CC BY
4
передача управления);
2) обеспечение работы с данными в соответствии с требованиями пользователя (отображение, ввод, редактирование, удаление данных);
3) контроль допустимых значений данных.
Разрабатываемая информационная справочная система позволит:
- изучать стойкость материалов с использованием системы оценок коррозионной стойкости (скорость коррозии, группы, баллы стойкости) и делать выводы о стойкости и механизме разрушения;
- проводить сравнительный анализ коррозионных свойств сталей в конкретной агрессивной среде при различных концентрациях и температурах;
- определять назначение и области применения заданной стали. Процесс создания информационной справочной системы является
достаточно длительным, и представленный в данной статье вариант является начальной версией системы и требует дальнейшей доработки.
Использованные источники:
1. Ковалюк Е.Н. Изучение питтинговой и межкристаллитной коррозии сталей 12Х15Г9НД и 12Х18Н10Т / Е.Н. Ковалюк, М.А. Горевая, В.П. Тумурова // Коррозия: материалы, защита. - М., 2014. - №7. - С. 27-31.
2. Реформацкая И.И. Электрохимический шум как характеристика склонности углеродистых сталей к питтинговой и язвенной коррозии / И.И. Реформацкая, А.Н. Подобаев, О.Ю. Артамонов, В.Д. Чибышева // Вестник ТГУ. - Томск, 2013.- Т. 18. - С. 2317-2318.
3. Таранцева К.Р. Прогнозирование питтиновой коррозии нержавеющих сталей в химико-фарамацевтических производствах: дис. ... д-ра тех. наук / Пенз. гос. технол. ун-т; К.Р.Таранцева. - Пенза, 2004. - 439 с.
УДК 621.432.3
Хисматуллин Р. Ф. лаборант научно-исслед. лаборатории «СТиВПС» Казанский государственный энергетический университет
Россия, г. Казань СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ
ИЗЛУЧАТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ МЕТАЛЛОВ Аннотация: В статье рассматривается состояние исследований и определение излучателъной способности металлов.
Ключевые слова: Поверхностей нагрева, хромоникелевых сплавов, степень черноты, неокисленной стали
Hismatullin R.F., laborant laboratory "STiVPS" Kazan State Power Engineering University
Russia, Kazan
STATE OF RESEARCH IN THE FIELD OF MEASUREMENT EMISSIVITY METALS
Annotation: The article discusses the state of research and the definition of
emissivity metal capacity.
Keywords: heating surface, nickel-chromium alloys, degree of blackness, non-oxidized steel
Имеющиеся в научной и справочной литературе данные по излучательной способности конструкционных материалов получены при стабильном состоянии излучающей поверхности для случаев, когда экспериментальное определение излучательной способности и описание состояния поверхности не вызывает затруднений. Наличие окисной пленки и шероховатость поверхности металла сказывается на значениях излучательной способности.
Стремление количественно описать излучательную способность окисленных металлов через параметры механизма образования окисной пленки требует постановки сложных опытов по изучению протекания физико-химических процессов. Эти эксперименты сложнее прямого определения излучательной способности радиационным методом. Для прикладных целей важно исследование излучательной способности для условий нестабильной толщины окисной пленки в процессе ее роста.
Для изготовления поверхностей нагрева и элементов газоходов в котлах и печах, в газотурбинных установках и других высокотемпературных энерготехнологических агрегатах используется широкий ассортимент сталей: ст.3 сп, сталь 10 пс, сталь 15К, сталь 20, сталь 25, сталь 30, сталь 35К 35ХГСА, 08Х13, 09Г2С, 19ХГН, 40ХЧ, Х23Н32Т, инколлой 800, 1Х18Н10Т, 08Х18Н10Т, Х25Т, 12ХМ, 15Х5М, Х23Н18, Х5М, Х25, 12Х1МФ, 15ХМ, ДИ38, ЭП53, 38ХН3МА, 40Х2Н2МА, ЭИ711, ЭИ712, ЭИ925, ЭП53, СП28, БЖ, Р76, КЛ, Х15Н60, Х25Н20, Х20Н80, а также новые марки хромоникелевых сплавов.
Энерготехнологические агрегаты имеют температурный режим работы поверхностей нагрева не более 800 К.
Применительно к высокотемпературным печным агрегатам Мастрю-ковым Б.С. [17, 21] исследовалась спектральная и интегральная степень черноты сплавов 30ХГСА, Х18Н9Т, Х23Н18, Х15Н60, 1Х18Н10Т, 18ХН4ВА, Х20Н80, 0Х27Ю5А при нагреве в воздушной среде в интервале температур 773-1473 К. Продолжительность времени окисления изменялась от 6 до 50 ч. Выявлено, что увеличение продолжительности окисления с 10 до 50 ч приводит к росту степени черноты стали Х18Н9Т в среднем на 21 %.
Рост температуры нагрева от 973 до 1273 К повышает степень черноты стали Х18Н9Т в среднем на 26 %. С увеличением длины волны от 1 до 9 мкм степень черноты стали Х18Н9Т при температуре Т= 973 К понижается от 0,75 до 0,35.
Увеличение продолжительности окисления и температуры окисления приводит к выравниванию степени черноты по спектру. Аналогичное влияние продолжительности и температуры окисления наблюдается и для других хромоникелевых сплавов.
Для стали 30ХГСА исследовалась интегральная степень черноты при
изменении состава атмосферы продуктов сгорания природного газа, определяемой коэффициентом избытка воздуха от 0,6 до 1,25, и при изменении температуры от 1100 до 1473 К.
Применительно к трубчатым печам нефтепереработки исследовали степень черноты жаропрочных сталей 1Х18Н10Т, Х23Н18, Х25Н20С2, Х15Н45Ю3. Образцы были окислены на воздухе при Т = 873-1273 К в течение 5 ч. Получены результаты: для 1Х18Н10Т при росте температуры от 873 до 1273 К интегральная степень черноты в изменяется от 0,92 до 0,95 при в в состоянии поставки, равной 0,60. Для других сталей при росте Т от 873 до 1273 К значения в изменяются в диапазоне от 0,68 до 0,92.
Изучалась интегральная степень черноты в жаростойких сплавов Х20Н80, ХН45В30 в зависимости от температуры нагрева на воздухе. Влияние на в толщины и состава окисных пленок исследовалось на образцах Fe, Mo, Ni, Cu, Cr при нагреве на воздухе. Выявлены 3 температурные области изменения степени черноты в: 400-700 К - область слабо возрастающей в; 700-900 К - область быстрого роста в; свыше 900 К -область медленного изменения в в зависимости от Т.
Из результатов работ можно сделать вывод, что в работе не исследованы изменения в в температурных диапазонах 400-700 К и 700-900 К, представляющие большое практическое значение применительно к расчету лучистого теплообмена в котлах, так как температуры поверхностей нагрева циркуляционных пароводяных контуров в котлах не превышают 850 К.
С увеличением длины волны от 2 до 10 мкм по данным [40] для Т=901 К спектральная степень черноты понижается от 0,26 до 0,14.
Для неокисленной стали Ст. 321 (Cr=18%, Ni=8%, остальное - Fe) получили при длинах волн от 1 до 9 мкм значение спектральной степени черноты в среднем на 0,25 выше, чем значение степени черноты для стали близкого состава по данным Ane J.E. [35].
Попытки прогнозирования излучательной способности радиационных свойств сталей и сплавов сводятся к следующему:
- интегральная степень черноты увеличивается при повышении температуры у металлов с неокисленной (быстрый рост) или слабо окисленной (незначительный рост) поверхностью; у сильно окисленных металлов температурная зависимость выражена очень слабо;
- полусферическая интегральная степень черноты металлов в с неокисленной гладкой поверхностью больше нормальной вп на 20-30 %, для шероховатой окисленной поверхности; различие между в и вп практически отсутствует (не более 5 %);
- степень черноты неокисленных поверхностей сталей и сплавов в первом приближении (с точностью 20-30 %) может быть определена как аддитивная величина излучательных способностей входящих в нее компонентов в соответствии с их массовыми долями;
- степень черноты окисленных после различных видов механической обработки поверхностей металлов по сравнению с аналогичными гладкими имеет в 1,3-1,7 раза большие значения, а по сравнению с неокисленными гладкими поверхностями - в 3-5 раз большие значения;
- спектральная степень черноты окисленных поверхностей металлов слабо зависит от длины волны.
Однако некоторые полированные металлы имеют достаточно выра-женную индикатрису излучения. Следует также иметь в виду, что при нагреве на воздухе в диапазоне температур 450-900 К температурная релаксация степени черноты при повторном и последующих нагревах происходит при окислении сталей и сплавов постепенно. Имеется также ряд характерных зависимостей изменения степени черноты сталей и сплавов от скорости нагрева.
Применительно к котлам температурный интервал исследований должен быть сосредоточен в области 450-900 К, так как именно в этом интервале происходит очень сильный рост излучательной способности при нагреве на воздухе и располагаются рабочие температуры поверхностей нагрева.
Для газотурбинных установок необходимы исследования в специальных жаропрочных хромоникелевых сталей и сплавов типа ЖС6, ЖС30.
В последнее время появились инфракрасные цифровые термометры типа КМ 801/1000 с рабочим диапазоном от 0 до 1000 °С, с точностью показаний + 0,7 %.
Для измерения температуры стальной поверхности при изготовлении гибов ответственных трубопропроводов этими термометрами для сохранения такой высокой точности измерений необходимы надежные данные по инфракрасной степени черноты сталей для условий первичного нагрева, так как сам процесс нагрева на трубогибочных станах происходит очень быстро с применением токов высокой частоты.
Использованные источники:
1. Чичиров А.А., Чичирова Н.Д., Власов С.М., Ляпин А.И., Мисбахов Р.Ш., Силов И.Ю., Муртазин А.И. Разработка методов снижения нестабильности циркуляционной воды сопряженной системы оборотного охлаждения ТЭС // Теплоэнергетика. 2016. № 10. С. 73-80.
2. Yaroslavsky D.A., Ivanov D.A., Sadykov M.F., Goryachev M.P., Savelyev O.G., Misbakhov R.S. Real-time operating systems for wireless modules // Journal of Engineering and Applied Sciences. 2016. Т. 11. № 6. С. 1168-1171.
