Issuu on Google+


ШАНОВНІ КОЛЕГИ! Проблема корозії та протикорозійного захисту металоконструкцій є винятково актуальною для багатьох галузей промисловості України, зокрема будівництва, транспорту, машинобудування, нафто-, газовидобувної, гірничорудної, енергетичної, металургійної та хімічної галузей. Проведення у Львові міжнародних конференцій-виставок із проблем корозії та протикорозійного захисту конструкційних матеріалів, що вже стали традиційними, ставить за мету ознайомлення широкого кола спеціалістів з новими теоретичними та практичними розробками в цій галузі науки, сучасними методами підвищення корозійної тривкості металоконструкцій різноманітного призначення, а також налагодження тісніших науково-виробничих і комерційних контактів між українськими та зарубіжними фахівцями. У роботі Міжнародної XІ конференції-виставки «КОРОЗІЯ-2012» беруть участь представники наукових установ, комерційних фірм та промислових підприємств Німеччини, Австралії, Росії, України, Польщі, Мексики, Казахстану, Азербайджану, Литви, Білорусі та інших країн, що засвідчує її актуальність і зростаючий авторитет. Організатори конференції-виставки щиро сподіваюся на досягнення поставленої мети і докладатимуть для цього всіх зусиль. Президент Української асоціації корозіоністів, член-кор. НАН України

В.І. Похмурський


Ç Ì ² Ñ Ò Українська асоціація корозіоністів ............................................................................ 2 Засновник ТОВ «Галмедіа» Видавець ТзОВ «Редакція газети «ЕлектроТЕМА» –––––––––––– Головний редактор Михайло Заліско Поштова адреса: 79054, м. Львів, а/с 5911 Адреса редакції: вул. Садова, 2а, м. Львів, Україна Тел./факс: (032) 232–05–39 e-mail: redakcia@metaltech.com.ua www.metaltech.com.ua Передплатний індекс:

37233 © ТОВ «Галмедіа», 2012 Видання

«Метали. Технології & Обладнання» є учасником медіа-групи «ПромІнфо»

Центри колективного користування сучасним лабораторним обладнанням ........ 3 Використання безконтактного методу обстежень підземних трубопроводів ........ 5 Технологія зміцнення поверхонь деталей машин.................................................... 7 Вплив наночастинок срібла на трибокорозійну поведінку пари тертя сталь 20–ШХ15 ........................................................................................ 9 Корозіє- і зносостійкість комбінованих металооксидних електродугових покриттів ........................................................................................ 12 Лабораторія випробувань конструкційних матеріалів у середовищах, що містять сірководень і вуглекислий газ .............................................................. 15 Ґрунтувальна композиція......................................................................................... 15 Лабораторія оцінки міцності та процесу руйнування труб під тиском сумішами водню і природного газу ......................................................................... 16 Лабораторія сертифікаційних випробувань протикорозійних ізоляційних покриттів трубопроводів .......................................................................................... 17

www.prominfo.com.ua

Методика прискореної оцінки працездатності напружених сталей Погляди авторів публікацій не завжди збігаються з думкою редакції. Редакція залишає за собою право не листуватися з читачами. Рукописи не рецензуємо і не повертаємо. За достовірність поданої у матеріалах інформації відповідають автори матеріалів. За зміст і достовірність інформації у рекламних та інших повідомленнях і за якість рекламованого товару відповідіє рекламодавець. Передрук дозволено з письмової згоди редакції.

і сплавів у агресивних середовищах....................................................................... 18 Технологія та обладнання для плазмо-електролітного оксидування (ПЕО) ....... 18 Комплекс мобільного устаткування для одержання електродугових корозіє- та зносостійких покриттів .......................................................................... 19 Технологія поверхневого зміцнення виробів із титанових сплавів у контрольованих газових середовищах ................................................................ 19 Технологія поверхневого зміцнення металовиробів ............................................. 20 Технологія відновлення деталей силових агрегатів машин і механізмів............. 21

Віддруковано в ПП «Мульти Арт» Львiвська обл., Жовкiвський р-н, с. Гряда, вул. Шевченка, 5 тел.: 224-72-40, -41

Акустико-емісійна система SKOP–8 ....................................................................... 22 Електромагнітна пошуково-вимірювальна система ІМК–5................................... 23 Прилади для пошуку місць корозії та обстежень підземних трубопроводів і споруд ............................................................................................. 24

Друк офсетний Тираж 8 100 примірників Замовлення №______

Ультразвуковий томограф UST–04M ..................................................................... 25 Інгібітор корозії.......................................................................................................... 25


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

УКРАЇНСЬКА АСОЦІАЦІЯ КОРОЗІОНІСТІВ Основні напрями діяльності: ● науково-дослідні розробки сучасних методів протикорозійного захисту, підвищення надійності та довговічності машин і споруд, створення і випуск дослідних партій продукції та підготовка технічної документації для її серійного виробництва, впровадження нових технологічних процесів, матеріалів, приладів і апаратури, підготовка нормативних документів; ● проведення експертизи щодо корозійної та корозійно-механічної стійкості обладнання на різних стадіях його виготовлення і експлуатації; визначення залишкового ресурсу об`єктів; ● сприяння проведенню передової науково-технічної політики у сфері захисту металофонду від корозії; ● виявлення потенційних партнерів серед вітчизняних підприємств, об`єднань, організацій, а також зарубіжних фірм і відомств для налагодження прямих контактів і зв`язків із ними; ● підготовка пропозицій у державні органи та отримання від них замовлень, фінансування пріоритетних напрямів і розробок у галузі протикорозійного захисту металофонду та організація їх виконання; ● проведення науково-технічних конференцій, виставок, лекцій, семінарів, конкурсів, консультацій для підприємств і спеціалістів, видання періодичної та спеціальної літератури; ● надання науково-методичної та економічної інформації з напрямів діяльності асоціації; практична допомога в рекламі та збуті продукції, сервісі, продажі ліцензій тощо. Асоціація провела десять міжнародних конференцій-виставок із проблем корозії та протикорозійного захисту матеріалів (1992–2010 рр.), а також низку тематичних конференцій і семінарів. Асоціація підготувала необхідні матеріали та забезпечила включення України до Міжнародної корозійної ради (ІСС), Європейської корозійної федерації (EFC), Міжнародного електрохімічного товариства (ISE), підготувала та подала до державних органів концепцію протикорозійного захисту металофонду України.

2

№7

4 червня 2012 р.

Українська асоціація корозіоністів заснована в 1992 році та є добровільним самоврядним об’єднанням як окремих фахівців, так і організацій, що працюють у сфері захисту від корозії. На сьогодні асоціація об’єднує майже 50 науково-дослідних установ, організацій та підприємств і понад 100 індивідуальних членів.

Україна, 79601, м. Львів, вул. Наукова, 5 тел.: (032) 263-15-77, (032) 229-63-53 факс: (032) 263-15-77 е-mail: pokhmurs@ipm.lviv.ua http:// www.ipm.lviv.ua/


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Центри колективного користування сучасним лабораторним обладнанням Восени минулого року у виставковому центрі «КиївЕкспоПлаза» відбувся Міжнародний форум «Комплексне забезпечення лабораторій», у межах якого під егідою НАН України відбулася  Науковопрактична конференція «Новітні розробки наукового обладнання провідних приладобудівних компаній. Розвиток центрів колективного користування в НАН України», присвячена новітнім технологічним рішенням для досліджень у різних сферах науки. Один із таких осередків – центр колективного користування науковими приладами (ЦККНП) «Центр електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу» НАН України, створений у вересні 2007 року на базі відділу фізикохімічних методів зміцнення матеріалів Фізико-механічного інституту НАН України з метою раціонального використання сучасного наукового обладнання виробництва фірм «Carl Zeiss» (Німеччина) та «Oxford Instruments» (Англія). Розмовляємо із відповідальним за експлуатацію обладнання та роботу з користувачами ЦККНП «Центр електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу», старшим науковим співробітником, кандидатом технічних наук С.А. Корнієм. – Сергію Андрійовичу, яке призначення і яка користь від організованого в інституті центру колективного користування науковими приладами? – Центр колективного користування науковими приладами Фізико-механічного інституту НАН України «Центр електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу» призначений для проведення наукових досліджень у галузі матеріалознавства, корозії металів та електрохімії, зокрема, вивчення топографіі поверхні, хімічного складу та мікроструктури металевих, керамічних, композиційних і полімерних матеріалів і покриттів. Створений

на базі відділу фізико-хімічних методів зміцнення матеріалів інституту з метою раціонального використання сучасного наукового обладнання науковими установами та організаціями НАН України, які мають потребу в дослідженнях на сучасному науковому обладнанні. Особливо важливо – раціонально використовувати таке обладнання, б�� вартість його доволі висока, а отже, не кожна установа може дозволити собі його купити. – Сергію Андрійовичу, які головні завдання «Центру електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу»? Головними завданнями центру є: ● надання вченим НАН України можливості проведення досліджень на сучасному електронному мікроскопі «EVO-40XVP» зі системою мікроаналізу «INCA Energy»; ● надання консультативних послуг щодо проведення досліджень за

допомогою обладнання центру та підготовки зразків, а також сучасних методів електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу; ● підготовка спеціалістів, а також стажування студентів і наукових працівників НАН України на обладнанні центру; ● технічне забезпечення роботи обладнання центру. – Яке обладнання і наукові прилади пропонує до використання ЦККНП для потреб наукових установ і вчених НАН України? – Наш «Центр електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу» пропонує для колективного використання сканувальний електронний мікроскоп «EVO 40XVP» зі системою мікроаналізу «INCA Energy» в складі: 1) базового блока «EVO 40XVP» із можливістю роботи у режимах високого, низького та наднизького вакууму в комплекті із:

3


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

● повністю безоливною системою відкачування вакууму на базі форвакуумної та турбомолекулярної помпи високої продуктивності без оливних ущільнень і підшипників. Швидкість відкачування камери на стандартному зразку – 3 хв; ● електронно-оптичною колоною для вольфрамового катода; ● детекторами: вторинних електронів Евернхарта-Торнлі (SE); 4-сегментним детектором відбитих електронів (BSD) із кріпленням на полюсному наконечнику (не потребує налаштування та юстирування, не скорочує робочу відстань мікроскопа і постійно готовий до роботи, не займає окремого порту у камері мікроскопа); вторинних електронів для низького вакууму (VPSE); детектором поглинутого струму; інфрачервоною камерою для спостереження за розташуванням зразка у камері мікроскопа; ● робочою камерою розміром 365х220 мм;

4

● столиком із повною моторизацією по 5-ти осях із точністю переміщення і повторюваністю позиції 1,5 мкм; ● програмним забезпеченням SmartSEM; ● комп’ютером; 2) енергодисперсійного рентгенівського спектрометра «INCA ENERGY 350» у комплекті із: ● літієвим детектором площею 10 мм2, що забезпечує роздільну здатність 133 еВ, чутливість визначення домішок 0,01%, локальність аналізу від 1 мкм на стандартних взірцях та до 0,1 мкм на плівках; ● дюаром на 7,5 л для охолодження детектора рідким азотом; ● мікроаналітичним процесором «INCA X-stream»; ● системою захоплення відеозображення Microscope Image Capture System (MICS); ● комп’ютером; ● програмним забезпеченням Inca Energy з опцією якісного аналізу в діапазоні від берилію до плутонію; опцією кількісного аналізу в діапазоні від бору до плутонію; автоматичним маркуванням піків; автоматичним і ручним масштабуванням спектрів; шістьма режимами отримання, реконструкцією і порівнянням спектрів. – Очевидно, графік роботи центру досить напружений. Як Ви плануєте проведення дослідницько-експериментальних робіт? – При плануванні роботи центру ми розподіляємо час так: для роботи в одну зміну (8 год робочого часу) 3 год надається для потреб ФМІ НАН України, 3 год – безкоштовно для замовників – інших наукових установ та організацій НАН України, 2 год дозволено надавати для платного використання обладнання центру іншим установам, підприємствам та організаціям, які не перебувають у віданні НАН України, згідно з чинним законодавством. Використання часу роботи наукового обладнання реєструють у робочих журналах. – А яким чином складають графік роботи центру для проведення наукових досліджень? – Наукові установи та організації НАН України, які мають потребу в проведенні досліджень на науковому обладнанні центру, два рази на рік (до 15 січня і до 15 червня) повинні подати у письмовому вигляді до Бюро відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства НАН України свої заявки на кількість годин, терміни та види досліджень, проведення яких потребує використання наукових приладів і обладнання центру.

№7

4 червня 2012 р.

Бюро, за поданням директора ФМІ НАН України, затверджує загальний розподіл робочого часу, відведеного для колективного користування науковим обладнанням центру між замовниками. Директор ФМІ НАН України своїм наказом, узгодженим із Бюро відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства НАН України, визначає графік роботи центру, встановлює необхідну кількість робочих змін на робочий день з урахуванням режиму роботи наукової установи і потреб учених НАН України у використанні наукових приладів центру. Детальнішу інформацію про послуги, що їх надає «Центр електронної мікроскопії та рентгенівського мікроаналізу», можна отримати на сайті http://www.ipm.lviv.ua/cem/ чи надіславши запит на е-mail: kornii@ipm.lviv.ua. Маєте потребу у проведенні дослідницько-експериментальних робіт за окресленими вище напрямами – звертайтеся.


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Використання безконтактного методу обстежень підземних трубопроводів Р.М. ДЖАЛА, Б.Я. ВЕРБЕНЕЦЬ, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Підземні трубопроводи (ПТ) обстежують для того, щоб визначити їхнє фактичне розташування та параметри технічного стану з метою запобігання пошкодженням, з’ясування потреб та обсягів ремонту чи реконструкції, надійної безаварійної експлуатації. Для металевих ПТ важливим є стан протикорозійного захисту (ПКЗ), який передбачає захисні ізоляційні покриття і катодну поляризацію – електрохімічний захист (ЕХЗ). Стан ізоляції і ЕХЗ ПТ донині контролюють здебільшого контактними електрометричними методами з поверхні землі, недоліками яких є трудомісткість забезпечення достатньої кількості надійних контактів вимірювальних приладів із металом ПТ і ґрунтом, локальний характер контролю та брак інформації для кількісних оцінок стану ізоляції на різних ділянках. Ці недоліки усувають, використовуючи електромагнітний метод безконтактних вимірювань струмів (БВС). На сьогодні в обстеженнях ПТ безконтактні методи широко застосовують лише для визначення розміщення трубопроводів і кабелів та, іноді, для пошуку пошкоджень ізоляції, проте майже не контролюють розподіл струму установок катодного захисту (УКЗ), оскільки відомі контактні методи тут малопридатні. Це, своєю чергою, спричиняє нераціональні витрати електроенергії. У Фізико-механічному інституті ім. Г.В. Карпенка НАН України розвинуто теоретичні основи безконтактного методу. Запропоновано триєдину математичну модель електромагнітного поля ПТ, яка базується на теорії електромагнітного поля, теорії електричних

Рис. 1. Робота з БІТ-КВП при безконтактному вимірюванні струму ПТ

кіл із розподіленими параметрами і закономірностях просторового розподілу магнітного поля струмів. Досліджено залежності розподілу струмів від геометричних і електромагнітних параметрів ПТ. Розроблено теоретичні засади створення засобів електромагнітних обстежень і визначення параметрів ПКЗ ПТ. Методи безконтактних вимірювань струмів класифікують як інтегральні і диференційні. Перші реалізують як магнітний пояс, кліщі, які охоплюють струмопровід, тому для обстежень ПТ вони малопридатні. Другі не потребують доступу до ПТ. За способом визначення координат струмопроводу їх поділяють на паралаксні (з горизон-

тальною) і градієнтні (з радіальною до трубопроводу орієнтацією бази точок вимірювань магнітного поля струму). Апаратура безконтактних вимірювань струмів розроблена на основі відомих і запропонованих способів БВС з урахуванням можливостей технічної реалізації та умов застосування на трасах ПТ. Створено і передано для обстежень ПТ зразки апаратури типу БІТ-3, БІТ-К, БІТ-КВП за паралаксним способом та БВС-1 – за градієнтним, які забезпечують вимірювання струмів від одиниць міліампер до 100 А на глибинах залягання ПТ до 6 м і більше. Апаратура типу БІТ-К дає змогу вимірювати струм ПТ з високою точністю, проте потребує відповідного вміння

5


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Рис. 2. Обстеження магістрального газопроводу апаратурою БВС

і певних навиків оператора та прецизійного орієнтування антенної системи відносно струмопроводу за двома індикаторами: осі і відстані (рис. 1). Фаховий оператор за 1 хв проводить 2 вимірювання струму ПТ із переміщенням 10 м уздовж траси. Апаратура типу БВС має покращені експлуатаційні характеристики і не така чутлива до вміння і навиків оператора, бо процедура вимірювань тут простіша (рис. 2). На сьогодні проведено експериментальні дослідження і натурні випробування, розроблено конструкторську документацію, виготовлено на Дослідному заводі ФМІ НАН України і вже передано в експлуатацію комплекти апаратури типу БІТ-3, БІТ-К, БІТ-К2, БІТ-КВ, БІТ-КВП. Створена апаратура дає змогу оперативно отримувати кількісну інформацію про стан ПКЗ на різних ділянках ПТ. Накопичені у пам’яті апаратури вимірювання передають у комп’ютер з програмою автоматизованого опрацювання і документування.

6

Портативні прилади типу ОРТ створені для визначення розміщення ПТ, струмопроводів і дистанційного контролю роботи установок катодного захисту. Їх перевагами, порівняно з відомими трасошукачами, є малі габарити, маса й енергоспоживання та високі завадостійкість і чутливість, що дає змогу проводити обстеження ПТ у зоні дії ЛЕП і промислових завад. Використання БВС дає змогу проводити інтегральні, диференційні і локальні обстеження та контроль параметрів ПКЗ ПТ. Проведено натурні випробування БВС під час діагностичних обстежень магістральних газопроводів УМГ «Львівтрансгаз», «Київтрансгаз», САЦ у Казахстані, нафтопроводів «Дружба» (Броди, Брянськ), ПДМН, етиленопроводу ВО «Саянскхімпром», підземних водо- та газопровідних мереж. Нові, найтиповіші результати БВС, які неможливо отримати контактними методами, опубліковані авторами у наукових звітах, статтях, матеріалах семінарів і міжнародних конференцій, довідниках.

№7

4 червня 2012 р.

Для контролю стану ПКЗ запропоновано новий спосіб визначення розподілу густини струму катодного захисту за безконтактними вимірами змінної складової струму і визначенням коефіцієнта гармоніки на різних ділянках ПТ. Розроблено алгоритми визначення перехідного опору «труба-земля» та його компонентів (опору ізоляції, ґрунту, поляризації). Запропоновано «Метод контролю стану захисного покриття за БВС на ділянці трубопроводу під час експлуатації» та методи оперативного пошуку місць пошкоджень захисного покриття ПТ за розподілом струму між гілками трубопроводів і за критичними витратами («заниканням») струму вздовж трубопроводу. За результатами проведених досліджень, випробувань і використання БВС запропоновано зміни і доповнення до ДСТУ 4219-2003 «Трубопроводи сталеві магістральні. Загальні вимоги до захисту від корозії». Інтеграція розробленої інформаційної технології із засобами технічного і методичного забезпечення БВС у загальну систему контролю, діагностування і моніторингу ПКЗ підвищить оперативність та інформативність обстежень, дасть змогу перейти від регламентного обслуговування до обстеження чи ремонту за технічним станом для запобігання пошкодженням, підвищення надійності й подовження термінів експлуатації дорогих і важливих підземних трубопроводів і пов’язаних із ними споруд.

Рис. 3. Портативний ОРТ+В для визначення місця, напрямку, глибини ПТ (струмопроводу), дистанційного контролю роботи УКЗ, вимірювань електричних потенціалів


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Технологія зміцнення поверхонь деталей машин Володимир КИРИЛІВ, Михайло ЗАЛІСКО, Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Економічність, довговічність, надійність і конкурентоспроможність конструкцій – нині основні критерії розвитку техніки. Статистика свідчить, що більшість відмов у техніці та передчасних виходів із ладу машин і обладнання відбувається в результаті зношування деталей і вузлів. На ремонтні роботи, що пов’язані зі зношуванням, витрачають величезні кошти й матеріальні ресурси, а отже, проблема підвищення зносостійкості і довговічності деталей машин надзвичайно актуальна. Її вирішення можливе лише при комплексному підході, тобто поєднанні науки про тертя та зношування з розробленням нових технологій поверхневої обробки. Тому розробка і створення простих та ефективних технологій підвищення зносостійкості є актуальним науковим і практичним завданням. Одним із перспективних методів зміни фізико-механічних властивостей приповерхневих ділянок залізовуглецевих сплавів є механоімпульсна обробка (МІО) – високоефективний метод підвищення ресурсу і покращення експлуатаційних властивостей деталей машин шляхом диспергування структури до нанорозмірних параметрів (величина зерна сягає 15–30 нм), зміни хімічного складу поверхневим легуванням зі спеціальних полімерних технологічних середовищ (ТС) та термомеханічного зміцнення приповерхневих шарів деталей машин без зміни структурного стану матричного матеріалу. Ця проста і водночас перспективна технологія принципово відрізняється від традиційних методів хіміко-термічної обробки використанням висококонцентрованого джерела енергії, генератором якої є швидкісне тертя. Суть її полягає в імпульсній дії великих енергій на порівняно малі об’єми металу. При імпульсному легуванні у поверхневий шар матеріалу, з якого виготовлена деталь, шляхом швидкої дії висококонцентрованої енергії вводять хімічні елементи. У зоні фрикційного контакту на поверхні деталі відбувається високошвидкісна термопластична деформація, яка є каталізатором аномального прискорення дифузії легувальних елементів із поверхні. При імпульсній дії високих температур і тисків легування здійснюють, втираючи матеріал контртіла (інструмента) в поверхню деталі або шляхом деструкції ТС. Насичення поверхні відбувається при високих коефіцієнтах дифузії, а параметри –

глибина насичення і концентрація елементів дифузійної зони – регулюють режимами обробки та присадками, які вводять у ТС. Мікротвердість цих шарів у три і більше разів вища від мікротвердості основного металу. Це пояснюється високою дисперсністю структури, зміною хімічного складу та структурного стану приповерхневих шарів. У результаті обробки утворюється мартенситноаустенітна структура. Такі специфічні структури надають приповерхневим шарам особливих властивостей, а це суттєво покращує експлуатаційні властивості металовиробів. У зоні фрикційного контакту оброблюваної деталі та спеціального зміцнювального інструменту приповерх-

неві шари деталі інтенсивно нагрівають зі швидкістю (105–106) К/с з одночасним пластичним деформуванням і швидким охолодженням. Такі умови дають змогу диспергувати структуру і насичувати приповерхневі шари різними легувальними елементами із технологічних середовищ, що подаються в зону обробки. Товщина зміцненого шару на сталях сягає 50–800 мкм, мікротвердість – 6–12 ГПа, шорсткість зміцненої поверхні Ra=0,4–3,0 мкм. Глибину та мікротвердість зміцненого приповерхневого шару, а також шорсткість поверхні можна змінювати режимами обробки. Отримані поверхневі нанокристалічні структури мають нижчий (0,02–0,04) коефіцієнт тертя ковзання порівняно з гартованими

7


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Сідло і тарілка бурильних помп

Втулки помп

сталями (0,16–0,18), високі зносостійкість, опір корозійноерозійному руйнуванню і контактній втомі. Визначальними при МІОМ є хімічний склад і структурний стан матеріалу, зміцнювальний інструмент, режими оброблення і тип технологічного середовища. Воно є одночасно дифузантом і охолоджувальною рідиною. Простота регулювання параметрів тиску, часу фрикційного контакту, типу середовища та інструменту і точний контроль за режимами обробки забезпечують досягнення потрібного результату. Поверхневе зміцнення з легуванням підвищує зносостійкість сталей в 1,5–2,5 рази порівняно з іншими методами. Переваги технології МІО у тому, що за її допомогою можна змінювати в широких межах якість, структуру, фізико-механічні властивості шляхом зміни режимів зміцнення, підведення у зону обробки різних ТС, завдяки яким можна легувати поверхневі шари деталей різними хімічними елементами. Крім того, можна легко підбирати матеріал зміцнювального інструменту. У багатьох випадках МІОМ ефективно замінює трудомісткі технології: хіміко-термічну обробку, гартування струмами високої частоти, поверхневе пластичне деформування, плазмове напилення тощо, забезпечуючи високу твердість і низьку шорсткість поверхні, точність геометричних параметрів виробів. Промислове застосування технології МІО як кінцевої стадії обробки досить перспективне для підвищення різальної здатності деревообробного та паперорізального інструменту та зміцнення деталей, які працюють в умовах зношування, циклічного навантаження і контактної втоми. Технологія МІО не потребує спеціального унікального обладнання – у більшості її реалізують на токарних, кругло-

і плоскошліфувальних верстатах, незначно модернізувавши їх, а в деяких випадках – доукомплектувавши спеціальними пристроями з автономним приводом. Технологія не потребує значних капіталовкладень. Використання технології підвищує ресурс роботи деталей машин у 2–3 рази при зростанні трудомісткості на 20–30%. Технологія пройшла лабораторні дослідження та дослідно-промислову перевірку на підприємствах України, захищена патентами України (№42154 «Спосіб отримання нанокристалічних структур на поверхні деталей машин» та №42155 «Інструмент для отримання нанокристалічних структур високошвидкісним тертям») і пропонується до використання на підприємствах харчової, машинобудівної, вуглеі нафтогазовидобувної промисловості для зміцнення втулок, валів, сідел і тарілок клапанів помп, штоків гідроциліндрів, пальців конвеєрів і компресорів, торцевих поверхонь шестерень і розвантажувальних кілець гідравлічних помп, робочих поверхонь паперорізальних і деревообробних ножів та інших циліндричних і плоских поверхонь. Зміцнені деталі мають високу зносостійкість завдяки підвищенню мікротвердості поверхневого шару та зниженню коефіцієнта тертя у 5–6 разів порівняно з гартованими структурами, високу контактну довговічність і опір корозійно-ерозійному руйнуванню. Цікавими для підприємств, що випускають важку тракторну й іншу аналогічну техніку (наприклад, харківське ДП «Завод ім. Малишева») є напрацювання інституту із використанням МІОМ-технології для ущільнювальних кілець роликів підтримки гусениць, осей траків тощо, які забезпечують суттєве підвищення їхнього ресурсу роботи, що доведено на практиці. Запрошуємо до співпраці усіх зацікавлених у впровадженні цієї технологічної розробки.

Лопатки дробометних апаратів

Палець штовхача шахтної помпувальної станції

8


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Вплив наночастинок срібла на трибокорозійну поведінку пари тертя сталь 20–ШХ15 Василь ВИНАР, Володимир ДОВГУНИК Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Речовина при переході від макростану до стану з розміром частинок <100 нм (наночастинки) різко змінює деякі свої фундаментальні властивості, зокрема, механічні, електричні, оптичні тощо. Наночастинки мають значно більший, порівняно з традиційними порошками, запас енергії, що проявляється в ряді їх унікальних властивостей, які застосовують у технологіях дифузійного зварювання, при створенні захисних і антифрикційних покриттів, для відновлення зношених деталей механізмів, у магнітних, керамічних, композиційних матеріалах, медицині, сільському господарстві тощо. На сьогодні створена велика кількість мастильних матеріалів та композицій із додатками наночастинок, які ефективно запобігають зношуванню поверхонь вузлів і механізмів під час роботи різноманітних машин та агрегатів. Відомо, що в технології виробництва мастильних матеріалів досить широко використовують нанокомпоненти та додатки наночастинок, зокрема, дисульфід молібдену, різноманітні оксиди, фосфати тощо. Однак фрикційні характеристики пар тертя залежать від багатьох параметрів: розміру, форми та концентрації наночастинок у суспензії. Розмір більшості наночастинок як додатків до мастил – 2–120 nm. У межах цієї роботи досліджено поведінку мастила з додатками наночастинок срібла розміром 5 та 20 nm і показано, що розмір 20 nm ефективніший ніж 5 nm, оскільки частинки меншого розміру реакційніші та сприяють взаємодії мікровиступів поверхонь тертя. Для покращення трибологічних властивостей пар тертя достатньою є концентрація частинок ≈0,05 mass. %, а оптимальною – 1 mass. %. Проводять дослідження впливу наночастинок на корозійні та трибокорозійні властивості матеріалів, де вони працюють як інгібітори у розчинах і покриттях, самоорганізуються в наноплівки при трибокорозії. На сьогодні добре описаний синтез наночастинок срібла та дослідження щодо антифрикційного впливу при додаванні до мастил, однак вплив наночастинок та їх роль при додаванні в інші середовища вивчено недостатньо. Тому метою нашої роботи було вивчити вплив додатків різних концентрацій наночастинок срібла у дистильованій воді на трибологічну поведінку пари тертя сталь 20 – ШХ15. Трибокорозійні дослідження проводили на установці тертя зі зворотнопоступальним рухом індентора за схе-

мою кулька–площина (рис. 1). Зразки для досліджень виготовляли зі сталі 20 розміром 50х40х5 mm, поверхню яких полірували до шорсткості Rz=2,5 mkm. Контртіло – кулька зі сталі ШХ15 діаметром 9 mm. Випробування проводили в дистильованій воді та воді з різним вмістом наночастинок срібла 0, 40, 100, 400 ppm. Кінетику зміни коефіцієнта тертя реєстрували з використанням аналогоцифрового пристрою з кроком вимірювань 0,25 s. Наночастинки срібла синтезували за реакцією відновлення йонів срібла гідразином за наявності цитрату натрію як стабілізатора. Отриманий золь срібла концентрували випарюванням, а наночастинки – осаджували з використанням метилового спирту. Спектральні характеристики наночастинок досліджували з використанням спектрофотометра видимого діапазону «Shimadzu UV-mini». Рентгенофазовий аналіз проводили за даними, отриманими на порошковому рентгенівському дифрактометрі ДРОН-3.0 із використанням Cu-Kα випромінювання. Дані аналізували повнопрофільним уточненням методом Рітвельда з використанням програмного пакета GSAS (General Structure Analysis System). Форму піків описували з використанням псевдо-Войт функції Томпсона-Когса-Гастінгса. Розмір кристалітів у матеріалах оцінювали з профільних параметрів, отриманих в уточненні методом Рітвельда. Морфологію поверхні наночастинок вивчали на сканувальному електронному мікроскопі EVO-40XVP («Carl Zeiss») зі системою рентгеноспектрального мікроаналізу INCA Energy. Із метою ідентифікації форми отриманих наночастинок срібла досліджено їх спектральні характеристики. Спектр поглинання характеризується одним мак-

Рис. 1. Схема дослідження матеріалів на трибокорозію за схемою шар – площина: 1 – ключ електрода порівняння; 2 – зразок; 3 – рухомий столик; 4 – зона контакту; 5 – контртіло; 6 – важіль із тензодавачем; ЕП – електрод порівняння; Р – навантаження

Рис. 2. Електронний спектр поглинання синтезованих наночастинок срібла

Рис. 3. Рентгенівська дифрактограма наночастинок срібла (Cu-Kα-випромінювання). Експериментальний (+), розрахунковий (–), різницевий профілі (лінія внизу) та положення дифракційних піків. Дифракційні максимуми від (111), (200), (220), (311) і (222) відповідають кутам (°) 20,38,30; 44,45; 64,65; 77,65 та 84,60

9


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

а Рис. 4. СЕМ-зображення наночастинок срібла

а

b

c

d Рис. 6. Локальні зміни коефіцієнта тертя фрикційної пари сталь 20 – ШХ15 у дистильованій воді (a); та з додатком до неї наночастинок срібла b – 40; c – 100; d – 400 ррм

10

№7

4 червня 2012 р.

b

Рис. 5. Середні значення коефіцієнта тертя (а) та ширини доріжки тертя (b) при випробуванні пари сталь 20 – ШХ15 у середовищах: дистильована вода (1); (2) – 40; (3) – 100; (4) – 400 ppm наночастинок срібла

симумом, що однозначно свідчить про їх сферичну форму (рис. 2). За значенням довжини хвилі λmax=397 nm у максимумі поглинання розрахували середній діаметр отриманих наночастинок. Він становить ≈16 nm. З метою підтвердження результатів спектрофотометричних досліджень проведено рентгенофазовий аналіз отриманих наночастинок (рис. 3). Встановлено, що наночастинки срібла характеризуються просторовою групою Fm-3m із параметром ґратки a=4,0878(8) Å. Середній розмір кристалітів – DV=9,3(4) nm. Діаметр сферичної частинки для монодисперсної системи становить D=4/3DV =12,4 (5) nm. Електронно-мікроскопічними дослідженнями встановлено (рис. 4), що великі частинки (a) є агломератами наночастинок (b), середній розмір яких ~12–15 nm. Досліджено вплив концентрацій наночастинок срібла (0, 40, 100 та 400 ppm) на трибокорозійні характеристики пари тертя сталь 20–ШХ15 у водному середовищі. Виявлено (рис. 5 а, b), що додавання наночастинок срібла навіть концентрації 40 ррm призводить до зменшення коефіцієнта тертя та ширини доріжки тертя приблизно на 15%, а при 100 ppm – коефіцієнт тертя зменшується вже майже у два рази і ширина доріжки на 35–40%. За концентрації наночастинок 400 ppm спостерігається зворотний ефект – коефіцієнт тертя зростає, ширина доріжки збільшується. Локальні зміни коефіцієнта тертя корелюють із концентрацією наночастинок срібла у розчині. Якщо осциляції коефіцієнта тертя у воді взяти за 100%, то за концентрації 100 ppm вони на 40% менші (рис. 6 a, c). За концентрації наночастинок срібла 40 ppm не спостерігається суттєвого зниження коефіцієнта тертя. Водночас, за концентрації 400 ppm ширина доріжки тертя та розкид локальних значень коефіцієнта тертя зростають (рис. 6 d). Немонотонна зміна трибокорозійних характеристик пар тертя зі зміною концентрації наночастинок, імовірно, спричинена зниженням стабільності золю срібла за високих концентрацій. За концентрації

~100 ррm коагуляція відбувається лише в ділянках максимального виходу йонів заліза. Це призводить до рівномірного осадження наночастинок срібла на поверхні доріжки тертя з утворенням композитної плівки. При концентрації ~400 ppm осадження агломератів срібла на доріжці тертя відбувається інтенсивно та хаотично і спричинює нерівномірну механічну взаємодію індентора та поверхні тертя. На це вказує і збільшення осциляцій коефіцієнта тертя. Аналіз топографії доріжок тертя (рис. 7) свідчить про те, що за відсутності наночастинок срібла відбувається мікрорізання поверхні та утворення локальних задирів. За концентрації наносрібла 40 ррm топографія поверхні є подібною до руйнування у воді, проте схоплювання та кількість пошкоджень поверхні суттєво менші. Поверхні доріжок тертя зразків після тертя у водному середовищі за концентрацій наносрібла 100 та 400 ррm не мають суттєвих пошкоджень. Так, при концентрації 100 ppm руйнування практично відсутнє. Спостерігається лише ділянка пластичної деформації доріжки завширшки 15–20 mkm, на якій відбувається основна взаємодія поверхонь. Тертя відбувається на поверхні, що містить агломерати наночастинок, внаслідок чого полегшується контактна взаємодія. Імовірно, осадження наночастинок срібла на поверхні доріжки тертя відбувається завдяки їх агломерації, спричиненій іонами заліза Fe2+, які виділяються при корозійно-механічному розчиненні анодної ділянки шляху тертя та локально змінюють іонну силу розчину і впливають на поверхневий заряд наночастинок. При високих конце��траціях наночастинок срібла швидкість агломерації є більшою, що призводить до інтенсивного утворення агломератів великих розмірів, які певним чином підвищують опір зношуванню завдяки утворенню мікроклинів, оскільки агломерована частинка після осідання на поверхню деформується індентором і вминається в неї. Таким чином вона утворює катодні ділянки, які інтенсифікують корозійні процеси.


4 червня 2012 р.

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

ВИСНОВКИ

Досліджено вплив додатків наночастинок срібла різних концентрацій на трибокорозійну поведінку пари тертя сталь 20–ШХ15 у водному середовищі. Встановлено, що мінімальні втрати металу та мінімальний коефіцієнт тертя спостерігаються за концентрації наночастинок �100 ppm. Запропоновано механізм утворення трибошару в парах тертя сталь 20–ШХ15 – іони заліза, утворені в результаті корозійно-механічного зношування стальних поверхонь, взаємодіють із наночастинками та утворюють агломерати срібла, які осідають на поверхню і захищають її від зношування.

а

b

c

d

Рис. 7. Топологія поверхонь сталі 20 після тертя у воді при різних концентраціях наночастинок срібла: a – дистильована вода; b – 40; c – 100; d – 400 ррм

11


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Корозіє- і зносостійкість комбінованих металооксидних електродугових покриттів Михайло СТУДЕНТ, Михайло КЛАПКІВ, Віктор ШМИРКО, Мирон ГОЛОВЧУК, Сергій ОСТАП’ЮК, Володимир ПОСУВАЙЛО, Тарас СТУПНИЦЬКИЙ Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України Алюмінієві, магнієві та титанові сплави дають змогу зменшити масу конструкцій і підвищити їхню жорсткість, що особливо актуально в авіації, машино- та приладобудуванні. Але, разом з тим, вони мають недостатню корозивну та зносостійкість. Одним із методів підвищення цих властивостей є синтез оксидокерамічних шарів на їх поверхні в електролітній плазмі – так зване плазмоелектролітне оксидування (ПЕО). Встановлено, що найкращу зносота корозивну стійкість мають оксидокерамічні шари, сформовані на суцільних алюмінієвих і магнієвих сплавах. Для відновлення зношених поверхонь деталей із таких сплавів запропоновано поєднати технологію нанесення покриттів методом електродугової металізації (ЕДМ) з подальшим плазмоелектролітним оксидуванням напиленого шару. Мета цієї роботи – дослідити корозійну стійкість і абразивне зношування комбінованих ПЕО покриттів, сформованих на Al, Mg і Ti сплавах. Для вирішення поставленого завдання на поверхні зразків із зазначених сплавів методом електродугової металізації наносили шари із суцільних: св-Д16, св-Д16 + свАМг-6 та порошкових дротів (ПД) в алюмінієвій оболонці з шихтою Ni-Cr-B-Si з додатками SiС і B4C з подальшою їх плазмоелектролітною обробкою. Дослідження проводили на зразках, виготовлених із алюмінієвих Д16 та АМГ-6, магнієвого МА-5 і титанового ВТ-8 сплавів (хімічний склад подано в табл. 1) з електродуговими покриттями, сформованими як із суцільних: Cв-АМг-6, Cв-Д16, так і з ПД в алюмінієвій оболонці з шихтою Ni-Cr-B-Si з дода-

Рис. 1. Процес електродугового напилення: 1 – дроти; 2 – повітряний струмінь; 3 – корпус розпилювальної головки; 4 – зразок

12

ванням тугоплавких карбідів SiC і B4C. Електродугові покриття (ЕДП) формували електродуговим металізатором із модернізованою системою розпилення електродних дротів, яка забезпечує отримання дрібнодисперсних покриттів (рис. 1). Процес нанесення покриттів складається з таких операцій: знежирення, дробоструменева обробка, напилення, контроль якості, шліфування. Режими напилення: сила струму – 100 А; напруга дуги – 32 V; дистанція напилення 100–110 mm; тиск стисненого повітря – 0,6 MPa. Оксидокерамічні шари синтезували на суцільних сплавах Д16 та на ЕДП. Формування цих покриттів здійснювали в катодно-анодному режимі імпульсним струмом густиною 20 А/dm2 та за співвідношення катодного струму до анодного (Іc/Ia)=1 протягом 90 та 120 хв в електроліті складу 3 g/l KOH + 2 g/l рідкого скла. Схему приладу для проведення плазмоелектролітного оксидування показано на рис. 2. Електрохімічні дослідження проводили на понтеціостаті ПІ-50 з використанням хлорсрібного порівняльного електрода та допоміжного платинового

а

електрода. Робочим середовищем був 3% водний розчин NaCl. Випробування покриттів на абразивне зношування нежорстко закріпленими абразивними частками проводили згідно з ГОСТ 23.208-79. Розмір зразків – 30×30 (50)×5 mm; розміри гумового диска: діаметр – 50 mm, ширина – 15±0,1 mm; відносне залишкове видовження матеріалу диска 15–20% відповідно до ГОСТ 270-75. Режим випробувань: навантаження – Р=2,40 N, швидкість обертання 160 rp/min. Абразив – кварцовий пісок. Перед випробуваннями абразив фракціонували та просушували. Розмір фракцій абразиву – 200–1000 µm. Час випробувань – 30 min. Для випробовувань жорстко закріпленим абразивом використовували абразивний диск із електрокорунду середньом’якої твердості СМ-2 на керамічній зв’язці 7К15 діаметром 150 mm та завширшки 8 mm. Зернистість електрокорунду 250–315 µm (25А, 25Н). Лінійна швидкість тертя становила 1 m/s. Час випробування – 30 min і навантаження – 15 N. Зношування зразків із покриттями визначали гравіметричним методом із точністю до 0,0002 g, використовуючи електронну вагу «KERN ABJ».

b

Рис. 2. Принципова схема електродугового оксидування: a – загальний вигляд приладу; b – епюри напруги; 1 – робочий електрод; 2 – електроліт; 3 – ванна; 4 – канал іскровий


4 червня 2012 р.

№7

Мікротвердість визначали за допомогою мікротвердоміра ПМТ-3 при навантаженні на індентор 100 g із витримкою під навантаженням 20 s (ГОСТ 9450-76). Мікротвердість оксидокерамічних покриттів визначали на поперечних шліфах. Мікроструктура електродугових покриттів. Електродугові покриття, сформовані як із суцільних, так і з ПД, мають типову ламелярну будову (рис. 3 а). У структурі покриття із суцільних дротів на границях між ламелями виявлені тонкі чорні прожилки (Al2O3) та пори. Пористість покриттів не перевищує 3–6%. У структурі покриттів із ПД є частинки карбідів бору та кремнію, а також сплаву Ni-Cr-B-Si (рис. 3 б, в.). Мікротвердість електродугових оксидокерамічних покриттів в основному залежить від їх фазового складу та поруватості. Найбільшу мікротвердість мають покриття з максимальним вмістом α-Al2O3 та найменшою кількістю пор (табл. 2). Доведено, що найвищу мікротвердість мають оксидокерамічні шари, сформовані на суцільному сплаві Д16 – 1800–2000 HV0.1 за товщини покриття 150 µm. Оксидокерамічні шари, синтезовані на ЕДП з дроту Д16 та поєднання дротів свД16+свАМг6, мають товщину 200–250 µm за тих самих режимів синтезу через те, що ЕДП мають певну пористість, а робочий розчин проникає в товщу покриттів і сприяє формуванню оксидокерамічних шарів більшої товщини. Однак їх мікротвердість є дещо нижчою – 1400–1700 HV0.1. Мікротвердість оксидокерамічних шарів, синтезованих на ЕДП з ПД, також залежить від кількості α-Al2O3. Так, вищою є мікротвердість в оксидокерамічному шарі, синтезованому на ЕДП з ПД із шихтою Ni-Cr-B-Si+В4C HV0.1 1550, який містить 60% α-Al2O3 і суттєво нижчою є в оксидокерамічному шарі, синтезованому на ЕДП із ПД із шихтою Ni-Cr-B-Si+SiC HV0.1 (1200). Зниження мікротвердості оксидокерамічного шару можна пояснити збільшеним вмістом силікатів. Оксидокерамічні покриття, синтезовані на ЕДП із дроту Д16 на магнієвому (МА5) та титановому (ВТ8) сплавах, мають найнижчі значення твердості. Корозійна стійкість електродугових оксидокерамічних покриттів. Встановлено, що потенціали корозії вихідних сплавів Д16, МА5 та комбінованих ПЕО-покриттів на цих сплавах у 3% водному розчині NaCl (табл. 3) після 1 h витримки в корозивному середовищі зміщуються в додатну ділянку на

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК 100–350 mV для Д16 та на 400 mV – для МА5. На відміну від попередніх випадків, комбіноване ПЕО-покриття на титановому сплаві ВТ8 зміщує потенціал корозії у від’ємний бік на 500–700 mV, порівняно з вихідним сплавом. На основі аналізу струмів корозії доведено, що комбіновані ЕДМ ПЕОпокриття істотно підвищують корозійну стійкість алюмінієвого та магнієвого сплавів. Найкращим для сплаву Д16 виявилось ЕДМ ПЕО покриття з дротів Д16 та суміші дротів Д16+АМг6. При цьому струм корозії зменшується більш ніж на 1 порядок. Застосування ПД з шихтою (Ni-Cr-B-Si) із додаванням SiC та B4C не дають такого ефекту. На відміну від попереднього випадку комбіновані ЕДМ ПЕО-покриття призводять до зниження корозієстійких характеристик титанового сплаву – струми корозії зростають майже на 2 порядки. Абразивна зносостійкість оксидокерамічних покриттів. Зносостійкість оксидокерамічних покриттів, порівняно з необробленим алюмінієвим сплавом Д16, а також із загартованою сталлю ШХ15 з HRC62. Оксидокерамічні покриття, як правило, мають нижчу мікротвердість у зовнішньому шарі, який в основному складається зі силікатів та γ-Al2O3 (це технологічний шар), та нижню твердішу частину, що в основному складається з α-Al2O3. Випробовування на зносостійкість проводили спочатку верхнього технологічного шару, потім зішліфовували 50 µm та знову проводили випробовування. Усереднені результати цих випробувань для різних зразків подано в таблицях 4, 5. Співставлення результатів абразивної зносостійкості гартованої сталі ШХ15 (HRC62) та алюмінієвого сплаву Д16 показує суттєво вищу зносостійкість оксидокерамічних шарів на напилених покриттях, ніж гартованої сталі ШХ15 при випробуваннях як закріпленим, так і незакріпленим абразивом.

а

b

c

d Рис. 3. Мікроструктура електродугового покриття із дроту Д16 на сплаві Д16 (а); композиційного покриття з ПД (алюмінієва оболонка) – шихта 55%В4С+45% сплав Ni-Cr-B-Si (b); композиційного покриття з ПД (алюмінієва оболонка) – шихта 55%SiC+45% сплав Ni-Cr-B-Si (c); оксидокерамічний шар на електродуговому покритті (d): 1 – оксидокерамічний шар; 2 – електродугове покриття; 3 – сплав Д16

ВИСНОВКИ

Комбіновані ЕДМ ПЕО-покриття більш ніж на 1 порядок підвищують корозійну стійкість алюмінієвого та магнієвого сплавів. Найкращим для сплаву Д16 виявилось ЕДМ ПЕО покриття з дротів Д16 та суміші дротів Д16+АМг6. Висока мікротвердість комбінованих оксидокерамічних ЕДМ покриттів корелює з їх високою зносостійкістю. Усі покриття мають зовнішній технологічний шар із низькою мікротвердістю і зносостійкістю та внутрішній твердіший шар із вищою зносостійкістю. Найвищу зносостійкість за методикою із закріпленим абразивом разом із оксидокерамічними покриттями на суцільному сплаві Д16 мають комбіновані ПEO ЕДМ-покриття, отримані на дротах Д16 та суміші дротів Д16+АМг6, а за методикою з незакріпленим абразивом ПЕО ЕДМ з порошковим дротом з B4C.

13


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Таблиця. 1

Хімічний склад досліджуваних сплавів (%, мас.) Сплав Д16 АМг-6* МА5 ВТ-8**

Al основа основа 7,8 – 9,2 6,5

Mg 1,2–1,8 5,8–6,8 основа

Cu 3,8–3,9 до 0,1

Si 0,4–0,5 до 0,4

Fe 0,4–0,5 до 0,4

Zn 0,8 до 0,2 0,2– 0,8

Mn 0,3-0,9 0,5–0,8 0,15–0,5

Mo – – – 3,5

0,2–0,3

* Zr: 0,2, Ti: 0,07-0,1; ** основа – Ti. Таблиця 2

Мікротвердість і товщинa оксидокерамічних шарів на сплавах і електродугових покриттях №

Оксидокерамічний шар

HV0.1

h, µm

1

На сплаві Д16

1800

150

2

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві Д16

1600

250

3

На електродуговому покритті з дротів Д16+АМГ-6 на сплаві Д16

1600

250

4

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві ВТ8

1100

50

5

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві МА5

1200

70

6

На електродуговому покритті з ПД (55%В4С+45% Ni-Cr-B-Si) на сплаві Д16

1500

150

7

На електродуговому покритті з ПД (SiC) на сплаві Д16

1200

120 Таблиця 3

Потенціали та струми корозії вихідних і комбінованих оксидокерамічних шарів у 3%-му водному розчині NaCl №

Оксидокерамічний шар

Ек, mV

iк, mА/см2

1

На сплаві Д16

850

1,08·10-3

2

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві Д16

-510

3,82·10-4

На електродуговому покритті з дротів Д16+АМГ-6 на сплаві Д16

-490

4,85·10-3

на сплаві ВТ8

-470

2,085·10-3

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві ВТ8

-730

1,45·10-1

На сплаві MA5

-1540

0,558

5

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві МА5

-1160

0,276

6

На електродуговому покритті з ПД (55%В4С+45% Ni-Cr-B-Si) на сплаві Д16

-700

7,89·10-3

7

На електродуговому покритті з ПД (SiC) на сплаві Д16

-470

6,52·10-3

3 4

Таблиця 4

Абразивние зношування комбінованих оксидокерамічних шарів, синтезованих на електродугових покриттях на алюмієвих, магнієвих і титанових сплавах

1

На сплаві Д16

Закріплений абразив 1-й шар 2-й шар 0,0060 0,0020

2

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві Д16

0,0040

0,0030

0,0290

0,0060

3

На електродуговому покритті з дротів Д16+АМГ-6 на сплаві Д16

0,0080

0,0020

0,0290

0,0070

4

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві ВТ8

0,0130

0,0050

0,0230

0,0170

5

На електродуговому покритті з дроту Д16 на сплаві МА5

0,0120

0,0060

0,0190

0,0260

6

На електродуговому покритті з ПД (55%В4С+45% Ni-Cr-B-Si) на сплаві Д16

0,0060

0,0050

0,0160

0,0070

7

На електродуговому покритті з ПД (SiC) на сплаві Д16

0,0100

0,0670

0,0150

0,0320

Оксидокерамічний шар

Незакріплений абразив 1-й шар 2-й шар 0,0170 0,0100

Таблиця 5

Відносна абразивна зносостійкість оксидокерамічних шарів на електродугових покриттях №

Матеріал

Випробування закріпленим абразивом 1

Випробування незакріпленим абразивом 1

1

Д16

2

Оксидокерамічний шар на Д16

500

15

3

Оксидокерамічний шар на ЕДП з ПД (55%В4С+45% Ni-Cr-B-Si) на сплаві Д16

600

25

4

Сталь ШХ15(HRC-62)

90

10

14


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Лабораторія випробувань конструкційних матеріалів у середовищах, що містять сірководень і вуглекислий газ Призначення: лабораторія спеціалізується на проведенні корозійно-механічних, електричних та інших випробувань конструкційних матеріалів у водних і вуглеводних середовищах, що містять сірководень і вуглекислий газ. Можливості: ● визначення опірності трубних сталей до водневого розтріскування; ● оцінка чутливості металів і зварних з’єднань до сірководневого корозійного розтріскування під напруженням; ● оцінка поверхневого пухиріння сталей у середовищах із сірководнем; ● визначення опірності металу до розвитку тріщин; ● визначення корозійної агресивності сирої нафти, природного газу і пластової води, що містять сірководень; ● оцінка впливу інгібіторів на загальну корозію, водневе розтріскування, сірководневе корозійне розтріскування під напруженням; ● проведення вхідного контролю якості металевих матеріалів трубопро-

водів і зварних з’єднань для нафтогазових родовищ; ● розроблення технічних вимог до матеріалів нафтогазовидобувного обладнання та методів захисту від корозії. Переваги: випробування проводять у спеціально обладнаному комплексі з дотриманням усіх норм безпеки за умов, максимально наближених до реальних умов експлуатації трубопроводів, що забезпечує точність результатів. Устаткування та методи: ● гравіметричні та електрохімічні методи дослідження швидкості корозії; ● методики дослідження електрохімічних властивостей металів у середовищах, що містять сірководень; ● устаткування для дослідження сірководневого корозійного розтріскування під напруженням;

● установки для дослідження металів із низькою швидкістю деформації; ● устаткування для визначення коефіцієнта інтенсивності; ● випробувальні машини для вивчення корозійної втоми матеріалів; ● випробувальна установка для дослідження швидкості росту тріщини під циклічним навантаженням у середовищах, що містять сірководень.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №18 тел./факс: (032) 263 11 57 е-mail: khoma@ipm.lviv.ua

Ґрунтувальна композиція Епоксикремнієорганічну композицію наносять на металеву поверхню газопроводів, технологічного газотранспортного обладнання та будівельних металевих конструкцій для утворення ґрунтувального шару під протикорозійні кремнійорганічні композиційні покриття, які експлуатують за нормальних і підвищених до 180°С температур в умовах ґрунтової та атмосферної корозії металу. Склад композиції підібрано таким чином, що модифікований фосфатний пігмент інгібує корозію металу в місцях наскрізних дефектів лакофарбового покриття, а його захисний ефект значно посилюється внаслідок синергічної взаємодії з іншими компонентами.

Практичний результат від використання ґрунтувальної композиції полягає в підвищенні адгезії та корозійної стійкості кремнійорганічних та інших органічних захисних покриттів і збільшенні міжремонтного періоду для захищеної металоконструкції.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України, ДПІЦ «Техно-Ресурс» м. Львів, 79601, вул. Наукова, 5, тел./факс: (0322) 63-15-77, 63-72-49 е-mail: pokhmurs@ipm.lviv.ua

15


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Лабораторія оцінки міцності та процесу руйнування труб під тиском сумішами водню і природного газу Призначення: лабораторія спеціалізується на проведенні випробувань труб на розрив у газоподібних середовищах при високих тисках і високих температурах. Висока кваліфікація персоналу та наявність унікального обладнання забезпечують високу точність і безпеку під час проведення досліджень.

Можливості: випробування труб із різ● ними видами дефектів та зварними елементами на розрив у газоподібних середовищах при тисках до 300 МПа і температурі до 120°С; випробування труб на ● втомну міцність; випробування як метале● вих, так і пластмасових труб; ● проведення комп’ютерної обробки результатів досліджень за допомогою програми «Тракт», що дає змогу прогнозувати подальшу експлуатацію. Переваги: ● випробування проводять у спеціально обладнаному комплексі з дотриманням усіх норм безпеки; випробування макси● мально наближені до реальних умов експлуатації трубопроводів і

16

забезпечують надзвичайно точні результати. Сфера застосування: атомні й теплові елект● ростанції; ● нафто- і газопроводи; ● підприємства нафтової та хімічної промисловості; підприємства, які воло● діють відповідальними конструкціями тривалої експлуатації. Лабораторія проводила роботи як для українських замовників, так і для закордонних (Франція, проект ЄС “Naturalhy”). Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №10 тел./факс: (032) 263 14 00 е-mail: dmtr@ipm.lviv.ua


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Лабораторія сертифікаційних випробувань протикорозійних ізоляційних покриттів трубопроводів (атестат акредитації НААУ № UA 6.001.Т.520)

Галузь діяльності та послуги: ● сертифікаційні випробування вітчизняних та імпортних плівкових, полімерних, лакофарбових, мастикових протикорозійних покриттів і гідро- й теплоізоляційних матеріалів, які використовують у народному господарстві; ● розробка й апробація нових матеріалів і конструкцій покриттів; ● консультації, експертиза нормативно-технічної документації, видавання заключень на використання матеріалів; ● участь у проведенні технічного нагляду виробництва матеріалів, контрольні та приймальні випробування покриттів на об’єктах; ● розробка та погодження технічних умов на матеріали, розробка методик випробувань матеріалів, стандартів та інших нормативних документів. ● дослідження фізико-механічних і захисних властивостей матеріалів, участь у розробці нових протикорозійних матеріалів та покриттів.

сидноуретанові ґрунтовки й емалі, скельний лист, гідро- і теплоізоляційні матеріали та покриття. За участю лабораторії розроблено нормативні документи, зокрема: ВБН В. 2.3.00018201.01.02.01.-96 “Система антикорозійного захисту об’єктів нафтогазового комплексу. Захисні покриття. Методи випробування покриттів у лабораторних умовах”; ДСТУ 42192003 “Трубопроводи сталеві магістральні. Загальні вимоги до захисту від корозії»; ДОВІДНИК-КАТАЛОГ «Сучасні протикорозійні матеріали для захисту об’єктів нафтогазового комплексу». У лабораторії досліджували та сертифікували продукцію багатьох вітчизняних і зарубіжних виробників, зокрема, матеріали таких фірм, як: «Лаурит», ТОВ «Колор С.І.М», ЗАТ «ОЗОМ», НВП «Вимпел», ТОВ-компанія «Пульсар і Ко», ТОВ «ЦПТБ та РАД», ПІІ «ІнтерГазСинтез», «Jotun Paints», «Sigma Coatings», «Alta», «International Paints», «Carboline», «Raychem», «Canusa», «Copernit», «Bayer», «Tegola», «Zinga», «Lankwitzer» та ін. З нами набагато легший і коротший шлях до вирішення Ваших проблем. Україна, 79053, м. Львів, вул. Наукова 5а, к.332, 330 тел.: (032) 263-40-66, (032) 229-69-18 факс: (032) 263-40-66 е-mail: chervatyuk@ipm.lviv.ua

НАУКОВО-ВИРОБНИЧА ДІЯЛЬНІСТЬ. За період роботи лабораторії випробувано більше 400 видів протикорозійних та ізоляційних матеріалів, проведено низку досліджень із протикорозійного захисту об’єктів нафтогазового комплексу, розроблено нові протикорозійні матеріали, такі як ПВХ-стрічки та конструкції покриттів для ізоляції магістральних трубопроводів, поліуретанові та епок-

17


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Методика прискореної оцінки працездатності напружених сталей і сплавів у агресивних середовищах Методи прискореного визначення працездатності сталей і сплавів в умовах циклічного деформування в корозійно-активних середовищах ґрунтуються на розробленому нами електрохімічному критерії схильності металів до корозійної втоми. Основа критерію – експериментально встановлений взаємозв’язок між корозійною витривалістю металів та їх електрохімічними властивостями протягом накопичення пошкоджень. Методика визначення окремих стадій корозійно-втомного руйнування та їх тривалості за зміною електрохімічних властивостей дає змогу безперервно слідкувати за інтенсивністю накопичення пошкоджень у металевих конструкціях і контролювати їх залишковий ресурс. Розроблений новий спосіб оцінки ступеня пошкодження обладнання, що працює в агресивних середовищах. Розроблено три- та двоелектродну схеми реалізації цього способу і відповідні давачі, що вста-

новлюють на працюючому обладнанні. Схема вимірювання ґрунтується на використанні електронного реєстратора МТМ РЕ-160, який дає змогу накопичувати дані на електронному носієві по шести каналах із періодом реєстрації 1–60 с та глибиною архіву 56 000 точок. Апробація способу проходить на ЗАТ «Сєвєродонецьке об’єднання «Азот» для тестування карбаматних насосів. На основі електрохімічних характеристик початкової стадії руйнування розроблено метод прискореного виз-

начення межі корозійної втоми корозієтривких сталей і сплавів без руйнування зразків, який дає змогу зменшити час випробування в 10–15 разів. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України м. Львів, 79601, вул. Наукова, 5, від. №11, 18, тел./факс: (0322) 63-15-77, 63-11-57 е-mail: pokhmurs@ipm.lviv.ua, khoma@ipm.lviv.ua

Технологія та обладнання для плазмоелектролітного оксидування (ПЕО) Призначення: Через постійне зростання використання легких металів у промисловості, а також необхідність їх поверхневого захисту в інституті розробили установку, призначену для нанесення оксидокерамічних структур на поверхню деталей з алюмінієвих, магнієвих і цирконієвих сплавів електрохімічним способом в електролітній плазмі. Отримані покриття забезпечують високі адгезійні, діелектричні, жаростійкі, антикорозійні й антифрикційні властивості оброблених деталей. Можливості: обладнання дає змогу створювати на деталях й елементах конструкцій зносо- і корозієстійкі оксидокерамічні діелектричні покриття завтовшки до 200 мкм і твердістю до 20 ГПа. Обладнання під’єднується до 3-фазної мережі з напругою 380 В і частотою 50 Гц, та забезпечує роздільне регулювання напруги на додатній і від’ємній півхвилях. Переваги: ● можливість обробляти деталі різні за розмірами та конфігурацією, при цьому забезпечується рівномірна та якісна обробка усіх їх поверхонь;

18

● спосіб простий у реалізації і не потребує висококваліфікованого персоналу. Сфера застосування: перспективними галузями використання є машинобудування й авіакосмічна галузь. Яскраві приклади застосування ПЕО: робочі частини паперопротяжних механізмів, ізолювальні клини-фіксатори обмоток турбогенераторів, плунжерні гільзи перекачувальних насосів, днища поршнів двигунів внутрішнього згоряння, прошарки на алюмінієвих виробах перед фарбуванням або нанесенням емалей тощо. Розробники мають досвід роботи з іноземними замовниками.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №13 тел./факс (032 )263 21 33 е-mail: nykyfor@ipm.lviv.ua


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Комплекс мобільного устаткування для одержання електродугових корозіє- та зносостійких покриттів Призначення: комплекс призначений для нанесення відновних покриттів на різноманітні деталі. Основні технічні характеристики приладу: ● продуктивність напилення (максимальна), кг/год: алюмінію – 10,0; цинку – 30,0; порошкового дроту – 12,0; ● робочий тиск повітря, МПа: 0,5-0,6; ● витрата повітря, м3/хв: 1,5; ● маса розпилювальної головки, кг: 1,5; ● споживана потужність, кВт: 16,0. Переваги: застосування розроблених електродугових металізаторів дає змогу:

● одержувати покриття з незначною пористістю (3–5%), підвищеною корозійною і абразивною стійкістю; ● зменшити шорсткість алюмінієвих та цинкових покриттів із Rz=50–60 мкм до Rz=40–45 мкм, що дає змогу на 20–30% знизити витрату фарби для наступного лакофарбового покриття; ● одержувати зносостійкі покриття з порошкових дротів, що дає змогу подовжити термін експлуатації нагрівних елементів котла ТЕС у 2–3 рази. Сфери застосування: захист від атмосферної корозії великогабаритних конструкцій, мостів, ємностей тощо, а також захист від газоабразивного зношування нагрівних елементів котлів теплових електростанцій.

Покриття знайдуть застосування в нафтогазовій, енергетичній, транспортній та інших галузях народного господарства України. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №11 тел./факс (032)263 15 77, 263 20 56 е-mail: pokhmurs@ipm.lviv.ua

Технологія поверхневого зміцнення виробів із титанових сплавів у контрольованих газових середовищах Призначення: покращення триботехнічних і антикорозійних властивостей пар тертя з титанових сплавів, що працюють із контактними навантаженнями (до 10 МПа), в тому числі і в умовах дії агресивних середовищ (розчини кислот, солей тощо). Технологія базується на дифузійному насиченні приповерхневих шарів азотом. Технологія забезпечує: ● високу зносостійкість і корозійну стійкість завдяки формуванню складних твердорозчинних зон завглибшки 100–200 мкм; ● інтенсифікацію процесу насичення на всіх етапах технологічного процесу; ● збереження міцнісних характеристик, структури та підвищення пластичності завдяки зниженню температури процесу (750–850°С); ● збереження високої якості поверхні (використовують як кінцеву технологічну операцію); ● формування в приповерхневих шарах необхідного структурнофазового стану і керування рівнем зміцнення поверхні в широких межах (від 7 до 14 ГПа) завдяки зміні тем-

пературно-часових і газодинамічних параметрів процесу; ● обробку деталей довільної конфігурації, в тому числі з отворами будь-якого діаметра і довжини, використовуючи серійні вакуумні електропечі й технічно чистий азот. Сфера застосування: машинобудування, літакобудування; медицина, обробка хірургічного інструменту, а також спеціальних скоб та штифтів

для лікування різноманітних переломів; можливе також декоративне застосування, адже, змінюючи умови обробки, можна змінювати кольори деталі. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №15 тел./факс (032) 263 72 58, е-mail: pohrelyuk@ipm.lviv.ua

19


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Технологія поверхневого зміцнення металовиробів Призначення: технологія механоімпульсної обробки металовиробів базується на використанні імпульсної енергії високошвидкісного тертя, що дає змогу зміцнити поверхню виробу та подовжити ресурс експлуатації деталей машин до 5 разів. Основні технічні характеристики: в зоні фрикційного контакту оброблюваної деталі і спеціального зміцнювального інструменту відбувається інтенсивне нагрівання приповерхневих шарів деталі з одночасним пластичним деформуванням і швидким охолодженням. Такі умови дають змогу насичувати приповерхневі шари різними легувальними елементами. Товщина зміцненого шару сягає 100–800 мкм, мікротвердість – 8–14 ГПа, шорсткість зміцненої поверхні Ra=0,4–1,6 мкм. Переваги: ● дає змогу зміцнювати робочі поверхні, не змінюючи структурного стану матричного матеріалу; ● зберігає високу якість поверхні (використовують як кінцеву технологічну операцію);

20

простота реалізації та відсут● ність значних капіталовкладень. Сфери застосування: технологія пройшла апробацію та впроваджувалася у промисловості, зокрема міському комунальному підприємстві «Львівводоканал», для зміцнення захисних втулок помп, пальців елеваторів і транспортерів, ДП «Львіввугілля». Впровадження технології на шахті «Візейська» підвищило довговічність плунжерних пар та розвантажувальних кілець і дисків у 2–3 рази. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №13 тел./факс (032) 263 21 33 е-mail: nykyfor@ipm.lviv.ua


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Технологія відновлення деталей силових агрегатів машин і механізмів Призначення: технологія забезпечує ефективне відновлення валів автотракторної техніки, компресорів, силових установок локомотивів, газокомпресорних станцій, а також плунжерів, золотників, посадкових місць підшипників гальмівних барабанів тощо. Переваги: порівняно з розповсюдженою технологією наплавлення при цій технології порівняно низька температура поверхні відновлюваної деталі у процесі виконання роботи (не вище 150°С), що запобігає виникненню термічних напружень, деформації виробу, зміні його лінійних розмірів, появі прихованих дефектів (типу тріщин). Технологія забезпечує багатократне відновлення одного і того ж виробу, що зумовлене збереженням конструкційної міцності й геометрії виробу після одно- та кількакратного відновлення. Можливості: робочий ресурс реставрованих за такою технологією деталей не нижчий, ніж ресурс нових, а часто перевищує його у 1,5–2 рази. Технологія передбачає напилення на поверхню деталі розплавленого електродного матеріалу скерованим струменем стисненого повітря. Процес здійснюється за допомогою спеціального електрометалізатора, оснащеного оригінальними розпилювальними головками.

Для промислової реалізації технології ФМІ ім. Г.В. Карпенка НАН України та його науково-впроваджувальним підприємством «Газотермік» розроблено комплекс установок, що дає змогу реставрувати колінчасті вали завдовжки до 2 м і вагою до 150 кг. Електродний матеріал, що використовують для формування зносостійкого покриття, – оригінальний, захищений патентом, порошковий дріт ФМІ-2, дешевший від закордонних аналогів у 3–4 рази, виготовляють в Україні. Сфера застосування: транспорт, комунальна служба, енергетика, сільськогосподарські машини, переробна промисловість тощо. Для цієї мети в Україні створено понад 50 спеціалізованих дільниць.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79601, Львів, вул. Наукова, 5, від. №11 тел./факс: (0322) 63-15-77, 63-20-56 е-mail: pokhmurs@ipm.lviv.ua

21


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Акустико-емісійна система SKOP–8 Призначення: cистема SKOP–8 призначена для відбору, реєстрування, обробки сигналів акустичної емісії та сигналів про робочі параметри досліджуваного об’єкта (зусилля навантаження, температуру, механічні характеристики матеріалу на момент дослідження тощо), а також для визначення місцезнаходження джерел акустичної емісії. Технічні характеристики: ● габаритні розміри 370×256×30 мм, вага 2,1 кг; ● чутливість до переміщення поверхні контролю 1/1013 м; ● струм споживання 120 мА; ● похибка визначення координат джерела акустичної емісії, залежно від умов тестування об’єкта контролю, не перевищує 10%; ● під’єднання через USB-інтерфейс забезпечує високу швидкість обміну (12Mbit/s) даними між приладом і персональним комп’ютером; ● можливості програмного керування системою: ● вибір кількості робочих каналів та часу тривалості вибірки. Переваги: ● портативність системи дає змогу використовувати прилад як у польових умовах діагностування об’єктів контролю, так і у важкодоступних, висотних та інших умовах; ● простий і зрозумілий інтерфейс програмного забезпечення та зручна довідкова система; ● компактність і вдале конструкційне виконання системи; ● автономне живлення системи. Сфера застосування: атомна і теплова енергетика, газо- і нафтотранспортні системи, авіація, хімічна й нафтопереробна промисловість, цивільне та промислове будівництво. Систему можна використовувати для моніторингу і технічної діагностики об’єктів довготривалої експлуатації:

22

Зовнішній вигляд приладу та додаткового обладнання: 1 – прилад АЕ, 2 – монтажна плата, 3 – попередні підсилювачі, 4 – тильна сторона приладу, 5 – інтерфейс програмного забезпечення

мостів, резервуарів, ємностей високого тиску, трубопроводів, елементів мостових, козлових та баштових кранів, портових підіймально-транспортних механізмів, інших вузлів і механізмів. Система SKOP–8 неодноразово була випробувана разом з Укравтодор для діагностування стану шляхопроводів. Здійснено АЕ–контроль стану резервуарів для зберігання нафти ЗАТ «Нафтопровід «Дружба», звар-

них з’єднань рам і візків пасажирських вагонів у пасажирському вагонному депо Ковель тощо.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №29 тел. (032 )263 12 64 е-mail: skal@ipm.lviv.ua


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

Електромагнітна пошукововимірювальна система ІМК–5 Призначення: cистема дає змогу виконувати роботи з пошуку, визначення координат і місць пошкодження ізоляції магістральних нафто- та газопроводів, інших підземних комунікацій. Завдяки портативності забезпечує швидке і якісне обстеження території перед проведенням земляних робіт. Технічні характеристики: ● система дає змогу виявляти комунікації на глибині до 5,0 м; ● похибка визначення глибини не більше ± 0,1м на глибині до 1,0 м, і не більше ±10% на глибині до 5,0 м; ● місця пошкодження ізоляції виявляють на частоті 10 000,0 Гц із точністю ±0,5 м на глибині до 1,0 м. Переваги: визначення координат підземних комунікацій здійснюється за різницевим сигналом двох розміщених на одному каркасі магнітоприймачів, що забезпечує йому переваги над аналогічними приладами із

завадостійкості й точності визначення глибини. Місця пошкодження ізоляції комунікацій локалізують шляхом безконтактного визначення числових характеристик електричної складової електромагнітного поля над поверхнею ґрунту над віссю комунікації. При пошуку та визначенні глибини залягання комунікації передбачена можливість роботи на трьох частотах – 50, 100 і 222,0 Гц. Склад системи: прилад ІМК-5, генератор ГС-2, головні телефони, з’єднувальні кабелі, акумулятор NP18Ah12V (на замовлення).

Основні технічні характеристики генератора ГС-2: ● вихідна потужність — до 100 ВА; ● частота вихідного сигналу – 222,0 і 10000,0 Гц; живлення від акумулятора ● напругою 12 В; ● розміри генератора – 300х190х130 мм; ● маса – 3,5 кг. Сфера застосування: в нафтовій і газовій промисловості, комунальному господарстві, енергетиці, зв’язку тощо. Система ІМК-5 добре зарекомендувала себе при проведенні робіт на ВАТ «Львівгаз», ВАТ «Рівнегаз», ВАТ «Тисменицягаз», Дубненському та Березненському УЕГГ. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №25 тел./факс: (032) 263 33 55 е-mail: dep25@ipm.lviv.ua; p.drabich@ipm.lviv.ua

23


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

4 червня 2012 р.

Прилади для пошуку місць корозії та обстежень підземних трубопроводів і споруд Призначення: методи і прилади, призначені для контролю і вимірювання при захисті від корозії підземних металевих трубопроводів, можна використовувати для пошуку і визначення координат кабелів і захованих під покриттями струмопровідних комунікацій та інших металевих споруд, неруйнівного контролю стану протикорозійного захисту, виявлення місць корозії. Сфера застосування: нафтова і газова промисловість, комунальні господарства, енергетика, зв’язок, хімічна промисловість; підприємства обстежень, моніторингу, неруйнівного контролю, технічної діагностики, захисту від корозії. Апаратура для обстежень протикорозійного захисту підземних трубопроводів добре зарекомендувала себе (забезпечила хороші результати) при проведенні робіт на магістральних трубопроводах НАК «Нафтогаз України», УМГ «Львівтрансгаз», НВП «Інтегратор», ПНВП «Промтехдіагностика», ГПУ «Львівгазвидобування». Пропонуємо такі прилади: 1. ОРТ – портативні прилади для визначення розміщення трубопроводів (струмопровідних комунікацій) та контролю роботи установок катодного захисту (УКЗ); 2. ВП – портативні вимірювачі потенціалів (вольтметри); 3. БВС – апаратура безконтактних вимірювань струмів; 4. МГВ – прилад для вимірювання глибини залягання трубопроводу з вольтметром; 5. ІЕП – портативний індикатор електричного проводу; 6. ГЗС – генератори сигналів для обстежень трубопроводів (струмопровідних комунікацій);

24

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №25 тел./факс: (032) 264 94 27; 229 65 91; 276 97 56; (067) 371 34 85 е-mail: dzhala@ipm.lviv.ua

7. ВОЗ – вимірювач опору заземлення. Усі вищеописані прилади виготовлені на замовлення і використовуються для обстежень підземних трубопроводів газу, нафти, води, продуктів хімічної промисловості.


4 червня 2012 р.

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

№7

Ультразвуковий томограф UST–04M Призначення: ультразвукова дефектоскопія є надійним та одним із найпоширеніших на сьогодні способів діагностики матеріалів. Розроблений в інституті томограф UST-04M дає змогу експериментально визначати просторовий розподіл швидкостей поширення та загасання поздовжніх, поперечних і поверхневих ультразвукових хвиль та визначати на його основі просторовий розподіл фізико-механічних властивостей матеріалу: модулів пружності, міцнісних характеристик, твердості, розміру зерна, міжкристалітної корозії, параметрів неоднорідного напружено-деформованого стану (компонент тензора напружень, його інваріантів). Основні можливості: ● оцінка розподілу механічних характеристик матеріалу в об’ємі виробу: – пружних (модуль пружності, модуль зсуву); – міцнісних (межа міцності); – структурних (розмір зерна); – технологічних (твердість); – параметрів напружено-деформованого стану (тензор напружень, інваріанти тензора); ● контроль стану матеріалу в об’ємі виробу в процесі його експлуатаційного старіння (деградація, втома); ● виявлення слабоконтрастних дефектів та оцінка їх характеристик; ● контроль адгезії захисних покриттів;

● виявлення локальних зон концентрації напружень матеріалу в об’ємі виробу. Переваги: додатково передбачено зондування матеріалу різними типами ультразвукових хвиль, реєстрація (в т.ч. безконтактними методами) трансмісійного сигналу, зворотно-розсіяного від структури матеріалу сигналу, а також акустико-емісійного сигналу (пасивна акустико-емісійна томографія). Портативність томографа дає змогу використовувати його у важкодоступних місцях та за складних умов. Сфера застосування: відповідальна техніка, атомна енергетика, ракето- і суднобудування, діагностика водо-, тепло- та газопроводів. Прилад пройшов

Керуючий комп’ютер

УЗ томографічний блок

Пристрій сканування

Блок живлення

Об’єкт контролю Інтерфейс лінії зв’язку

Електронний блок

випробування на Рівненській АЕС для оцінки деградації матеріалів у 2008 році. Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №23 тел./факс: (032) 263 72 18, 264 94 27 е-mail: koshovy@ipm.lviv.ua

Інгібітор корозії Призначення: захист водооборотних систем від корозії, біокорозії та солевікладення. Ефективне очищення теплообмінного обладнання від солевідкладень і продуктів корозії забезпечується впродовж 4–6 год, а також зводиться до мінімуму вимивання міді та заліза. Основні технічні характеристики: інгібітор КОРСОЛ – композиція на основі пірополіфосфатів. Ефект післядії – 9–15 днів. Інгібітор захищає від:

● корозії та солевідкладення на 92–95%; ● біокорозії у присутності сульфатвідновлювальних, денітрифікувальних та амоніфікувальних бактерій на 85–90%. Переваги: інгібітор дешевший від імпортних, має вищий ступінь захисту сталі та мідних сплавів від корозії. Промивні розчини забезпечують високу швидкість і повноту зняття відкладень. Сфера застосування: енергетика, теплоенергетика, харчова промисловість.

ДО

ПІСЛЯ

Трубка теплообмінника до та після кислотно-інгібіторного очищення

Технологію ефективно застосовували на Бурштинській ТЕС, ЗАТ «Світоч», «Львівтрансгаз», Локомотивному депо «Львівзахід», Тульчинському маслосирзаводі, Вапнярківському молокозаводі тощо.

Контактна адреса: Фізико-механічний інститут НАН України 79060, Львів, вул. Наукова, 5, від. №13 тел./факс: (032)263 21 33 е-mail: nykyfor@ipm.lviv.ua

25


СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

26

№7

4 червня 2012 р.


4 червня 2012 р.

№7

СПЕЦІАЛЬНИЙ ВИПУСК

27



КОРОЗІЯ-2012