Academic literature on the topic 'Руйнування металів'

Встановлено механізм горіння двокомпонентних сумішей з порошків магнію, алюмінію та оксидів металів, згідно з яким процес перетворення вихідної суміші у продуктах згоряння є стаціонарним, одновимірним і протікає у трьох зонах: прогрітий шар у конденсованій фазі суміші; реакційна зона конденсованої фази суміші; зона полум’я (зона тепловиділення газової фази). Розроблено модель горіння сумішей, яка враховує кінетичні характеристики термічного розкладання окиснювача та високотемпературного окиснення, займання та горіння частинок металу у продуктах розкладання, що дає змогу більш точно (відносну похибку знижено до 7… 9 % замість 10…15 % у наявних моделей) визначати критичні діапазони зміни швидкості горіння сумішей в умовах зовнішніх термічних дій, перевищення яких призводить до прискорення процесу горіння сумішей та пожежовибухонебезпечного руйнування піротехнічних виробів. Метою роботи є встановлення механізму горіння двокомпонентних ущільнених сумішей з порошків магнію та алюмінію з оксидами металів та розробка моделі їх горіння для визначення критичних діапазонів зміни швидкості горіння сумішей з врахуванням впливу зовнішніх термічних дій. Проведений аналіз експериментальних відомостей про фізико-хімічні процеси, що протікають у різних зонах горіння розглядуваних сумішей дозволяє встановити механізм їх горіння згідно якому про¬цес перетворення вихідної суміші в продукти згоряння в першому наближенні є стаціонарним, одновимірним і протікає в наступних трьох найхарактерніших зонах. Зона I – прогрітий шар в конденсованій фазі суміші, де можна знехтувати хімічними перетвореннями. Зона II – реакційна зона конденсованої фази суміші, в якій тверда суміш перетворюється в газ, що містить окремі частинки металу. В межах цієї зони відбувається розкладання окиснювача і енергійне окиснення частинок ме¬талевого пального. Спалахування частинок металу відбувається на поверхні горіння. Більша частина частинок металу, що спалахнули, в результаті їх агломерації затримується на поверхні горіння аж до їх повного згоряння. Тепло від частинок металу, що згоряють, передається у глибину конденсованої фази. Зона III – зона тепловиділення газової фази. В цій зоні дисперговані частинки металевого пального згоряють в дифузійному режимі в потоці продуктів розкладання окиснювача. Тепло, що виділяється, шляхом теплопровідності і радіації передається у конденсовану фазу. Розроблено модель горіння ущільнених двокомпонентних сумішей з порошків магнію, алюмінію та оксидів металів, яка на відміну від існуючих моделей піротехнічних нітратно-металевих сумішей, враховує кінетичні характеристики термічного розкладання окиснювача та високотемпературного окиснення, займання та горіння частинок металу у продуктах розкладання, що дозволяє більш точно (відносну похибку знижено до 7…9 % замість 10…15 % у існуючих моделей) розраховувати залежності швидкості горіння сумішей від підвищених температур нагріву та зовнішніх тисків для різних значень технологічних параметрів (співвідношення компонентів, дисперсності металевого пального, природи металу та окиснювача та ін.) та визначати її критичні діапазони зміни у цих умовах, перевищення яких призводить до прискорення процесу горіння сумішей та пожежовибухонебезпечного руйнування виробів. Ключові слова: пожежна безпека, піротехнічні суміші, термічні дії, процеси горіння, моделі горіння металізованих конденсованих систем.

It was established that with Hg2+ and Cu2+ ions’ concentrations increasing in a nutrient medium the concentration of malonic dialdehyde in cells of bacteria Serratia marcescens increases. The sharp raise of malonic dialdehyde (14.37 ± 0.76 for Hg2+ and 24.75 ± 0.59 for Cu2+) coincides with metals’ concentrations which entail the loss of pigment-synthesizing ability of bacteria. It specifies that one of possible mechanisms of pigments loss in bacteria can be a damage by free radicals of pigment-synthesizing sections of membranes.

Досліджено види дефектів, що виникають в залізобетонних шпалах на залізничних шляхах України. Встановлено, що причинами виникнення тріщин можуть бути як постійні динамічні навантаження, так і руйнування бетону внаслідок протікання лужної корозії. Найпоширенішими випадками є комбінована дія навантажень (виникнення силових тріщин), корозії (розвиток тріщин) та замерзання води під дією низьких температур. Відомо, що під час хімічної взаємодії між різними формами силікатної кислоти, яка в різній мірі міститься в заповнювачах різних видів, та розчинами гідрооксидів лужних металів, якими заповнені пори бетону, що затверднув, а також із лугами, що проникають ззовні, утворюється гель. Таке новоутворення здатне поглинати воду і збільшуватись в об’ємі і таким чином призводить до утворення мікротріщин в бетоні та, з часом, до руйнування бетону. Проведено хімічні, мікроскопічні дослідження заповнювачів та цементу для бетону шпал. Дослідження показали, що цементи українського виробництва мають завищений вміст лужної складової. На основі отриманих результатів надано рекомендації по зменшенню вмісту лужного компоненту в бетоні. Мікроскопічні дослідження бетону показали, що у шпалах, виготовлених у 2010 році, лужна корозія протікає інтенсивніше, ніж у шпалах, що виготовлені після 2010 року. Це пов’язано з тим, що заводи-виробники шпал почали постійно контролювати вміст лужного компоненту та аморфного кремнезему в заповнювачах та цементах. В цьому випадку кількості гелю вже недостатньо для руйнування бетону в «чистому вигляді» як результат лужної корозії, але достатньо щоб прискорювати розкриття силових тріщин за рахунок корозії бетону. Це в свою чергу призводить до утворення комплексного впливу різних шкідливих чинників на бетон, які руйнують шпали.Для зниження масштабів лужної корозії бетону необхідно виконати певні заходи: вводити пластифікуючі добавки, що зменшують кількість цементу, і відповідно – кількість розчинних лугів, застосовувати добавки, що зв’язують луги – шлаки, золи і т.п, або застосовувати цемент марки ПЦ ІІ/А-Ш з вмістом гранульованого шлаку до 20%, проводити вхідний контроль кожної партії заповнювача по визначенню шкідливих речовин, наявності лугів в цементі.

Проаналізовано метод отримання теплової й електричної енергії з відсортованого сміття на спеціалізованому підприємстві у південно-західній частині Німеччини. Електростанція міста Штутгарт отримує енергію із відходів та вугілля (сміттєспалювальний завод-теплоелектроцентраль у Мюнстері й теплоелектроцентраль у Гайсбургу). Загалом "Штутгарт-Мюнстер" продукує 183 МВт електричної потужності й 450 МВт теплової потужності. Пропускна спроможність спалювання відходів становить 420000 т/рік (теплотвірна здатність – 11000 КДж/кг). Здійснено порівняння викидів основних забруднювальних речовин у атмосферне повітря після застосування таких природоохоронних технологій, як: каталітичне очищення від оксидів Нітрогену та руйнування діоксинів, вилучення пилу електростатичним фільтром; чотиристадійне скруберне очищення повітря від HCl, HF, SO2, дуже дрібнодисперсного пилу, важких металів, поліхлорованих дибензофуранів. Відзначено важливість спалювання непридатних для перероблення відходів для вирішення актуальної для України проблеми переповнення офіційних полігонів, а також необхідність чіткого дотримання таким підприємством екологічних нормативів, використання найсучасніших систем очищення та захоронення продуктів згоряння, побічного виробництва енергії.

Навколишнє середовище є постійно діючим носієм агресивних корозійних реагентів. В цілому воно в себе включає атмосферне повітря, якій складається з азоту, кисню, водню, вуглекислого та інертних парів, газів та тверді частини (пил). Майже всі компоненті впливають на протікання корозійних процесів. Деталі сучасних машин виготовляють в більшій частині зі сплаві різних металів. Використання сплавів підвищує міцність виробів, покращує їх знос та інші властивості. Основним видом руйнування металічних виробів є електрохімічна корозія. Для її протікання необхідні електроліт, якій може утворитись на поверхні деталей у вигляді маленьких краплин атмосферної вологи, а також анодні та катодні ділянки. Анодні та катодні ділянки на поверхні деталей з’являються не тільки за рахунок зіткнення різних матеріалів, але й не однакового ступеню обробки поверхонь. Практично мікрогальванопари виникають всюди, де на металі є краплини вологі. Найбільш ефективно захист машин від корозії забезпечується шляхом утворення на поверхні деталей механічного бар’єру, але об’єктах бронетанкової техніки існує ряд деталей які неможна покривати маслом, а цілий ряд систем (головним образом радіоелектронна апаратура та оптичні прилади) дуже чутливі до впливу атмосфери і не може бути захищеним маслами. Тому знайшли так званий спосіб обробки навколишнього середовища. Прикладом такого способу може служити герметизація танка та осушення повітря всередині з допомогою силікагелю ( SiO2·3Н2О). Для осушення повітря в середині використовується силікагель марок МСК та КСМ (кусковий та гранульований), який являє собою висушений гель кремнієвої кислоти.

Досвід локальних війн та збройних конфліктів останніх десятирічь підтверджує те, що загальновійськовий бій може вестись як із застосуванням звичайної зброї, так і зброї масового ураження. Також як в мирний, так і в воєнний час залишається загроза руйнування потенційно-небезпечних об’єктів ядерної енергетики та хімічної промисловості, а існуючий рівень технологій дозволив ряду країн вже зараз прийняти на озброєння різні зразки зброї на нетрадиційних принципах дії. Тому в умовах сучасності, коли асиметричні загрози суттєво відрізняються від небезпек кінця ХХ століття, змінюються вимоги до захисних властивостей та часу захисної дії засобів індивідуального захисту, які на даному етапі повинні продовжувати забезпечувати не тільки ефективний комплексний захист від небезпечних хімічних речовин і біологічних агентів, але і від негативних для здоров’я та життя людини процесів та явищ, які виникають при застосуванні зброї на нетрадиційних принципах дії. У статті на основі аналізу характеристик та базових технологій у сфері розробки і виробництва основних зразків засобів індивідуального захисту шкіри фільтруючого типу прийнятих на озброєння Збройними Силами України та арміями провідних країн світу розглянуто проблемні питання подальшого удосконалення засобів індивідуального захисту та визначено підходи до їх розв’язання. Для цього розглянуто світові технології отримання захисних матеріалів зі спеціальними властивостями, які використовуються при створенні сучасних засобів захисту шкіри фільтруючого типу. Встановлено, що функціональні властивості сучасного захисного одягу багато в чому залежать від вибору тканини та її здатності протистояти зовнішній дії та відводити випари з поверхні тіла. Визначено, що підвищення універсальності засобів індивідуального захисту шкіри фільтруючого типу може бути досягнуто за рахунок створення багатошарових матеріалів зі спеціальними властивостями, впровадження нанотехнологій та використання оксидів алюмінію, цинку, магнію, титану або комплексних солей тих же металів при створенні матеріалів з самодегазуючими властивостями.

Актуальним науково-технiчним завданням є вивченнякорозiйних процесiв i пошук дешевих та ефективних методiв захисту.Унаслiдок корозiйного руйнування втрачається близько 10% рiчноговиробництва металу. Тому антикорозiйним заходам придiляється значнаувага. Iнгiбiтори iржi є ефективним способом ї ї видалення та захистувiд корозiї. Останнiм часом пiдвищений iнтерес викликають так званi«зеленi iнгiбiтори». Багато рослин є джерелом таких iнгiбiторiв, комплексусполук алкалоїдiв, полiсахаридiв, бiлкiв, слизових i дубильних речовин.Усi вони, хоча i в рiзному ступенi, здатнi адсорбуватися на металевiйповерхнi та закрiплюватися на нiй. Проведенi дослiдження демонструютьможливостi захисту металiв вiд корозiї за допомогою екстрактiв рослин:томата їстiвного Solanum lycopersicum, чистотiлу Chelidonium majus L.,Althaea officinalis L., деревiю Achillea millefolium L.

Актуальність теми дослідження. Для отримання зварних з’єднань із високолегованих сталей, тугоплавких та активних металів, твердих та надтвердих сплавів ефективно застосовують способи зварювання тиском, зокрема, дифузійне зварювання, яке має суттєві переваги поряд з іншими видами зварювання та дозволяє отримувати зварні конструкції складної форми з мінімальними деформаціями. Постановка проблеми. Серед джерел енергії, що застосовують для дифузійного зварювання, найбільш перспективним є нагрів тліючим розрядом, що горить у середовищі інертних або активних газів при їх тиску нижче за атмосферний і який забезпечує можливість регулювати в широких межах інтенсивність і локальність нагріву. Однак суттєвим недоліком тліючого розряду є його недостатня стабільність і здатність переходити в дугову форму, що може призводити до оплавлення і руйнування деталей. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Широка номенклатура зварних виробів визначає необхідність регулювання енергетичних характеристик розряду в значних межах. У цих умовах проблема керованості тліючого розряду стає безпосередньо пов’язаною із проблемою забезпечення його стабільності. Питанню підвищення стійкості тліючого розряду присвячена значна кількість досліджень, однак у своїй більшості вони відносяться до процесів хіміко-термічної або лазерної обробки матеріалів і не відповідають режимам горіння тліючого розряду, що застосовуються в умовах зварювання. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. До теперішнього часу, всі спроби забезпечити стабільне існування потужнострумового тліючого розряду в межах обраної форми в різних технологічних процесах не є вельми ефективними, оскільки не беруть до уваги мультифакторність проблеми, головним чином зосереджуючись лише на енергетичних аспектах. Постановка завдання. Метою роботи є вдосконалення методів керування і стабілізації потужнострумового тліючого розряду в процесах дифузійного зварювання. Виклад основного матеріалу. Для забезпечення стабільності тліючого розряду в роботі запропоновано використовувати певний критерій, який поєднує параметри режиму горіння розряду з умовами переходу його в електричну дугу. Таким критерієм у роботі обрано співвідношення середньої напруги на розрядному проміжку, що визначається частотою виникнення дугових пробоїв, до напруги горіння стабільного тліючого розряду. За відсутності дугових пробоїв значення критерію наближається до максимального К = 1, зі збільшенням частоти імпульсів дуги величина К поступово знижується. Оскільки стійкість тліючого розряду суттєво залежить від основних параметрів режиму, у роботі визначено інтегральний показник, який поєднаний із критерієм стійкості. У ролі такого показника застосовано добуток струму розряду та тиску газу. Встановлено аналітичну залежність критерію стійкості від обраного показника. Розроблено схему автоматичного пристрою переривання процесу нагрівання за умови, якщо фактичне значення коефіцієнта стійкості опуститься нижче його заданого значення. Висновки відповідно до статті. Оптимальне регулювання тліючого розряду в процесах дифузійного зварювання за умов забезпечення його стабільності може ефективно здійснюватися на основі критерію стійкості, що визначається як співвідношення середнього значення напруги на розрядному проміжку до напруги горіння стабільного тліючого розряду, і величина якого при оптимальному процесі становить 0,5…1.

Проводяться дослідження граничного стану для елементів машин і конструкцій з металу та залізобетону за різними методиками. Вважається, що згадані конструкції можуть знаходитися під дією навантажень, котрі викликають позацентровий розтяг-стиск або згинальні деформації та пов’язані з ними пошкодження у вигляді тріщин. Такі навантаження є особливо небезпечними і вимагають детальніших розрахунків методами механіки руйнування.

Проведено моделювання стійкості хімічних зв’язків під дією ударних хвиль та вільних електронів в товщі металічних мішеней на основі квантово-механічних розрахунків. При цьому проведені аналітичні розв’язки рівняння Шредингера в еліпсоїдальних координатах та отримані залежності енергії хімічних зв’язків при різних умовах, які наглядно показують умови їх стійкості. Залежно від швидкості, температури, властивостей частинок та оброблюваної поверхні утворюються покриття та відбувається імплантація в поверхневий шар. При цьому можуть використовуватися потоки частинок, що мають широкий діапазон швидкостей — від десятків до декількох тисяч метрів в секунду та тисків до десятків ГПа. Для з'ясування умов надглибокого проникнення мікрочастинок у металеві перешкоди запропоновано ідею дестабілізації мікроструктури металевих матеріалів в обмежених мікрооб'ємах під час дії зовнішніх фізичних факторів. Рух мікрочастинки в металевій мішені вздовж каналу супроводжується високим тиском, впливом мікросекундних високоенергетичних ударних хвиль, що призводять до руйнування хімічних зв'язків. Рух мікрочастинки в товщині металу можливий тільки при попаданні мікрочастинки у фронт ударних хвиль і при дотриманні масштабного фактора мікрочастинок. В обмеженому обсязі відбувається розпад кристалічного стану і перехід його в стан холодної плазми, яка подібна до рідкого стану. Цей стан спостерігається протягом процесів розпаду та утворення хімічних зв'язків. Експериментально встановлені умови надглибокого проникання мікрочастинок та показано, що агрегатний стан під час надглибокого проникання може змінюватися від плазмового до аморфного або кристалічного стану.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за cпеціальністю 05.15.02 – підземна розробка родовищ корисних копалин, Державний ВНЗ «Національний гірничий університет» МОНмолодьспорт України, Дніпропетровськ, 2012.
Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук по специальности 05.15.02 – подземная разработка месторождений полезных ископаемых. Государственный ВУЗ «Национальный горный университет» МОН молодежи и спорта Украины, Днепропетровск, 2012.
Doctor of technical sciences thesis on specialization 05.15.02 – Underground mining of mineral deposits. – State higher education instituton “National Mining University”, Dniproperovsk, 2012.
Дисертація присвячена питанням надійної й економічної підтримки підготовчих виробок на основі методів і способів керування напруженим станом металорамних кріплень і масиву, що вміщує виробку. Основна ідея роботи полягає у використанні явища утворення рухомих порушених зон навколо відслоненої поверхні (очисного вибою лави), що рухається для наукового обґрунтування й розробки високоресурсних металорамних кріплень, що забезпечують безпеку й ефективність підтримання підготовчих виробок у складних гірничо-геологічних умовах. У роботі обґрунтовано новий підхід і вимоги до деформаційно-силових параметрів кріплень; надано нове уявлення закономірностей протікання деформаційних процесів у підроблюваному масиві; установлені характер і механізм взаємодії кріплення виробки й підроблюваного масиву; обґрунтований новий підхід керування надійністю виробок за рахунок попереднього резервування й оптимізації запасу міцності кріплення при очікуваному впливі напружено-деформованих зон, що переміщаються. Це дозволило обґрунтувати й розробити нові конструкції металорамних кріплень, замкових з'єднань і шахтного спецпрофілю, які забезпечують суттєве підвищення стійкості підготовчих виробок і зниження витрат на їх підтримання.
Диссертация посвящена вопросам надёжного и экономичного поддержания подготовительных выработок на основе методов и способов управления напряжённым состоянием металлорамных крепей и вмещающего массива. Основная идея работы заключается в использовании явления образования перемещающихся нарушенных зон в окрестности движущейся обнажённой поверхности (очистного забоя лавы) для научного обоснования и разработки высокоресурсных металлорамных крепей, обеспечивающих безопасность и эффективность поддержания подготовительных выработок в сложных горно-геологических условиях. Обоснованы требования к силовым и кинематическим параметрам крепей. Установлено, что для обеспечения эксплуатационной устойчивости выработок наиболее эффективный интервал сопротивления крепи 150 – 250 кН/м2 и может увеличиваться (при глубине разработки более 1000 м) до 350 – 450 кН/м2, а более 400 кН/м2 – является нецелесообразным. Впервые дано представление закономерностей протекания деформационных процессов в подрабатываемом массиве, заключающиеся в том, что впереди движущегося очистного забоя вслед за нарастающим волнообразным изменением напряжённого состояния пород в упругом режиме деформаций происходит (на удалении порядка 1/2 длины лавы) разрушение пород, обусловленное изменением соотношения компонента напряжений, с образованием перемещающихся нарушенных зон «сжатия – разуплотнения» с периодическим расщеплением породной толщи на структурные блочно-слоистые элементы, с приближением к очистному забою протяжённость этих зон снижается, а степень разрушения – увеличивается. Установлено, что при взаимодействии зон – стационарной вокруг проведённой подготовительной выработки и движущейся впереди очистного фронта - наблюдается последовательное (по мере приближения забоя лавы) изменение внешнего граничного условия, проходящего ступенчато с нарастанием, в силу чего предельное равновесие нарушается и размеры зоны увеличиваются, а обеспечение устойчивости выработки достигается соответствующим увеличением внутреннего граничного условия, т.е. усилением крепи, которое должно упреждающе соответствовать приросту внешнего граничного условия, определяемому скоростью подвигания лавы и прочностными свойствами массива пород. Обоснован научный подход к эффективному управлению надёжностью крепи, заключающийся в резервировании и оптимизации запаса прочности конструкции, что достигается формоизменением элементов крепи, их разнорадиусным исполнением и сопряжённостью в узлах податливости, обеспечивающих сглаживание реакции крепи на воздействие перемещающихся напряжённо-деформированных зон пород. Установлено, что повышение предельной несущей способности крепи достигается дифференцированным изменением кривизны критического элемента, с увеличением которой по гиперболическому закону возрастает несущая способность (в 2 и более раз). Определены необходимые значения силовых и кинематических параметров металлорамных крепей: предельная несущая способность комплекта не менее 700 – 850 кН/раму; рабочее сопротивление не менее 450 кН/раму; конструктивная податливость для трехзвенных конструкций до 700 мм и для многозвенных конструкций до 1000 мм. Это обеспечивается формоизменением сечения к эллипсной конфигурации и дифференцированным усилением образующих элементов, совершенствованием конструкции и расположения соединительных элементов крепи (узлов податливости), применением более совершенных способов гибки образующих сегментов крепи. Разработаны конструкции крепей нового технического уровня (КШПУ-М, КЦЛ, КПП, КМП-А3(А4)Р2, КМП-А3(А5)Р2, КЦЛО). Типоразмерный ряд крепей охватывает максимальный диапазон сечений: от 9,5 до 25,5 м2. Всего создано 65 типоразмерных моделей. В новых конструкциях по сравнению с типовыми крепями достигнуто увеличение силовых характеристик в 1,5 – 2,0 и более раз. Разработан новый профиль горячекатаный для крепей горных выработок – спецпрофиль СПА, в конструкции которого поперечное сечение днища выполнено переменной толщины, которое увеличивается от плоскости симметрии к участкам сопряжения с наклонными боковыми стенками, а нижние грани фланцев сопряжены с криволинейными опорными поверхностями фланцев и расположены под острым углом к горизонтальной плоскости. Принципиальным отличием и преимуществом профиля СПА является возможность использования принципа трения в желобе, реализация которого в узлах податливости крепи позволяет повысить уровень рабочего сопротивления на 30 – 50% и стабилизировать его значение. Высокоресурсные крепи нового технического уровня внедрены в практику крепления подготовительных выработок на шахтах со сложными горно-геологическими условиями (ОАО «Павлоградуголь», ПАО «Ш/у «Покровское», ГП «Красноармейскуголь», ДУЭК, «Дзержинскуголь», Свердловантрацит», «Краснодонуголь» и др.), а также за рубежом (Болгария, Иран, Эстония). Подтверждённый экономический эффект – 93,7 млн грн.
The thesis is dedicated to safe and economic maintenance of development workings based on methods of stress state management of metal-frame supports and host massif. Basic idea of the work is usage of detected phenomena of dislocating fractured zones formation close to the moving exposed surface (longwall stope) for scientific substantiation and development of new constructions of metal-frame supports providing safety and effectiveness of development workings support in complex mining-geological conditions. New approach and requirements for strain-force parameters of supports is substantiated; new representation of laws of strain processes flow within developed massif is given; character and interaction mechanism of support and developed massif is established; new approach of workings reliability management is substantiated by way of preliminary reserving and optimization of support durability reserve with expected influence of moving stress-strain zones. It would allow to substantiate and develop new constructions of metal-frame, lock connections and mine special profile that provide significant increase of development workings stability and decrease of costs for their maintenance.