75 лет Геннадию Андреевичу Кулябину (стр. 37 )

Таблица 2

Расчетные значения КПД, полученные по аппроксимирующим зависимостям методик

Тип нагнетателя	Паспортное значение КПД	Расчетное значение КПД
Предлагаемая методика	Методика [1]
370-18-1	0,850	0,831	0,886
ГПА - Ц- 16/76	0,850	0,823	0,832
RF2BB-30	0,812	0,787	0,818

Однако в двух из трех рассмотренных случаев, методика [1] дает значения , превышающие, а в одном случае – существенно превышающие, соответствующие паспортным значениям КПД , что физически наблюдаться не может. Поэтому при выборе методики для расчета , когда выполняется параметрическая диагностика технического состояния нагнетателей с использованием параметра χ и Microsoft Excel, рекомендуется отдавать предпочтение предложенной в данной работе методике расчета численного значения данного параметра.

Выводы

1. Существующие способы параметрической диагностики технического состояния центробежных нагнетателей базируются на использовании текущей информации о данных машинах, взятой из оперативных эксплуатационных журналов нагнетателей, а также на сведениях о производительности нагнетателей. Последнее обстоятельство существенно сужает область применения рассматриваемых методов диагностики, так как большинство компрессорных машин не оснащено средствами для измерения расхода газа через них. Опора на текущую эксплуатационную информацию, не предназначенную для выполнения на ее основе каких-либо аналитических действий, придает результатам диагностирования на ее основе низкую точность. Сами, используемые в настоящее время, методы параметрической диагностики не позволяют оценивать точность и достоверность получаемых диагностических выводов.

2. Предложенный в работе метод параметрической диагностики технического состояния нагнетателей лишен отмеченных недостатков. Он позволяет:

·  обходиться при диагностировании без сведений о производительности нагнетателей, что делает область применения данного метода почти неограниченной;

·  использовать для диагностирования в качестве исходных данных текущую эксплуатационную, низкокачественную по точности, информацию без потери точности определения диагностируемого параметра;

·  обходиться ограниченной исходной информацией для формирования диагностического вывода, что делает данный метод приемлемым почти в любой производственной ситуации;

·  оценивать достоверность полученного диагностического вывода на основе современных достижений в области компьютерного программирования.

3. Рассмотренный в работе параметр χ можно считать термодинамическим режимным параметром центробежных нагнетателей, отражающим в обобщенном виде особенности протекания термодинамических процессов в проточной части нагнетателей в зависимости от технологических режимов их работы.

Список литературы

1.  Эксплуатация газопроводов Западной Сибири / . , , .- Л.: Недра, 1985.-288с.

2.  Повышение эффективности эксплуатации энергопривода компрессорных станций / , , .- М.: Недра, 1992.

3.  Казаченко компрессорных станций магистральных газопроводов.- М.: Нефть и газ, 1999.- 463 с.

Сведения об авторе

, д. т. н., профессор, кафедра «Машины и оборудование нефтяной и газовой промышленности», Тюменский государственный нефтегазовый университет,

Perevoschikov S. I., Doctor of Technical Sciences, professor, Tyumen State Oil and Gas University, phone: [phone]

_____________________________________________________________________________________

­­­­­­­­УДК 669.017.11

РАЦИОНАЛЬНОЕ ЛЕГИРОВАНИЕ И МОДИФИЦИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМ Al-Cu-Mg-Mn И Al-Zn-Mg-Cu

, ,

(Уральский федеральный университет имени первого Президента России , г. Екатеринбург)

Ключевые слова: алюминиевые сплавы, механические свойства,

рациональное легирование

Key words: aluminum alloys, mechanical properties, efficient alloying

Алюминиевый сплав Д16 (2024 по обозначению Алюминиевой Ассоциации США ) системы Al-Cu-Mg-Mn и ряд других алюминиевых сплавов широко применяются для производства полуфабрикатов в виде штамповок, листов, а также труб переменного сечения, предназначенных для бурения нефтяных и газовых скважин [1]. Из-за агрессивных условий работы трубы часто разрушаются вследствие их низкого сопротивления коррозии. Сопротивление полуфабрикатов из сплава Д16 различным видам коррозии в значительной степени зависит от их микроструктуры: наличия фаз кристаллизационного происхождения и фаз, выделившихся при термообработке, цепочек нерастворимых соединений и других особенностей [2].

В связи с этим вопрос оптимизации химического состава многокомпонентных алюминиевых сплавов на основе системы Al-Cu-Mg-Mn, предназначенных для изготовления полуфабрикатов с требуемыми структурой и свойствами, имеет очень важное значение [3, 4]. Один из подходов к решению этого вопроса основывается на минимизации эффективной объемной доли и неоднородности ориентации избыточных фаз в полуфабрикатах [3]. Указанный подход не учитывает состава фаз и матрицы сплавов, что не позволяет в полной мере оптимизировать состав сплавов по содержанию легирующих и примесных элементов.

В данной работе для оптимизации химического состава многокомпонентных алюминиевых сплавов предлагается подход, основанный на результатах термического и микрорентгеноспектрального анализа сплавов в закаленном или состаренном состояниях.

Для модифицирования многокомпонентных алюминиевых сплавов все шире начинают применяться лигатурные прутки Al-5%Ti-1%B и Al-3%Ti-0,15%C. Однако вопрос об оптимальном расходе этих лигатур при непрерывном модифицировании алюминиевых сплавов в процессе полунепрерывного литья слитков пока не решен. Это обстоятельство потребовало дополнительных исследований процесса модифицирования алюминиевых сплавов вышеуказанными лигатурами.

Объектами исследования служили образцы промышленных алюминиевых сплавов Д16 на основе системы Al-Cu-Mg-Mn и 7050 на основе системы Al-Zn-Mg-Cu. Образцы вырезали из литых и гомогенизированных плоских слитков поперечным сечением 300х1100 и 400х1320 мм, а также из термообработанных толстых плит.

Для определения температур фазовых превращений (неравновесного солидуса, равновесного солидуса и ликвидуса) образцов от слитков и плит алюминиевых сплавов применен модернизированный метод термического анализа (ТА) с последующим численным дифференцированием кривых нагревания и охлаждения.

В связи с тем, что график в координатах «температура (t, оС) – время (t, с)» характеризуется плавными переходами, определение температур фазовых превращений в сплавах с минимальной погрешностью затруднено. Для определения этих температур зависимость t=f(t) численно дифференцировали и строили график «скорость изменения температуры образца (Dt/Dt, усл. ед.) – его температура (t, оС)» (рис. 1). В режиме нагрева скорость перед плавлением образца составляла 14оС/мин, а перед затвердеванием его – 45оС/мин.

Рис. 1. Кривая скорости нагревания сплава в зависимости от его температуры

Из полученного графика находили значения температур неравновесного солидуса (tнs), равновесного солидуса (ts) и ликвидуса (tl). Для определения температуры начала линейной усадки (tн. л.у.) горячий спай термопары «вмораживали» в образец. Затем последний монотонно нагревали и фиксировали температуру, при которой оказывалось возможным извлечение термопары из образца, что свидетельствовало о моменте разрушения его кристаллического каркаса. Зафиксированное значение температуры принимали за температуру начала линейной усадки сплава. Далее найденное значение tн. л.у. сопоставляли с особенностями соответствующих кривых скорости охлаждения (рис. 2).

Рис. 2. Кривая скорости охлаждения сплава в зависимости от его температуры

Погрешность получаемых значений температуры составила 1оС. Уменьшение погрешности определения температур фазовых превращений достигнуто из-за плотного контакта образца с горячим спаем термопары, использования цифрового вольтметра Щ31 с точностью измерения термо-э. д.с. ±0,001 mV, расчета первой производной от температуры по времени и компьютерной обработки полученных экспериментальных данных.

Для исследования структуры сплавов применялся сканирующий электронный микроскоп «JSM-5900LV» с приставкой электронно-зондового микроанализатора локальностью 1¸2 мкм. Для определения механических свойств слитков и полуфабрикатов использовали универсальную испытательную машину «Instron 5585H», снабжённую цифровым экстензометром высокого разрешения.

Одна из задач заключалась в установлении влияния химического состава сплавовД16 (2024) и Д16ч (2124) на основе системы Al-Cu-Mg-Mn на механические свойства плит толщиной 60÷150 мм.