CC BY
87
2. Федеральный закон от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления».
3. МДК 7-01.2003 «Методические рекомендации о порядке разработки генеральных схем очистки территорий населенных пунктов Российской Федерации».
4. СанПиН 42-128-4690-88 «Санитарные правила содержания территорий населенных мест».
5. Сазонова С.А. Разработка модели транспортного резервирования для функционирующих систем теплоснабжения. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2007. - № 2. - С. 48-51.
6. Сазонова С.А. Результаты вычислительного эксперимента по апробации математических моделей анализа потокораспределения для систем теплоснабжения. Вестник Воронежского института высоких технологий. 2010. - №6. - С. 99-104.
7. Manohin M.V. the problem of solid waste management in Russia. LAP LAMBERT Academic Publishing 2012-171 pages.
8. Манохин В.Я. Выбор оптимальных вариантов размещения объектов санитарной очистки и технологий переработки отходов на примере г. Воронежа. // Научный вестник Воронежского государственного архитектурно-строительного университета. Строительство и архитектура. 2011. - № 4(24) - С.150-159.
ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА МИКРОСТРУКТУРУ ОПЛАВЛЕНИЙ
МЕДНЫХ ПРОВОДНИКОВ, ВЫЗВАННЫХ СВЕРХТОКОМ
А.Ю. Мокряк, начальник отдела А.В. Мокряк, научный сотрудник Исследовательский центр экспертизы пожаров университета
ГПС МЧС России, г.Санкт-Петербург
Расследование преступлений, связанных с пожарами, представляет значительную трудность в силу специфики самого явления пожара, несущего опасность уничтожения следовой информации об обстоятельствах его возникновения и развития. Версия о причастности к возникновению горения аварийных режимов в электрооборудовании при исследовании подавляющего большинства пожаров. В том числе пожаров, возникших по причине поджога, замаскированного под «электротехническую» причину возгорания. Анализ «электротехнической» версии о причине возгорания обычно связан с исследованием электрооборудования и электрической проводки. В настоящее время известны и применяются на практике методики исследования после пожара оплавлений медных проводников [1, 2].
Ранее в статьях были приведены результаты морфологического и металлографического анализа оплавлений медных проводников, подвергшихся токовой перегрузки различной кратности. Там же изложены проблематика и состояние вопроса, а также описание объектов и условий проведения экспериментальных исследований. В данной статье излагаются результаты анализа термического воздействия на медные проводники, оплавленные в результате токовой перегрузки и короткого замыкания.
Отжиг оплавлений медных проводников, полученных в результате моделирования аварийных процессов, проводился в муфельной печи при следующих условиях:
- температура нагрева: 700, 800, 900, 1000 0С;
- скорость нагрева: 10 град/мин;
- время выдержки образцов: 20 и 40 мин;
- охлаждение до комнатной температуры проводилось в муфельной печи при открытой дверце.
Металлографический анализ проводился следующим образом. От жил отрезали участок, длиной 4-5 мм вместе с оплавлением и запрессовывали в форму. Запрессовку образцов в фенольную смолу «Phenocure (Bakelit)» осуществляли с помощью пресса Simplimet 1000 (фирма «Buehler»). Режимы работы пресса: давление 270 bar., температура 150 0С, время нагрева 1 мин. 50 сек. Полученные образцы шлифовали и полировали на металлографическом станке «Phoenix Beta» (фирма «Buehler). Для выявления границ зёрен меди применяли химическое травление в 40% солянокислом растворе хлорного железа. Изучение микрошлифов проводили на металлографическом микроскопе МЕТАМ ЛВ-31 с использованием компьютерной программы для анализа изображения «Thixomet Pro» при увеличениях 50, 100, 200х. Определение количества кислорода в меди проводили с использованием эталонов микроструктур [3, 4].
Далее проводился анализ наиболее значимых параметров микроструктуры (содержание кислорода, форма и размер зерен, оплавлений границ зерен, пористость и видимость границы между проводником и оплавлением с точки зрения определения природы оплавлений).
Влияние отжига на микроструктуру оплавлений, вызванных токовой перегрузкой
Содержание кислорода
На содержание кислорода в оплавлении, как показано в работе [4], оказывает влияние кратность сверхтока. При токовых перегрузках свыше 9-11 крат концентрация кислорода в основном объеме оплавления не превышает исходного значения 0,05%. Микроструктура оплавлений,
образовавшихся при токовой перегрузке различной кратности, показаны в работе [4]. Для таких оплавлений характерно доэвтектическое и эвтектическое состояние меди, т.е. содержание кислорода находится в пределах 0,05-0,39%.
Эксперименты по отжигу проводились с оплавлениями, образовавшимися при различных кратностях токовой перегрузки - 8 и 12 и 16 крат. При 8-кратной перегрузке концентрация кислорода в зоне оплавления составляет величину порядка от 0,20 до 0,39%, при 12-кратной перегрузке - 0,05-0,15%. Микроструктуры исходных оплавлений, т.е. не подвергшихся дополнительному температурному воздействию, приведены в работе [4].
В ходе исследования было установлено, что отжиг оплавлений, вызванных 8- и 12-кратной перегрузкой, до определенных температур вызывает уменьшение содержания кислорода в них. При температурном воздействии 700-750 0С заметных изменений данного параметра не наблюдается. Однако, нагрев до 800 0С сопровождается незначительным уменьшением содержание кислорода в оплавлении. Дальнейшее увеличение температуры до 900 0С вызывает уменьшение содержания кислорода до 0,05-0,10%. При температуре отжига 1000 0С в течение 20 и 40 минут концентрация кислорода в оплавлении составляет 0,05%.
Размер и форма зерен
Протекание по проводнику сверхтока, превышающего номинальное значение, вызывает в пределах оплавления образование зерен меди различной формы и ориентировки к поверхности оплавления. Мог наблюдаться зерна дендритной, столбчатой и равноосной формы [4].
Отжиг при температурах 800-900 0С в течение 20 и 40 мин не вызывает значительных в форме дендритных зерен, наблюдается лишь укрупнение равноосных зерен меди с появлением двойников отжига внутри. Повышение температурного воздействия до 1000 0С сопровождается исчезновением дендритной структуры с нивелированием преимущественной ориентировки и значительным укрупнением равноосных зерен меди, по размерам сопоставимые с сечением проводника.
Граница между оплавлением и проводником
Оплавления, образующиеся при протекании по проводнику сверхтока, имеют четкую границу переходу к неоплавленной части провода [4]. Эта граница наблюдается при металлографическом исследовании. Эксперименты с отжигом таких оплавлений показали, что данная граница сохраняется при отжиге до 800-900 0С и в отдельных
случаях наблюдается при отжиге в 1000 0С. В целом же, высокотемпературный отжиг при 1000 0С нивелирует эту границу.
Пористость
В пределах оплавлений и на участках проводника присутствуют поры различных размеров, в некоторых случаях сопоставимые с диаметром оплавления. Какого либо влияния температуры и времени отжига на пористость обнаружено не было.
Влияние отжига на микроструктуру оплавлений, вызванных коротким замыканием
Оплавления, образующиеся при электродуговом процессе короткого замыкания, как правило, при металлографическом исследовании представляют собой структуру быстрой кристаллизации, а именно, сильно вытянутые зерна, ориентированные вдоль оси проводника. Концентрация кислорода, при этом, в зоне оплавления не превышает 0,05 %.
Отжиг оплавлений, вызванных электродуговым процессом, при 700-800 0С существенных изменений в форму зерна не вносит, а при температуре 900 0С приводит формированию зерен равноосной формы, при этом, появляются двойники отжига. Увеличение температуры до 1000 0С вызывает образование по всему объему оплавление границ зерен по всему объему оплавления.
Известно, что электродуговой процесс за счет локальности воздействия способствует формированию между оплавлением и проводником четко видимой границы. При отжиге свыше 900 0С данная граница не наблюдается.
Таким образом, при температурном воздействии 900 0С и выше нивелируются признаки формирования оплавления в результате электродугового процесса короткого замыкания.
На основании проведенных экспериментальных исследований установлено, что отжиг оплавлений медных проводников, вызванных сверхтоками, при определенных температурах оказывает влияние на их микроструктуру и, соответственно, на сохранность признаков их природы.
Отжиг при температурах до 800 0С не оказывает существенного влияния на сохранность признаков природы оплавлений.
Нагрев до 900-1000 0С вызывает уменьшение содержания кислорода в оплавлении до 0,05%. При отжиге до 1000 0С во всем объеме оплавления возникают оплавления границ зерен. Возникает частичное видоизменение дендритной структуры вплоть до полного ее исчезновения при 1000 0С.
Признаки воздействия дуги короткого замыкания на медный проводник нивелируются при температурном воздействии 900 0С и выше.
Признаки оплавлений, образовавшихся при токовой перегрузке, исчезают при отжиге 1000 0С и выше.
Список использованной литературы
1. Смелков Г.И. Пожарная безопасность электропроводок / Г.И. Смелков. - М.: ООО «КАБЕЛЬ», 2009. - 328 с.
2. Исследование медных и алюминиевых проводников в зонах короткого замыкания и термического воздействия: методические рекомендации / Л.С. Митричев, А.И. Колмаков, Б.В. Степанов, Е.Р. Россинская, Э.В. Вртанесьян, С.И. Зернов. - М.: ВНИИ МВД СССР, 1986. - 44 с.
3. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов / М.В. Мальцев. - М.: Металлургия, 1970. - 364 с.
4. Металлографический и морфологический атлас объектов, изымаемых с мест пожаров / А.Ю. Мокряк, З.И. Тверьянович, И.Д. Чешко, А.Н. Соколова. - М.: ВНИИПО, 2008. - 184 с.
ЭМИССИЯ ЭЛЕКТРОНОВ ИЗ ОБЛУЧЕННЫХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ
А.Б. Плаксицкий, доцент, к.ф.-м.н.
А.Н. Перегудов, старший преподаватель, к.т.н.
Воронежский институт ГПС МЧС России, г.Воронеж
Среди многообразия методов изучения электрических свойств различных материалов важное место занимает эмиссия электронов. Изучение закономерностей электронной эмиссии позволяет исследовать и давать объективную оценку процессам, протекающим на поверхности исследуемых материалов. Высокая чувствительность данного метода открывает широкие практические возможности неразрушающего контроля поверхности различных материалов и возможность использования их в качестве холодных катодов, а так же позволяет решать фундаментальные задачи физики низкоразмерных систем.
В последние годы одними из наиболее перспективных материалов в эмиссионной электронике стали сегнетоэлектрики. Высокие значения эмиссионного тока, кинетическая энергия эмиттируемых электронов доказывают их конкурентоспособность с общепринятыми импульсными источниками электронов и хорошие перспективы использования в различных устройствах микроэлектроники.
Сегнетоэлектрики, в отличие от других материалов поляризующихся под действием внешнего электрического поля, вещества, обладающие в
