CC BY
25Хулоса. Комбинациялашган машинанинг чукур юмшаткичлари унг ва чапга эгилган булиб, уларнинг ишчи юзалари ва эгилган кисмлари бир-бирига каратилган хдмда буйлама текисликда бир-бирига нисбатан силжитилган х,олда жуфт-жуфт жойлаштирилган схема кам энергия сарфлаган х,олда талаб даражасидаги иш сифатини таъминлайди.
АДАБИЁТЛАР
1. http://www.nrcs.usda.gov
2. Патент на полезную модель РФ № 190971. - 2019. Почвообрабатывающие орудие для бахчевых культур // Алдошин Н.В., Маматов Ф.М., Манохина А.А., Файзуллаев Х.А., Исмоилов И.И., Равшанов Х.А.
3. Испытания сельскохозяйственной техники. Машины и орудия для поверхностной обработки почвы. Программа и методы испытаний. Tst 63.04:2001 //Издание официальное. - Ташкент, 2001. - 54 с.
4. Патент РУз № FAP 00656. Рабочий орган безотвального почвообрабатывающего орудия / Маматов М.Ф., Мирзаев Б.С. и др. // Расмий ахборотнома. - 2011. - №11.
УДК 678.66.017:66.018.666.321 Бозоров О.Н., Рахматов Э.А., Дусткобилов Э.Н., Зиямухамедова У.А.
МОДИФИКАЦИЯЛАНГАН МА^АЛЛИЙ АНГРЕН КАОЛИНЛАРИ ВА ЭПОКСИД КОМПАУНДЛАРИ АСОСИДА КОРРОЗИЯБАРДОШ ЦОПЛАМАЛАР ЯРАТИШ ВА
УЛАРНИ АМАЛДА ЦУЛЛАШ
Бозоров О.Н.- т.ф.н., доцент; Рахматов Э.А.- катта укитувчи; Дусткобилов Э.Н.- катта укитувчи, Зиямухамедова У.А.- профессор (КарМИИ).
В данной статье выбраны методы и средства для определения электрофизических свойств органоминеральных композиционных материалов для защиты крупногабаритных, сложно конфигурационных металлических конструкций от воздействия коррозионной агрессивных сред. Применен оптическая микроскопия для оценки качества защитных покрытий.
Ключевые слова: активационно-технологическая механика, механоактивация, активационно-гелеотехнологический способ, адгезия, электрохимическая среда, эпоксидные компаунды, смола, каолин, наполнитель, коррозия.
In this article are selected methods and means for determining the electrophysical properties of organomineral composite materials to protect large-sized, complexly shaped metal structures from the effects of corrosive aggressive media. Optical microscopy was used to assess the quality of protective coatings.
Key words: activation-technological mechanics, mechanical activation, activation-heliotechnological method, adhesion, electrochemical medium, epoxy compounds, resin, kaolin, filler, corrosion.
Муаммонинг долзарблилиги: Махаллий хом ашёларни куллаш билан янги композит материаллар яратишда, нано ва микро улчамларда тахлил килинганда нанокомплекс боглар хосил булиш механизмларини тадкикотлаш, композит материалларни физик-кимёвий, технологик ва эксплуатацион курсаткичларини тулдирувчининг табиати ва таркибига богликлигини аниклаштириш, махсус хусусиятли композит материалларни кулланиш доирасини кенгайтириш давр талабидир. Сабаби кучли агрессив мухитда ишлайдиган,
модификацияланган, коплама учун ресурс ва энергия тежамкор органоминерал антикоррозион материаллар олиш технологиясини яратиш зарурати мавжуд.
Ишнинг максади: Нанофазали органоминерал композит материаллар асосида махаллий хом ашё ва энергия ресурсларидан фойдаланиб, илмий асосланган структуравий бошкарув яратиш. Тошкент шахри иклим шароитида (Т=42±2оС) куёш энергиясининг бевосита таъсирида юп;а катламли (2 мм гача) копламаларни шакллантиришни амалга оширишдан иборат.
Илмий янгилиги: Х,ар хил саноат маркали Ангрен каолинларини органоминерал материаллар олишда рационал фойдаланиш имконини берадиган микро ва нано улчамли заррачаларини модификациялашнинг самарали турли усуллари таклиф этилган.
Олинган натижалар: Термореактив эпоксид компаундини кам микдорда (2 масс.;.) АСТ (нано улчамли каолин маркаси) билан модификациялар адгезияси юкори ва зарбга бардошли богловчи сифатида куп функционал агент - гассипол смоласини структураловчи компонент ва чикинди каолин АКО (каолин чикиндиси) ни асосий тулдирувчи сифатида фойдаланиш билан механокимёвий модификациялашнинг 3 боскичли технологияси ишлаб чикилган.
Хусусиятлар: Оргономинерал композит материал зичлиги (уэ) 1,25-1,55 т/м3 микдорлар чегарасида узгариб, олинган материалнинг хисобий (назарий) зичлиги 1,45 т/м3 дан механик фаоллаштириш вактига боглик холда фарк килиши аникланган.
Кириш. Металларни коррозияга карши химоя килиш жараёнларига багишланган куплаб илмий тадкикот ишлари маълум булиб [1-5], бу тадкикотларда муаммони хар хил турдаги материаллар, жумладан, янги наноматериалларни куллаш оркали эришиш мумкинлигига эътибор каратилган. Нанокомплекс бирикмаларнинг шаклланиш жараёни шартлари ва механизмини фазалараро структураларда урганиш олдиндан белгиланган хусусиятли модификацияланган махдллий хом ашё асосида композит материалларда микро ва нано улчамлардаги фаол боглар хосил булиши, композит материалларнинг физик-кимёвий, технологик ва эксплуатацион хусусиятларига таркибий компонентларнинг табиати ва таркибига богликлиги билан асосланиб тушунтирилади. Махсус хусусиятларга эга композит полимер материалларни яратиш ва ишлаб чикариш сохаларини кенгайтириш жиддий ёндашувни ва бунинг учун вакт талаб этилади. Юкори даражада агрессив мухитда ишлайдиган технологик жихозларни коррозия жараёни таъсиридан саклашда уларнинг ишчи сиртларини химоя килиш учун махаллий хом ашё ва энергия ресурсларидан окилона фойдаланиш билан узгартирилган органоминерал коррозиябардош материаллар ва улардан копламаларни максадли кулланилиши билан эришиш мумкин [6].
Амалиёт шуни курсатадики, химоя копламаларини самарали куллашнинг энг мухим жихатлари компонентларнинг нархи ва имкон доирасида мавжудлиги, уларнинг экологик параметрларга таъсири, мавжуд саноат ишлаб чикариш шароитида хавфсиз кулланилиши, шунингдек ярим тайёр махсулотларни ишлаб чикаришда ва копламаларни олишда энергия харажатларини камлиги [7-13], саноат ишлаб чикаришга эга булган, хусусан махаллий минерал тулдирувчилар хом ашё базасининг мавжудлигидир [6].
Максад. Махаллий хом ашё ва энергия ресурслари асосида коррозиябардош копламалар учун нанокомпозит органоминерал материалларнинг структурасини бошкаришнинг илмий асосланган тамойилларини ишлаб чикиш. Маълумки, эпоксид смоласи асосида олинадиган копламаларнинг структура хосил булиш жараёни албатта харорат таъсирида олиб борилади (120 оС), аммо бу технологик режимни амалиётда йирик улчамга эга булган нефтни йигиш, саклаш ва ташиш технологик жихозларда куллаш имкони йук. Бу борада махаллий энергетик ресурслардан фойдаланиб янги материаллар таркибларини ва улар асосида копламалар олиш технологиясини ишлаб чикиш, бунда Тошкент шахри (атроф-мухит харорати Т=42±2оС) шароитида куёш энергиясининг бевосита таъсиридан тугри фойдаланиш оркали копламалар хосил булиш механизми ва конуниятлари урганилиши ва уни мамлакатимиз иклим шароити якин худудлари учун жорий этилиши максадга мувофик.
Х,акикат шундаки, эпоксид смолалар асосида олинадиган материалларнинг коплама сифатида тулик шакллантириш учун одатда 2 соат давомида Т=110-120 оС билан лаборатория печларида иссиклик билан ишлов берилади [13]. Катта улчамли ва мураккаб конфигурация кисмларини иссиклик билан ишлов бериш бугунги кунда лаборатория шароитида иссиклик билан ишлов бериш технологияси мавжуд эмас, бу катта энергия ва молиявий харажатлар билан боглик. Шу нуктаи назардан, бугунги кунда энг макбул булган иссиклик энергияси тугридан-тугри куёш нурланишининг таъсири остида гелиотехнологик модификация усули хисобланади [6, 9].
Методология. Биз катта улчамли, мураккаб конфигурацион металл конструкцияларни коррозия агрессив мухитларга таъсир килишдан химоя килиш учун органоминерал композицион материалларнинг электрофизик хусусиятларини аниклаш усуллари ва воситаларини танладик. Электрофизик хусусиятлар, хусусан, химоя материалларининг поларизацияланган электр каршилиги химоя копламаларининг коррозияга карши чидамлилигини бахолашда кулланилиши мумкин [6,9].
Илмий янгилик. Ангрен каолинларининг турли маркаларидан окилона фойдаланиш билан турли хил органик моддалар асосида материаллар ишлаб чикариш учун махаллий хом ашё ресурсларидан фойдаланиб, минерал тулдирувчиларни микро ва нано заррачалар даражасида модификациялашнинг турли усулларини ишлаб чикариш технологияси таклиф этилади. Мисол учун, АСТ - 78 маркали нано улчамли каолинлари 2 масса кисм микдорида каттик эпоксид занжирлардаги тулдирувчи моддасининг структуравий тузилиши туфайли эластик хусусиятларини оширувчи сифатида фойдаланиш тавсия этилади. Бунга параллел равишда, 20-22 масса кисм микдорида АКО (каолин чикиндиси) ни гассипол смоласи билан механик кимёвий модификация усулидан фойдаланиб, керакли структура ва хоссага эга материал олиш тавсия этилади. Х,имоя копламаларини куллашдан олдин, юкорида кайд этилган иккита компонент модификацияланади ва аралаштирилади, сунг котирувчи агент -полиэтилен полиамин (ПЭПА) кушилади ва 2-3 дакика давомида аралаштирилади. Органоминерал материаллардан олинган химояловчи копламалар субстратга юкори даражада ёпишкоклиги (адгезион мустахкамлик), зарбий бардошлик ва хар хил эксплуатация шароитида баркарор механик хусусият хамда ялпи узлуксиз сирт структурасига эга булади.
Олинган натижалар. Ангрен каолинларининг термореактив эпоксид компаундли олдиндан механокимёвий модификациялаш учун уч боскичли технология ишлаб чикилди. Бунда структура ташкил этувчи полифункционал агент-гассимол смоласи (ГС) ишлатилади.
Механик модификациялаш усулини фаоллаштириш ва технологик механиканинг (ФТМ) асосий принципи сифатида тахлил килиб, иккита асосий физик ва иктисодий тамойиллар аникланди.
Физик тамойил куйидаги тенгсизлик билан ифодаланади:
Е > Е
стр в.с
бу ерда Естр - органоминерал материалларнинг структуравий элементларининг богланиш энергияси; Ео.с - атроф-мухит омилларининг энергияси.
Иктисодий тамойил куйидаги тенглик оркали ифодаланади:
Е + Е = е
ак мех стр
бу ерда Еак - органоминерал материалларнинг таркибий кисмларини фаоллаштириш учун сарфланган энергия; Емех - гетерокомпозит аралашмасига механик таъсир энергияси.
Иктисодий принцип таркибий кисмларни фаоллаштириш учун энергия сарф-харажатларининг етарлилигига ва керакли Естр нинг гетерокомпозит аралашмасига механик таъсирларга риоя килишдан иборат.
Бу Euex=const, активацион гелиотехнология усули оркали органоминерал композит материал (ОМКМ) компонентларини фаоллаштириш учун харажатлар, материаллар ва копламаларни хосил килиш режими ва шароитига мувофик оптималлаштирилиши зарур.
"ANGREN KAOLIN" МЧЖда ишлаб чикарилган AKF-78, АКС-30 и АКТ-10 русумли каолинлар ноёб технологик жараёндан утади. Уларга етарли эхтиёж бор, иктисодиётнинг турли тармокларида шу жумладан, машинасозликда хам ишлатилади.
АКО хам бутун технологик жараёндан утади, охирги боскичда чикинди сифатида йигилиб колади ва бугунги кунда фойдаланилмай, экологик хавфли объект хисобланади. Уни тулдирувчи сифатида самарали фойдаланиш учун куйидаги технологияни таклиф этамиз: 1 - вибрацияли механик элак оркали 100 микронгача булган дастлабки дозалаш, 2- ёг - мой саноати чикиндилари (ГС) билан биргаликда югурувчи барабанлар стендида механоактивация килинади, бу пластиклаштирувчи ва тикловчи полифункционал хусусиятга эга. Эпоксид компаунддаги ГС нинг оптимал таркиби 12 масса кисмга тенг булган котиргич (ПЭПА) билан жипсловчи куйма материал ва махсус копламаларнинг эксплуатацион хусусиятлари оркали аникланади. Бизнинг тажрибада ГС нинг оптимал микдори 10 масса к;исмга тенг булди.
механик фаоллаштирувчи элемент харакатланиши.
А-А
Маълум булганидек, пломба зарралари канчалик кичик булса, унинг узига хос юзаси ва танкидий пломба микдори камрок булади [10]. Ушбу фикрларга асосланиб, биз АКО пломба
моддасини геометрик улчамлардаги кичик узгариш билан механоактивация килиш усулини танладик, бу эса 50х50х50 мм атрофида айланадиган цилиндрсимон идиш ва табиий тошлардан ташкил топган махсус ишлаб чикилган активаторда минерал заррачалар юзасининг максимал янгиланиши билан механик фаоллаштирувчи элемент харакатланиши (1-расм).
2-расм. Югурувчи барабанлар ва цилиндрсимон идиш тизимига асосланган механоактиватор схемаси: 1-етакловчи барабан; 2-етакланувчи барабан; 3-цилиндрсимон идиш; 4 -электр двигатели; 5-тасмали узатма; 6-фаоллаштириладиган органоминерал компонентлар; 7-шарсимон табиий минерал тошлар.
Шуни таъкидлаш лозимки тулдириш коэффициенти кт=0,65-0,70, микдорда булиб органоминерал композит умумий хисобда 35-40% ва 40 масса кисмни ташкил этган. Механик фаоллаштирилган АКО тулдирувчининг 20-25 масс.к. билан чегараланиши 1,5-2 мм
технологик жихозлар ички сиртларида химояловчи калин коплама олишнинг технологик хусусиятлари билан боглик. Наноулчамли АКF-78 модификацияловчи ва пластик хусусият намоён этувчи каолин заррачаларининг 1,5-3 масс.к. чегараланиши метал сиртларига юкори адгезия ва коплама зарбий мустахкамликни таъминлашга каратилган (2-расм).
-1-1-1- 15
О 2 4 6 в Сч [\iacca киска
2-расм. Коплама адгезион ва зарбий мустахкамлигининг наноулчамли АСТ-78 микдорига богликлиги
АКО ни тулдирувчи сифатида самарали фойдаланиш учун махсус элакдан утказиб, 50-100 мкм улчамларида саралаб олинди ва уни структураловчи компонент ГС билан биргаликда алохида механик фаоллаштирилди. ГС нинг оптимал микдори ПЕПА нинг 12 масс.к. булган холда 10 масс.к. га тенг деб кабул килинди. Шу тарика уч боскичли механик фаоллаштириш технологиясини (3 - расм) ишлаб чикиш билан структураловчи ГС, модификацияловчи АКF-78 ва АКО лардан коплама учун эпоксид компаунди ишлаб чикилди.
ОМКМ
3-расм. Х,имоя копламалар учун органоминерал композит материаллар (ОМКМ) ни олишнинг уч боскичли технологик схемаси.
Модификацияланган органоминерал материалларни механик фаоллаштиришнинг уларнинг структура ва хусусиятига таъсири урганилди (4-расм). Куриниб турибдики эпоксид компоундининг механик фаоллаштирилгунча булган зичлиги унинг назарий зичлигидан (у=1,45 т/м3) анчагина кам булиб 50-60 мин. давомида механик фаоллаштирилганда 10-12 %
га зичликнинг узгариши структуралаш жараёнининг самарали кечганидан далолат беради. Олинган копламаларни сирт структуралари урганилганда ялпи силликликка эга булган
нуксонсиз микроскопик
натижалар олинди.
4-расм. Органоминерал материал зичлигининг механик фаоллаштириш вактига боглик-лиги:
1-назарий (хисобий);
2-тажрибавий
"к*1 . V ^Г ■
** V^ *
Н ' .К.,, >
...» » ■па » Л ■ * ' д^М
в) с) ф
5-расм. Органоминерал материаллар асосида химояловчи коплама сиртининг оптик микроструктураси (х300) тасвири: механик фаоллашмаган (а,с) ва механик фаоллашган (Ь^) мос равишда модификатор АКF-78 ва тулдирувчи АКО билан.
Гелеотехнологик усулни органоминерал материаллардан хосил килинган копламаларнинг хусусиятларига таъсири 1-жадвалда келтирилган. Куриниб турибдики, гелеотехнология усулини таъсири давомийлиги 12 соатдан 108 соатгача узгарганда копламанинг микрокаттиклиги (Нм) ва зарбий мустахкамлиги (озарб) узгариши полимер материалларининг турсимон сетка хосил килиш даражаси билан узвий богликлиги яккол куриниб турибди.
1-жадвал
Гелиотехнология усули таъсирининг органоминерал материаллардан
Механик хусусиятлари1 Гелиотехнология таъсири давомийлиги, т (соат) Назорат курсаткичи
12 36 60 84 108
Микро каттиклик, (Нм) МПа 95 125 153 189 195 224
Зарбий мустахкамлик, (Озарб) кН/м 122 115 109 105 104 76
Полимер сеткасининг тикилиш даражаси, % 88,6 90,5 96,9 98,8 99,4 99,8
Эслатма: ^отиргич ПЭПА 12 масс.к- булганда структураловчи агент ГС нинг оптимал микдори 10 масс.к. 2Эпоксид компоундларининг анъанавий термик ишлов бериш режими (Т=3930К; t=2 соат, ГС булмаган холда)
Таъкидлаш лозимки, турсимон сетканинг тула хосил булиши микрокаттиклик учун ижобий ва зарбий мустахкамлиги (озарб) учун салбий таъсирга эга. Энг мухими
гелиотехнологик усул ёрдамида бу икки асосий механик хусусиятнинг оптимал микдорини танлаш мумкин.
Хулоса. Таъкидлаш мумкинки, катта улчамли мураккаб сиртли технологик жих,озларда органоминералдан зарур х,имоя копламалари олишда самарали усул эканлиги хдмда унинг коплама хусусиятлари узгаришига караб оптимал микдорларини белгилаш усуллари аникланди. Бунда ялпи ва силлик сиртнинг шаклланиши хдмда гелиотехнология усули режимларини танлаш билан коплама учун зарур эксплуатацион хусусиятларни бошкариш мумкинлиги курсатилди. Механик фаоллаштириш ва гелиотехнология усулида коплама хосил килишнинг асосий тамойиллари белгиланди. Бунда уч боскичли фаоллаштириш технологиясининг самарадорлиги илмий ва амалий асосланди.
АДАБИЁТЛАР
1. Глазов Н.Н., Ухловцев С.М., Реформатская И.И. и др. Коррозия углеродистой стали в грунтах различной влажности // Защита металлов. - 2006. -Т. 42. - С. 645.
2. R. Heidersbach. Metallergy and Corrosion Control in Oil and Gas Production. AjohnWiley&sons, inc.publication, 2011, 280 p.
3. Моисеева Л.С., Куксина О.В. О зависимости коррозии стали в бескислородной водной среде от рН и давления СО2 // Защита металлов. - 2003. - Т. 39. - № 5. - С. 542.
4. Иванов С.С., Макарихин И.В., Миронов Ю.М. Взаимосвязь характеристик почвы с коррозионным разрушением стальных резервуаров // Коррозия: материалы, защита. -
2009. - № 11. - С. 16-19.
5. Тютьев А.М. Прогрессивные технологии для капитального ремонта изоляционного покрытия МГ// Газовая промышленность. - 2005. - № 2. - С. 74.
6. Зиямухамедова У.А. Перспективные композиционные материалы на основе местных сырьевых и энергетических ресурсов - Ташкент, ТашГТУ, 2011 - 160 с.
7. Медведева М.Л. Коррозия оборудования при переработке нефти и газа: учеб пособие для вузов нефтегазового профиля. - М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2005.
8. Медведева М.Л., Мурадов А.В., Прыгаев А.К. Коррозия и защита магистральных трубопроводов и резервуаров: Учебное пособие для вузов нефтегазового профиля. - М.: Издательский центр РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2013. - 250 с.
9. Зиямухамедова У.А.и др. Антикоррозионные и гидроабразивно-износостойкие гетеро-композитные материалы на основе полимеров и местных минералов: монография /Зиямухамедова У.А., Тураев М.У., Хабибуллаев А.Х., Джумабаев Д.А., Л.М. - Ташкент: Таш ГТУ, 2015 - 192 с.
10. Полимер-силикатные машиностроительные материалы: физико-химия, технология, применение / С.В. Авдейчик и [др.]; под ред. В.А. Струка, В.Я. Щербы. - Минск: Тэхналопя, 2007. - 431 с.
11. Авдейчик С.В. Введение в физику нанокомпозиционных машиностроительных материалов / С.В. Авдейчик [и др.]; под. ред. В.А. Лоипо, В.А. Струка - Гродно: ГГАУ,
2010. - 439 с.
12. Юлдашева Г.Б. и др. Высокопрочные материалы на основе политрафторэтилена: монография / Юлдашева Г.Б., Авдейчик С.В., Воропаев В.В., Скаскевич А.А., Рыскулов А.А. под науч. ред. Струка В.А. - Ташкент: «VEKTOR PRESS», 2012. - 320 с.
13. Рыскулов А.А. Нанокомпозиционные материалы на основе совмещенных матриц для защитных покрытий. (под ред. акад. АНРУз, д.т.н., проф. Салимова О.У. и д.т.н., проф. Струка В.А.) - Ташкент: «Фан», 2010. - 304 с.
