CC BY
6
Mazur M.P., Grabovsky R.S., Poberezhny L.Ya., Karpash M.O., Grytsan-chuk A. V. The Impact of Hydrates on Fatique Resistance of Long-operated Industrial Pipelines Material
The cause of a dangerous condition and in some cases the destruction of pipelines is the formation of the external or internal surface of the pipe caused by cyclic operating loads, corrosion-fatigue cracks. According to the diagnostic control, such emerging cracks occur at the bottom of corrosive ulcers, technological risks, etc. A fatigue test of tube samples of steel 20 after exposure to gas hydrates is done. We have found out that decrease longevity ranges from 15% to 25%, and when the degradation of the material is up to 2.5 times, indicating the need to consider the hydrated factor in assessing the residual life. The results of tests on crack for samples of steel 20 identified critical crack size. It is shown that the pipes after 31 years of operation critical crack size are reduced by 21%. We have defined yield limit of the samples by the proposed method. The results are generally consistent with industry practices, the yield limit fell slightly for the duration of its use.
Keywords: gas hydrates, of in corrosion life of, non-destructive determination of the border fluidity, critical crack size.
УДК 674.[093.6+02]-413
ШЛЯХИ П1ДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТ1 ВИГОТОВЛЕННЯ ЗАГОТОВОК, ВИПИЛЯНИХ 3 ДЕРЕВИНИ ДУБА
Н.В. Марченко1, С.М. Мазурчук2, П.А. Никитюк3
Наведено основш результати експериментальних дослщжень з визначення корис-ного та яюсного виходiв пиломатерiалiв i заготовок з лiсоматерiалiв дуба рiзноl розмiр-но-яюсно'! характеристики. Викладено методику дослщжень корисного та яюсного ви-ходу пиляно'1 продукщ! з деревини, яка включае використання розробленого програм-ного продукту у мовному середовищi Delphi 7. Подано результати щентифжацй' основ-них сортоутворювальних вад дубових пиломатерiалiв тепловим методом. Запропонова-но модель лш1 для теплового неруйншного виявлення сортоутворювальних вад пило-матерiалiв.
Ключов1 слова: лiсоматерiали, пиломатерiали, заготовки пиляш, вади деревини, твердолистяш породи, неруйшвш методи контролю якосп, корисний вихщ, яюсний ви-хщ, норма витрат деревини.
Постановка науково! проблеми. Як вiдомо [1], лкопиляння е досить матерiаломiстким видом виробництва, особливо у pa3i спещашзацл шд-приемства на виготовленнi заготовок, пиляних i3 твердолистяних порiд деревини (дуб, ясен). Зумовлено це високою вартктю сировини, яка сьогодш переви-щуе 5000 грн за 1 м3, значною витратою деревини, яка у деяких випадках сягае 5,0 м3 на 1 м3 заготовок експортного призначення, вiдсутнiстю ринюв збуту су-путньо!' продукцii (заготовок нижчих класш якостi) та низьким технологiчним i органiзацiйним рiвнем виробництва. Однак треба враховувати, що така щнна деревина як дуб не е швидко вiдновлюваною породою, вш стиглостi дуба про-мислового призначення у середньому для лшв Украши становить вiд 90 до
1 доц. Н.В. Марченко, канд. техн. наук - НУ бюресурсгв i природокористування Украши, м. Ки!в;
2 асист. С.М. Мазурчук - НУ бюресурсгв i природокористування Украши, м. Ки!в;
3 нач. вщдщу пращ, заробггно! плати, економiчного аналiзу та державно! власност П. А. Никитюк, канд. с.-г. наук - Державне агенство лiсових ресурс1в Украши, м. Ки!в
150 роюв [2]. Отже, такий стан питания спонукае спецiалiстiв з технологи дере-вооброблення до пошуку ресурсоощадиих шляхiв переробляиия цiииоí дереви-ии твердолистяних порiд у процесах виготовлення заготовок.
Передумовою ресурсоощадиостi у техиологiчиих процесах люопиляння е комплексне управлiиия процесами розкрою люо- й пиломатерiалiв, що дае змогу пiдприемству ефективно планувати виробництво, зменшити вплив люд-ського фактора на корисний вихiд i якiсть продукци та пiдвищити ефектившсть використання деревно'1 сировини [3]. Комплексне управлшня процесами пилян-ня передбачае автоматизований пiдбiр оптимальних плаиiв розкрою колод на пиломатерiали, а пиломатерiалiв - на заготовки, згiдио зi заданою специфка-цiею без надлишюв незавершеного виробництва [4]. Разом з тим, ефективному використанню деревини саме у виробництвi заготовок сприяе застосування не-руйиiвиих методiв контролю якос^ та обсягу пиломатерiалiв, як вхщно' сировини, та комп'ютерне моделювання 1х розкрою.
Матерiали та методика дослщження. Методикою дослiджеиь (рис. 1) передбачено визначення експериментальним шляхом величин корисного та якiсиого виходiв обрiзних i иеобрiзиих пиломатерiалiв дуба з лiсоматерiалiв круглих рiзиоí розмiрио-якiсиоí характеристики, заготовок пиляних паркетного призначення з пиломатерiалiв та встановлення норм витрат деревно'1 сировини дуба у виробництвi пиляних заготовок.
Рис. 1. Блок-схема загальноЧ методики проведения до^джень
Також одним iз завдань дослДдження було визначення основних сортоут-ворювальних вад пиломатерiалiв тепловим неруйнiвним методом контролю.
Експериментальш дослiдження проведено у три етапи: 1-й етап - роз-крДй колод твердолистяних порiд на специфкацшш пиломатерiали за розробле-ними у програмному середовищi "Технолог лiсопиляння - 1.0" (рис. 2) ращ-ональними планами розкрою на стрiчкопилкових верстатах з визначенням сор-тностi пиломатерiалiв за ГОСТ 2695-83 [5]; 2-й етап - ДдентифДкащя основних сортоутворювальних вад деревини у пиломатерiалах тепловим методом; 3-й етап - розкрш необрiзних пиломатерiалiв початково! вологостi на заготовки пи-лянi з визначенням !х сорту (згiдно з контрактом поставок) на круглопилкових верстатах. За обраними рандональними планами розкрою на 1 -му етап було ви-конано експериментальнi пиляння деревини дуба на державних та приватних шдприемствах Житомирсько!', ВДнницько! Д Тернопiльськоi обл.
■¡е-
Рис. 2. Приклад карт розкрою колод i пиломатерiалiв у програмному середовищi "Технологлкопиляння -1.0"
До експерименту було включено сортименти пиловно! деревини 1 -го, 2-го, 3-го сортДв, а також технолопчно! сировини з деревини дуба, дДаметрами 14 см - 46 см Дз градащею 2 см Д довжиною 3,0 м загальною кшькктю 1715 шт.
Результата дослщження. Величини корисного виходу обрДзних Д необ-рДзних пиломатерДалДв та заготовок пиляних Дз сортиментк деревини дуба рДз-но! якостД Д дДаметрк наведено на рис. 3.
Визначено величини витрат лкоматерДалк дуба рДзно! якостД у вироб-ництвД необрДзних пиломатерДалк, що в середньому становлять: з колод дДамет-рами 14-24 см - 1,373 м3/м3 з коефщентом варкцц 6,9 % та показником точнос-тД 1,9 %; з колод диметрами 26-46 см - 1,339 м3/м3 з коефщкнтом варкцп 8 % та показником точностД 2,4 %. Середне значення величини витрати деревини дуба рДзних сорив якостД з дДаметрами 14-24 см у виробництвД обрДзних пилома-терДалк становить 1,638 м3/м3 з коефщкнтом варДацп 7,9 % та показником точности 2,3 %; дДаметрами 26-46 см - 1,592 м3/м3 з коефщкнтом варкцц 8,7 % та показником точностД 2,6 %.
Рис. 3. Значення величин корисного выходу пиломатерiалiв i заготовок за результатами експериментiв: а - з колод дictметрctми 14-26 см; Ь - з колод дiаметрами
26-46 см
Унаслщок реаизацп наступно'1 частини експерименту, розкрою необрiз-них пиломатерiалiв дуба рiзного сорту на заготовки пилянi, визначено величи-ни якiсного виходу заготовок (рис. 4). Виявлено значну трудомютюсть прийня-того на пiдприeмствi технолопчного процесу розкрою дошок на заготовки, результатом яко'1 е низька продуктившсть дiльницi та нагромадження пиломатерь алiв пiсля пиляння колод i брусiв, що створюе вузьке мгсце у потоцi та часто стае причиною збшьшення кiлькостi устатковання та робгтниюв. Окрiм цього, якiсний та щншсний вихiд заготовок значно залежить вiд людського чинника (квалiфiкацii та вщповщальносп), вплив якого доцiльно мiнiмiзувати. Тому у цiй роботi розглянуто можливiсть зниження трудомiсткостi процесу виготов-лення заготовок з пиломатерiалiв i усунення впливу людського чинника шляхом застосування неруйнiвного методу контролю якосп пиломатерiалiв.
Рис. 4. Значення величин ятсного виходу:
а) необргзних пшоматергалгв з колод; б) заготовок пиляних з пиломатергалгв
Отримати ту чи шшу шформацш про деревину, виявити поверхневi чи внутрiшнi вади (сучки, трщини, гнилизна, рiзного роду забарвлення) можна за допомогою сучасних неруйнiвних методiв сканування деревини, серед яких по-ширенi такi: оптичне, лазерне, ультразвукове, iнфрачервоне сканування та ком-п'ютерна томограф1я [6]. Треба зазначити, що сучасш методи неруйшвного контролю на цей час е занадто дорогими для тдприемств Украши, до того ж одним способом ощнити рiзнi параметри сьогодш складно, особливо в пиломатерiалах твердолистяних порiд початково'1 вологостi.
З метою визначення величини економп деревини проведено експеримен-тальнi дослiдження з розкрою пиломатерiалiв на заготовки iз врахуванням ''х розмiрно-якiсноí характеристики за допомогою графоаналiтичного методу. На рис. 5 зображено процес визначення розмiрно-якiсноí характеристики пилома-терiалу оптичним методом та подано план розкрою пиломатерiалу на специфь кацiйнi заготовки.
а) Ъ) с) ф
Рис. 5. План розкрою пиломатерiалу на заготовки з використанням графоаналШичного методу: а, Ь - зовншня та внутртня пластг дошки; с - пластг пиломатер1алу накладет одна на одну; d - план розкрою дошки
Застосування попередньо змодельованого плану розкрою дощок на заготовки дае змогу краще використовувати збiжну частину пиломатерiалу, вибрати оптимальний спосiб розкрою та тдвищити ефективнiсть використання сирови-ни на 4-6 %. Отже, використання шдивщуального розкрою пиломатерiалiв дуба на заготовки пиляш паркетного призначення е перспективним напрямом в кон-цепцп ресурсоощадностi лiсопильного виробництва, що призводить до пошуку бтьш дешевих методiв неруйнiвного контролю. З щею метою розглянуто мож-ливiсть застосування теплового методу для виявлення основних сортоутворю-вальних вад деревини дуба в пиломатерiалах.
У процесi експериментальних дослiджень зразки пиломатерiалiв тдда-вались тепловому впливу шляхом обдування агентом на^вання (повiтрям) те-
мпературою 80-250 °С, пiсля чого фксувалося ''х теплове випромiнювання впродовж 5-20 с. (табл.). Дiапазон температур випромшювання основних сорто-утворювальних вад деревини (сучки, трщини, гнилизна) за вщповщно'* темпе-ратурi повiтря та часу обдування наведено на рис. 6. Табл. Дiапазон експериментальних параметрiв обдування
Температура обдування (пов^ря) 1 °С Час обдування т, с
80 20
250 20
80 5
250 5
Встановлено, що дiапазони температур випромiнювання таких вад, як сучки, трщини i гнилизна, частково накладаються за будь-яко1 температури об-дування (рис. 6). Тому для чггкого вловлювання певного дiапазону довжини хвилi iнфрачервоного випромiнювання вад пиломатерiалiв пропонуемо застосу-вання свгглофшьтрш (RGB).
12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 Температура вщображення вади (Т), °С
Рис. 6. Д1апазон температур вгдображення сортоутворювальних вад деревини за обдування повгтрям температурою 80 °C
Результати проведених дослщжень ревизовано в лшп для теплового не-руйшвного виявлення сортоутворювальних вад пиломатерiалiв (рис. 7) [7].
Рис. 7. ЛШя для теплового неруймвного виявлення сортоутворювальних вад nu^OMamepia^ie: а) фронтальна проекцгя; б) горизонтальна проекцгя; в) перер1з А-А
фронтально'1 проекци
ЛМя для теплового неруйшвного виявлення сортоутворювальних вад пиломатерiалiв мктить: роликовий транспортер 1, опорний роликовий транспортер 2, притискш ролики 3, привщний притискний ролик 5, установку обду-
вання n^OMaTepi^y 4 гарячим повiтрям 6, сопло напрямку руху повiтря 7, го-pизонтaльнi напрямними 8 мехашзму для регулювання фотовiдeотeпловiзоpa 9 вiдносно установки 6, напрямники 10 мexaнiзмy для регулювання вщстат pозмiщeння фотовiдeотeпловiзоpa 9 за висотою та шириною пиломaтepiaлy 4, гофрований тpyбопpовiд 11 подaчi агента обдуву пиломaтepiaлy (гаряче пов^-ря), вepxнi напрямники 12 та нижш напрямники 13 мехашзму для регулювання вiдстaнi установки 6 за товщиною пиломaтepiaлy, напрямники 14 мехашзму для регулювання ввдсташ установки 6 за висотою пиломaтepiaлy.
Висновки. Поpiвняння прогнозовано! у програш "Технолог лiсопиляння - 1.0" величини корисного виходу обpiзниx та нeобpiзниx пиломaтepiaлiв i заготовок, пиляних з деревно! сировини дуба з величиною фактичного корисного виходу, за результатами експериментш, показало, що похибка становить 2-5 % i не перевищуе допyстимi мeжi ± 5 %. Унaслiдок експериментальних дослщжень зас-тосування теплового методу контролю для виявлення сортоутворювальних вад у сирих пиломaтepiaлax встановлено, що такий метод е дieвий i може мати вико-ристання в технолопчному пpоцeсi виготовлення заготовок з пиломaтepiaлiв.
Як показали дослiджeння, запропонований споаб та лiнiя для теплового неруйшвного виявлення сортоутворювальних вад пиломaтepiaлiв дадуть змогу виявляти вади в пиломaтepiaлax зразу пiсля розпилювання на лкопиляльному yстaтковaннi, що дасть змогу нaдaлi оптимiзyвaти !х pозкpiй на верстатах для поздовжнього i поперечного розпилювання з автоматизованим видаленням ви-явлених вад i, отже, шдвищити корисний виxiд заготовок на 10-12 %. Результа-ти експериментальних дослщжень можуть слугувати основою для розроблення технологи, пристро!в та систем комп'ютерного керування процесами розкрою пиломaтepiaлiв на заготовки пилянi паркетного призначення.
Лiтература
1. Марченко Н. О влиянии размерно-качественной характеристики сырья на величину его расхода в производстве пиломатериалов / Н. Марченко, М. Билецкий // Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW Forestry and Wood Technology. - 2012. - № 79. - С. 12-18.
2. Прс О.А. Обгрунтування вжу стиглост для основних деревних порщ в люах Украши / О.А. Прс, П.1. Лакида // Аграрна наука i освiта : зб. наук. праць. - 2007. - Т. 8, № 5-6. - С. 103-109. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://base.dnsgb.com.ua/files/journal/Bioresursy-i-pryrodokorystuvannja/ BiPr2007-5-6/BiPr2007-5-6_103-109.pdf
3. Мазурчук С.М. Застосування неруйнiвних методов оцшюваиня якостi пилопродукци при ii розкро'1 / С.М. Мазурчук // Вюник ХНТУСГ iM. Петра Василенка : зб. наук. праць. - Вип. 147. "Деревооброблювальн технологи та системотехнжа лiсового комплексу". - Харюв : Вид-во "Транспортнi технологи", 2014. - С. 78-84.
4. Марченко Н.В. Складання плану розкрою сировини з застосуванням математичних ме-тсдав / Н.В. Марченко, Т.В. Коваль. - Одесса : Вид-во ОГАСА, ООО "Внешреклам-сервис", 2012. - № 16, ч. 1. - С. 162-165.
5. Пиломатериалы лиственных пород. Технические условия: ПОСТ 2695-83. - [Действителен от 1984-01-01]. - М. : Изд-во стандартов, 1984. - 12 с. - (Межгосударственный стандарт стран СНГ).
6. Каталог обладнання "MICROTEC INNOVATING WOOD" для процесу розкрою пилома-терiалiв. [Електронний ресурс]. - Доступний з http://www.microtec.eu/ru/solutions/protsess-raspi-lovki/pilomaterialy
7. Патент Украши на корисну модель № 104328. Жшя для теплового неруйшвного виявлення сортоутворюючих вад пиломатерiалiв / С.М. Мазурчук, В.С. Коваль, З.С. Орко; заявник та патентовласник Нацюнальний ушверситет бiоресурсiв та природокористування Украши, № u 2015 06741; заявл. 07.07.2015; опубл. 25.01.2016, Бюл. № 2.
Надтшла до редакцп 30.05.2016р.
Марченко Н.В., Мазурчук С.Н., Никитюк П.А. К вопросу о направлениях повышения эффективности производства заготовок пиленых из древесины дуба
Приведены основные результаты экспериментальных исследований по определению величин полезного и качественного выходов дубовых пиломатериалов и заготовок из лесоматериалов разной размерно-качественной характеристики. Изложена методика исследований полезного и качественного выхода пиленой продукции из древесного сырья, которая включает использование разработанного программного продукта в языковой среде Delphi 7. Представлены результаты идентификации основных сортообразу-ющих пороков древесины дуба в пиломатериалах тепловым методом. Предложена модель линии для теплового неразрушающего контроля сортообразующих пороков пиломатериалов.
Ключевые слова: лесоматериалы, пиломатериалы, заготовки пиленые, пороки древесины, твердолиственные породы, неразрушающие методы контроля качества, полезный выход, качественный выход, норма расхода.
Marchenko N. V., Mazurchuk S.M., Nikitiuk P.A. On the Issue of the Ways of Increasing the Production Efficiency of Sawn Pieces of Oak Wood
Some basic results of experimental researches are given on determination of sizes of useful and high-quality outputs of oak saw-timber and purveyances from the commercial timber of different size-high-quality description. We provide the methodology of researches of useful and quality output sawn product from arboreal raw material, that plugs the use of the worked out software product in the language environment of Delphi 7. The results of the identification of the main defects that affect the grade oak lumber thermal method are proposed. A developed model line to the thermal non-destructive testing is described.
Keywords: timber, lumber, sawn preparations, wood defects, hardwood, non-destructive quality control methods, useful output, high-quality output, the rate of application.
УДК 678.746.744-13
ТЕХНОЛОГ1ЧН1 ОСОБЛИВОСТ1 ОТРИМАННЯ ПОРИСТИХ
ПОЛ1МЕРНИХ КОМПОЗИТ1В НА ОСНОВ1 КОПОЛ1МЕР1В ПОЛ1В1Н1ЛП1РОЛ1ДОНУ
Н.Б. Семенюк1,1.З. Дзяман2, В.Й. Скорохода3
Дослщжено полшеризалвд композицш 2-пдрокиетилметакрилату з полгвшшш-ролщоном у присутност минерального наповнювача пдрокиапатиту. Встановлено вплив пороутворювача, стабшзатора шни та кшькосп минерального наповнювача на закож^рнои! отримання пористих остеопластичних матерiалiв. Шдтверджено можли-вiсть отримання у структурi композиту частинок срiбла реакщею вiдновлення нiтратiв срiбла третинним атомом штрогену полiвiнiлпiролiдону. Синтезоваш срiбловмiснi ком-позити проявляють фунпбактерицидш властивостi, зокрема, проти Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Aspergillus niger.
Ключовi слова: 2-пдрокиетилметакрилат, полгвшшшролщон, наночастинки срiб-ла, пдрокиапатит, бактерицидш властивостi.
Вступ. Для сучасних вiдновлювальних операцiй на кктковш тканинi, зокрема в ортопедп та щелепно-лицевш xipyprii, актуальною е проблема пошу-
1 доц. Н.Б. Семенюк, канд. техн. наук - НУ "Львгвська полггехнка";
2 асшр. 1.З. Дзяман - НУ "Льв1вська полггехшка" ;
3 проф. В.Й. Скорохода, д-р техн. наук - НУ " Льв1вська полггехнка"
