CC BY
29
Эти результаты в основном подобны полученным в [1,2], отличаясь затуханием во времени с удалением от точки приложения нагрузки. Обратим внимание на то, что график для усилия имеет своей образующей соответствующую экспоненту, описывающую затухание.
Выводы
Использованный в этой работе метод асимптоти-ко-группового анализа является достаточно эффективным при решении подобных задач. Искомые функции и(х, 1) и Т(х, 1) представлены в виде разложения по степеням ^ - /), где коэффициентами являются некоторые функции от переменной х, что позволяет эффективно исследовать распространение бегущей волны. Амплитуда колебаний усилия Т(х) затухает по экспоненте.
Перечень ссылок
1. Пожуев В. И. Распространение антиплоской самоуравновешенной упругой волны от границы полупространства / Пожуев В. И., Скрыпник И. А., Шамровский А. Д. -Изв. РАН, МТТ, 1996. - № 2. - С. 44-48.
2. Шамровский А. Д. Асимптотико-групповой анализ дифференциальных уравнений теории упругости / Шамровский А. Д. - ЗГИА, 1997. - С. 136.
3. Шамровский А. Д. Об одном критерии малых колебаний струны с учетом сопротивления среды / Шамровский А. Д., Меркотан Г. В. // Современные проблемы математики и ее приложения в естественных науках и информационных технологиях : IV междунар. конф. для молодых ученых : тезисы. докл. - Х., 2009. - С. 36-37.
Одержано 27.07.2009
У cmammi розглянуто задачу про поширення антиплоског пружног xerni зурахуванням опору середовища. Задачу розв 'язано методом асимптотико-групового анализу. Побудований iтерацiйний процес, вiдповiдний до прифронтово'1 зони збурювання. Шукан функцИ' подано у виглядi розкладiв у ряди, де коефщентами е деяю функцП вiд змтноХ х, що дозволяе ефективно до^джувати поширення xerni, що розповсюджуеться. Отриманi результати проiлюстрованi.
The problem for distribution of the antiflat elastic wave is studied. Resistance of environment is considered. The problem is solved by a method of the asymptotic-group analysis. The iterative process corresponding to a front zone of indignation is constructed. Required functions are presented in the form of decomposition abreast where factors are some functions from a variable x. This decomposition allows to investigating distribution of a running wave effectively. The received results are illustrated.
УДК 669.295
С. А. Аджеев, А. В. Осипенко, А. В. Алексеенко, Т. А. Пампушко Казенное предприятие «Запорожский титано-магниевый комбинат», г. Запорожье
МЕТОДИКА ОТБОРА КАЧЕСТВЕННОГО ТИТАНА ГУБЧАТОГО ПОСЛЕ СОРТИРОВКИ ТОВАРНЫХ ПАРТИЙ
Рассматривается возможность увеличения выхода титана губчатого, путем доизвлечения из массы дефектных кусков после сортировки товарных партий. Проведен количественный и качественный анализ видов дефектных кусков титана губчатого. Определены стадии технологии производства, требующие улучшения и оптимизации.
Важным условием для сертификации системы менеджмента качества по требованиям международного стандарта ISO 9001-2000 является выполнение функций-задач по мониторингу процессов, продукции и статистическому анализу данных. Целью данной работы явилась разработка критериев, направленных на повышение гарантии качества производства титана губчатого и совершенствование методов контроля качества на основе мониторинга и статистического анализа видов дефектных кусков, отсортированных при формировании товарных партий титана губчатого фракции (-30+10) мм.
Для титана губчатого определяющими являются следующие параметры качества: твердость по Брин-нелю (НВ); содержание основных примесей (железа, кислорода, хлора, никеля, азота, углерода, кремния); отсутствие дефектных кусков титана губчатого (в том числе с инородными включениями); однородность химического состава товарной партии; фракционный состав товарной партии.
Одним из основных требований к качеству партий титана губчатого является полное отсутствие дефектных кусков, отличающихся по цвету или яркости. Это различие в окраске и оттенках возникает вследствие
© С. А. Аджеев, А. В. Осипенко, А. В. Алексеенко, Т. А. Пампушко, 2009
136
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В В МЕТАЛУРПТ ТА МАШИНОБУДУВАНН1
повышенной концентрации примесей, особенно азота и кислорода.
Дефектные куски титана губчатого подразделяют на пять видов [1]:
1) горелые (следы оксида или оксинитрида);
2) окисленные (ярко выраженные цвета побежалости от желтого до синего);
3) имеющие налеты или включения хлоридов;
4) шламистые;
5) обогащенные железом и сопутствующими элементами, отличающиеся повышенной плотностью по сравнению с обычным титаном губчатым.
Виды дефектных кусков классифицированы в ГОСТ 17746-96.
Обеспечение качества титана губчатого, при переработке блоков в товарную продукцию, осуществляется постадийным визуальным контролем блоков, кусков титана губчатого: при извлечении блока из реторты; качества чистки поверхности блока; кусков, при разделке блока на прессе; измельченного и разделенного на фракции титана губчатого на сортировочном конвейере.
Титан губчатый имеет большую удельную поверхность, которая контактирует с воздухом. Титан вступает во взаимодействие с газами, входящими в состав воздуха. Степень взаимодействия зависит от величины поверхности титана губчатого, температуры, состава газа. Несмотря на пористую структуру и сравнительно высокую чистоту титана губчатого, блок в целом обладает большой прочностью и требует приложения значительных усилий для разрушения на куски механическими методами. При дроблении, прессовании и других операциях отдельные куски титана губчатого нагреваются до температуры (250-300) °С. Это способствует ускорению химического взаимодей-
ствия титана с кислородом воздуха. Присутствие дих-лорида магния на поверхности титана губчатого негативно влияет на последствия контакта с воздухом, поскольку он интенсивно поглощает воду.
В блоке титана губчатого имеются зоны с повышенным содержанием примесей. Так донная часть блока загрязнена оксидами магния, титана, кремния, ферротитаном и другими примесями. На боковой поверхности блоков расположены очаговые включения, преимущественно в виде обогащенных железом пленок. Верхний торец блока может иметь незначительный слой дисперсного чистого титана. Включения склонны к возгоранию при механической обработке блока титана губчатого на воздухе.
На завершающем этапе производства товарной продукции необходимой операцией является сортировка, обусловленная тем, что, несмотря на визуальный контроль на всех предшествующих операциях, в дробленом материале могут присутствовать в небольшом количестве куски титана губчатого с дефектами. Сортировка осуществляется вручную на движущейся транспортерной ленте. Поэтому совершенствование процесса сортировки, создание автоматизированных методов на основе объективных признаков разделения качественных и дефектных кусков титана губчатого -важное направление дальнейшего повышения качества продукции.
В ходе данной работы группа специалистов провела дополнительный визуальный контроль дефектных кусков титана губчатого, выбракованных при сортировке товарных партий по ГОСТ 17746-96.
Для ориентировочной оценки твердости титана губчатого, отобранного из массы дефектных кусков, применялся термоэлектрический твердомер.
Рис. 1. Методика формирования партий титана губчатого из массы дефектных кусков, после сортировки товарных партий
В 2007 году на КП «ЗТМК» в период с 12 февраля по 9 марта включительно группой специалистов был проведен анализ дефектных кусков титана губчатого общей массой 2509,7 кг, отсортированных от 122 товарных партий. После дополнительного визуального контроля из массы дефектных кусков было отобрано 1106 кг титана губчатого марок ТГ-110 - ТГ-130 и сформированы 4 партии фракции (-30+10) мм, (табл. 1).
Результаты отбора и анализа дефектных кусков титана губчатого после сортировки товарных партий фракции (-30+10) мм представлены на рис. 2, 3, 4, 5.
В виду небольшого штата исследовательской группы, работы по визуальному контролю проводились только в дневную смену с накоплением и последующей обработкой не проанализированных дефектных кусков от вечерней смены и двух выходных дней рабочей недели. После прохождения адаптационного периода в работе специалистов, выход в товарную продукцию титана губчатого из массы дефектных кусков увеличился и составил 14,9 кг на партию.
Статистический анализ полученных данных был проведен по всему объему полученной массы дефектных кусков и позволил определить среднее значение массы отобранного титана губчатого марок ТГ-110 -ТГ-130 на одну партию. Установлен вид дефектов, количественный показатель выбракованных дефектных кусков (рис. 3).
Анализ проводился с разделением дефектных кусков, полученных после сортировки товарных партий, составленных из блоков титана губчатого 0,86 т/цикл
Таблица 1
и партий, составленных из блоков 3,8 т/цикл. Полученные данные показывают преобладание дефектных кусков различных видов для вышеуказанных блоков (рис. 4 и 5).
Из полученных данных следует вывод о необходимости совершенствования технологии производства титана губчатого в первую очередь для аппаратов производительностью 3,8 т/цикл. Высокий процент кусков титана губчатого с инородными включениями, горелых кусков свидетельствуют о необходимости улучшений на стадии переработки блоков, а значительная доля кусков титана губчатого с хлоридами, требует совершенствования процессов восстановления и вакуумной сепарации.
Сравнительный анализ качества по видам дефектных кусков в партиях титана губчатого представлен в табл. 2.
Анализ дефектных кусков титана губчатого показал преобладание среди других видов: куски со шламом - 40 %; куски с налетом хлоридов - 35 %.
Согласно данным статистического анализа, на каждую партию титана губчатого приходится в среднем дефектных кусков 25-30 кг, в том числе 10-15 кг титана губчатого марок ТГ-110 - ТГ-130. При существующей суточной производительности титана губчатого дополнительная сортировка дефектных кусков увеличит выход товарных партий титана губчатого на 15-30 т/год.
Затраты на внедрение результатов данной работы в производство, а также срок окупаемости и ожидаемый экономический эффект представлены в таблице 3.
Масса партии, кг Ее N1 С С1 N О НВ Марка ТГ
305 0,09 0,002 0,038 0,005 0,049 0,012 0,043 104 ТГ-110
273 0,13 0,003 0,038 0,005 0,050 0,006 0,041 107 ТГ-130
294 0,098 0,002 0,035 0,005 0,042 0,01 0,041 112 ТГ-120
234 0,11 0,002 0,044 0,005 0,059 0,009 0,043 107 ТГ-120
3000 т-
2509,7
2500
2000 -и X
1500 --
1000 -500 0
1106
528
305
"273"
Масса ТГДК ТГ-110 - ТГ-130 ТГ-110 ТГ-120 ТГ-130
Рис. 2. Масса дефектных кусков после сортировки товарных партий (-30+10) мм и титана губчатого марок ТГ-110 - ТГ-130,
отобранного из дефектных кусков, кг
МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕС1В В МЕТАЛУРГ1Т ТА МАШИНОБУДУВАНН1
39,70%
26,37%
45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
шлам н/с окисл. хлориды ин/тела горелая окатыши пленки Рис. 3. Процентное соотношение видов дефектных кусков в товарных партиях титана губчатого
13,87%_
_ 8,24%
7,42%
-1,92%-" 1,92% ""0,55%
45% 40% 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0%
н/с
окисл. хлориды ин/тела горелая окатыши пленки
Рис. 4. Процентное соотношение видов дефектных кусков, отсортированных от товарных партий титана губчатого, составленных из блоков 0,86 т/цикл
30%
25%
20%
15%
10%
5%
0%
н/с
окисл. хлориды ин/тела горелая окатыши пленки
Рис. 5. Процентное соотношение видов дефектных кусков, отсортированных от товарных партий титана губчатого, составленных из блоков 3,8 т/цикл
Таблица 2
Виды ДКТГ Партии титана губчатого из блоков 0,86 т/цикл Партии титана губчатого из блоков 3,8 т/цикл Уровень качества 0,86 к 3,8 т/цикл, % Уровень качества 3,8 к 0,86 т/цикл, %
Шламистые 40,9 17,5 -57,21 133,71
Недосепарация 26,4 25,0 -5,3 5,6
Окисленные 13,5 17,5 29,63 -22,86
Хлоридные 8,1 10,0 23,46 -19
С инородными телами 7,1 12,5 76,06 -43,2
Горелые 2,0 10,0 400 -80
Окатыши 1,4 7,5 435,71 -81,33
Пленки 0,6 - -100 100
Таблица 3
Наименование показателя Ед. изм. Показатели
Затраты на внедрение грн/год 172053,60
Срок окупаемости затрат мес. 4
Экономический эффект грн/год 528819,60
Результаты работы
- разработан дополнительный метод оценки качества технологических процессов на основе анализа по видам кусков титана губчатого с дефектами;
- определена возможность увеличения выхода годного титана губчатого, путем доизвлечения его из массы дефектных кусков после сортировки;
- повышение уровня контроля качества работы сортировщиц и исключение нерегламентированного использования кусков титана губчатого, отобранных при сортировке.
Перечень ссылок
1. Металлургия титана / В. М. Мальшин, В. Н. Завадов-ская, Н. А. Пампушко. - М. : Металлургия, 1991. - 116 с.
Одержано 23.06.2009
Розглядаеться можливкть збыьшення виходу титану губчастого, шляхом додаткового витягнення iз маси дефектних кусюв тсля сортування товарних партш. Проведено кшьтсний та яюсний анализ видiв дефектних кусюв титану губчастого. Визначенi стади технологи виробництва, як потребують покращення та оптимгзацИ'.
The possibility of titanium sponge output of increase by means of additional yield from a bulk of defect particles after sorting offinished lots is studied. Quantitative and qualitative analysis of titanium sponge particles defect categories have been conducted. Production stages that require improvement and optimization have been identified.
УДК-539.376
Канд. техн. наук С. О. Пискунов, Р. М. Остапенко Нацюнальний ушверситет бу^вництва i арх^ектури, м. Кив
МОДЕЛЮВАННЯ ПОВЗУЧОСТ1 ТА РОЗВИТКУ ЗОНИ КОНТИНУАЛЬНОГО РУЙНУВАННЯ РОТОРА ПАРОВО1 ТУРБ1НИ ЗА НАЯВНОСТ1 ПОЧАТКОВО1 НЕОДНОР1ДНОСТ1
МАТЕР1АЛУ
Розглянуто моделювання процесу руйнування т1л обертання при наявностг поггршення властивостей матергалу в умовах повзучостг, а також визначенню величини основного ресурсу ротора паровог турбгни з дефектом за допомогою методу сктченних елементгв.
1 Вступ
У багатьох галузях сучасно! техшки важливим е питання можливосп експлуатацп вщповщальних деталей i вузлiв за наявносп в них дефекпв. Ротори яв-ляють собою тша обертання складно! форми, яш пра-цюють в умовах тривалого навантаження тд дiею ви-соких температур. У цих умовах найголовшшим фактором, що визначае ресурс роботи ротора, е нако-пичення деформацш повзучосп i супутне накопичен-ня пошкодженостi матерiалу. Задачi про визначення ресурсу роторiв розглядаються здебiльшого у вкеси-метричнiй постановцi [1, 2]. Це передбачае певну ще-ал1зацш процесу деформування матерiалу, зокрема од -
норвдтстъ його властивостей. У той же час, техно-лопчш операцп при виготовленнi та складш тривалi режими навантаження, за яких вiдбуваеться експлуа-тацiя елементiв конструкцш, сприяють появi неодно-рiдностi внаслщок локального погiршення властивостей матерiалу Так, згiдно з наведеними в робот [3] даними, для використовуваних при виготовленш ро-торiв сталей, вщхилення к1льк1сних показник1в фiзи-ко-мехатчних властивостей, що характеризують пруж-но-пластичне деформування сягае 2-3 %, а для фiзи-ко-механiчних характеристик повзучосп ця вiдмiннiсть може бути набагато вищою. Зважаючи на тривалий час процесу деформування матерiалу пiд час експлуатацп,
© С. О. Пискунов, Р. М. Остапенко, 2009
140
