольтметр; 19 – осциллограф; 20 – жиілік өлшеуіш; 21 –дискриминатор; 22 – импульс есептеуіш; 23 – генератор; 24 – блок:
Сурет-1 суретке түсіріліп көрсетілген 30ХМ болат үлгісінің екпінінен түсірілген дыбыстық импульс.Осы қорытпаның логарифмдік декрементін келесі жолмен анықталды.
016 , 0 45 95 ln 45 1 ln 0 n n l (1)
мұнда А 0 – бастапқы, максималды дыбыс импульсі амплетудасы, мм; А п – соңғы, минималды дыбыс импульсі амплитудасы, мм; п – осциллограф экранындағы импульстар саны Салыстырмалы сейілу: = 2 = 2 0,016 = 0,032
Ішкі үйкеліс: Q -1 =
2 0132 , 0 2 = 0,0050 2-сурет. 30 ХС болат үлгісінің соққыш-шар екпінінен дыбыс импульсінің азаю осциллограммасы келтірілген
№2 2016 Вестник КазНИТУ
532 ● Х и м ик о - ме та л л у рг и че ски е на ук и
Мұнда хром – молибден (30 ХС марка )болаттың демпфрлік мнездемелері анықталды.,олар мынаған тең; δ = 0,018; ѱ =0,036; Q -1 = 0,0057 Осциллографтың уақытша экран интервалы 0,005 секундты құрайды. Барлық интервал 9х5=45 интервалдарға бөлінеді. Осылайшы, осциллографтың уақытша интервалды бөлу бағасы 0,00011 секундты құрайды. Ішкі үйкелісті тек есептеу әдісімен ғана анықтаған жоқ. Соққы қоздыруынан пластинада негізінен иілу толқындарын есептей отырып, өңделген болаттардың ішкі үйкелісін иілу толқындары әдісімен зерттеледі. [5]. Аппаратуралық жоғалымдарды үлгінің орнына орнатылған кварцтық стержен көмегімен анықтайды. Сондай өлшемдер қондырғының фонының шамасын бағалауға мүмкіндік берді, ол едәуір кіші 10 -5 , яғни сыналатын үлгінің сейілуінің минималды мәндері ретінен төмен болады. Зерттеулердің толық әдістемесі [6] жұмыста толық айтылған.Ішкі үйкелістің мінездемелерін үлгі өлшемдері 20ºС, 950-1000 Гц жиілік диапазонында ыстықтай жаймалаудан кейін зерттеді. Әрбір үлгіде бес өлшемнен өткіздік [7]. Пластинкалы үлгілердің дірілдік және акустикалық қасиеттерін құрылымда кешенді зерттеу үшін, осциллограф PCS-500 көмегімен соққыш-шар үлгісінің екпіні, дыбыс импульсінің сөну осцлограммасы жазылған. 3- суретке сәйкес өңделген хром- молибден болатының (құйылған жағдайда) БА-4 (нқж) соққыш-шардың соғу әсерінен дыбыс импульсінің азаю осцилограммасы келтірілген.Көрсетілген осцилограммасы бойынша БА-4 (нқж) болатының депферлік мінездемелері анықталды,олар δ=0,05; ѱ=0,102; Q -1 =0,0162 тең.Мұнда мәндері әлдеқайда жоғары, 4- суретте өңделген хромкөміртекті болатының (құйылған жағдайда) БА -5 соққыш-шардың соғу әсерінен дыбыс импульсінің сөну осцилограммасы келтірілген. 4-суретте келтірілген бойынша, БА - 5 демферлеуші хром-молибден болатының демпферлік мінездемелері анықталған, олар δ = 0,018; ѱ =0,036; Q -1 = 0,005 тең. Мәндері әлдеқайда жоғары, стандартты хром-молибден болатпен, өңделген БА -4 хром-молибден болатын салыстырғанда төмен көрсеткіштерді көрсетеді.
δ = 0,028; ѱ =0,056; Q -1 = 0,0089 3-сурет Хром-молибден болатының БА - 4 соққыш-шардың екпіні әсерінен дыбыс импульсінің азаю осцилограммасы көрсетілген
δ = 0,020; ѱ =0,0040; Q -1 = 0,006
4-сурет Хром-молибден болатының БА-5 соққыш-шардың екпіні әсерінен дыбыс импульсінің азаю осцилограммасы көрсетілген
5-суретке өңделген хром-молибден болатының (құйылған жағдайда) соққыш-шарлармен соғу кезіндегі БА-6 (НҚЖ) үлгінің дыбыс импульсінің сөну осцилограммасы келтірілген. 5- суретке сәйкес БА-6 (НҚЖ) үлгінің хром-молибден болатының мінездемелері анықталды,олар δ = 0,042; ѱ =0,085; Q -1
= 0,013 тең,мәндері стандартты хром –көміртекті 30ХМ болатпен және өңделген БА -4 және БА-5 хром- көміртекті болаттармен салыстырғанда жоғары болды. ҚазҰТЗУ хабаршысы №2 2016
533 ● Х и м ия - ме т а л л ург ия ғ ы л ы мда ры
2-5 суретте байқасақ сәйкес келтірілген осцилограммадан көретініміз, өңделген БА-4 (НҚЖ) хром-молибден болатының сөну жылдамдығының жоғарғы мәнін және депферлік мінездемелерін (δ = 0,013; ѱ =0,084; Q -1
= 0,042 ) стандартты хром- молибден 30 ХМ болаттарымен салыстырғанда, сонымен бірге қайта өңделген хром-молибден БА -4 (НҚЖ) болат және БА-5 (НҚЖ) болатын көреміз.
δ = 0,042; ѱ =0,084; Q -1
= 0,013
кезіндегі БА-6 (НҚЖ) үлгінің дыбыс импульсінің азаю осцилограммасы келтірілген.30ХМ болаты және БА-6(НҚЖ)болаттарының наноқұрылым жабындысы үлгілер диссипатция мінездемелерін маңызды жоғарлауын қамтамасыз етеді.Оның себебі,беттегі металл тығыздығының өзгеруі,сондықтан дыбыс жылдамдығы кенеттен (дерлік секіріс тәрізді) өзгереді,яғыни ол дыбыстықсәуленің өзгеруінің негізі блолып саналады.
х200 х500
1 2 6-сурет. Хром –ванадий БА-6 болаттарының микроқұрылымы
Термөңдеу : 900 0 С аралығында 20 мин,майда суыту. Қаттылығы 221HV. 1.Ұзына бойы шлиф. Матрица айқын айқындалған ферриттің шекаралық дөрекі дәндерінен тұрады.Микроқұрылымда өзі аустенит болып байқалады. Бөлшектері – қара карбит хром Сr 23 C
троостит және бейнит болып байқалады. 2. Ұзына бойы шлиф.Феррит сәл боялған . Аустенит ашық және ферриттің ұсақ дәндерінен тұрады. Олар көбінесе аустенит пен феррит арасындағы шекараларда орналасып жатады. Қортынды Хром -молибден және хром-ванадий болат үлгілерінің акустикалық сипаттамаларын (соққы кезіндегі дыбыс қысымы деңгейі ) және демпферлік ( ішкі үйкеліс) қасиеттері анықталды. 30ХМ, 38 ХМ, 40 ХФА (белгілі ) болаттардың диссипатциялық және дыбыстықсәулелену мінездемелеріне баға берілді. БА-4,БА-5 хром -молибден және БА-6 хром-ванадий жаңа болаттары балқытылды, олар қосымша церимен
(0,10-0,18%), (0,20-0,30%),легірленген .30ХМ және БА-4 болаттары наноқұрылымды жабындылауға - (Ti-Al-N) және қалыңдығы (2,35 10 -7 )м ұшыраған еді Наноқұрылымды жабындысымен үлгілердің жоғарғы демпфрленетін қасиеттері айқындалды. жүктеу/скачать 51,43 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|