CC BY
40
ст H = 0,8010ст
(7)
УДК 539.319:620.179.18
Если T = 160С = 2890К; Т = - 600С = 2130К, получим
стп = 1 +
213 289
1п2стH = 1,2263 ;
стH = 0,8155стп .
(8)
Поскольку предельное напряжение ст n= ст т с уменьшением температуры возрастает (см. табл. 22) [1,256], то ст н также увеличивается.
В нефтегазовой арматуре принимается допускаемое напряжение [ ст ] по ASME [3]:
[ ст ] = 2/3 ст т = 0,6667 ст т. Отсюда термодинамический запас прочности при положительной температуре, например при t = 160С (зависимость 5) будет равен:
0,7686/0,6667 = 1,1528 (15,28%) Это значит, что при заданном допускаемом напряжении [ ст ] до предела пропорциональности ст пц остается термодинамический запас д n = 15,28%.
Сравнив найденные по выражениям (6) - (8) напряжения ст н при отрицательных температурах с допускаемым [ ст ], получим:
при t = - 200С; Д n = 0,7889 / 0,7686 = 1,0264 (2,64%); при t = - 400С; Д n = 0,8010 / 0,7686 = 1,0422 (4,22%); при t = - 600С; д n = 0,8155 / 0,7686 = 1,0610 (6,10%).
Вывод:
Таким образом, в дополнение к термодинамическому запасу 15,28% при отрицательных температурах появляется дополнительный резерв увеличения коэффициента запаса прочности. Например, данный резерв достигает при температуре t = - 400С величины 4,22%; при t = - 600 С - 6,10%.
Это расширяет эксплуатационные возможности нефтегазового оборудования.
Список литературы
1. Пономарев С.Д., Бидерман В.Л., Лихарев К.К. и др. Расчеты на
прочность в машиностроении. - Т. 1. - М.: МАШГИЗ, 1956. - С. 256, 271, 272, 275.
2. Макаров В.И., Марфицын А.В., Марфицын С.В., Марфицын В.П.
Использование энропийной вероятностной зависимости при рассмотрении некоторых констант материалов. - Курган: Курганский гос. университет. - 1994. - Рук. деп.в ВИНИТИ, №2303-897.
3. Международный стандарт ANSI / API 6A. - 2003. - П. 4.3.3.2.
СЕРИЯ «ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ», ВЫПУСК 5
С.Г. Тютрин, Л.Н. Тютрина
Курганский государственный университет
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПОКРЫТИЯМИ
Аннотация
Рассмотрены основные положения по применению металлических покрытий в качестве средства технической диагностики деталей машин. Метод направлен на повышение эффективности технического обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка.
Ключевые слова: техническая диагностика, металлические покрытия.
S.G. Tyutrin, L.N. Tyutrina Kurgan State University
TECHNICAL DIAGNOSTICS BY USING METAL COATS
Annotation
The fundamentals usade of metal coats as a technical diagnostics tool of machinery elements are presented. The methods destine to increase an service efficiency and mainten-ance of machine-and-tractor fleet.
Key words: technical diagnostics, metal coats.
Введение. Одним из способов снижения техногенного воздействия на окружающую среду является применение технической диагностики машин и оборудования. Техническая диагностика, являясь безразборным методом контроля, позволяет:
1) исключить напрасные сборки и разборки исправных агрегатов при проведении контроля их технического состояния;
2) устранять причины возникновения аварий, тем самым предотвращать аварийные разрушения конструкций;
3) выбирать оптимальную стратегию технического обслуживания и ремонта;
4) повысить долю используемого ресурса долговечности при повышении уровня надежности деталей.
В результате достигается значительная экономия материальных, энергетических, трудовых и финансовых ресурсов.
Необходимость инноваций и совершенствования средств технической диагностики обусловлено, в том числе, значительной долей малых хозяйств, оснащение которых дорогими высокотехнологичными средствами контроля и учета является проблематичным.
1. Становление и развитие метода. Среди большого разнообразия существующих средств технической диагностики своей простотой, доступностью и большими возможностями в применении выделяются металлические покрытия [1]. В отличие от методов хрупких лаковых покрытий или оптически чувствительных покрытий, где на поверхность контролируемой детали наносится слой лака или оптически чувствительного материала, здесь на поверхность детали наносится слой металла, выносливость которого в данных условиях меньше выносливости материала детали. Это осуществляется, например: электролитическим осаждением меди, никеля и др.; пайкой легкоплавких припоев; наклейкой медной, алюминиевой и др. фольги.
11
Работы данного направления в нашей стране начались после выхода в свет книги [2]. Их проводили Керимов З.Г., Мамед-заде О.А.-А., Троценко Д.А., Сызранцев В.Н., Иванов Е.И., Розенберг А.Ю., Удовикин А.Ю., Маленков А. И., Голофаст С. Л. и др. Анализ и обобщение имеющихся результатов, дальнейшее развитие метода на основе анализа системы деталь-металлопокрытие и достижений теории усталости металлов, разработка метода синтеза новых металлопокрытий и способов их контроля выполнено в работе [1]. В частности показано, что чувствительность металлопокрытия определяется тем, насколько велики возникающие на поверхности детали деформации по отношению к деформациям, соответствующим пределу выносливости металла покрытия.
2. Новые возможности применения металлопокрытий. Следуя классификации, приведенной в работе [3], мы рассматриваем металлопокрытия как счетчики ресурса аналогового типа. Металлические покрытия являются чувствительными элементами, которые устанавливаются на объекте и подвергаются тем же воздействиям, что и исследуемый объект. Из-за возникающих в металлопокрытии необратимых повреждений его параметры изменяются. Измерив эти параметры, можно сделать некоторые выводы об истории нагружения, а на их основе (с учетом калибровочных зависимостей) - оценить степень повреждения соответствующего узла, агрегата или детали.
Существенной особенностью применения металлопокрытий является то, что контролируемая деталь должна испытывать переменные (циклические) деформации. Это несколько сужает область применения металлопокрытий при технической диагностике машинно-тракторного парка, тем не менее, она остается большой, поскольку в условиях переменных нагрузок и деформаций работает подавляющее большинство деталей машин и оборудования.
Контролировать состояние металлопокрытия можно по появлению скоплений дислокаций на его поверхности (для этого поверхность предварительно полируется, а осмотр производится с помощью микроскопа при увеличении около 100х) путем наблюдения за процессом образования макротрещин в зоне искусственно созданных концентраторов в металлопокрытии, токовихревым методом и др.
В частности, удобным для практики является применение перфорированной алюминиевой фольги, контроль за которой состоит в определении числа (доли) отверстий датчика с усталостными макротрещинами, что нетрудно выполнить с помощью увеличительного стекла [4].
Для расшифровки показаний металлопокрытий необходимо выполнить калибровочные испытания [2], в ходе которых устанавливается зависимость числа циклов нагружения до появления контролируемой реакции от амплитуды действующих напряжений. При проведении сравнительных испытаний можно использовать результаты контроля металлопокрытий, полученные на машинах, выбранных в качестве эталонных.
3. Основные пути распространения метода. Применение металлопокрытий для ресурсосбережения при использовании машинно-тракторного парка может идти по следующим направлениям.
1. Учет фактической продолжительности и интенсивности эксплуатации. Это позволит более рационально, более эффективно использовать средства, выделяемые на техническое обслуживание и ремонт, корректировать межремонтные сроки не только с учетом зональности, но и с учетом индивидуальной загруженности машин.
2. Проведение контроля качества ремонта и восста-
новления деталей и узлов по результатам их непродолжительной обкатки. Особенно это полезно на стадии отработки технологического процесса ремонта.
3. Текущее совершенствование конструкций на этапе эксплуатации и ремонта на основе информации о реальном уровне возникающих эксплуатационных напряжений.
4. Ввиду малозатратности данного метода контроля (годится даже алюминиевая фольга для домашней выпечки и хранения продуктов), он пригоден для применения на предприятиях малых форм хозяйствования, которые обычно не располагают достаточными средствами на приобретение диагностических и контрольно-измерительных приборов.
Заключение. Таким образом, применение металлических покрытий в качестве средств технической диагностики расширяет возможности ресурсосбережения при эксплуатации, техническом обслуживании и ремонте машинно-тракторного парка и тем самым способствует повышению экологического уровня ведения производственной деятельности.
Список литературы
1. Тютрин С.Г. Техническая диагностика металлическими покрытиями:
Монография. - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2007.- 143 с.
2. Окубо Хадзимэ. Определение напряжений гальваническим меднением/
Пер. с японск. - М.: Машиностроение, 1968. - 152 с.
3. Болотин В.В. Прогнозирование ресурса машин и конструкций. - М.:
Машиностроение, 1984. - 312 с.
4. Тютрин С.Г., Тютрина Л.Н. Инновационные технологии в диагностике
и обслуживании оборудования пищевых производств: Учебное пособие.- Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2009.- 80 с.
УДК 631.365 А.В. Савельев
Курганский государственный университет
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОХЛАЖДАЮЩЕГО АППАРАТА
Аннотация
В статье приведены результаты экспериментальных исследований конструкции устройства для охлаждения экструдированной сои.
Ключевые слова: экструдирование, соя, охладитель, скорость витания частиц.
A.V. Saveliev Kurgan State University
DETERMINATION OF COOLING DEVICE DESIGN PARAMETERS
Annotation
In article the experimental researches results of a device design for cooling extruded soya-bean are presented
Key words: extrusion, soya, cooling device, speed of particle rising.
Наиболее прогрессивным способом производства кормов из сои является её экструдирование. После выброса сои через сопло экструдера в атмосферу температура снижается в основном за счёт испарения свободной воды. Дальнейшее охлаждение производится в специ-
12
ВЕСТНИК КГУ, 2010. №1
