Выводы:
Установлены закономерности формирования структуры в сплаве VST2 c повышенным содержанием Al, С и О, подвергнутого перекрестной прокатке в β-области, последующей прокатке в α + β - области и упрочняющей термической обработке, включающей закалку из температурного интервала Тпп-(100…40) °С и старение - 550…720 °С в течении 6, 8 часов;
Показано, что введение в сплав железа более 2% приводит к значительной химической, а следовательно и структурной неоднородности (образование β-флэков) сплава после прокатки. Данная неоднородность сохраняется в структуре при последующем нагреве и выдержке под закалку. Определенно влияние режимов УТО на структуру, механические и баллистические свойства. Плавка состава №3, с наименьшим содержанием Al, С и О (в пределах данной работы) является наиболее приемлемой для обеспечения высоких баллистических свойств. Для плавки состава №3 показана необходимость сокращения температурного интервала старения сплава до 590…630 °С с оптимальной температурой закалки Тпп-70 °С. Определенно влияние структурного параметра и механических свойств на баллистичсекие свойства. С точки зрения механических свойств наиболее характерным параметром является относительное сужение, которое должно быть не меньше 13% (при уровне прочностных характеристик 1250-1350МПа). Для оценки пулестойскости по микроструктуре после старения следует использовать толщину пластин первичной α-фазы. В данном случае, пулевые испытания прошли образцы с размером выделений 3…4 мкм; На основе данной работы были уточнены верхние пределы Al, С и О в составе сплава VST2 в ТУ 1825-674-07510017-2013.
Литература:
1. Ю.И. Белкин, А.Л. Гавзе, А.М. Легкодух, Э.Н. Петрова, Б.Д. Чухин Противоснарядная стойкость титановых сплавов., "Вестник бронетанковой техники", 1977,№4. с.15-17.
2. Модер Н.И. Основы металловедения титана. Формирование структуры в полуфабрикатах из титановых сплавов. Н.И. Модер. В. Салда, 2006. 91с.
3. Титановые сплавы. Металловедение титана и его сплавов / под ред. Б.А. Колачева и С.Г. Глазунова. М.: Металлургия, 1992. 352 с.
4. Гавзе А.Л. Перспективы применения экономнолегированных титановых сплавов в бронетехнике и изделиях СИБ / А.Л. Гавзе и др. // XII международная научно практическая конференция “Новейшие тенденции в области конструирования и применения баллистических материалов и средств защиты”. Тезисы докладов, 2012г., Москва, НИИ “Стали”. с. 70.
5. Колачев Б.А. Особенности структуры и свойств закаленных титановых сплавов / Б.А. Колачев, Ф.С. Мамонова, В.С. Лясоцкая // МиТОМ. 1975. № 8. С. 52…56.
СРАВНЕНИЕ СПЛАВОВ VST3553 И VST55531 ДЛЯ
ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ
КРЕПЕЖА
Сухоросов Дмитрий Алексеевич
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», научно-технический центр, инженер по электронной микроскопии отдела аналитического обеспечения
Новые высокопрочные сплавы VST3553 и VST55531 разработанные на ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА» являются наиболее перспективными для применения в качестве материала крепежных изделий для авиакосмической промышленности. В работе представлено комплексное исследование двух псевдо-β титановых сплавов VST3553 и VST55531.
Целью данного исследования являлось сравнение двух сплавов VST3553 и VST55531 с точки зрения применимости для изготовления крепежных изделий и оценка возможности достижения комплекса свойств: σв≥1240 МПа (180 ksi), τсреза≥760 МПа (110 ksi), δ≥10%.
Сплавы сравнивались в состоянии с глобулярно-пластинчатой α-фазой с малой и большой долей первичной α-фазы (повышенная пластичность, МЦУ, МнЦУ и пониженная K1С, СРТУ), а также с пластинчатой α-фазой (пониженные пластичность, МЦУ, МнЦУ и повышенные K1С, СРТУ). Прочность в каждом состоянии варьировалась дисперсностью выделений при распаде β-фазы в зависимости от температуры старения.
Материалом для исследования служили горячекатанные прутки Ø12,7 мм из сплава VST3553, пл 0-07-01217 п.505 и Ø18 мм из сплава VST55531 пл.0-18-05696 п.570-1.
В ходе работы проводились механические испытания (на холодный разрыв, двойной срез с нулевым радиусом режущей кромки приспособлений) и металлографический анализ структуры с помощью оптического и растрового электронных микроскопов. Микроструктура оценивалась по таким параметрам, как размер β-зерна и субзерна, поперечный размер глобулей или толщина пластин первичной α-фазы и количество первичной α-фазы.
В ходе работы было показано, что сплавы VST3553 и VST55531 с глобулярно-пластинчатой и пластинчатой структурой α-фазы имеют близкие характеристики микроструктуры при одинаковых термообработках, что обеспечивает близкие механические свойства материала.
По результатам проведенных исследований было выявлено, что на обоих сплавах VST3553 и VST55531 достижим комплекс свойств с высоким значением напряжения среза: σв≥1240 МПа (180 ksi), τсреза≥760 МПа (110 ksi), δ≥10%.
В состоянии с глобулярно-пластинчатой α-фазой на обоих сплавах достижим также комплекс свойств с высоким значением временного сопротивления: σв≥1500 МПа (220 ksi), τсреза≥620 МПа (90 ksi), δ≥10%.
Тенденции изменения механических свойств в зависимости от изменения температуры старения на обоих сплавах с одинаковым исходным состоянием схожи: с уменьшением температуры старения происходит рост прочностных характеристик и падение пластических.
Из выявленных в ходе исследования преимуществ сплава VST3553 перед сплавом VST55531 можно отметить большее упрочнение при низких Тстар ≤450°С, меньшую неоднородность распада в различных участках β-фазы при Тстар ≥550°С, наибольшую максимальную прочность σв=1650 МПа, за счет относительно большего вклада дисперсионного упрочнения при температурах старения ≤475°С, а также менее выраженное влияние на τсреза морфологии продуктов распада (отсутствие «низкотемпературных» ветвей зависимости τсреза от σв).
Из преимуществ сплава VST55531 перед сплавом VST3553 можно выделить большее максимально достижимое τсреза макс =750÷780 МПа, относительно больший вклад дисперсионного упрочнения при температурах старения ≥475°С, на 5÷7% большее δ и на 10÷15% большее ψ при прочности σв≥1500 МПа, а также на 70÷200_МПа большее τсреза при равной прочности σв во всех состояниях с глобулярно- пластинчатой структурой.
В исследованных состояниях были достижимы максимальные значения τсреза_макс=107÷110 KSi для сплава VST3553 и τсреза макс=109÷113 KSi для сплава VST55531.
Оба сплава в диапазоне прочности σв≤ 1100-1170 МПа (160-170 ksi) имеют большее или равное значение τсреза по сравнению со сплавом Ti6Al4V.
Исследование влияния режимов термообработки на структуру и механические свойства труб Ø87х19,5 мм из сплава VST3331
Шушакова Елена Андреевна
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», научно-технический центр, инженер по электронной микроскопии отдела аналитического обеспечения
Одним из перспективных вариантов применения сплава VST3331 является его использование в качестве материала для изготовления труб методом холодной прокатки. Однако, по технологии, использующейся на предприятии ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», на поверхности труб Ø18х1,5мм из сплава VST3331 при холодной прокатке после отжига при 740ºС-1час (воздух) были обнаружены поверхностные трещины. При исследовании микроструктуры по сечению труб были выявлены участки локализации деформации в виде линий интенсивного течения, по которым в большинстве случаев происходило образование трещин.
Целью данной работы было определение режима термообработки, обеспечивающего максимальную технологичность металла при холодной деформации.
Критерием максимальной технологичности материала при холодной деформации предлагались уровень максимального равномерного удлинения образцов при испытании на одноосное растяжение и максимальная степень деформации до появления трещин при осадке при удовлетворительных прочностных свойствах.
В ходе исследования были поставлены следующие задачи:
1 Исследовать влияние различных режимов термообработки на механические свойства, структуру и фазовый состав образцов от труб Ø87х19,5мм.
2 Определить режимы термообработки, обеспечивающие оптимальное сочетание прочностных и пластических свойств труб Ø87х19,5мм.
Работа проведена на горячепрессованном материале трубы Ø87х19,5мм из сплава VST3331. Температура прессования Тпр=800 ºС. В работе использованы следующие методы: определение механических свойств, дюрометрия, оптическая и растровая электронная микроскопия, рентгеноструктурный фазовый анализ.
В ходе работы исследованы механические свойства, структура и фазовый состав образцов от труб, рассмотрены процессы растворения и выделения α-фазы при нагреве и охлаждении под прокатку, а также определен температурный интервал существования ω-фазы, и возможность выделения ее в процессе охлаждения с температуры нагрева под прокатку в следующих температурных интервалах: 1 ступень термообработки – 650÷800 оС, 2-ая ступень термообработки – 350÷620 оС.
По результатам проведенной работы установлено, что термообработка по режимам 650 оС-2 ч-воздух+Тстар и 800 оС-2 часа-охлаждение с печью до 650 оС-воздух+Тстар обеспечивает максимальные пластические свойства (δ=23,8÷21,0 %) при удовлетворительных прочностных (σ0,2=780÷790 МПа, σв=825÷858 МПа) после испытания на растяжение. Однако, после обработки по режиму 650 оС-2 ч-воздух+Тстар сплав показывает более высокие прочностные свойства при сравнимых пластических по сравнению с термообработкой по режиму 800 оС-2 ч-охлаждение с печью до 650 оС-воздух+Тстар. На образцах от труб из сплава VST3331 после нагрева на температуру 650 оС и последующего старения во всем исследованном диапазоне температур старения получены достаточно высокие степени деформации до появления трещин, находящиеся в диапазоне 48÷75 %.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СКОРОСТЕЙ ОХЛАЖДЕНИЯ С ТЕМПЕРАТУРЫ Тпп-30˚С НА СТРУКТУРУ, ФАЗОВЫЙ СОСТАВ, МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ХАРАКТЕР ИЗЛОМА ОБРАЗЦОВ ИЗ СПЛАВА VST 5553 С РАЗЛИЧНОЙ ИСХОДНОЙ
СТРУКТУРОЙ
Ахметянова Елена Миркасимовна
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», научно-технический центр, инженер по электронной микроскопии отдела аналитического обеспечения
В процессе технологических операций в различных сечениях изделий сложной формы возможно охлаждение с разной скоростью и, как следствие этого, получение различной структуры, разного фазового состава и разного уровня механических свойств.
Целью данной работы было исследование влияния скоростей охлаждения из α+β-области на структуру, фазовый состав, механические свойства и характер разрушения образцов из сплава VST 5553 с различной исходной структурой.
Работа была проведена на образцах от прутков Ø35мм из сплава VST5553. С температуры 811˚С (Тпп-30˚С) охлаждали со скоростями от 1 до 1000°С. Режим старения: 580˚С – 8 часов (воздух).
Определены механические свойства образцов с исходной (α+β)- и β- структурой после охлаждения с температуры Тпп-30˚С с разными скоростями. У образцов с исходной (α+β)-структурой при охлаждении с различными скоростями механические свойства изменяются в следующих пределах: предел прочности σв от 1066 до 1144МПа, относительное удлинение δ от 17,2 до 23,6%, ударная вязкость Кcu от 2,8 до 5,4 кгсм/см2. После дополнительного старения механические свойства имеют следующие значения соответственно: σв=1008÷1315МПа, δ=11,4÷23,8% и Кcu=2,8÷6,9кгсм/см2. У образцов с исходной β-структурой σв изменяется в пределах от 870 до 1193 МПа, δ от 6,4 до 16,4%, Kcu от 2,1 до 4,5кгсм/см2. После старения механические свойства имеют следующие значения соответственно: σв=1044÷1264МПа, δ=1,6÷17,8% и Кcu=1,3÷4,3 кгсм/см2.
Микроструктура образцов исследована в продольном и поперечном направлениях методами оптической металлографии и растровой электронной микроскопии. Определены поперечные размеры первичной и вторичной α –фазы для образцов с исходной (α+β)- и β-структурой после одноступенчатой и двухступенчатой термообработки.
Методом рентгеноструктурного фазового анализа определен фазовый состав образцов с разной исходной структурой до и после старения. В образцах с исходной (α+β)-структурой при изменении скорости охлаждения от 1 до 1000°С/мин количество α-фазы изменяется в пределах от 47,8 до 8,8%. После старения количество α-фазы изменяется от 56,5 до 64,0%. В образцах с исходной β-структурой при изменении скорости охлаждения от 1 до 1000°С/мин количество α-фазы изменяется в пределах от 60,2 до 14,2%. После старения количество α-фазы изменяется от 67,6 до 72,7%.
Рассмотрены корреляционные зависимости между механическими свойствами, структурой, фазовым составом и характером разрушения исследованных образцов.
Составлены шкалы микроструктур сплава VST 5553 с исходной (α+β)- и β- структурой, полученных после различных скоростей охлаждения из α+β-области.
Влияние режимов термообработки сплава VST5553 на размер зерна β-фазы и выделение зернограничной α-фазы
Русаков Кирилл Андреевич
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», научно-технический центр, инженер по электронной микроскопии отдела аналитического обеспечения НТЦ
В настоящее время высокопрочные титановые сплавы нашли широкое применение при изготовлении деталей планера в самолетостроении благодаря своей высокой удельной прочности. Эксплуатационные свойства деталей зависят от их структуры. Однако, часто структуры и их тип отличаются в пределах отдельного полуфабриката. Это ведет к неоднородности механических свойств в пределах одного изделия, возникает анизотропия, которая ухудшает эксплуатационные характеристики полуфабрикатов. Зернограничная α-фаза ведет к снижению ударной вязкости.
Цель работы: подобрать режим термообработки для получения относительно мелкого β-зерна и при этом избежать выделения зернограничной α-фазы.
Задачи исследования:
1. Определить оптимальный режим рекристаллизационного отжига.
2. Провести ряд термообработок, призванных избежать появления α-оторочки при высокотемпературном нагреве в α+β области.
Исходным материалом для исследования служила поковка штампованная из сплава VST 5553 со средним размером β-зерна в пересчете на эквивалентные сферы 1800...2300 мкм. Изделие получено ковкой заготовки в +-области и дальнейшей штамповкой в +-области.
Для подбора режима обработки, обеспечивающей получение исходной закаленной структуры с относительно мелким зерном, проводился рекристаллизационнный отжиг в β-области при температуре Тпп+50°C (890°С) и временах выдержки 16, 24, 32, 48 минут. В качестве исходного состояния был выбран материал, обработанный по режиму Тпп+50°C (890°С), время выдержки 48 минут. Микроструктурный анализ показал, что после закалки в структуре наблюдаются равноосные рекристаллизованные зерна со средним размером 300...500 мкм. По данным рентгеноструктурного фазового анализа (РСФА) после закалки при времени выдержки 48 минут в структуре фиксируется только β-твердый раствор с периодом решетки 0,3270 нм.
Введение промежуточных ступеней старения обусловлено необходимостью предотвращения выделения зернограничной α-фазы при окончательных высокотемпературных обработках в верхнем диапазоне температур +-области.
Основные критерии выбора параметров низкотемпературной ступени старения:
отсутствие зернограничной α-фазы,
равномерный распад по телу β-зерна,
минимальный период решетки β-фазы.
Период решетки β-фазы свидетельствует о полноте распада метастабильной β-фазы.
Для выбора температуры обработки старение проводили в температурном интервале 425…525°С через каждые 25°С с выдержкой 3 часа. Наблюдалась устойчивая тенденция уменьшения периода решетки -фазы, следовательно, повышение температуры старения способствует более полному протеканию распада при фиксированном времени выдержки 3 часа. Поскольку период решетки β-фазы минимален, и выделения зернограничной α-фазы не наблюдалось, то в качестве низкотемпературной обработки выбран режим 525°С, 3 часа.
Вторая ступень старения необходима для дальнейшей стабилизации структуры и предотвращения выделения зернограничной α-фазы при последующей высокотемпературной обработке. Основные критерии выбора второй ступени старения:
отсутствие зернограничной α-фазы,
максимальная температура и минимальное время выдержки.
Для определения параметров второй ступени старения материал в исходном состоянии подвергался старению при температуре 525°С со временем выдержки 3 часа с дальнейшим переносом на температуры 600°С, 650°С, 700°С и временами выдержек 1, 2, 4 часа.
Металлографический анализ показал, что при температурах 600, 650 зернограничная α-фаза не выделяется при времени старения 4 и 2 часа соответственно. При обработках 650, 700°С и времени выдержки 4 часа и 1,2,4 часа соответственно наблюдаются выделения
α-фазы по границам превращенных β-зерен, причем, с увеличением времени выдержки (температура выдержки 700°С) доля границ, занятых α-фазой, растет.
Результаты РСФА показали, что с ростом температуры второй ступени старения период решетки β-фазы начинает увеличиваться, а не уменьшаться, следовательно, падает легированность β-фазы в целом. Данный перегиб, возможно, вызван частичным растворением ранее выделившихся мелких частиц α-фазы и началом коагуляции остающихся выделений. В результате для второй ступени старения выбрана обработка - 650°С 1 час.
Для проверки рациональности введения дополнительных ступеней предварительного старения образцы перед закалкой от 800°С обрабатывались по режимам: 525°С 3 часа, 650°С 1 час, 525°С 3 часа + 650°С 1 час.
По результатам металлографического анализа установлено, что вне зависимости от режима термообработки во всех образцах наблюдается зернограничная α-фаза, которая декорирует практически все границы β-зерен. Также наблюдается присутствие приграничных зон, свободных от выделений (ЗСВ), которые, вероятно, образуются при растворении приграничной α-фазы и дальнейшей диффузии α-стабилизаторов в границу β-зерна (соответственно обеднение зон α-стабилизаторами и обогащение β-стабилизато-рами).
Для более равномерного протекания процессов старения по телу зерна была введена дополнительная низкотемпературная ступень перед первой ступенью старения при температуре 355°С с выдержкой 1 час, цель которой активизировать распад по механизму β β + ω β + ω. Также была добавлена дополнительная ступень 760°С с выдержкой 1 час после ступени 650°С для получения более равновесного состояния системы. Однако, введение дополнительных ступеней также привело к возникновению α-оторочки по границам β-зерна.
С целью локализовать температурный интервал выделения зернограничной α-фазы образцы после ступени 650°С дополнительно обрабатывались при температурах 680°С и 710°С в течение 1 часа. Металлографический анализ показал присутствие α-оторочки при обеих обработках, в соответствии с этим была снижена температура второй ступени с 650°С до 600°С, и увеличено время обработки до 4 часов.
Образцы после обработки 355°С 2 часа, 525°С 1 час, 600°С 4 часа подвергались ДСК с разными скоростями нагрева – 10, 20, 50°С/мин. Наиболее высокое разрешение тепловых эффектов получено для скорости нагрева 50°С/мин. В интервале температур 610…690°С идет некоторый эндотермический процесс, который связан с переформированием структуры и, возможно, сопровождается формированием α-оторочки. С понижением скорости нагрева ширина температурного интервала уменьшается, а сам интервал смещается в область более низких температур. Помимо этого снижение скорости нагрева ведет к уменьшению модуля теплового эффекта. Исходя из этого, решено было опробовать применение медленного нагрева со скоростью 0,5°С/мин в интервале температур 600…800°С, предварительно состаренных образцов. Нагрев от 600°С до 680°С не приводит к образованию зернограничной α-фазы. С дальнейшим повышением температуры от 680°С до 710°С происходит формирование α-оторочки.
В результате работы установлено:
Применение рекристаллизационного отжига перед окончательной УТО позволило уменьшить размер зерна с 1800...2300 мкм до 300...500 мкм
Режим рекристаллизационного отжига, обеспечивающего отсутствие нерекристаллизованных зерен – Тпп+50°С (890°С), выдержка 48 минут.
Режимы со ступенчатым нагревом не обеспечили устранения формирования зернограничной α-фазы.
Формирование α-оторочки проиcходит в диапазоне температур 650…680°С при ступенчатом нагреве и выше 680°С при непрерывном нагреве со скоростью 0,5°С/мин.
5. производство МАГНИЯ И ГУБЧАТОГО ТИТАНА(АВИСМА)
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ХЛОРНЫХ ФИЛЬТРОВ В ХЛОРКОМПРЕССОРНЫХ ЦЕХА МЕТАЛЛУРГИИ МАГНИЯ
Гладикова Татьяна Александровна
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», цех №39, лаборатория производства магния, ведущий инженер-технолог
В связи с реализацией программы титан 44+ для увеличения мощностей по переработке возвратного хлористого магния и выпуска магния восстановителя в 2010 году началась реконструкция III отделения цеха №31, которая состояла из двух основных этапов:
-монтаж и пуск новых более мощных электролизеров Э-230 СВО;
-реконструкция хлорной компрессорной №3.
Краткая схема получения товарного хлора.
Хлоргаз, насыщенный парами электролита, эвакуируется из рабочего отделения электролизера и транспортируется по магистральным и тоннельным хлоропроводам. Разрежение в системе создают хлорные компрессоры. В процессе транспортировки газ охлаждается, пары электролита конденсируются с образованием мельчайших твердых частиц – возгона, диаметр которых не превышает 5 мкм. Сухая очистка газа осуществляется в рукавных фильтрах. Далее, очищенный хлоргаз проходит осушку и компримирование в хлорных компрессорах и поступает по напорным ниткам потребителю. Возгон из рукавных фильтров в процессе чистки ссыпается в баки растворения, смешивается с водой, обезвреживается и сливается в кислотную канализацию.
В связи с тем, что реконструкция хлорной компрессорной за неимением возможности её полной остановки осуществляется в рабочем режиме, возникло ряд проблем в ходе технологического процесса. С пуском электролизеров Э-230 СВО количество хлоргаза увеличилось. Сопротивление системы получения товарного хлора возросло, что повлияло на работу хлорных компрессоров. Возросло количество работающих компрессоров, нагрузка на рукавные фильтры, износ оборудования и тем самым трудозатраты на обслуживание.
Основным источником гидравлического сопротивления ( от 3 до 10 кПа) в данной системе являются рукавные фильтры, следовательно их работа оказывает значительное влияние на процесс транспортировки и переработки хлоргаза.
До 2011 года, в качестве фильтровальной, в цехе использовалась стеклоткань алюмоборосиликатного состава ТСФР-7. С пуском первой очереди электролизеров Э-230 СВО в июне 2011 года начали эксплуатацию установленной по проекту иглопробивной ткани S-7901-L1K2H1(PTFE100%) ООО «АКВА», а в июне 2013 года начали испытание стеклоткани с граффито-PTFE пропиткой.
В последние годы каких-либо исследовательских работ в этом направлении не проводилось. Поэтому, на первом этапе были проведены газовые замеры, сделаны расчеты по определению объемного расхода хлоргаза, поступающего в хлорные компрессорные III отделения, и проанализирована работа и обслуживание хлорных фильтров. Получены следующие результаты:
- в хлорную компрессорную №3 поступает более 60% получаемого в отделении хлора, при этом нагрузка на фильтры неодинакова (рис. 1);
- параметры хлоргаза зависят не только от конструкции и технологических параметров работы электролизеров, но и от расположения технологического оборудования в системе получения товарного хлора.
Так хлоргаз, поступающий на очистку в фильтры расположенные наиболее близко к электролизерам имеет более высокую температуру. В результате процесс конденсации паров электролита идет менее интенсивно, увеличивая вероятность их прохождения через фильтровальную ткань и в ходе дальнейшей конденсации оседания образовавшегося возгона в напорных нитках хлоропроводов. На рисунке 2 представлена зависимость запыленности хлоргаза от его температуры.
- график обслуживания фильтров с учетом увеличения нагрузки не изменился, что приводило к периодическим нарушениям в ходе технологического процесса и увеличению износа оборудования.
Для продолжения исследований встал вопрос о необходимости пересмотра режимов обслуживания хлорных фильтров, поэтому инженерно-техническим персоналом опытного цеха совместно с цехом металлургии магния были внесены следующие изменения:
- было предложено осуществлять промежуточную регенерацию фильтров путем встряхивания фильтрующих рукавов с частотой - 3 раза в сутки;
- чистку фильтров производить не реже 1 раза в неделю с удалением возгона.
В результате положительный результат получен не только в стабилизации работы рукавных фильтров, но и в работе хлорных компрессоров, так как с уменьшением колебаний сопротивления системы удалось снизить нагрузку на них и увеличить межремонтный пробег.
На втором этапе работы была проведена оценка качества используемых фильтровальных материалов, которая производилась по двум основным характеристикам:
- степень очистки;
- динамика скорости роста сопротивления фильтра.
Степень очистки запыленного газа в рукавных фильтрах рассчитывается по формуле
(1 - nвых/nвх)*100
где nвх – запыленность газа на входе в фильтр, г/м3;
nвых – запыленность газа на выходе из фильтра, г/м3.
Существующая в настоящее время методика определения запыленности хлоргаза позволяет осуществлять измерения с точностью до 10 мг/ дм3. По результатам газовых замеров, запыленность на выходе из фильтров не превышала вышеуказанного значения, следовательно, степень очистки можно считать близкой к 100%.
Однако было внесено предложение о подборе и поиске оборудования для проведения замеров с более высокой точностью, так как современные пылемеры позволяют осуществлять измерение запыленности с точностью до 1 мг/м3.
Параллельно велась работа по определению динамики роста сопротивления фильтров в зависимости от фильтровального материала. Данные представлены на рисунке 3.
Выяснилось, что наибольшим сопротивлением обладает PTFE ткань, при чистке возгон с рукавов плохо стряхивался, оставался на поверхности швов. По результатам был сделан вывод о нежелательном использовании данного вида ткани.
Стеклоткань ТСФР(Б)-7 обладает меньшим сопротивлением, но начальная воздухопроницаемость её больше.
Особенностью сухой фильтрации газов является то, что твердые частицы остаются не только на поверхности фильтрующего материала, но и проникают внутрь его, поэтому, чем больше проницаемость материала, тем больше вероятность прохождения более мелких частиц сквозь материал. Однако низкий показатель проницаемости не всегда сможет обеспечить очистку необходимого объема газа и имеет достаточно высокое начальное сопротивление. Следовательно, необходимо использовать такой материал, который учитывает эти два фактора, и применим в условиях данного производства.
Из вышеуказанных материалов наиболее приемлемым оказалась стеклоткань с граффито-PTFE пропиткой. В настоящее время, в хлорной компрессорной №3, планируется произвести замену фильтровальных рукавов из данной ткани.
Литература
Щеголев В.И., Лебедев О.А. Электролитическое получение магния. – М.: ИД «Руда и металлы», 2002. – 368 с.
Юдашкин М.Я. Очистка газов в металлургии. – М.: Металлургия, 1976. – 374 с.
Гордон Г.М., Пейсахов И.Л. Контроль пылегазоулавливающих установок. – М.: Металлургия, 1973. – 384 с.
РЕЗЕРВНАЯ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ
ЭЛЕКТРОЛИЗЕРОВ Э-230 СВО
Юдин Максим Владимирович
ОАО «Корпорация ВСМПО-АВИСМА», цех 75,
ведущий инженер-проектировщик
Для увеличения производственных мощностей цеха электролиза во 2-ом отделении проводится реконструкция, которая предусматривает замену существующих электролизеров БЭРВ и ЭВА на более производительные Э-230 СВО. Повышение производительности электролизеров достигается за счет увеличения плотности тока, а также за счет оснащения электролизеров системой водяного охлаждения (теплоноситель – дистиллированная вода), которая увеличивает срок службы анодов.
Реконструкция проводится поэтапно, поэтому система водяного охлаждения представляет собой 18 независимых систем, каждая из которых рассчитана на охлаждение серии из 5-ти и 4-х электролизеров. На данный момент смонтировано 6 систем, 4 в стадии монтажа, 8 в стадии проектирования. Каждая из систем состоит из воздушного охладителя, циркуляционных и подпиточного насосов, бака дистиллированной воды, дистиллятора, расширительного бака, запорной арматуры, трубопроводов и системы дренажа. Ранее проектом резерв воздушных охладителей не был предусмотрен (в случае аварийного выхода из строя воздушного охладителя, система водяного охлаждения будет остановлена, повторный запуск, при работающих электролизерах, невозможен). Поэтому было принято решение о начале проектирования резервной системы охлаждения.
Целью данной работы является разработка проекта резервной системы охлаждения электролизеров Э-230 СВО.
Проектом необходимо решить ряд вопросов:
- Разработать схему, которая обеспечит постоянную циркуляцию теплоносителя в системе (при отсутствии циркуляции, при отрицательной температуре окружающей среды существует возможность промерзания теплоносителя в трубопроводах);
- Выполнить оптимальную трассировку трубопроводов с учетом существующих коммуникаций в районе проектирования;
- Проект должен обеспечивать взаимозаменяемость оборудования, и использование как можно меньшего количества дорогостоящей аппаратуры и трубопроводной арматуры.
Для обеспечения постоянной циркуляции резервная система выполнена замкнутой. В нормальном режиме работы воздушный охладитель резервной системы работает в последовательной схеме, с основной системой, рассчитанной на охлаждение серии из 5-ти электролизеров. Трубопроводная арматура расположена таким образом, что путем простых переключений теплоноситель резервной системы возможно перенаправить в любую из основных систем. Для учета всех строительных норм и правил безопасности, а так же для обеспечения свободного подъезда к корпусу электролиза, были приняты различные способы прокладки трубопроводов: прокладка на низких и высоких опорах; по существующим эстакадам; подземная прокладка в каналах. Резервная система охлаждения была спроектирована таким образом, что аппаратуру и трубопроводную арматуру резервной системы можно было использовать в основной системе и наоборот.
В результате реализации проекта резервной системы охлаждения не будет прямого положительного экономического эффекта, но будет обеспечена безаварийная работа основных систем охлаждения, что позволит сэкономит значительные средства при ремонте и замене оборудования.
6. АвТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА
ЭЛЕКТРОННЫЙ УЧЕБНИК
ДЛЯ ВОДИТЕЛЕЙ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ
В ФГКУ «59 ОТРЯД ФПС»
ПО СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ
Кочкина В. Ф., Тойкин С.О.
Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б.Н. Ельцина
Институт радиоэлектроники информационных систем, кафедра «Радиоэлектроника информационных систем»
ул. Мира, 32, г. Екатеринбург, 620002, Россия
тел. (343) 3759424, е- mail: KochkinaVF@mail.ru
Аннотация – Рассмотрены вопросы создания электронного учебного пособия для водителей пожарных автомобилей: структура, обоснование выбранного программного обеспечения, концептуальная схема.
Практически по всем направлениям учебных дисциплин создаются электронные учебники и самоучители.
Создание и организация учебных курсов с использованием электронных обучающих средств, в особенности на базе Интернет – технологий, является непростой технологической и методической задачей. Тем не менее индустрия компьютерных учебно-методических материалов расширяется в силу их востребованности и социальной значимости.
Поэтому актуальной задачей является разработка адекватных современным идеям развития образования концепции построения и использования компьютерных обучающих средств, в частности электронных учебников.
Электронный учебник – в большей степени инструмент обучения и познания, а его структура и содержание зависят от целей его использования. Он и репетитор, и тренажер, и самоучитель. Особую значимость он приобретает при использовании в линейных технологиях и коммуникационных системах.
Создание электронного учебного пособия для водителей пожарных автомобилей является актуальным в силу того, что потребность в таком электронном учебнике несомненно есть, а самих учебников по данной дисциплине либо совсем нет, либо их количество крайне недостаточно.
Проблема заключается в том, что работа по обучению водителей не является достаточно эффективной в силу ограниченного количества учебных пособий в физическом исполнении, а также отсутствует автоматизированная система проверки знаний в условиях ограниченного количества часов на обучение водителей.
В связи с выше изложенным требуется разработать Электронное учебное пособие для водителей пожарных автомобилей в ФГКУ «59 отряд ФПС» по Свердловской области.
|
