WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

Pages:   || 2 |

«федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное

учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Ресурсоэффективные системы

в управлении и контроле:

взгляд в будущее

Сборник научных трудов

IV Международной конференции школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых В трех томах Том 1 5 – 10 октября 2015 г .

Томск УДК 658.18 (063) ББК У9(2)0-87л0 Р44 Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в будущее: сборник научных трудов IV Международной конференции школьников, P44 студентов, аспирантов, молодых ученых «Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в будущее» в 3 т. Т.1/Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015 .

265 с .

В сборнике представлены материалы IV Международной конференции школьников, студентов, аспирантов, молодых ученых «Ресурсоэффективные системы в управлении и контроле: взгляд в будущее». Более 300 авторов из 44 вузов, предприятий и научных исследовательских университетов России, ближнего и дальнего Зарубежья представили тезисы своих докладов, в которых рассматриваются актуальные проблемы неразрушающего контроля и технической диагностики, внедрения систем менеджмента, качества образования, управления в современной экономике .

Материалы предназначены для специалистов, преподавателей, аспирантов и студентов вузов, а также для всех интересующихся проблемами ресурсоэффективных технологий .

УДК 658.18 (063) ББК У9(2)0-87л0 Материалы предоставлены в авторской редакции © ФГАОУ ВО НИ ТПУ, 2015 © Обложка. Издательство Томского политехнического университета, 2015 ОГЛАВЛЕНИЕ _Toc434427897 Секция 1: Современные технологии в неразрушающем контроле ------- 9 Абашкин А. Д., Осипов С. П., Чахлов С. В., Штейн А. М .

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ

РАСПОЗНАВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ

МЕТОДОМ ДУАЛЬНЫХ ЭНЕРГИЙ ДЛЯ МАЛЫХ ДОЗ

ОБЛУЧЕНИЯ ------------------------------------------------------------------- 10 Абдрахманов А.Б. РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЛЕРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ--------------------------------------- 14 Абдурахманов А.Ф., Ли В.Ю., Пасюкова М.А, Чулков Н.А. СНИЖЕНИЕ

ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ РАЗРАБОТКЕ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ В ОАО

«АЛМАЛЫКСКИЙ ГМК» --------------------------------------------------- 18 Абрамец В.В., Салчак Я.А., Седнев Д.А., Лидер А.М. МЕТОДИКА

УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

ПЕНАЛОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ОЯТ ---------------------------------------- 22 Акимбекова С.Т. ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ НАНОБЕТОНА ---------------------------------------------------------------- 26 Акимбекова С.Т. УПРАВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СВОЙСТВАМИ ЦЕМЕНТНОГО КАМНЯ И КАЧЕСТВОМ БЕТОНА ------------------ 31 Ахмолдаева Г.Р. АНАЛИЗ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ

НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ КОНТРОЛЕ

КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИИ-------------------------- 35 Баус C.C. СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО

ПРОЕКТИРОВАНИЯ (САПР) ЦИФРОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО





3D МИКРОТОМОГРАФА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВНУТРЕННЕЙ

СТРУКТУРЫ В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ ------------------- 40 Бугаев Е. А. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОФИЛЯ ОБЪЕКТОВ И

ИЗДЕЛИЙ ------------------------------------------------------------------------ 44 Ворона Р.С. РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНОГО

СОСТОЯНИЯ СТАЛИ ПО СПЕКТРУ КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ

ПЕТЕЛЬ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА ------------------------------- 49 Гусева Е.И. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ МОТОРНЫХ МАСЕЛ --------------------------------------------------------- 53 Гусева Е.И., Федоренко А.А. ОЧИСТКА РАБОТАЮЩЕГО МОТОРНОГО МАСЛА ОТ ПРОДУКТОВ СТАРЕНИЯ --------------- 57 Деренок А.Д., Литош В.А. ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ МОЛНИЕЙ НА СТАДИОНЕ «ТРУД» ГОРОДА ТОМСКА ----------- 59 Долговых К.С. ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЕДЕНИЯ

АВАРИЙНО-СПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ

ПОСЛЕДСТВИЙ ДТП В ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ ----------------------- 63 Долматов Д.О., Седнев Д.А. ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ МЕТОДОВ

ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ РЕЗУЛЬТАТОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО

КОНТРОЛЯ---------------------------------------------------------------------- 65 Еганов В.А. ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОУПРУГИХ СВОЙСТВ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ ------------------------------------------------------- 68 Жантуганова Т.С., Машрапова Г.Н. ОРГАНИЗАЦИЯ

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО–ЛАБОРАТОРНОГО КОМПЛЕКСА НА

БАЗЕ ИВ-4 ИZETLAB--------------------------------------------------------- 72 Жанчипов Б. Д. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ

ЭМИССИИ ИХ КОМПОЗИТНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ

ВОЗДЕЙСТВИИ АКУСТИЧЕСКИМ ИМПУЛЬСОМ ------------------ 75 Жевтун Е.С., Гольдштейн А.Е. МАГНИТНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР

ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ФЕРРОМАГНИТНЫХ

МАТЕРИАЛАХ ----------------------------------------------------------------- 79 Жиляева К. В., Сидоренко Н. А. СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ ТВЕРДОСТИ ПРИ ТЕХНИЧЕСКОМ

ДИАГНОСТИРОВАНИИ СОСУДОВ И ТРУБОПРОВОДОВ ПАРА И

ГОРЯЧЕЙ ВОДЫ -------------------------------------------------------------- 82 Займолда Ф.К. ОТСТРОЙКА ОТ ВЛИЯНИЯ

МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫХ ПОМЕХ ПРИ СЪЕМЕ

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ СУХИМИ ЭЛЕКТРОДАМИ --------- 87 Зубрилова М.В. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ

УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ 92

Каргина Е. А. ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИГНАЛОВ ПРИ

ДИНАМИЧЕСКОМ ВОЗБУЖДЕНИИ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ

ПОРОД --------------------------------------------------------------------------- 95 Ковалев М. К. РАЗРАБОТКА ПРИБОРА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ МАРКИРОВКИ НА РЕНТГЕНОВСКИЕ ПЛЕНКИ ------------------- 100 Кондратенко Е.В. АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА

ТОЧНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОТЛОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ

ЦИСТЕРН ---------------------------------------------------------------------- 104 Корзенок И.Н. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ БЕТОНА,

АРМИРОВАННОГО СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРОЙ -- 108

Кравцова Е.Г., Шрам В.Г., Лысянникова Н.Н., Лысянников А.В. МЕТОД

АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ

САМООРГАНИЗУЮЩЕЙСЯ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ДЛЯ

ДИСТАНЦИОННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЮКЕРНЫХ И

ВКОПАННЫХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНОГО

ГАЗОПРОВОДА -------------------------------------------------------------- 111 Лебедева Д.А., Седых М.А., Рыжкова А.Д. ВЛИЯНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРОВ НА НАГРУЗОЧНУЮ

СПОСОБНОСТЬ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ ----------- 115 Лысянников А.В., Кайзер Ю.Ф., Серебреникова Ю.Г., Плахотникова М.А., Лысянникова Н.Н., Шрам В.Г., Кравцова Е.Г. СРЕДСТВО

КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ К РАЗРУШЕНИЮ ДОРОЖНОГО

ПОЛОТНА АВТОЗИМНИКОВ ------------------------------------------- 118 Лысянникова Н. Н., Кравцова Е. Г., Лысянников А. В., Шрам В. Г., Безбородов Ю.Н., Кайзер Ю.Ф., Мерко М.А. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ

ДНИЩА РВС НА ОСНОВЕ ФАЗИРОВАННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ

РЕШЕТОК --------------------------------------------------------------------- 122 Лысянников А.В., Павлова П.Л. НОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК БУРОВЫХ РАСТВОРОВ ------------------------ 125 Лысянникова Н. Н., Кравцова Е. Г., Лысянников А. В., Шрам В. Г., Безбородов Ю.Н., Кайзер Ю.Ф., Мерко М.А. ДИАГНОСТИРОВАНИЕ

ДНИЩА РВС НА ОСНОВЕ ФАЗИРОВАННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ

РЕШЕТОК --------------------------------------------------------------------- 128 Мазиков С.В., Вавилова Г.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЕ ПОГОННОЙ ЕМКОСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОВОДА --- 131 Макат Д.К., Маратова А.Г. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОЛОГИИ-------------------------------------------------------------------- 135 Матвиенко К.Г. МЕТОДЫ СРАВНЕНИЯ КАЧЕСТВА НАБОРОВ

ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КАПИЛЛЯРНОГО

КОНТРОЛЯ-------------------------------------------------------------------- 140 Могильницкий В. С. ПРИМЕНЕНИЕ МАГНИТОПОРОШКОВОГО

МЕТОДА КОНТРОЛЯ В АВИАЦИОННОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ ----------------------------------------------------- 143 Осипов С. П., Подшивалов И. И., Осипов О. С., Жантыбаев А. А .

ИНФОРМАТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ

ТВЕРДОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ

МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ ------------------------------------------ 145 Передельская О.А., Путинцев В.Ю., Негров Д.А., Шевчук А.М .

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ НА

ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОЛИМЕРНОГО

КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА -------------------------------- 150 Петрусёв А.С. СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГЕТИКА ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ УДАЛЁННЫХ РАЙОНОВ ------------------ 155 Пискунов А. С. ПРИМЕНЕНИЕ ЧИСЕЛ ФИБОНАЧЧИ ---------------- 159 Помишин Е.К. ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЙ

МЕХАНОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАНИЙ В ГОРНЫХ

ПОРОДАХ В РОССИИ И ЗА РУБЕЖОМ ------------------------------ 162 Путинцев В.Ю., Передельская О.А., Негров Д.А., Шевчук А.М .

ПОВЫШЕНИЕ ПРОЧНОСТИ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫХ ПАР

ТРЕНИЯ ------------------------------------------------------------------------ 167 Разумова А. А., Ширяев В. В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТИ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПРИ АКТИВНОМ ТЕПЛОВОМ НЕРАЗРУШАЮЩЕМ

КОНТРОЛЕ -------------------------------------------------------------------- 171 Сагалакова А.Г. РЕНТГЕНОВСКАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТОМОГРАФИЯ --------------------------------------------------------------- 174

Сатанова А.С. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ПОТОКОВ ------------------------- 178 Седанова Е.П., Жвырбля В.Ю., Седнев Д.А. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА УГЛЕПЛАСТИКОВ ------------------------ 184 Серебреникова Ю.Г., Лысянников А.В., Кайзер Ю.Ф. МЕТОД

КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СНЕГА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ

ЗИМНИХ АВТОДОРОГ ---------------------------------------------------- 186 Серикбосын Е.А. СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ВОДОГРЕЙНОГО

КОТЛА КОТЕЛЬНОЙ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРОВ SIMATIC

-1200----------------------------------------------------------------------------- 190 Смагулова С.К. АНАЛИЗ ПРИНЦИПОВ ИЗМЕРЕНИЯ МЕТАНА В ВОЗДУШНОЙ СРЕДЕ ------------------------------------------------------ 193 Скорюпина К.С. ВЫЯВЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНО-ЭФФЕКТИВНЫХ

ФОРМ И МЕТОДОВ ОРГАНИЗАЦИИ ЭВАКУАЦИОННЫХ

МЕРОПРИЯТИЙ И ОПОВЕЩЕНИЯ НА СОЦИАЛЬНОМ

ОБЪЕКТЕ ---------------------------------------------------------------------- 198 Солдатов В.С. РАСЧЁТ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ ДЛЯ

ПЛОСКОГО СОЛНЕЧНОГО КОЛЛЕКТОРА НОВОЙ

КОНСТРУКЦИИ ------------------------------------------------------------- 204 Струговцов Д.В. ВИХРЕТОКОВЫЙ ТОЛЩИНОМЕР ДЛЯ

ЛЕГКОСПЛАВНЫХ БУРИЛЬНЫХ ТРУБ: ОПИСАНИЕ

ПРИБОРА ---------------------------------------------------------------------- 209 Твердохлебова Т.С., Лидер А.М., Салчак Я.А., Шаравина С.В .

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ АНАЛИЗ ЗА СЧЁТ

ВНЕДРЕНИЯ СТАНДАРТИЗИРОВАННОЙ БАЗЫ ДАННЫХ

ДЕФЕКТОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ------------------------------- 214 Умбетов С.В., Пронин С.П. БИОМЕХАНИЧЕСКАЯ

РОБОТИЗИРОВАННАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ ПОИСКА

ПОВРЕЖДЕНИЙ В ПОДЗЕМНЫХ КОММУНИКАЦИЯХ --------- 218 Устюгов Д.А. РАЗРАБОТКА СТЕНДА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ МАГНИТОСТРИКЦИИ----------------------------------------------------- 222 Федоренко А.А., Федоренко М.Е., Гусева Е.И. ИССЛЕДОВАНИЕ

СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ

СПЕКТРОСКОПИИ КОМБИНАЦИОННОГО РАССЕЯНИЯ ------ 225 Фидченко М. В. РАСЧЕТ НАПРЯЖЕННОГО ДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ С ПОМОЩЬЮ ANSYS MECHANICAL ------------- 228 Хмелевской Ю. Ю. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ПРИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИИ СТРОИТЕЛЬСТВА АВТОДОРОГ ---- 232 Чжан Жуйчжи ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯ ВОДЫ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЕЕ КАЧЕСТВА -------------------------- 235 Шрам В. Г., Кравцова Е. Г., Лысянникова Н. Н., Лысянников А. В .

МОНИТОРИНГ НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОГО

СОСТОЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ РЕКТИФИКАЦИОННОЙ КОЛОННЫ

СРЕДСТВАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ---------------- 238 Шутенко О.В., Баклай Д.Н. МИНИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИИ СРЕДНЕГО

РИСКА МЕТОДОМ НЕЛДЕРА-МИДА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ГРАНИЧНЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ РАСТВОРЕННЫХ В МАСЛЕ

ГАЗОВ -------------------------------------------------------------------------- 242 Шутяева О.И. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОМАТЕРИАЛОВ ------------------------------------------------------ 247 Яруллина А.Р. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ НА ЗАО «ТОМСКИЙ ПРИБОРНЫЙ ЗАВОД» ----------------------------- 251 Ivkina O.P. BRIEF REVIEW OF ACTIVE ON-LINE BALANCING DEVICES ----------------------------------------------------------------------- 256 Sagdatullin A. FUZZY CONTROL MODES MODELLING OF THE

AUTOMATED PUMPING STATION OF THE OIL AND GAS

TRANSPORTATION SYSTEM -------------------------------------------- 260 Секция 1: Современные технологии в неразрушающем контроле

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

ВОЗМОЖНОСТИ РАСПОЗНАВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ

ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ДУАЛЬНЫХ

ЭНЕРГИЙ ДЛЯ МАЛЫХ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ

Абашкин А. Д., Осипов С. П., Чахлов С. В., Штейн А. М .

Томский политехнический университет, г. Томск

Научный руководитель: Осипов С. П., к.т.н., в. н.с. лаборатории Технической томографии и интроскопии Распознавание материалов, из которых состоят объект досмотрового контроля (ОДК) и его фрагменты, остается одной из важнейших проблем, решаемых таможенными и пограничными органами стран мира и службами обеспечения безопасности пассажирских и грузовых перевозок. Под распознаванием материалов применительно к досмотровому контролю традиционно понимают сопоставление материалов ОДК или его фрагментов по эффективному атомному номеру или связанному с ним параметру к одному из широких классов веществ. Все материалы делят на ряд классов, причем каждый из этих классов соотносится со своим диапазоном изменения эффективного атомного номера и ассоциируется с наиболее типичным своим представителем. К классу органических материалов относят, например, воду, графит, полиэтилен, полипропилен и т.п., любой из указанных материалов может быть выбран в качестве типичного представителя класса. Класс материалов с малым значением эффективного атомного номера ассоциируется с алюминием. Типичным представителем класса металлов и сплавов со средним значением эффективного атомного номера является сталь. Класс материалов с большим значением эффективного атомного номера ассоциируют со свинцом. В настоящее время для распознавания материалов объектов досмотрового контроля и их фрагментов широко применяют различные реализации метода дуальных энергий [14]. Для контроля крупногабаритных объектов используют инспекционные досмотровые комплексы на основе бетатронов и линейных ускорителей электронов .

Одним из возможных путей повышения производительности досмотрового контроля является сканирование транспортных средств вместе с водителем. Такой подход обуславливает формирование первичных радиографических изображений объекта досмотрового контроля при двух уровнях мощности дозы излучения: низкого уровня для сканирования кабины с водителем; высокого уровня для сканирования оставшейся части транспортного средства. Низкий уровень определяется нормами радиационной безопасности. Из сказанного выше следует необходимость в экспериментальной проверке возможности распознавания материалов ОДК и их фрагментов высокоэнергетическим методом дуальных энергий для низких уровней мощности дозы рентгеновского излучения .

Экспериментальные исследования проводили на инспекционном досмотровом комплексе Томского политехнического университета .

Первичные радиографические изображения формировали для пары максимальных энергий рентгеновского излучения 4 МэВ и 7,5 МэВ .

Сканировали фрагменты тестового объекта досмотрового контроля из органических материалов (вода, плексиглас, полиамид, дерево), алюминия, обыкновенной стали и свинца с массовой толщиной от 20 до 120 г/см2. Тестовый объект со сканером располагали в наиболее проблемной зоне на максимальном удалении от оси пучка высокоэнергетического рентгеновского излучения. Для более точной оценки параметров калибровочных линий тестовые объекты сканировались на скорости 4 см/с. Изображения формировались в режиме 1 импульс меньшей энергии, 1 импульс большей энергии. На первом этапе необходимо оценить диапазон изменения уровней радиометрических сигналов при уменьшении мощности поглощенной дозы излучения, а на следующем этапе – исследовать, как указанное изменение сказывается на качестве распознавания материалов из всех четырех классов материалов органики, алюминия, стали и свинца .

В процессе исследований мощность экспозиционной дозы излучения P на оси пучка уменьшали от 2,4 до 0,3 сГр/мин. Мощность дозы в зоне сканирования примерно в 4 раз меньше чем в центре .

Из анализа данных, полученных опытным путем, можно сделать вывод о сужении диапазона массовой толщины фрагментов, для которых уверенно распознается материал ОДК при уменьшении мощности дозы излучения. При P0,266 сГр/мин все анализируемые материалы уверенно распознаются в диапазоне массовых толщин от 20 до 100 г/см2, исключением являются фрагменты свинца толщиной до 30 г/см2. Указанный факт объясняется менее значительным вкладом рассеяния в радиометрических сигналах для свинца, чем для железа, алюминия и органических материалов .

Следующим этапом экспериментально оценивалось качество распознавания следующих материалов: органические материалы мука, плексиглас, вода; легкие металлы и неорганические материалы алюминий, цемент, поваренная соль; металлы со средним значением эффективного атомного номера сталь, медь; тяжелые металлы свинец. Массовые толщины фрагментов близки к 40 г/см2. Все прочие условия измерений такие же, как и в предыдущем разделе. Всего было проведено 9 циклов сканирований тестовых объектов. В каждом цикле изменялась мощность дозы излучения P 3 сГр/мин; 2 сГр/мин; 1 сГр/мин; 0,5 сГр/мин. Тестовые объекты от цикла к циклу отличались взаимным расположением фрагментов из различных материалов по высоте. Нижние блоки детекторов работали при более низких уровнях мощности дозы излучения, чем центральные блоки .

Из анализа полученных и обработанных изображений, можно сделать ряд выводов:

1. С уменьшением мощности дозы возрастают уровни шумов полутоновых изображений и цветовые шумы;

2. С уменьшением мощности дозы нарушается цвет значительной части фрагментов;

3. Искажения более выражены для нижней части изображений;

4. Граничные эффекты, обусловленные усреднением и кластеризацией, в большей степени проявляются для фрагментов, расположенных в верхней части тестовых объектов;

5. Размер фрагмента, материал которого распознается с заданной вероятностью, зависит от положения фрагмента по вертикали и от его размера в направлении распространения рентгеновских квантов;

6. Фрагмент из меди в значительной части случаев относится к классу тяжелых металлов .

По результатам исследования можно сделать вывод о возможности использования информации об эффективном атомном номере для коррекции распознавания материалов фрагментов из меди. Это связано с тем, что оценки эффективного атомного номера для медных фрагментов ближе к оценкам эффективного атомного номера для фрагментов из стали, чем к оценкам эффективного атомного номера для фрагментов из свинца. Увеличение размеров фрагментов из муки в направлении сканирования, существенно уменьшающее граничный эффект, приводит к правильному распознаванию материала указанных фрагментов. С учетом того, что мощность дозы рентгеновского излучения на периферии в 23 раза меньше, чем по центру пучка, можно сделать заключение о правильности распознавания материалов фрагментов объектов контроля при уменьшении мощности дозы до уровня 0,250,3 сГр/мин. Разумеется, сказанное выше справедливо при должном поперечном размере фрагментов объектов контроля и толщине фрагментов объекта около 40 г/см2 .

Заключение В данной работе показаны основные проблемы распознавания материалов ОДК методом дуальных энергий, связанные с уменьшением мощности поглощенной дозы излучения. Доказано, что для рассматриваемой задачи существенно изменяется диапазон изменения радиометрических сигналов, в результате чего уменьшается толщина фрагментов, материалы которых распознаются с заданной вероятностью. Указанный фактор наиболее значим для периферийных блоков радиометрических детекторов, то есть расположенных на значительном удалении от оси пучка рентгеновского излучения. Введен инвариант способа распознавания материалов, позволяющий связать качество распознавания с производительностью контроля и площадью фрагмента объекта контроля, материал которого распознается с заданной вероятностью. Показано, что в рамках поставленной задачи единственным подходом, позволяющим сохранить качество распознавания на заданном уровне, является увеличение минимальной площади фрагмента. Экспериментально доказана возможность удовлетворительного распознавания материалов объектов досмотрового контроля при уровнях мощности дозы рентгеновского излучения около 0,25 сГр/мин. Доказано существенное влияние граничных эффектов на качество распознавания материалов .

Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства образования и наук

и Российской Федерации в рамках государственного задания в сфере научной деятельности .

Список информационных источников

1. Kolkoori S, Wrobel N, Deresch A, Redmer B, Ewert U. Dual highenergy X-ray digital radiography for material discrimination in cargo containers // 11th European Conference on Non-Destructive Testing (ECNDT 2014), October 6–10, 2014, Prague, Czech Republic .

2. Klimenov V.A., Osipov S.P., Temnik A.K. Identification of the substance of a test object using the dual-energy method // Russian journal of nonde-structive testing. – 2013, Vol. 49, No. 11, pp. 642–649 .

3. Сидуленко О.А., Касьянов В.А., Касьянов С.В., Осипов С.П .

Исследование возможности применения малогабаритных бетатронов для идентификации веществ объектов контроля методом дуальных энергий // Контроль. Диагностика. – 2008, № 8, С. 4652 .

4. Nedavnii I. O., Osipov S. P. Use of the two-energy X-ray method for detection and classification of inclusions in an inspected object with fluctuating parameters // Russian Journal of Nondestructive Testing. – 2005, Vol. 41, No. 4, pp. 260–265 .

РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЛЕРОВ ПРОМЫШЛЕННЫХ

ПРОЦЕССОВ Абдрахманов А.Б .

Томский политехнический университет, г. Томск Научный руководитель: Авдеева Д.К., д.т.н., профессор кафедры физических методов и приборов контроля качества В связи с бурным развитием микроэлектроники вычислительная мощность современных микроконтроллеров значительно увеличивается, что приводит к удешевлению самих микроконтроллеров, и, соответственно, позволяет использовать предоставляемые ими возможности, в таких схемах, где ранее их использование было экономически нецелесообразным .

На рынке имеется огромный выбор программируемых логических контроллеров (ПЛК) как от именитых производителей (Siemens, Advantech и др.), так и от бурно развивающихся «новых» производителей, которые, как правило, имеют «азиатские» корни. Последние, как правило, в своих самых доступных ПЛК используют чипы от фирм Atmel и Texas Instruments, с архитектурой AVR и PIC соответственно. Несмотря на известные достоинства ПЛК от производителей первого эшелона (надежность, удобное программное обеспечение (ПО) для работы с ПЛК и обучения персонала, техническая поддержка пользователей в режиме онлайн и т.д.), они перечеркиваются одним существенным недостатком – большой ценой таких ПЛК, что является особенно актуальным для небольших предприятий и большинства ВУЗов. Поэтому актуальной является задача выбора альтернативы дорогим ПЛК, которую можно рекомендовать для обучения студентов принципам работы с микроконтроллерами и построения достаточно простых управляемых контроллеров. В качестве такой альтернативы предлагается применять относительно недорогие микроконтроллеры Atmel/AVR и, в частности, вычислительную платформу Arduino .

Целью работы является разработка универсального термостата на основе микроконтроллеров ArduinoUno и ATmega8 .

На данной установке можно программировать микроконтроллер для дальнейшего использования его в каких–либо устройствах, применяемых в промышленных процессах, а также демонстрировать программы .

При использовании LabVIEW Interface for Arduino Toolkit в контроллер заливается специальная прошивка (программа, скетч) и после этого контроллер начинает выступать, как внешнее устройство ввода–вывода информации. После написания программы в LabVIEW и ее запуска, основной код исполняется на ПК и взаимодействует с программой, залитой в контроллер. Та в свою очередь выступает в качестве интерфейса, позволяя взаимодействовать с внешней средой .

Таким образом, получается Arduino – DAQ стоимостью в среднем 36 долларов. Получаем на борту 6 аналоговых входов и 12 (реально 14, но два задействуются UART) цифровых входов/выходов, из них 6 PWM .

При этом, в зависимости от установленного контроллера, конфигурация и количество портов может изменяться. Например, ArduinoMega цифровые входы/выходы 54 (14 из которых могут использоваться как выходы ШИМ), аналоговые входы 16 .

–  –  –

Рисунок 4 – Лицевая панель программы нахождения коэффициентов В ячейку Т1 вносятся значения низкой температуры и в R1 соответствующая этой температуре сопротивление термистора. Для Т2 средняя температура и соответственно для Т3 высокая. После чего нужно нажать на запуск программы. Слева лицевой панели выйдут коэффициенты. Для проверки коэффициентов достаточно ввести значения, которые вводятся на рисунке 4 .

–  –  –

В данной работе осуществлен выбор альтернативы дорогим ПЛК, которую можно рекомендовать для обучения студентов принципам работы с микроконтроллерами и построения достаточно простых управляемых контроллеров. В соответствии с поставленными задачами была разработана схема измерения температуры на основе микроконтроллеров Arduino Uno в среде Labview. Создана лицевая панель и блок схема программы в Labview. Разработана схема измерения температуры на основе микроконтроллеров ATmega8 .

Данная работа позволит программировать микроконтроллер для дальнейшего использования его в каких–либо устройствах, применяемых в промышленных процессах, а также демонстрировать программы .

Список информационных источников

1.Белов А. Б. Конструирование устройств на микроконтроллерах / Наука и Техника, 2005. – 255 с .

2. Кузьминов А.Ю. Интерфейс RS-232. Связь между компьютером и микроконтроллером. – М. : Радио и связь, 2004. – 168с .

3. Тревис, Дж. LabVIEW для всех / Джеффри Тревис : Пер. с англ .

Клушин Н. А. – М.: ДМК Пресс; ПриборКомплект, 2004. – 544 с.: ил .

СНИЖЕНИЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ ПРИ

РАЗРАБОТКЕ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

В ОАО «АЛМАЛЫКСКИЙ ГМК»

Абдурахманов А.Ф. 1, Ли В.Ю.1, Пасюкова М.А 2, Чулков Н.А. 2 Открытое акционерное общество «Алмалыкский ГМК», Томский политехнический университет Научный руководитель: Чулков Н.А., к.т.н., доцент кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности ОАО «Алмалыкский ГМК» одно из крупнейших предприятий в Узбекистане - флагман цветной металлургии. Производственные мощности комбината базируются на запасах группы меднопорфировых, свинцово-цинковых и золото-серебряных месторождений, расположенных на территориях Ташкентской, Джизакской, Сурхандарьинской и Наманганской областей Республики Узбекистан .

Расстояние между граничащими объектами до 1100 км .

В состав комбината входят: восемь горнодобывающих предприятий, четыре обогатительные фабрики, два металлургических завода, сернокислотные производства, ремонтно-механический и известковый заводы, автотранспортное управление с пятью автобазами, управление железнодорожного транспорта, управления по производству товаров народного потребления, а также более двадцати вспомогательных цехов. Объёмы сырьевых потоков исчисляются десятками миллионов тонн в год .

Само определение «Разработка полезных ископаемых с целью их извлечения в продукт …» (в нашем случае – цветные металлы) по своей сути и содержанию означает – вмешательство в естественное состояние природной среды .

В процессе добычи и переработки полезных ископаемых с получением цветных, драгоценных и редкоземельных металлов оказывается следующее влияние на окружающую среду [1]:

выбросы загрязняющих веществ в атмосферный воздух, в основном от пирометаллургического производства цветных металлов;

нарушение земель в связи с отработкой карьеров, шахт, складирование пустых пород, забалансовых руд, хвостов переработки обогатительных фабрик, шлаков и клинкеров заводов, представляющих собой техногенные образования;

сбросы загрязняющих веществ в водоемы и на рельеф местности с карьерными и шахтными водами .

Проблема загрязнения атмосферы сернистыми газами возникла с завершением строительства и вводом в эксплуатацию в 1964 году первой очереди медеплавильного завода (МПЗ). Выбросы сернистого ангидрида с отходящими газами металлургического передела превышают установленный норматив ПДВ, что сказывается на состоянии атмосферы в Алмалыке и прилегающем регионе[2], особенно в периоды неблагоприятных метеоусловий .

1998 год - Построен и введен в эксплуатацию новый сернокислотный цех (СК-3), обеспечивший сокращение выбросов сернистого ангидрида с отходящими газами металлургического передела медеплавильного завода на 40,0 тыс. тонн/год .

2002 год - Построены и введены в эксплуатацию 4 электрофильтра (ЭГТ 8-60-НЖ) обеспечившие очистку конвертерных газов и сокращение выбросов пылевых загрязняющих веществ на 5,0 тыс .

тонн/год .

2002 год - Выполненная реконструкция системы газоходов конвертерного передела металлургического цеха обеспечила возможность работы каждого конвертера на отдельный газоход с прекращением неорганизованных выбросов газов и пыли в атмосферу. ~ 50 т/год .

2004 год - Смонтирован и введён в эксплуатацию новый кислородный блок КААр-16/16. Запуск в эксплуатацию блока, обеспечил возможность перераспределения части перерабатываемого сырья с отражательной печи (ОП) на печь кислородно-факельной плавки (КФП) и тем самым сократить выбросы сернистого ангидрида в атмосферу с отходящими газами ОП .

В настоящий период, во исполнение Постановлений Президента Республики Узбекистан от 15.12.2010 г. и от 04.10.2011 г.

в ОАО «Алмалыкский ГМК» организовано исполнение 15-ти инвестиционных проектов, в том числе начата реализация двух проектов предусмотренных «Программой действий по охране окружающей среды Республики Узбекистан»:

1. «Строительство нового сернокислотного цеха на медеплавильном заводе ОАО «Алмалыкский ГМК» со сроком реализации 2010 – 2013 годы .

2. «Строительство новой плавильной печи на медеплавильном заводе ОАО «Алмалыкский ГМК» со сроком реализации в 2012-2015 годы .

В целях достижения высоких технико-экономических показателей и соответствия экологическим требованиям на уровне мировых стандартов, реализация этих двух проектов осуществляется с привлечением иностранных фирм «Outotec Gmbh» и «Ausmelt»

(Германия), с ними же прорабатывается вопрос проекта реконструкции конвертерного передела медеплавильного завода .

В совокупности, реализация инвестиционных проектов и реконструкция конвертерного передела [3] медеплавильного завода обеспечит сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу от производств ОАО «Алмалыкский ГМК», что обеспечит приведение состояния атмосферы города до уровней ПДК .

106,4 120 102,38 99,64 94,05 87,68 Рис.1 Динамика выбросов сернистого ангидрида после строительства нового сернокислотного цеха и новой плавильной печи На реализацию инвестиционных проектов заложены значительные собственные финансовые средства комбината, средства Фонда развития Республики Узбекистан, средства инвестиций банков. В общей сумме, на перечисленные проекты планируется затратить ~ 500 миллионов долларов США .

Кроме масштабных экологических проектов строительства и реконструкции, в ОАО «Алмалыкский ГМК» определяются и реализуются годовые планы оперативных мероприятий, направленных на охрану окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Ежегодно, из собственных финансовых средств на реализацию мероприятий по защите атмосферного воздуха затрачивается 2,5 – 3,0 миллиардов сум, по защите водных ресурсов – 3.0 – 3.5 миллиардов сум, по охране земельных ресурсов – 2.5 – 3.0 миллиардов сум .

Помимо решения экологических проблем, связанных с производственной деятельностью, проводится огромная работа по очистке, облагораживанию и озеленению промышленных территорий производственных подразделений комбината .

За последние годы изменился облик промышленных площадок, которые по праву сравнимы с парками и скверами.

Всё это стало возможным благодаря трудовому вкладу всех работников комбината:

рабочих, специалистов и руководителей подразделений под непосредственным руководством генерального директора комбината Фарманова А.К., который поставил задачу оздоровления среды обитания в Алмалыке с первых дней вступления в должность .

Список информационных источников

1. Безопасность жизнедеятельности: методические указания к формированию проектных (инженерных) решений по производственной санитарии в разделе «Безопасность и экологичность дипломного проекта (работы)» для студентов, специализирующихся по направлениям: прикладная математика и информатика, автоматизация и управление, электроника и микроэлектроника, электротехника, электромеханика и электротехнологии, приборостроение, электроэнергетика, оптотехника, информатика и вычислительная техника / Томский политехнический университет ; сост. В. Ф. Панин, В .

Д. Федосова, Н. А. Чулков. — Томск: Изд-во ТПУ, 1993. — 26 с.: ил. — Библиогр.: с. 22-25 .

2. СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и других объектов .

3. Торочешиков Н.С., Родионов А.И., Кельцев Н.В., Клушин В.Н .

Техника защиты окружающей среды.- М.:Химия, 1981.-370 с .

МЕТОДИКА УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ

СОЕДИНЕНИЙ ПЕНАЛОВ ДЛЯ ХРАНЕНИЯ ОЯТ

Абрамец В.В., Салчак Я.А., Седнев Д.А., Лидер А.М .

Томский политехнический университет Научный руководитель: Седнев Д.А., ассистент кафедры физикоэнергетических установок Обеспечение высокого уровня качества выпускаемой продукции и увеличение производительности являются наиболее важными задачами для любого предприятия. Для их решения необходимо в первую очередь обеспечить высокий уровень контроля. Более того, от степени совершенства уровня контроля качества зависит эффективность производства в целом .

При определении качества продукции необходимо с точностью определять соответствуют ли показатели качества установленным требованиям. Особенно это важно в критических областях промышленности, таких как атомная энергетика (АЭ) .

В 2012 году Горно-химический комбинат (ГХК) запустил производство пеналов для сухого хранения отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) реакторов типа РБМК-1000, а к концу 2015 года начнется производство пеналов для хранения ОЯТ реакторов типа ВВЭР-1000 [1] .

Согласно требованиям нормативных документов АЭ для контроля качества ответственных компонентов, таких как пеналы для ОЯТ, необходимо применять методы неразрушающего контроля (НК). Так как сварные соединения пенала наиболее подвержены возникновению нарушений, то следует руководствоваться документами, регулирующими процедуру контроля сварных конструкций .

Несмотря на то, что достоверный контроль может обеспечиваться различными методами НК, зачастую применяются рентгенографические технологии. Это связано с высокой точностью результатов рентгеновского контроля. Но не менее перспективным методом является ультразвуковой контроль (УЗК). Более того, он имеет ряд существенных преимуществ перед рентгеном .

Для успешного внедрения методов УЗК в производственные процессы АЭ необходимо обеспечить их соответствие требованиям атомной отрасли и организовать эффективный процесс контроля качества. Использование ультразвуковой диагностики должно проходить согласно унифицированной методики, которая на данный момент отсутствует. В данной работе разработана методика ультразвукового контроля сварных шов компонентов АЭ .

Методы контроля качества компонентов АЭ В области атомной энергетики большое внимание уделяется обеспечению технологической безопасности. Для каждого объекта АЭ, в зависимости от предъявляемых к нему требований безопасности, существует регламент по определению его технического состояния .

Например, для компонентов со сварными соединениями, регулирующим документом является ПНАЭ Г-7-010-89. Согласно этому документу, при контроле сварных соединений предприятие обязательно применяет визуальный и измерительный контроль, но может выбрать между радиографическими и ультразвуковыми методами [2] .

Рентгенографический контроль обладает рядом недостатков:

неэкспрессность метода, высокая стоимость расходных материалов, необходимость обработки пленок для получения конечных результатов, чувствительность к внешнему фону и опасность облучения персонала .

Данные недостатки отсутствуют у методов УЗК, а кроме того, применение современных систем позволяет проводить визуализацию и реконструкцию объектов контроля, что значительно облегчает работу оператора. Именно поэтому возникает необходимость применения УЗК .

Контроль каждым методом следует проводить по государственным стандартам на соответствующие методы контроля или методическим отраслевым стандартам, конкретизирующим методики контроля сварных соединений. При отсутствии указанных стандартов допускается проведение контроля по методическим инструкциям, разработанным организацией. Согласно ПНАЭ Г-7-008-89 и ГОСТ 14782-86 на примере унифицированных методик была разработана общая методика УЗК для объектов со сварными соединениями [3, 4] .

Применение шаблона общей (унифицированной) методики, представленного на рисунке 1, в отношении имеющегося оборудования и объектов контроля позволяет разработать методику УЗК для конкретных компонентов. Поскольку общая методика разработана на основе нормативных документов АЭ, то результаты частной методики будут удовлетворять высоким требованиям безопасности в критических областях промышленности .

Как видно на рисунке 1, методика предполагает выполнение нескольких этапов. При процедуре УЗК наиболее важными являются этапы «Оборудование контроля» и «Настройка системы контроля», поскольку от качества их выполнения зависят полученные результаты .

На первом этапе происходит выбор стандартного образца предприятия (СОП), который должен быть изготовлены из аналогичного по акустическим свойствам материала и иметь соответствующие размеры относительно объекта контроля. Также важным на первом этапе является выбор пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) в зависимости от свойств контролируемого объекта .

–  –  –

Этап «Настройка системы контроля» включает в себя настройку чувствительности, определение разрешающей способности системы и настройку скорости А-развертки, что обеспечивает высокую достоверность результатов измерений .

Методика контроля сварных швов пенала для хранения ОЯТ Разработка методики контроля пенала для хранения ОЯТ, осуществлялась на основе общей методики. Адаптация реализовывалась на фрагментах листового проката, предназначенных для изготовления пенала. Экспериментальные образцы представляют собой пластины из аустенитной стали, имеющие прямые стыковые швы, выполненные аргонно-дуговой сваркой .

Для проведения измерений в качестве оборудования выбран мобильный комплекс автоматизированного ультразвукового контроля (АУЗК), предназначенный для контроля листового проката. Мобильный комплекс АУЗК обладает возможностью 2D/3D визуализации и в том числе позволяет реализовывать контроль в режиме Digital Focus Array .

В состав комплекса АУЗК входит блок электроники и автоматики УЗК, включающий несколько модулей, программное обеспечение и сканирующее устройство, преимуществом которого является возможность автоматического сканирования по заданному пути. На самом сканере устанавливается пьезоэлектрический преобразователь, выбранный с необходимой частотой. Комплекс АУЗК для целей работы использовался в одноканальном режиме .

Результаты контроля качества сварки одного из образцов приведен на рисунке 2. В ходе исследования обнаружен дефект непровар сварного соединения. Этот же дефект был обнаружен с помощью рентгенографии. Сравнение полученных результатов подтвердило достаточный уровень точности ультразвуковой диагностики, проведенной согласно разработанной методике .

Рисунок 2 – Сопоставление результатов УЗК и рентгенографии Заключение Ультразвуковой контроль является перспективным методом НК, сочетающий экспрессность, простоту и экономичность. Качество проведения контроля, а также необходимая на производстве унифицированность процедуры контроля достигается применением методики, определяющей порядок действий оператора контроля .

Методика, созданная для проверки заготовок для пеналов, используемых в сухом хранилище на ГХК, после апробации может быть использована на предприятии. Успешное внедрение на производстве будет способствовать распространению акустического метода неразрушающего контроля на предприятиях ГК «Росатом» .

*Выполнено при финансовой поддержке Государственного задания «Наука» в рамках научного проекта № 1524, тема 0.1325.2014 .

Список информационных источников

1. Пат. 2500045 РФ: МПК G21F5/008, G21C19/06. Герметичный

пенал хранения ампул с пучками отработавших тепловыделяющих элементов / Гаврилов П.М., Гамза Ю.В., Бараков Б.Н., Кравченко В.А.,

Ильиных Ю. С.; патентообл. ФГУП «ГХК». – № 2012123112/07, заявл.:

04.06.2012; опубл.: 27.11.2013, Бюл. № 33. – 11 С .

2. ПНАЭ Г. 7-010-89 Оборудование и трубопроводы атомных энергетических установок //Сварные соединения и наплавки. Правила контроля. – 1989 .

3. ПНАЭ Г-7-008-89. Правила устройства и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. – 1989 .

4. ГОСТ 17782 – 86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые.– 1986 .

ПУТИ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ НАНОБЕТОНА

Акимбекова С.Т .

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова, г. Павлодар, Казахстан Научный руководитель: Саканов К.Т., к.т.н., профессор кафедры промышленного, гражданского и транспортного строительства В настоящее время нанотехнологии в производстве бетона позволяют осуществлять локальную стимуляцию химических реакции на молекулярном уровне, изменять свойства традиционных конструкционных материалов за счет их модификации наноструктурами, увеличивать прочность, водо- и коррозионную стойкость .

Один из самых важных в технологии нанобетонов – это направленное использование процесса самоформирования цементного камня (в цементных бетонах), запускаемого специально вводимыми в состав бетона наночастицами-наноинициаторами, либо содержащими какие-то соединения, иницирующие особенный рост цементного камня, либо обладающими устойчивой анизотропией электрофизических свойств, также вызывающей направленное развитие цементного камня при созревании бетона. Нанобетон обладает теми, или иными преимуществами благодаря своей особой структуре, задаваемой на наноуровне .

Структура и свойства бетона, в первую очередь, определяются качеством цементного камня. Что соответственно ведет к необходимости формировать такую структуру цементного камня, которая будет обладать большой плотностью, малой водопроницаемостью, высокой прочностью, морозостойкостью и коррозионной стойкостью .

Для улучшения перечисленных свойств требуется комплексный подход к проектированию состава бетона, который будет содержать в себе комбинирование различных видов модифицирования бетонной смеси за счет введения гиперпластификатора на основе эфира поликарбоксилатов, а также армирующих волокон (анизотропная добавка), активацию заполнителей, вяжущих веществ и воды затворения .

Одним из способов улучшения свойств бетона является дисперсное армирование волокнами (фиброй) различного происхождения, такими как полипропиленовые, стальные, стеклянные, базальтовые, синтетические, углеродные и другие. Армирование цементного камня бетона волокнами уменьшает образование усадочных трещин и увеличивает его морозостойкость [1] .

Гиперпластификатор на основе эфира поликарбоксилатов превосходит традиционные суперпластификаторы, по сокращению количества воды, сохранению обрабатываемости, усадке, не говоря об остальных параметрах. С помощью новой технологии, возможно, создавать полимеры для различных типов цемента, но это также означает, что каждая полимерная структура по-разному ведет себя в различных цементах .

Следует, также упомянуть о самокомпактирующемся бетоне, не требующего вибрационного воздействия для консолидации состава. Его использование значительно уменьшает энергетические и трудовые расходы. Исходный материал, содержащий высокодисперсные наночастицы поликарбоксилата, ведет себя как густая жидкость при небольшом соотношении цемент-вода. При высыхании набухающие частицы пластификатора препятствуют образованию пустот и трещин .

Самокомпактирующийся бетон обладает еще одним важным преимуществом. Обычный пластифицированный бетон медленно схватывается в зимнее время, что приводит к необходимости дополнительной парообработки конструкций. Наночастицы поликарбоксилата значительно уменьшают количество используемой воды и время засыхания материала, делая необязательной стадию парообработки .

Механизм действия гиперпластификатора представлен на рисунке 1 .

Рисунок 1 – Механизм действия добавки поликарбоксилата

Механизм действия нового суперпластификатора заключается в том, что частицы поликарбоксилатов адсорбируются на поверхности цементных зерен и сообщают им отрицательный заряд. В результате цементные зерна взаимно отталкиваются и приводят в движение цементный раствор. Только небольшая часть цементного зерна покрыта полимером и свободной поверхности флокулы цемента достаточны для доступа воды и протекания реакции гидратации. Отметим, что структура полимеров различаются по длине основной цепи, длине боковых цепей, количеству боковых цепей и ионному заряду. Поэтому свойствами данных полимеров можно управлять, изменяя молекулярную структуру и направленно воздействуя на свойства цементного камня [2] .

В ходе эксперимента были изготовлены контрольный состав и составы с совместным введением ГП «Muraplast FK 63» с полипропиленовой фиброй .

На рисунках 2 и 3 приведены данные по исследованию влияния комплексного введения вышеуказанных составов цементного камня в возрасте 28 суток .

Следует отметить, что уже в суточном возрасте у образцов замечается ранний набор прочности, ускорение твердения цементного камня, легкая распалубка, гладкая поверхность и ровные грани образцов .

–  –  –

Рисунок 2 – Результаты испытаний образцов – балочек в возрасте 28 суток Проанализировав полученные значения установлено, что при введении модификаторов полипропиленовую фибру в процентном содержании 0,1% (ФкофМ0,1) и Muraplast FK 63 - 0,5% (от массы цемента) прочность при изгибе образцов – балочек повысилась на 25,7%, а в процентном содержании 0,2% (ФкофМ0,2) – на 33,3% .

61,96

–  –  –

В результате анализа полученных значений установлено, что при введении фибры в процентном содержании 0,1% (ФкофМ0,1) ) и Muraplast FK 63 - 0,5% (от массы цемента) прочность при сжатии образцов – кубиков повысилось на 15,5%, а при процентном содержании 0,2% (ФкофМ0,2) – на 12,2% [3] .

Таким образом, в цементный раствор, добавляя совместно с модификатором «Muraplast FK63» полипропиленовую армирующую фибру создается условие для формирования наноструктуры цементного камня различного функционального действия с помощью наночастиц уже на начальном этапе смешивания .

На более позднем этапе, когда цементный камень затвердел и начинает давать усадку, полипропиленовые фиброволокна соединяют края трещин, снижая, таким образом, риск разлома. Применение фибры позволяет уменьшать водоотделение цементного камня посредством эффективного контроля гидратации, тем самым снижая внутренние нагрузки .

В ходе эксперимента было отмечено, что полипропиленовая фибра устойчива абсолютно ко всем химическим веществам, входящим в состав цементного камня, к физическим повреждениям во время перемешивания, распределяется равномерно, не образуя сгустков (при использовании кофемолке) по всему объему состава и армируя его по всем направлениям, не теряет своей долговечности и внешнего вида .

Также фибра совместима с любыми добавками в цементном составе и в бетоне .

Список информационных источников

1. Баженов Ю.М. Модифицированные высококачественные бетоны / Ю.М. Баженов, В.С. Демьянова, В.И. Калашников // Научное издание .

– М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006. с. 368;

2. Касторных Л.И. Добавки в бетоны и строительные растворы:

учебно-справочное пособие / Л.И. Касторных. – 2-е изд. – Ростов н/Д.:

Феникс, 2007. с. 221;

2. Кудяков А. И., Ушакова А. С., Тотай С. Т. Управление качеством цементного камня бетона для дорожного покрытия .

Международный сборник научных трудов/Новые технологии в строительном материаловедении. – Новосибирск, 2012. с. 97 - 101 .

УПРАВЛЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ СВОЙСТВАМИ ЦЕМЕНТНОГО

КАМНЯ И КАЧЕСТВОМ БЕТОНА

Акимбекова С.Т .

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова, г. Павлодар, Казахстан Научный руководитель: Саканов К.Т., к.т.н., профессор кафедры промышленного, гражданского и транспортного строительства Задачи повышения технического уровня и управления качеством строительных материалов приобретают все большее значение, как в разных областях хозяйственной деятельности, так и в жизни общества в целом .

На современном этапе развитие технологии бетона и проблемы повышения качества изделий, долговечности, а также экономичности бетонов решаются путем комплексного подхода к проектированию состава бетона, который будет содержать в себе комбинирование различных видов модифицирования бетонной смеси за счет введения наполнителей, добавок, армирующих волокон, а также активаций вяжущих веществ, заполнителей и воды затворения. Под активацией понимается любое внешнее воздействие, которое приводит к изменению энергетического состояния исследуемой системы. Такой комплексный подход позволяет в широком диапазоне менять физико-механические показатели, состав и структуру, а также оказывает положительное влияние на долговечность бетонных и железобетонных конструкций .

Исходя из выше изложенного формулируется цель настоящего исследования, которое посвящено изучению влияния комплексного подхода к введению добавок-модификаторов различного механизма действия, на структурообразование изменяя его молекулярную структуру и направленно воздействовать на свойства цементного камня .

В качестве исходных материалов при проведении исследований применялись портландцемент М500 Д0 Топкинского завода, а также следующие виды добавок: ускоритель набора прочности Реламикс и комплексный модификатор водоредуцирующего действия ПФМ-НЛК компании Полипласт, гиперпластификатор на основе поликарбоксилатов Muraplast FK 63 компании МС Baucheme Russia и микронаполнитель - карбидный ил .

Большое значение при проектировании состава бетона и разработке рациональной технологии приготовления и укладки бетонной смеси, а также обеспечение требуемой прочности и долговечности имеет водопотребность цемента (нормальная густота цементного теста) и

–  –  –

Рисунок 1 – Влияние различных добавок на нормальную густоту цементного теста При осадке пестика прибора Вика 5-7 мм установлено снижение водопотребности цементного теста с 26,25 % (контрольный состав) до 21,42-22,07 % (состав с добавками Реламикс, Muraplast FK 63 и ПФМНЛК). При введении карбидного ила заметное повышение водопотребности (на 3 %) начинается уже при содержании добавки 10%. При введении 30 % карбидного ила водопотребность цементного теста повысилась до 35,9 % .

Преимущество структуры цементной матрицы с микронаполнителем заключается в том, что в ней создаются благоприятные условия для формирования межчастичных контактов, во многом определяющих прочность материала. В таких структурах локализуются внутренние дефекты, снижается концентрация напряжений возникающих в процессе гидратации и твердения .

Результаты исследования влияния модифицирующих добавок на плотность цементного камня в возрасте 28 суток приведены на рисунке 2 .

–  –  –

При введении добавок Реламикс и Muraplast FK 63 средняя плотность образцов цементного камня повысилась на 5,3 %, а ПФМНЛК - 1,8 %. При содержании в цементном камне 10 % карбидного ила средняя плотность уменьшилась незначительно - на 1,6 %, при 30 % карбидного ила средняя плотность уменьшилась на 10,45 % .

На рисунке 3 приведены данные по кинетике набора прочности образцов вышеуказанных составов цементного камня .

Проанализировав полученные результаты эксперимента установлено, что наиболее высокими показателями набора прочности цементного камня, по сравнению с контрольным составом, обладают составы с добавками Muraplast FK 63 и ПФМ-НЛК .

Рисунок 3 – Кинетика набора прочности цементного камня

В суточном возрасте установлен существенный прирост прочности цементного камня на 175 – 75 % с добавками Muraplast FK 63, ПФМНЛК и Реламикс, что очень интересно для инновационных технологий и используемых комплексов по укладке и уплотнению дорожных покрытий. В 28 суточном возрасте прирост прочности снижается и составляет 12,9 – 16,0 %. При введении карбидного ила прочность цементного камня снижается на 4 – 8 МПа (в раннем возрасте) и на 10 – 20 МПа (в возрасте 28 суток). Ожидаемый положительный эффект от уплотнения цементного камня микро- и наночастичками карбидного ила, в том числе за счет дополнительных центров кристаллизации, не подтвердился. В последующем рекомендовано предварительное диспергирование карбидного ила в воде затворения и введение в смесь пластифицирующих веществ .

Введение в цементные системы тонкодисперсных минеральных наполнителей, инертных по отношению к воде, позволяет создавать необходимые реологические условия для получения высокотехнологичных и удобоукладываемых смесей и формирования плотно упакованных структур твердения. Высокая плотность структуры может быть достигнута за счёт введения в систему 2-3 фракций микронаполнителей, близких друг к другу по кристалло-химическому строению, и наиболее целесообразным в этом случае является использование микронаполнителей, параметры кристаллических структур которых соизмеримы с аналогичными параметрами гидратных фаз цементных систем .

Таким образом, путем введения модифицирующих добавок полифункционального действия можно управлять свойствами цементного камня бетона, обеспечивать требуемые технологические и эксплуатационные параметры материала и тем самым управлять качеством получаемых материалов и изделий .

Список информационных источников

1. Базанов С. М., Торопова М. В. Самоуплотняющийся бетон – эффективный инструмент в решении задач строительства [Электронный ресурс]. – режим доступа: http://www.бетонплюс.рф/samuplbeton.htm/ .

2. Кудяков А. И., Ушакова А. С., Тотай С. Т. Управление качеством цементного камня бетона для дорожного покрытия .

Международный сборник научных трудов /Новые технологии в строительном материаловедении. Новосибирск. 2012. – 97 - 101 с .

3. Нестерова Л. Л., Лугинина И. Г., Шахова Л. Д. Микроструктура цементного камня (исследования светового микроскопа). М.: Изд-во АСВ., 2010. – 101с .

АНАЛИЗ МЕТОДОВ СНИЖЕНИЯ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЕЙ

ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА

ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИИ

–  –  –

Для определения качества железобетонных изделий и конструкций используют показатели, общие для любой промышленной продукции.

В разрабатываемых стандартах на железобетон предусмотрены следующие показатели:

1) технические, характеризующие назначение, надежность, технологичность и т. п.;

2) экономические — затраты на разработку, производство и использование изделий, а также получаемый экономический эффект;

3) стабильность производства — способность воспроизводства заданного качества изделий в течение определенного срока .

С учетом этих требований разработан государственный стандарт, регламентирующий промышленное производство строительных конструкций (в развитие общепромышленного ГОСТ 15001—69). Не менее важной задачей является реализация установленного проектом уровня качества на стадии осуществления конструкций. Этой задаче отвечает ГОСТ 13015—75, определяющий общие технические требования к железобетонным изделиям и их производству .

Важную роль в применении методов оценки качества играет их стандартизация. Кроме того, для приемочного контроля железобетонных изделий вообще нельзя использовать методы, не предусмотренные нормативными документами. Поэтому ниже, как правило, даются ссылки на соответствующие ГОСТы .

Классификация всех методов неразрушающего контроля дана в ГОСТ 18353— 79. Неразрушающие методы делят на физические (ультразвуковой, импульсный, радиометрический и др.) и механические (по параметрам пластических деформаций, упругого отскока, отрыва укрепленного на поверхности анкера или скалывания угла конструкции). Физические неразрушающие методы предназначены в основном для непрерывного или выборочного контроля прочности бетона в условиях массового производства железобетонных изделий и конструкций. Механические неразрушающие методы чаще всего применяют при обследовании эксплуатируемых железобетонных конструкций, когда необходимо выявить конструкции, подлежащие замене или усилению .

Ультразвуковые, радиоизотопные, магнитные, вибрационные и другие неразрушающие методы в промышленных условиях широко применяются для определения прочности и плотности бетона, толщины защитного слоя, диаметра арматуры, несущей способности отдельных конструкций. Результаты контроля физико-механических параметров бетона позволяют характеризовать качество готовой продукции .

Неразрушающие методы испытаний и оценки качества обладают рядом достоинств: не повреждают испытываемый элемент и тем самым не снижают его прочности; требуют сравнительно небольших затрат времени; позволяют определять требуемые характеристики в любой доступной точке элемента или детали. К недостаткам относят то, что значение контролируемой величины А (например, прочности бетона) определяется по значениям косвенного показателя КП (время прохождения ультразвука, диаметр отпечатка после вдавливания штампа и т. п.), причем зависимость А — КП является не функциональной, а корреляционной, т. е. справедлива только в среднем для большего числа измерений. Кроме того, для неразрушающих испытаний обычно используют сложную современную аппаратуру (ультразвуковую, радиоизотопную, и др.),что требует наличия специальных знаний у обслуживающего персонала .

По своей сущности неразрушающие методы допускают многократное испытание элемента или детали и тем самым позволяют получать большой объем информации. Это позволяет значительно снизить неопределённость измерении при контроле качества железобетонных изделии. В настоящее время статистическая обработка результатов сравнительных испытаний механическими неразрушающими методами показывает, что неразрушающие методы контролируют прочность бетона с погрешностью не более 15 %, плотность тяжелых бетонов и легких — до 2,5 %, защитный слой бетона — до 2 %, диаметр арматуры — до 5 %, влажность исходных материалов — до 4,5 %. Вместе с тем необходимы громоздкие вычисления в процессе статистической обработки результатов. Поэтому дальнейшее развитие неразрушающих методов контроля будет идти по пути механизации и автоматизации испытаний и обработки их результатов .

Ультразвуковой импульсный метод определения прочности бетона (ГОСТ 17624—78) является наиболее распространенным из неразрушающих методов. Он основан на возбуждении в испытываемом элементе ультразвуковых акустических колебаний (более 25 кГц) и измерении скорости их распространения. Известно также, что прочность бетона непосредственно связана с его плотностью, что позволяет по скорости прохождения ультразвука в бетонном или железобетонном элементе определять прочность бетона .

Обычно используют серийно выпускаемые приборы УФ-90ПЦ, УК-10П, УК-16П, «Бетон-8УРЦ» и др. Эти приборы позволяют передавать импульсы акустических колебаний (продольных или поперечных) в бетон и принимать их из бетона посредством специальных преобразователей. Последние являются взаимозаменяемыми, т. е. любой из преобразователей можно использовать в качестве излучателя, тогда другой становится приемником. Излучатель передает акустические колебания частотой 25, 60, 80 или 150 кГц, причем не непрерывно, а сериями (импульсами) с частотой повторения 50 Гц .

Преобразователи можно приклеивать или просто прижимать к поверхности бетона. Клей должен обеспечивать хороший акустический контакт, прочно удерживать его в процессе испытания и позволять снимать без повреждений после окончания эксперимента. В качестве клея используют пластилин (для преобразователей продольных волн), эпоксидную смолу ЭД-6 без отвердителя(для преобразователей поперечных волн), воскоканифольный компаунд (для преобразователей обоих типов) .

Преобразователь к бетону можно прижимать специальными приспособлениями или просто рукой. Конструкция приспособлений должна исключать возможность прохождения ультразвукового импульса к приемнику по элементам самого приспособления. В месте прижима поверхность бетона смазывают для обеспечения хорошего акустического контакта. В качестве смазки применяют технический вазелин, вязкое машинное мае по, солидол, жидкое мыло, эпоксидную смолу без отвердителя и др. Мелкие раковины и шероховатости выравнивают быстротвердеющим гипсовым раствором или пластилином, а при наличии существенных неровностей их предварительно сглаживают механическим путем .

Чтобы определить кубиковую или призменную прочность бетона ультразвуковым методом, измеряют время прохождения колебаний через бетон. Прочность бетона исследуемого изделия определяют методом тарировочных кривых. Тарировочную кривую для бетона данного состава строят путем измерения скорости прохождения колебаний на 4...5 стандартных бетонных кубах (призмах), причем сначала измеряют скорость прохождения колебаний, а затем определяют прочность бетона обычными механическими испытаниями в прессе .

Для получения надежной тарировочной кривой необходим достаточно широкий диапазон прочностей при механических испытаниях. Этого достигают уплотнением бетонной смеси в различных образцах, вариацией режимов термообработки или испытанием образцов одной партии в различном возрасте .

Эту тарировочную кривую можно затем использовать в подсистеме автоматической коррекции погрешностей .

Разновидностью ультразвукового импульсного метода является методика контроля прочности бетона с учетом частотных характеристик ультразвукового сигнала. Она предназначена для контроля прочности бетонов неизвестного состава без проведения предварительных тарировочных испытаний и без построения тарировочных кривых. При этой методике учитывают не только скорость распространения ультразвукового сигнала, но и свойства бетона как частотного фильтра, для чего измеряют значения первых двух полупериодов сигнала и амплитуды .

Таким образом, За счет его эффективности при производстве некоторых типов изделий последующий контроль ультразвукового типа стал обязательным, для определения соответствия нормам качества .

Основной принцип такого контроля заключается в том, что на тестируемое изделие отправляются излучения, после чего от него принимается отраженные звуковые колебания .

Все это делается на высокочастотном оборудовании, качество и технологичность которого позволяет минимизировать погрешности и свести их до минимума. Также стоит отметить, что обработка полученных данных полностью осуществляется на компьютере, что также позволяет создать более реальную картину всего происходящего .

Наши инженеры уделяют большое внимание решению задач:

Расширение диапазонов измерения и повышения высокой точности работы во всех диапазонах, используя цифровую обработку сигналов, математические и статистические методы;

снижению массы и габаритов приборов, используя современные материалы и оригинальные конструкторские решения;

повышению продолжительности работы приборов входящих в систему без смены элементов питания, используя последние достижения электроники; каждый прибор комплектуется аккумуляторами большой ёмкости (2,1…2,7 А*ч) и зарядным устройством .

Для удобства выбора выпускаемые предприятием приборы неразрушающего контроля упорядочены по назначению .

Список использованной литературы

1. Белый Г. И. Причины снижения надежности и приближенная оценка ресурса строительных конструкций эксплуатируемых здания и сооружений // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 2 .

С. 264-264 .

2. Оценка технического состояния эксплуатируемых строительных конструкций зданий и сооружений / Сморчков А. А., Кереб С. А., Орлов Д. А., Барановская К. О. // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 7 .

С. 70-75 .

3. Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов. М.: Стройиздат, 2011г. 296 с .

СИСТЕМА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

(САПР) ЦИФРОВОГО РЕНТГЕНОВСКОГО 3D

МИКРОТОМОГРАФА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ВНУТРЕННЕЙ

СТРУКТУРЫ В НЕРАЗРУШАЮЩЕМ КОНТРОЛЕ

Баус C.C .

Томский политехнический университет Научный руководитель: Сырямкин В.И., д.т.н., профессор, зав .

кафедрой «Управление качеством» факультета инновационных технологий Томского государственного университета В наш век информационных технологий и всеобщей глобализации, когда каждая минута в жесткой конкурентной борьбе играет решающую роль в успешности разработки, необходимо разрабатывать и осваивать новые способы всестороннего ускорения технологической подготовки производства новых изделий. Эта задача в современных условиях решается путем разработки типовых технологических процессов, использования автоматизированных систем проектирования, а также их техническая и программная реализация, стандартной и обратимой оснастки, которая значительно ускорит и облегчит работу конструкторского отдела по разработке нового продукта .

Таким образом, смысл процесса проектирования в любой САПР независимо от объекта проектирования один и тот же: получить в соответствии с замыслом такую информационную модель, которая позволяет создать систему – оригинал, полностью соответствующую замыслу [3] .

САПР должен иметь ряд признаков:

1. Объектно – ориентированное взаимодействие человека и ЭВМ .

2. Сквозная информационная поддержка на всех этапах обработки информации на основе интегрированной базы данных .

3. Безбумажный процесс обработки информации [4] .

4. Интерактивный режим решения задач, выполняемый в режиме диалога пользователя и ЭВМ .

Так как САПР для рентгеновского микротомографа имеет вид программного продукта, то перед разработкой необходимо разработать и оценить основные метрики данного ПО. Метрики качества ПО, а также ее логистической структуры регламентируются и оцениваются в соответствии со стандартом ISO/IEC 9126 [5] .

Для облегчения выбора конструктивных параметров рентгеновского микротомографа был разработан элемент методики реализации САПР, применение которой не зависит от области дальнейшего применения РМТ [1] .

1. Выбрать тип РМТ в соответствии с техническим заданием .

2. Определить виды материалов, а также их возможные максимальные и возможные размеры, которые будут исследоваться на данном РМТ .

3. Выбрать приемник (рентгеновский детектор) и источник (рентгеновская трубка) излучения, исходя из требований по разрешению, точности, цветовым и яркостным характеристикам восстановленного изображения [1] .

4. Рассчитать потребляемую мощность и максимальный потребляемый ток для составляющих РМТ .

5. Определить компоновку составляющих РМТ, спроектировать корпус и рассчитать параметры высоковольтного источника питания [1] .

Разработать и рассчитать корпус РМТ в соответствии со 6 .

строжайшими международными стандартами безопасности. Они соответствуют ROV от 18.6.2002 (1 мкЗв/ч) для механизмов полной защиты, американским стандартам безопасности и защиты от радиации [3] .

Рисунок 1 - Изменение коэффициента ослабления воды рентгеновского излучения от величины энергии МэВ Основываясь на разработанной методологии построения системы автоматизированного проектирования для рентгеновских 3D микротомографов, а также математического аппарата, выраженного в математическом моделировании процесса, формулы интенсивности рентгеновского излучения и справочных таблиц, которые представляют значение коэффициента ослабления рентгеновского излучения, то можно рассчитать максимальную толщины просвечиваемого материала для определенного режима работы рентгеновской трубке (параметры напряжения и тока на аноде рентгеновской трубки):

–  –  –

1. Сырямкин В. И. Методология и принципы САПР цифрового рентгеновского 3D микротомографа для визуализации и изучения внутренней структуры органических и неорганических материалов / В .

И. Сырямкин, С. С. Баус, С. А. Клестов // Высокие технологии в современной науке и технике: сб. науч. тр. / Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2015. 394 с .

2. Кулешов В.К. Практика радиографического контроля: учебное пособие. / В.К Кулешов, Ю. И. Сертаков, П. В Ефимов, В. Ф. Шумихин // Томск: Изд-во Томского политехнического ун-та, 2011. 288 с .

3. Богомолов Е. Н. Современные методы исследования материалов и нанотехнологий: лабораторный практикум / М. А .

Бубенчиков, А. В. Осипов, В. И. Сырямкин и др. // Томск: Изд-во ТГУ, 2013. 410 с .

4. Назипов Р. А. Основы радиационного неразрушающего контроля: учеб.-метод. пособие для студентов физического факультета / Р. А. Назипов, А. С. Храмов., Л. Д. Зарипова // Казань : Изд-во КГУ, 2008. – 66 с.: ил .

5. Корсаков В.С. Автоматизация проектирования технологических процессов в машиностроении. М: Машиностроение, 1985. 304с ил .

6. Ройс У. Управление проектами по созданию программного обеспечения: М: Изд-во ЛОРИ, 2007 .

7. Соснин Ф. Р. Радиационный контроль: справочник. М:

Машиностроение, 2008 .

8. Paolo Alto. Radiation Safety Manual [Text] / Paolo Alto // Environmental Health and Safety, Stanford University. – January 2015 .

9. Горелик С. С., Расторгуев Л. H., Скаков Ю. А .

Рентгенографический и электроннооптический анализ. Изд-во «Металлургия», 1970, 2-е изд., с. 366 .

10. Громов Е. П. Радиографические методы контроля. М:

Машиностроение, 2002 .

11. Баус С.С., Сырямкин В.И., Клестов С.А. САПР 3D РМТ .

Программное обеспечение системы автоматизированного проектирования рентгеновских 3D микротомографов. РОСПАТЕНТ .

Свидетельство №2015618555 от 12.08.2015. Правообладатель:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет» (RU) .

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ

ПАРАМЕТРОВ ПРОФИЛЯ ОБЪЕКТОВ И ИЗДЕЛИЙ

–  –  –

Целью данной статьи является рассмотрение основных методов и средств контроля геометрических параметров профиля объектов и изделий, а также выявление наиболее лучшего метода для его дальнейшей практической реализации .

Основными приборами для контроля геометрических параметров профиля являются профилографы и профилометры. Данные приборы предназначены для измерения неровностей поверхности. Их отличие состоит в том, что профилограф выдает результат в графическом виде, а профилометр в виде множества значений. Также существуют приборы, объединяющие в себе оба этих свойства, называемые профилометрыпрофилографы. Впервые такие приборы появились в 30-х годах XX века. В то время единственным методом контроля был контактный метод .

Контактный профилометр имел датчик, оборудованный алмазной иглой. Алмазная игла перемещалась перпендикулярно контролируемой поверхности, а датчик генерировал сигналы, которые проходя через электронный усилитель обрабатывались и на выходе получался усреднённый параметр шероховатости поверхности. Принцип измерения шероховатости контактным методом показан на рисунке 1 .

Метод ощупывания сводится к перемещению алмазной или сапфировой иглы 1 вдоль металлической поверхности 2. Игла 1 укрепляется в подвижной части 3 преобразователя и вводится в соприкосновение с испытуемой поверхностью под небольшим, по возможности постоянным давлением. При перемещении вдоль поверхности (в направлении стрелки б) игла, следуя за неровностями последней, смещается вдоль своей оси (в направлении стрелки а) на высоту шероховатости .

Индукционные профилометры предназначены для измерения чистоты поверхности с 5-го по 12-ый класс включительно .

Профилометры данного типа состоят из подвижной катушки (закрепленной на ощупывающей игле), находящейся в магнитном поле .

При перемещении датчика игла и катушка получают колебания в соответствии с профилем измеряемой поверхности. Пропорционально скорости колебания иглы в обмотке катушки возбуждается электродвижущая сила, которая затем усиливается. Усиленное напряжение интегрируется и подается на измерительный прибор, градуированный в единицах длины, показывающий среднее квадратическое значение подведенного напряжения, пропорциональное перемещению иглы .

Мехатронные профилометры. Механотрон – электровакуумный прибор, управление силой электронного или ионного тока в котором осуществляется непосредственно механическим перемещением его электродов. При перемещении алмазной иглы по контролируемой поверхности колебание иглы передаётся через щуп и мембрану на подвижный анод механотронного преобразователя, что вызывает изменение выходного сигнала. Этот сигнал подаётся на электронный блок профилометра. Механотроны, обладая высокой чувствительностью и сравнительной простотой устройства, оказались недостаточно надёжными в работе и в последних моделях профилометров их стали заменять индуктивными преобразователями .

–  –  –

Индуктивные профилометры. В процессе измерения преобразователь перемещается параллельно контролируемой поверхности. Алмазная игла, ощупывая неровности контролируемого изделия, вместе с якорем совершает колебания. Сигнал, снимаемый с катушек, зависит от зазора между сердечником и якорем, расположенным на плоской пружине, защемлённой в корпусе преобразователя. Выходные сигналы мостовой измерительной схемы поступают на трансформатор, а затем на АЦП .

Оптические профилометры. Принцип действия оптического профилометра (рис.2) заключается в том, что свет, излучаемый с источника, отражаясь от исследуемой и опорной поверхностей, образует интерференционную картину, которая затем регистрируется видеокамерой. Затем данные обрабатываются, и набор интерференционных картин преобразуется в карту уровней поверхности высокого разрешения .

Рисунок 2 – Схема работы оптического профилометра

Лазерные триангуляционные профилометры. Лазерные профилометры предназначены для контроля профиля различных изделий бесконтактным способом, и передачи размерных координат профиля в компьютер или контроллер. Приборы используются на предприятиях машиностроения, ОАО «РЖД» в условиях производства и ремонта .

Измерительная система, построенная на базе профилометра, представляет собой автоматизированную систему, которая способна контролировать контурные размеры, профиль, взаиморасположение деталей, отклонение от плоскостности, распознавать объекты. Система состоит из набора профилометров, компьютера, системного контроллера и механизмов. Данные контроля обрабатываются в компьютере и передаются на удаленный диспетчерский пост. Схема работы лазерного профилометра изображена на рисунке 3 .

В заключении, после рассмотрения основных методов контроля геометрических параметров профиля объектов и изделий можно сделать вывод, что наиболее лучшими методами являются бесконтактные, имеющие ряд преимуществ перед контактными методами контроля:

Большая точность и большой диапазон измерений;

Измерения могут быть проведены для любых поверхностей и в любых плоскостях;

Высокая чувствительность

Меньший износ деталей Простота автоматизации

Рисунок 3 – Схема работы лазерного профилометра 1 – лазерный модуль; 2 – генератор линии; 3 – плоскость лазерного излучения; 4 – контроллер на базе сигнального процессора;

5 – контролируемый объект; 6 – оптическая система фотоприемника;

7 – изображение линии зондирующего лазерного излучения на фотоприемнике; 8 – матричный фотоприемник

Список информационных источников

1. Туричин А. М. Электрические измерения неэлектрических величин: Москва, Государственное энергетическое издание, 1970 г .

2. Марков Н. Н. Профилометр. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://bse.sci-lib.com/article093714.html 01.10.2015 .

3. Анурьев В. И. Справочник конструктора машиностроителя. М .

Машиностроение [Электронный ресурс]. - режим доступа: http://mashxxl.info/info/86226/ 01.10.2015 .

РАЗРАБОТКА МЕТОДА КОНТРОЛЯ СТРУКТУРНОГО

СОСТОЯНИЯ СТАЛИ ПО СПЕКТРУ КВАЗИСТАТИЧЕСКИХ

ПЕТЕЛЬ МАГНИТНОГО ГИСТЕРЕЗИСА

Ворона Р.С .

Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень Научный руководитель: Нерадовский Д.Ф., старший преподаватель кафедры физики, методов контроля и диагностики В наши дни магнитные методы контроля имеют важное значение для решения задач в технической диагностике. Их применяют для диагностики магнитных материалов (поиска трещин, включений, определения напряжений, и определения механических свойств материалов). Параметрами контроля, как правило, являются коэрцитивная сила магнитоупругая память, магнитострикция остаточная намагниченность. Однако из-за неоднозначности трактовки результатов измерений могут быть сделаны неправильные выводы о контролируемом объекте. Поэтому разработка методов структуроскопии, основанных на анализе характеристик ферромагнетиков является актуальной задачей. Контроль таких материалов по петлям гистерезиса даёт массу информации, правильный анализ которой позволяет судить о состоянии материала. Применение Фурье-анализа при обработке петель гистерезиса позволяет связать изменение магнитных параметров с изменением структурных состояний. Что позволяет оценивать текущее состояние материала .

Целью работы является исследование возможности использования преимуществ гармонического анализа петель магнитного гистерезиса, полученных методом квазистатического перемагничивания .

Квазистатические петли гистерезиса ферромагнетиков можно снимать с помощью современных магнитометров (например, модель КРМ-Ц-МА). В такого рода приборах (как и в предлагаемой работе) ток намагничивания и размагничивания, а следовательно и напряженность поля, описывается некоторой пилообразной функцией. Это позволяет сделать замену t H k. Таким образом, можно получить представление петель аналогичное временному представлению, симметрично отображая нисходящую (верхнюю) ветвь каждой из петель относительно вертикальной прямой, проходящей через точку H max (рис .

1) .

Рис.1. Петли гистерезиса стали 34ХН3М отпущенной при различных температурах: а) в исходном виде ; б) развернутые петли приведенные к периоду 2 Полученные в результате зависимости, определяются периодическим сигналом с периодом равным 2 и которые могут быть разложены в ряд Фурье[1] .

Зависимости амплитуд первой, третьей, пятой и седьмой гармоник приведены на рис. 2 .

Рис 2. Зависимость амплитуд 1 – 7-й гармоник Фурье-спектра петли гистерезиса от температуры отпуска ферромагнетика В работе [2] показано, что в диапазоне температур отпуска от 150 С до 250 0С для стали 34ХН3М наблюдается изменение намагниченности насыщения, обусловленное процессом распада мартенсита, интенсивно протекающим при температуре около 200 0С, и продолжающимся при более высоких температурах заходящим в область температур 300 – 3250С, и одновременным процессом распада остаточного аустенита и снятием закалочных напряжений .

Такой отпуск сопровождается резким изменения структуры стали и соответственно им изменением физических свойств, которые можно рассмотреть на примере коэрцитивной силы и твердости, зависимости для которых приведены на рисунке 3:

Рисунок 3. — Величина твердости и коэрцитивной силы для стали 34ХН3М отпущенной при различных температурах: а) твердости;

б) коэрцитивной силы Из приведенного графика для амплитуд 1, 3, 7-й гармоник, можно заметить, что соответствующие им амплитуды существенно убывают в данном диапазоне температур. Сравнивая зависимости амплитуд гармоник и величины коэрцитивной силы, и твердости от температуры отпуска можно заметить корреляционную зависимость между их величинами .

При дальнейшем повышении температуры отпуска в диапазоне 250

– 450 0С происходит распад мартенсита на цементит и феррит сопровождающийся уменьшении закалочных напряжений, происходит рост карбидных частиц, форма их начинает приближаться к равноосной .

Искажения решетки твердого раствора снижаются. Закономерная ориентировка решеток фазы и цементита сохраняется до температуры 650 – 680 0С. В этом диапазоне происходит рост амплитуд 3-й, 5-й, 7-й гармоник, а также замедление падения величины коэрцитивной силы .

В интервале температур 450 – 650 0С происходит рекристаллизация матрицы, легирование цементита карбидообразующими химическими элементами, очищение решетки Fe от углерода и коагуляция карбидных частиц, т.е. растворение мелких карбидных частиц и рост более крупных, происходит снижение пластических свойств и ударной вязкости, что объясняется дроблением блоков фазы. Эти процессы взаимосвязаны и ведут к росту среднего размера частиц. При температурах 550 – 600 0С имеет место растворение карбидов из-за повышения предела растворимости углерод в Fe, происходит снятие напряжений, обусловленное завершением процесса измельчения блоков, а, следовательно, и устранение искажений решётки вызванных их связанностью. На графиках этому соответствует падение амплитуды 5й и 7й гармоник, а также дальнейшее падение величины твердости и коэрцитивной силы .

В интервале температур 350 – 550 0Сможет происходить коагуляция и сфероизация карбидных частиц связанные с повышением температуры или продолжительности отпуска. Пик дисперсионных напряжений обусловленный обособлением кристаллов карбидов от твердого раствора приходится на диапазон 400 – 500 0С .

В результате можно говорить о том, что представленные результаты отражают чувствительность гармонических составляющих к структурным изменениям в стали и соответствующим им изменениям твердости и коэрцитивной силы, а именно снятие напряжений, выделение карбидов их изменения в результате увеличения температуры отпуска, что может служить дополнительным средством неразрушающего контроля структурных изменений в сталях .

Список используемых источников

1.Белашов В.Ю. Эффективные алгоритмы и программы вычислительной математики:Учебное пособие/., В.Ю. Белашов, Чернова Н.М; СВКНИИ ДВО РАН, 1997. — 160 с.Бида Г.В., Горкунов Э.С., Шевнин В.М. Магнитный контроль механических свойств проката. Изд-во УрО РАН. 2002. 252 с .

2. Михеев М.Н., Магнитные методы структурного анализа и неразрушающего контроля: справочник/ М.Н. Михеев, Горкунов Э.С; .

Наука. 1993.- 252 с .

ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭКСПЕРТИЗЫ МОТОРНЫХ

МАСЕЛ

–  –  –

Основной областью применения смазочных материалов является автомобильный транспорт. Постоянное совершенствование техники, а также неуклонное увеличение количества автомобилей ведет к росту потребности в высококачественных смазочных материалах. Для обеспечения необходимой долговечности автомобилей нужно не только правильно подбирать моторные масла, но и рационально использовать их в процессе эксплуатации .

Исследования моторных масел проводились в лабораторных условиях с помощью вискозиметра, титратора Штабингера и комплексного аналитического центра OSA. Периодически брали из картера двигателя по несколько проб каждого вида масла в объеме 0,2 литра. Проводили полную экспертизу моторных масел для определения качества работы двигателя внутреннего сгорания (ДВС) .

Одним из важнейших критериев исследования были вязкостнотемпературные характеристики. Были выявлены основные причины изменения вязкости моторных масел в процессе работы ДВС. Для всесезонного масла SAE 10W-40 допускается диапазон вязкости при 100 С от 12,4 до 16,3 сСт. Для проведения исследования использовались 3 пробы марки SAE 10W-40, взятые из картера погрузчика с различным временем эксплуатации. Как видно на рисунке 1 вязкость пробы № 3, дольше всех находящейся в эксплуатации, составляет 10,94 сСт при 100 С. Причины уменьшения вязкости являются разбавление топливом, попадание хладагента и разбавление растворителями .

Рис. 1. Результаты вязкости масла SAE 10W-40

Вязкость масла этой же марки, взятая из фронтального погрузчика, составляет 81,48 сСт при 100 0С. Причины увеличения являются попадание воды, воздуха или антифриза. Эти изменения вязкости можно устранять путем диагностики и ремонта на станциях технического обслуживания (рис. 2) .

–  –  –

Для масла М8ДМ предельно допустимое значение щелочного и кислотного чисел составляет 4,21 мг КОН/г. При исследовании пробы масла М8ДМ выяснили, что сильно снижено щелочное число (1,43 мг КОН/г) и увеличено кислотное (4,9 мг КОН/г) (рис. 3). Основной причиной увеличения кислотного и уменьшения щелочного чисел – это попадание в картер серосодержащих газов и окисление базового масла из-за повышения температуры .

Также выявлены причины накопления различных загрязнителей (сажа, пыль, вода и т.д.) в исследованных пробах всесезонного масла SAE 15W40, взятое из картера грузового автомобиля модели КамАЗтабл. 1). Накопление сажи приводит к изменению цвета и быстрому забиванию фильтров компонентов масла и рециркуляции картерных газов .

Вода — почти вечный спутник моторного масла. Она всегда присутствует в том или ином количестве и появляется она там из воздуха. Из-за продолжительной работы двигателя на холостом ходу происходит конденсация воды в блоке цилиндров, что приводит к снижению щелочного числа и коррозийному воздействию на поверхности и т.д .

Этиленгликоль окисляется, образуя агрессивные кислоты. Эти кислоты вызывают быстрое падение щелочного числа масла, из-за чего образуется незащищенная агрессивная среда и происходит окисление базового масла .

Таблица 1. Содержание загрязнителей в моторном масле Индикаторы 2 проба ПДЗ загрязнения проба ИК-спектр: вода, % 0 4,1 0,5 max ИК-спектр: гликоль, 0 5,2 ИК-спектр: топливо, 0 0 5 max % Сажа, % 0 5,3 3 max Также в исследуемых пробах масла SAE 15W40 было обнаружено высокое накопление продуктов (железо, хром, свинец и т .

д.) абразивного износа деталей вследствие попадания пыли в систему питания двигателя. Рекомендуется проверить исправность воздушных фильтров .

–  –  –

Основными показателями качества моторных масел являются вязкость, щелочное и кислотное числа, загрязненность. При достижении предельно допустимого значения данными показателями двигатель изнашивается быстрее, а также возможна аварийная остановка .

Проведенные исследования позволяют оперативно отслеживать динамику изменения показателей качества моторных масел .

Для обеспечения необходимого срока работы автомобильного транспорта помимо правильного подбора моторного масла требуется, как положено, эксплуатировать его .

Список используемых источников

1. Агапова В.И., Бутюгин В.К. Экспресс-методы оценки качества работающих моторных масел. В кн.: Науч.-техн. прогресс в обл. разраб .

и применения автомоб. топлив и масел. – М., 1988. – 168 с .

2. Быстрицкая А. П. Экспресс-оценка качества работающих масел / А. П. Быстрицкая, А. Н. Петрищев // Тракторы и автомобили .

1995. №12. – 25 с .

3. Григорьев М.А., Бунаков Б.М., Долецкий В.А. Качество моторного масла и надежность двигателей. М.: Издательство стандартов, 1981. – 232 с .

4. Лышко Г.П. Топливо и смазочные материалы. М.:

Агропромиздат, 1985. – 336 с .

5. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости .

Ассортимент и применение. Справочник / И.Г. Анисимов, К.М .

Бадыштова, С.А. Бнатов и др., Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и доп. – М Издательский центр «Техинформ», 1999. – 596 с .

ОЧИСТКА РАБОТАЮЩЕГО МОТОРНОГО МАСЛА ОТ

ПРОДУКТОВ СТАРЕНИЯ

–  –  –

Работающее моторное масло постоянно изменяется под воздействием различных факторов - высокой температуры, окисляющей среды, внешних загрязнений, катализаторов и др .

Не представляется возможным детально изучить и проследить все многообразие и многостадийные превращения всех составных частей исходного масла. Поэтому обычно всю совокупность процессов старения дизельных масел, работающих в смазочных системах дизелей, условно делят на несколько основных интегрально оцениваемых процессов. К ним относятся: окисление; термическое или термоокислительное разложение углеводородов, составляющих основу масла; загрязнение продуктами сгорания топлива и масла, пылью, продуктами износа; расход присадок или истощение их действия вследствие нейтрализации неорганических кислот, термического разложения, уноса из работающего масла в отложения на масляных фильтрах и т.п. [1] .

Существующие способы и средства очистки масел не позволяют вместе с механическими примесями удалять продукты старения, что ставит вопрос о необходимости разработки новых способов воздействия на работающее масло в разряд особо актуальных. Его решение создаст основу для разработки высокоэффективных технологических процессов восстановления свойств работающих моторных масел, продления сроков их службы и повышения надежности работы техники [3] .

Разработанные методы и технологии направлены на решение задач удаления из масел механических примесей и воды. Существующие способы очистки масел различного рода центрифугами и фильтрами не позволяют удалять продукты окисления и смолы, которые снижают работоспособность моюще-диспергирующих, противоизностных и антиокислительных присадок, тем самым уменьшаются сроки эффективной работы смазочного материала [3] .

Достижения в области очистки отработанных масел позволяют приблизиться к решению поставленных задач удаления продуктов старения, однако значительная разница составов и свойств отработанных и работающих масел не позволяют в полной мере воспользоваться известными научными разработками .

Уровень эксплуатационных свойств масел можно повысить, используя дисперсанты, которые снижают или предотвращают образование осадков. Также эсплуатационные свойства масел можно значительно повысить, обработав их ультразвуком. Объясняется это тем, что образуется тонкодисперсный коллоидный раствор металлосодержащей присадки в масле, в результате чего присадка в меньшей степени выпадает в осадок и большее время сохраняет свою работоспособность [2] .

Уменьшить износ деталей двигателя на 15-20 % можно с помощью магнитной очистки в системе смазки и в сливной пробке картера, что позволяет практически полностью удалить из масла продукты износа (железо), наличие которых повышается интенсивность износа трущихся деталей [2] .

Наиболее сложным технологическим процессом восстановления свойств работающих масел является дозированный ввод щелочных и антиокислительных присадок. Однако передозировка может негативно сказаться как на эксплуатационных свойствах масел, так и двигателя [2] .

В результате анализа методов и способов продления сроков службы работающих моторных масел установлено, что основными и наиболее эффективными технологиями является очистка масел от механических примесей и введение в работающее масло присадок .

Однако удаление механических примесей из работающих масел позволяет только в незначительной степени продлить срок службы масла и в основном рассчитано на снижение износа деталей цилиндропоршневой группы. Продукты окисления масла в результате его очистки всевозможными центрифугами и фильтрами остаются в работающем масле и интенсифицируют процесс старения, не смотря на долив свежего масла, снижаются сроки его службы .

Список информационных источников

1. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости [Текст]:

учебное пособие/В.В. Остриков, А.П. Уханов, К.У. Сафаров, С.А .

Нагорнов, O.A. Клейменов, В.Д. Прохоренков. - Ульяновск, 2009. — 575 с .

2. Остриков В.В. Смазочные материалы и контроль их качества в

АПК [Текст]/Остриков В.В., Клейменов О.А., Баутин В.М.—М.:

Росинформатех, 2003. — 172 с .

3. Филатов П.Г. и др. Влияние состава механических примесей, находящихся в масле, на износ двигателей // Автомобильная промышленность. – 1981, №3 – 8 с .

ОЦЕНКА ОПАСНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ МОЛНИЕЙ НА

СТАДИОНЕ «ТРУД» ГОРОДА ТОМСКА

–  –  –

Жуткая трагедия произошла в одном из районов Самарской области. От удара молнии прямо во время футбольного матча погиб нападающий Евгений Кирсанов (1986 года рождения), его одноклубника Михаила Гвоздева в тяжелейшем состоянии доставили в больницу .

Во время игры начался сильный дождь с громом. Но "матч состоится в любую погоду" - к этим правилам привыкли и команды, и болельщики. Футболисты посчитали: непогода не станет помехой, и игру продолжили. Однако исход матча оказался шокирующим. Шел уже второй тайм, Михаил Гвоздев должен был замениться, Евгений Кирсанов стоял у бровки. Первый и единственный разряд молнии попал между ребятами .

Никто толком не понял, что произошло, но игра сразу же была остановлена. Все сначала подумали, что игроки испугались или их оглушило ударом, оказалось - все намного страшнее. Кирсанов погиб мгновенно. Михаил Гвоздев перенес состояние клинической смерти, но остался в живых. Сразу после трагедии его доставили в сергиевскую больницу. В три часа ночи без сознания Гвоздева перевезли в реанимацию больницы им. Калинина. Врачи оценивают его состояние как крайне тяжелое .

На стадионе есть громоотводы. Но, как показала трагедия, - от удара стихии не спасет никакая оборона .

Это далеко не первый случай, когда жертвами разбушевавшейся стихии становятся кудесники мяча. Два десятка игроков и судьи на открытой местности - слишком привлекательная мишень для молнии. В июле 2002 года она поразила семерых участников футбольного матча, проходившего на стадионе шахты "Юбилейная" в Павлограде. Двое игроков были убиты на месте, еще двоих доставили в центральную городскую больницу в тяжелейшем состоянии .

Несколькими днями ранее молния поразила футболистов в Таиланде. Удар молнии при грозе, разразившийся во время студенческого футбольного матча, убил одного студента и тяжело ранил еще 14 игроков .

А в апреле 2002 года футболистов настигла молния в Австралии .

Она ударила в футбольное поле прямо во время матча. Произошел этот неприятный эпизод в пригороде Мельбурна. Серьезных ожогов не получил никто, так как напрямую молния никого не поразила. Однако имеются повреждения нижних конечностей у игроков, почти все из которых были моложе двадцати лет .

Один из самых страшных инцидентов произошел в Гватемале. Два игрока погибли, десять получили сильные ожоги из-за вспышки молнии, ударившей по футбольному стадиону Чикимулильи. Во втором тайме матча игра была прервана из-за грозы, но вскоре после того, как судейский состав решил продолжить встречу, молния ударила по железному ограждению, окружавшему поле, сбив всех находившихся там на землю. Ограждение создало кольцо электрического заряда, которое за считанные секунды сожгло дюжину игроков, тренеров и судей. Находившиеся на трибунах остались в целости и сохранности .

32-летний ветеран колумбийского футбола Эрман Гавирья был убит ударом молнии во время тренировки команды "Депортиво" (Кали) .

Еще четыре игрока были госпитализированы с травмами различной степени тяжести. Один из них, по словам врачей, пережил несколько сердечных приступов и чудом остался жив. Во время разминки команды началась гроза, и после очередной вспышки четверо игроков на поле упали на землю без сознания. Молния сначала ударила в штангу ворот и только затем в поле, где находились игроки .

Поражение людей происходит при непосредственном попадании в них молнии; прикосновении к элементам здания или оборудования, в которых протекает ток молнии или на которых появляется высокий потенциал; при воздействии шагового напряжения в результате растекания тока молнии через заземлитель или пораженный соседний объект через землю .

Воздействия молнии имеет довольно широкий диапазон и зависит от климатических факторов и рельефа. Воздействия молнии подразделяются на две основные группы: первичные, инициированные прямым ударом молнии, и вторичные, вызываемые электромагнитной и электростатической индукцией и заносом высоких потенциалов в объект протяженными металлическими коммуникациями. Прямой удар молнии создает термические, механические и электрические воздействия .

Термические воздействия связаны с резким выделением теплоты при прямом контакте канала молнии с содержимым пораженного объекта и при протекании через объект тока молнии. Ток от прямого удара молнии может вызвать недопустимый по пожаробезопасности нагрев проводника, а при малом сечении даже расплавить или испарить его. Не рекомендуется применять в устройствах молниезащиты стальные и медные провода сечением менее 30 и 16 мм2 соответственно .

Контакт некоторых негорючих материалов и материалов с высоким электрическим удельным сопротивлением (камень, кирпич, бетон, дерево) с каналом молнии вызывает резкое паро- и газообразование в них .

Давление в образовавшемся канале резко растет, происходит взрыв или расщепление конструкции, например кирпичной кладки, деревянных опор и даже железобетонных устройств, где нет хорошего контакта между элементами арматуры. Это вынуждает защищать бетонные сооружения со слабым армированием или без него от прямого удара молнии Использование тех или иных методов для защиты зданий от разряда молнии производится в строгом соответствии с их классификацией в части устройства молниезащиты. В Инструкции по устройству молниезащиты зданий и сооружений [1] объекты разделены на три категории, различающиеся по тяжести возможных последствий поражения молнией .

К третьей категории относятся например: здания и сооружения III, IIIа, IV и V степени огнестойкости, в которых отсутствуют помещения, относящиеся к взрыво- и пожароопасным. Сюда же входят: наземные и заглубленные резервуары для хранения горючих жидкостей с температурой вспышки выше 45°С; продуктово-насосные станции .

Известно, что поле томского стадиона «Труд» имеет подогрев, в котором в качестве теплоносителя используется горючая жидкость .

Имеющиеся на стадионе четыре мачты освещения могут обеспечить защиту от поражения молнией. Их можно рассматривать как двойной молниеотвод, когда расстояние между стержневыми молниеприемниками L не превышает предельной величины Lmax [2] .

Конфигурация вертикальных и горизонтальных сечений стандартных зон защиты двойного стержневого молниеотвода (высотой h и расстоянием L между молниеотводами) представлена на рис. 1 .

Построение внешних областей зон двойного молниеотвода (полуконусов с габаритами h0, r0) производится по формулам для одиночных стержневых молниеотводов. Размеры внутренних областей определяются параметрами h0 и hc, первый из которых задает максимальную высоту зоны непосредственно у молниеотводов, а второй минимальную высоту зоны посередине между молниеотводами. При расстоянии между молниеотводами L Lc граница зоны не имеет провеса (hc = h0) .

Рис. 1. Зона защиты двойного стержневого молниеотвода

Входящие в него предельные расстояния Lmax и Lc вычисляются по эмпирическим формулам, пригодным для молниеотводов высотой до 150 м .

Таким образом, рассчитанный уровень надежности защиты стадиона «Труд» составит 0,9 для молниеотводов представленных мачтами освещения до 30 м .

Список используемых источников

1.Инструкция по устройству молниезащиты зданий, сооружений и промышленных коммуникаций СО 153-34.21.122-2003 .

2.Безопасность жизнедеятельности: методические указания к формированию проектных (инженерных) решений по производственной санитарии в разделе «Безопасность и экологичность дипломного проекта (работы)» для студентов, специализирующихся по направлениям: прикладная математика и информатика, автоматизация и управление, электроника и микроэлектроника, электротехника, электромеханика и электротехнологии, приборостроение, электроэнергетика, оптотехника, информатика и вычислительная техника / Томский политехнический университет ; сост. В. Ф. Панин, В .

Д. Федосова, Н. А. Чулков. — Томск: Изд-во ТПУ, 1993. — 26 с.: ил. — Библиогр.: с. 22-25 .

ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ВЕДЕНИЯ АВАРИЙНОСПАСАТЕЛЬНЫХ РАБОТ ПРИ ЛИКВИДАЦИИ ПОСЛЕДСТВИЙ

ДТП В ТОМСКОЙ ОБЛАСТИ

–  –  –

Технология АСР зависит от множества различных факторов, поэтому в каждом конкретном случае необходимо учитывать:

количество и расположение попавших в ДТП ТС, типы их конструкций, степень их повреждений, количество пострадавших, состояние и виды полученных ими травм, возможность скорейшего доступа к ним, наиболее предпочтительный путь их извлечения и другие факторы, способные осложнить проведение АСР. Решение о способе и направлении извлечения пострадавшего принимается совместно бригадой СМП и спасателями .

Если пострадавший в сознании, необходимо установить с ним контакт, постоянно поддерживая разговор, ободряя и справляясь о его самочувствии в течение проведения всей спасательной операции. Если пострадавший без сознания, необходимо убедиться в наличии жизненных функций (дыхание и пульс).

После чего провести первичный осмотр и подготовить пострадавшего к извлечению:

- накрыть острые части деталей корпуса ТС защитными чехлами на острые кромки или брезентовым материалом;

- остановить угрожающее жизни кровотечение;

- осмотреть область шеи на предмет видимых повреждений;

- снять украшения, если это необходимо (ожерелья, серьги и т.п.);

- надеть шейный корсет, для фиксации шейных позвонков, сохраняя шею на средней линии тела;

- подвести под спину медицинское извлекающее устройство;

- определить места зажатия частей тела пострадавшего и стратегию их освобождения .

В зависимости от реальной обстановки [1] извлечение пострадавшего из аварийного ТС производится двумя вариантами:

Немедленное извлечение:

- если существует опасность для команды спасателей или пострадавшего (например, пожар, затопление, разлив АХОВ и т. п.);

- если состояние пациента резко ухудшается;

- если жизненные функции (дыхание и пульс) у пострадавшего не проявляются .

Решение на немедленное извлечение пострадавшего принимается бригадой СМП или врачом-специалистом, прибывшим на место ДТП, а в их отсутствии или при явной угрозе гибели пострадавшего от вторичных поражающих факторов, решение может быть принято руководителем работ .

Контролируемое извлечение:

контролируемое извлечение является наиболее щадящим для пострадавшего, и при отсутствии угрожающих факторов ему всегда отдается предпочтение .

С целью снижения числа погибших в дорожно-транспортных происшествиях (ДТП), своевременному оказанию первой само- и взаимопомощи участниками дорожных происшествий в 2009 году утвержден новый состав аптечки первой помощи (автомобильной) .

На территории Томской области [2] продолжительный период низких наружных температур, поэтому часто спасатели вынуждены проводить термоизоляцию при холодовой травме. К сожалению, в перечне аптечки первой помощи (автомобильной) не предусматривается штатных устройств для проведения такой помощи и спасатели выезжая на место ДТП в холодный период вынуждены комплектовать средства спасения из запасов Томской областной поисково-спасательной службы .

Список используемых источников

1. Руководство по ведению аварийно-спасательных работ при ликвидации последствий дорожно-транспортных происшествий с комплектом «Типовых технологических карт разборки транспортных средств, деблокирования и извлечения пострадавших при ликвидации последствий ДТП» (МЧС России, Научно-техническое управление (НТУ)) Москва, 2012г. 261 стр .

2. Данные о Томской областной поисково-спасательной службе .

[Электронный ресурс] – свободный режим доступа: http://pss.tomsk.ru/ .

ПРИМЕНЕНИЕ ЧАСТОТНЫХ МЕТОДОВ ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ

РЕЗУЛЬТАТОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

–  –  –

Одной из тенденций развития неразрушающего ультразвукового контроля является разработка и внедрение средств визуализации результатов, что позволяет определить положение, размеры и форму дефектов и делает возможным определить их реальную опасность .

Для реконструкции результатов ультразвукового контроля наибольшее распространение получил метод синтезированной апертуры (Synthetic aperture Focus Technique), основанный на расчетах во временной области. Главным недостатком данного метода является необходимость проведения большого количества вычислений, что приводит к снижению скорости проведения контроля. Этот недостаток особенно критичен в случае необходимости обработки большого количества информации, например, при использовании в неразрушающем ультразвуковом контроле фазированных антенных решеток. Фазированные антенные решетки представляют собой набор пьезоэлектронных преобразователей, смонтированных в одном корпусе и использующие принцип поочередного испускания каждым элементом ультразвуковой волны. Отражаясь, эти волны, регистрируются всеми элементами антенной решетки, которые затем используются для реконструкции области контроля. Преимуществами применения антенных фазированных решеток по сравнению с традиционным ультразвуковым контролем заключается в исключении человеческого фактора и увеличении скорости проведения проверки, что достигается путем автоматизации процесса [1]. Увеличение скорости проведения контроля является одним из важнейших направлений совершенствования метода фазированных антенных решеток .

Подходом, позволяющим значительно сократить время визуализации результатов контроля, является частотный метод. В англоязычной литературе такой метод получил название f-k алгоритмов [2] или wavenumber algorithms [3] .

Данный алгоритм состоит из трех этапов:

1 Преобразование Фурье сигналов;

2 Интерполяция Штольта;

3 Обратное преобразование Фурье .

Рассмотрим один такт работы антенной фазированной решетки, при котором один элемент является источником ультразвука, а все

–  –  –

Рассмотренный алгоритм был реализован с помощью сертифицированного программного пакета Matlab. Для исследования возможностей метода была произведена симуляция измерений методом фазированной антенной решетки с помощью программы Field II [5][6] .

Фазированная антенная решетка состояла из 64 элементов, ширина каждого элемента 0.53 мм, расстояние между элементами 0.1 мм .

Элементы фазированной антенной решетки генерировали синусойдную волну с частотой 6.25 МГц. Частота оцифровки – 25 МГц. Материалом контроля являлась сталь, скорость продольных волн которой была выбрана 5900 м/c. Расположение дефектов в симуляции представлено на рисунке 1 .

–  –  –

Были выбраны следующие координаты дефектов (в миллиметрах):

А(-20,60), B(-10,50), А(0,40), А(10,30), А(20,20), при этом в точке (0,0) размещена середина фазированной антенной решетки. Результат симуляций представлен на рисунке 2 .

Рисунок 2. Результат симуляции ультразвукового контроля с применением частотного метода Полученные результаты демонстрируют целесообразность дальнейшего исследования возможностей частотного метода для применения в ультразвуковом контроле с использованием фазированных антенных решеток .

Для большей практической значимости данного метода он должен быть адаптирован для ультразвукового контроля анизотропных материалов и материалов, обладающих сложной геометрией .

Выполнено при финансовой поддержке Государственного задания «Наука» в рамках научного проекта № 1524, тема 0.1325.2014 .

–  –  –

1. Bulavinov, A., Joneit, D., Krning, M., Bernus, L., Dalichow, M. H., & Reddy, K. M. (2006). Sampling phased array a new technique for signal processing and ultrasonic imaging. Berlin, ECNDT .

2. Garcia, D., Tarnec, L. L., Muth, S., Montagnon, E., Pore, J., & Cloutier, G. (2013). Stolt's fk migration for plane wave ultrasound imaging. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, IEEE Transactions on, 60(9), 1853-1867 .

3. Hunter, A. J., Drinkwater, B. W., & Wilcox, P. D. (2008). The wavenumber algorithm for full-matrix imaging using an ultrasonic array. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, IEEE Transactions on, 55(11), 2450-2462 .

4. Stolt, R. H. (1978). Migration by Fourier transform. Geophysics, 43(1), 23-48 .

5. Jensen, J. A. (1996). Field: A program for simulating ultrasound systems. In10TH NORDICBALTIC CONFERENCE ON BIOMEDICAL IMAGING, VOL. 4, SUPPLEMENT 1, PART 1: 351--353 .

6. Jensen, J. A., & Svendsen, N. B. (1992). Calculation of pressure fields from arbitrarily shaped, apodized, and excited ultrasound transducers. Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control, IEEE Transactions on, 39(2), 262-267 .

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТОУПРУГИХ СВОЙСТВ

ФЕРРОМАГНЕТИКОВ

Еганов В.А .

Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень Научный руководитель: Новиков В.Ф. д.ф.-м.н. профессор, заведующий кафедрой физики, методов контроля и диагностики;

Казаков Р.Х., д.п.н., профессор кафедры физики, методов контроля и диагностики Целью данной работы является обнаружение магнитоупругого эффекта при воздействии на феррит акустической волны при отсутствии и наличии внешнего постоянного магнитного поля и исследование изменения магнитоупругого эффекта при изменении величины напряженности внешнего магнитного поля .

В ходе эксперимента наблюдаем магнитоупругий эффект в синусоидальном акустическом поле при резонансных частотах для выбранного ферромагнетика. Резонансными являются частоты 84,4;

98,2; 111,960 кГц. Магнитоупругий эффект проявляется в том, что в продольной акустической волне в ферромагнетике возникает ЭДС индукции. Магнитоупругий эффект наблюдается и при отсутствии внешнего магнитного поля .

При помещении ферромагнетика в постоянное магнитное поле наблюдаем увеличение амплитуды ЭДС индукции в поле акустической волны в ферромагнетике, т.е. с ростом внешнего постоянного магнитного поля ЭДС индукции растет. Данный эффект обусловлен ростом намагниченности ферромагнетика во внешнем магнитном поле .

Для проведения эксперимента используется установка, состоящая из генератора низкочастотных сигналов, двухлучевого осциллографа, источника постоянного тока, колец Гельмгольца, пьезокерамических резонаторов, измерительной катушки и ферритового стержня. Рисунок 1 .

–  –  –

Рисунок 2 - Принципиальная схема установки 1–генератор сигналов низкочастотный; 2-пьезокерамические резонаторы; 3– двухлучевой осциллограф; 4– источник постоянного тока; 5– кольца Гельмголца;6– измерительная катушка; 7– ферритовый стержень Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС магнитоупругого эффекта (желтая синусоида - акустический сигнал, синяя синусоида - ЭДС индукции). Рисунок 3 и 4 .

–  –  –

Рисунок 4 – Сравнение по фазе акустического сигнала и сигнала ЭДС индукции магнитоупругого эффекта (смещение на ) .

Фаза смещается на .

В отсутствии внешнего магнитного поля также наблюдаем магнитоупругий эффект, при включении магнитного поля ЭДС магнитоупругого эффекта возрастает .

Для определения напряженности внешнего магнитного поля в объеме колец Гельмгольца мы подключаем их к источнику постоянного тока для создания однородного магнитного поля между колец и изменяем значение напряжения от 0,1В до 4В с шагом 0,1В. В итоге, мы получаем тарировочную кривую (рисунок 5) .

Также, измеряем изменение амплитуды колебаний напряжения при изменении напряжения. Измерения проводятся на трех частотах (84,4;

98,2 и 111,960 кГц) .

Используя данные тарировочного графика и результаты измерений, строим графики зависимости амплитуды напряжения от напряженности магнитного поля для выбранных частот .

индукции. Магнитоупругий эффект наблюдается и при отсутствии внешнего магнитного поля .

Предполагаем, что сдвиг фаз между напряжением в ферромагнетике и ЭДС индукции обусловлен изменением колебательной скорости в акустической волне (т.е. ускорением доменов) .

При помещении ферромагнетика в постоянное магнитное поле наблюдаем увеличение амплитуды ЭДС индукции в поле акустической волны в ферромагнетике, т.е. с ростом внешнего постоянного магнитного поля ЭДС индукции растет. Данный эффект обусловлен ростом намагниченности ферромагнетика во внешнем магнитном поле .

Список информационных источников

1. Савельева, И.В. Курс общей физики. Электричество и магнетизм .

Волны. Оптика : [Текст] учебник для студентов вузов / Москва; под общ.ред. Савельева И.В. Москва: Наука, 1982. Т.2.-1982.- 496 с. :ил .

2. Уэрт, Ч. Физика твердого тела [Текст]: учебник/Ч. Уэрт, Р .

Томсон; пер. с англ. А. С. Пахомова, Б. Д. Сумма.- Москва: Мир, 1968.с.: ил .

3. Злобин, В.А. Ферритовые материалы [Текст]: учебник/ В.А .

Злобин, В. А. Андреев, Ю. С. Звороно. - Ленинград: Энергия, 1970.с.: ил .

4. Ультразвук. Маленькая энциклопедия [Текст]/ред.: И. П .

Голямина.- Москва: Советская энциклопедия, 1979. – 400с.: ил .

ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКО–ЛАБОРАТОРНОГО

КОМПЛЕКСА НА БАЗЕ ИВ-4 ИZETLAB

–  –  –

Лабораторный комплекс ИВ-4 производстваРосУчПрибор представляет собой вибратор, который управляется от генератора сигналов четырех видов синусоида, треугольник, пила или прямоугольник .

Генератор кроме этого позволяет изменять амплитуду сигнала и его частоту.

Подвижная часть комплекса имеет небольшую массу, имеет встроенный датчик вибрации с выходом в виде аналогового сигнала.Для усложнения содержания лабораторных работ на комплексе с целью придания им исследовательского характера были решены следующие задачи:

- установлен дополнительный акселерометр на подвижную часть, чтобы получать дополнительную измерительную информацию о динамике движения подвижной части;

-использован аппаратно-программный комплекс (АПК) ZETLab;

-выполнено сопряжение акселерометра со входом ZETLab;

программа обработки выходного сигнала и

-реализована представления результатов измерения в заданной форме – табличной, гистограммной или функциональной .

АПК ZETLab в силу своих широких возможности позволяет применить множество существующих методов по цифровой обработке сигналов. Эти сигналы могут иметь самую разнообразную форму, их сочетания, быть стабильными, или уникальными, не повторяющимися и т.д .

Различные функции обработки могут быть реализованы с помощью готовых специальных модулей, входящих в библиотеку программ комплекса .

Сигналы, поступающие на вход ZETLab, в заданном теме преобразуются в цифровой вид и могут быть обработаны в реальном масштабе времени или могут быть занесены в буферные файлы и обработаны позже. Доступ к этим данным возможен с использованием многих современных объектно-ориентированных языков программирования (VisualStudio,Builder,Delphi,LabView) что позволяет использовать ZETLab также для проектирования и реализации своих собственных алгоритмов и методов .

С аппаратной точки зрения АПК ZETLab состоит из АЦП, ЦАП и порта USB. С помощью опции USB комплекс сопрягается с компьютером, на котором располагается все программное обеспечение ZETLab. Но этот комплекс также можно использовать без компьютера в режиме автономного регистратора .

Встроенный многоканальный АЦП (16 синфазных 8 дифференциальных) позволяет подключать самые различные датчики в динамическом диапазоне от 10 Гц до 200 кГц, при этом обеспечивается ЗМР=16-16 высокая разрешающая способностьс и входном сопротивлении не менее 2 кОм .

Для взаимодействия с объектом исследования обеспечен аналоговый выход 14-разрядного ЦАП и 14 каналов дискретного выхода с возможностью использования их и для ввода дискретных сигналов .

Трехосевой акселерометр типа ММА7361 имеет малую инерционную массу 4 г, диапазон измерения ±1,5gдо6g, выходной сигнал 0-2,5v Общий вид лабораторного комплекса в рабочий момент эксперимента показан на рисунке 1 .

Рисунок 1 Разработанный лабораторный комплекс позволяет проводить следующие исследовательские лабораторные работы по различным дисциплинам специальности «Приборостроение»:

1)Исследование АЧХ акселерометра ММА7361;

2)Исследование ЧХ механического узла ИВ-4;

3)Исследование степени обработки механическим узлом вибросигналов различной формы;

4)Исследование погрешности отработки механическим узлом заданных функций;

5)Организация графических форм вывода измерительной информации;

6)Организация табличных форм вывода измерительной информации;

7)Математическая обработка результатов экспериментов и выражение неопределенностей измерений .

Таким образом, на данном лабораторным комплексе организованы лабораторные учебно-исследовательские работы по различным элективным дисциплинам специальности «Приборостроение» с возможностью динамического изменения их содержания .

–  –  –

1.Белик М.Н., Юрченко В.В. Автоматизация информационных процессов в учебно-исследовательских измерительных комплексах., Республ.научно-технич.журнал «Автоматика-Информатика» №2, 2012г .

2.Исагулов А.З. Ретроспектива развития информатизации в КарГТУ, Республ.научно-технич.журнал «Автоматика-Информатика»

№1, 2013г .

3.Искаков М.Б., Алимбаев С.Т. Основы научных исследований и инновационной деятельности, Учебное пособие. Караганда: Изд-во КарГТУ, 2014.ISBN 978-601-296-736-4

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ЭМИССИИ ИХ

КОМПОЗИТНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ

АКУСТИЧЕСКИМ ИМПУЛЬСОМ

–  –  –

Для изучения динамики трещинообразования используется также электромагнитная эмиссия (ЭМЭ), обусловленная формированием переменного электромагнитного поля при разделении зарядов в устьях развивающихся трещин [1]. В дальнейшем усилия были сосредоточены на использовании явления ЭМЭ при разработке методов неразрушающего контроля дефектности и прочности .

Показано, что при одноосном сжатии образцов горных пород возникают характерные импульсы ЭМЭ, представляющие собой выбросы с короткими фронтами, релаксирующие в виде колебания с большим коэффициентом затухания, сопровождаемые локальным спад нагрузки [2], что свидетельствует о связи импульсов с локальными разрушениями в образце .

Для изучения дефектности и напряженно-деформированного состояния в Томском политехническом университете была разработана мультисенсорная система контроля, принцип которой основан на многократном возбуждении образца механическими импульсами заданной формы с регистрацией электрического отклика (ЭО), обусловленного механоэлектрическими преобразованиями в материале [3]. При проведении экспериментов при ступенчатом одноосном сжатии диэлектрических образцов наблюдались импульсы ЭМЭ, аналогичные по форме тем, которые приведены в [2] Целью настоящей работы является выявить закономерности распределений импульсов ЭМЭ от нагрузки по данным, полученным при использовании мультисенсорной системы контроля .

Образец для эксперимента был изготовлен следующим образом .

Приготавливался согласно инструкции эпоксидный клей марки ЭД 20 .

Через 40 минут в клей добавлялся кварцевый песок с размером частиц 0,1 – 0,3 мм и объемной долей равной 0,5 и всё тщательно перемешивалось. Затем приготовленная смесь заливалась в форму и затвердевала. Через 20 часов образец извлекался, и производилась шлифовка его граней до необходимой чистоты поверхности. Размеры образца - 6080100 мм .

Образец помещали в пресс и подвергали ступенчатому одноосному сжатию. Величина ступеньки составляла примерно 4 МПа. На каждой ступеньке давления образец возбуждали серией из 141 импульса заданной формы. Длительность временной реализации откликов для каждой нагрузки составляла около 1сек. В данном эксперименте для регистрации откликов был использован 1 емкостный датчик 7887 мм .

Разрушение образца наступило при нагрузке 62 Мпа .

Сигнал отклика s можно представить в виде трех составляющих s sд se sn, где sd – ЭО (детерминированная составляющая); se – ЭМЭ; sn – составляющая шума .

Составляющая отклика sen=se+sn, легко выделяется из общего сигнала путем вычитания из всех реализаций откликов при заданных нагрузках ее детерминированных составляющих (усредненных значений ЭО). Для оценки возможности выделения ЭМЭ из шума необходимо рассмотреть форму их импульсов .

На рис. 1. приведены усредненные ЭМО и их амплитудно частотные характеристики при давлениях на образец в 1.3 МПа и 55 МПа .

Как следует из рис.2 при разных нагрузках формы откликов и их спектры претерпевают изменения. Вместе с тем, имеется устойчивая верхняя граница спектра в районе 90 кГц .

Для сравнения рассмотрим формы и спектры импульсов ЭМЭ, уровень которых существенно превышает уровень шума. Таких во всех реализациях зафиксировано 7. При этом первый импульс ЭМЭ был зарегистрирован при нагрузке 17 МПа, составляющей одну четвертую от разрушающей (60 МПа) .

Рис.1. ЭМО при нагрузке 1.3 МПа (а) и его АЧХ (в); ЭМО при нагрузке 55 МПа (б) и его АЧХ (г) .

На рис.2. в качестве примера приведены 3 импульса ЭМЭ и их амплитудно-частотные характеристики. Для их выделения временная реализация предварительно очищалась от средних значений ЭМО .

После этого из временных реализаций вырезались фрагменты длительностью в 200 мкс, которые содержали импульсы ЭМЭ .

Рис.3. Импульсы ЭМЭ и их АЧХ .

При сравнении форм импульсов ЭМЭ и ЭМО приходим к выводу, что в обоих случаях формы спадания сигналов от времени близки, но затухание в случае ЭМЭ проходит значительно быстрее. Спектры сигналов ЭМЭ и ЭМО имеют существенные различия. Если верхняя граница спектра ЭМО лежит в области 90 кГц, то основная энергия спектров ЭМЭ лежит в диапазоне (100 – 320) кГц .

Этим различиям в степени спадания и частотных диапазонах указанных двух типов импульсов можно дать следующее объяснение:

преобразование входного акустического возбуждения в электромагнитный отклик, является линейной. Поэтому спектр отклика должен находиться в частотной области импульса возбуждения .

Как видно из рис.3, сигналы ЭМЭ по форме близки. Поэтому похожи также АЧХ .

Вывод На основании проведенных исследований можно сделать вывод о перспективности использования системы МСК для одновременного изучения электромагнитной эмиссии и электромагнитного отклика в условиях напряженно-деформированного состояния образца .

Список информационных источников

1. Дамасинская Е.Е., Кадомцев А.Г. //Письма в ЖТФ. 2013. Т. 39 .

Вып. 2. С. 29–35 .

2. Яковицкая Г.Е. Методы и технические средства диагностики критических состояний горных пород на основе электромагнитной эмиссии. Новосибирск: Параллель, 2008. 315 с .

3. Гордеев В.Ф., Малышков Ю.П. и др. //ЖТФ. 1994. Т. 64. Вып. 4 .

С. 57–67 .

4. Суржиков А.П., Суржиков В.П., Хорсов Н.Н., Хорсов П.П .

Мультисенсорная аппаратура контроля дефектности и напряженнодеформированного состояния гетерогенных диэлектрических структур// монография Томского Политехнического университета, 2014. С. 5 – 14 .

5. Суржиков В. П., Хорсов Н.Н. Влияние одноосной нагрузки на пространственно-временные характеристики электромагнитного отклика при акустоэлектрических преобразованиях в диэлектрических образцах // Дефектоскопия. 2011.№. 10. C. 50-54

МАГНИТНЫЙ ТОЛЩИНОМЕР ЛАКОКРАСОЧНЫХ

ПОКРЫТИЙ НА ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ

Жевтун Е.С., Гольдштейн А.Е .

Томский политехнический университет, г. Томск Научный руководитель: Гольдштейн А.Е., д.т.н., профессор кафедры физических методов и приборов контроля качества Лакокрасочные материалы являются самыми распространенными неметаллическими антикоррозийными покрытиями. Слишком большая толщина лакокрасочного покрытия приводит к увеличению расхода краски, а при малой толщине, покрытие не обеспечивает достаточную защиту. Долговечность изделия зависит от ее коррозионной стойкости, которую обеспечивает лакокрасочное покрытие. В данном случае возникает проблема ресурсоэффективности использования лакокрасочных покрытий. Для ее решения специалисты пользуются толщиномерами защитного покрытия .

Целью данной работы является разработка ресурсоэффективности магнитного толщиномера лакокрасочных покрытий на ферромагнитных материалах. Толщиномеры являются достаточно распространенными средствами проведения неразрушающего контроля, нашедшими широкое применение во многих областях промышленности РФ .

Самыми распространенными методами измерения толщины покрытия являются: ультразвуковой, мокрого слоя, вихретоковый, радиационный, магнитный .

Ультразвуковая толщинометрия является акустическим методом контроля. Толщина покрытия контролируемого изделия определяется по времени, за которое ультразвуковая волна проходит до границы сред с разными упругими свойствами .

Метод мокрого слоя предназначен для контроля толщины неотвердевших лакокрасочных покрытий. У толщиномеров мокрого слоя есть механическое взаимодействие объекта контроля и средства измерения .

Вихретоковый метод основан на изменении уплотнения поле вихревых токов в зависимости от изменения толщины контролируемой поверхности изделия .

Радиационный вид толщинометрии классифицируется на 2 метода:

обратного рассеяния бета- излучения (основан на измерении интенсивности отраженного потока бета- частиц от толщины объекта контроля), рентгенофлюоресцентный (основан на анализе возбужденного рентгеновского излучения с помощью радиоизотопного источника от толщины объекта контроля) .

Магнитный метод основан на зависимости параметров магнитного поля от толщины немагнитных покрытий на ферромагнитных основаниях.

Различают 3 вида магнитных преобразователей:

пондеромоторый, индукционный и магнитостатический .

Пондеромоторный основан на зависимости силы притяжения двух ферромагнитных материалов. Сила притяжения пропорциональна квадрату индукции, а индукция зависит от величины зазора между ферромагнитным изделием и магнитом .

Индукционный метод определяет изменение магнитного сопротивления. Преобразователь толщиномера фиксирует изменение магнитной индукции, которая обусловлена изменением магнитной проводимости среды. На рис.1 представлен индукционный толщиномер (1- обмотка возбуждения, 2- измерительная обмотка, 3- сердечник, 4исследуемое покрытие, 5- основание) .

Рис.1. Индукционный толщиномер .

Магнитостатический метод основан на определении изменения напряженности магнитного поля в цепи постоянного магнита или электромагнита при изменении расстояния между магнитным полем и ферромагнитным изделием. С помощью магниточувствительных элементов(рамки с током, феррозонды, магнитные стрелки и т.д.) фиксируется информация о толщине покрытия .

Преимущества данного метода толщинометрии: широкий диапазон измерений; низкая погрешность измерения (2-3%); обладает малым временем измерения; приборы просты по конструкции .

Недостатки: высокое энергопотребление по сравнению с ультразвуковым методом, необходимость обеспечения надежного контакта датчика прибора с контролируемой поверхностью .

Рассмотрев данные методы измерения толщины покрытия, с точки зрения ресуроэффективности, можно сделать вывод, что магнитный метод является оптимальным для измерения толщины лакокрасочных покрытий на ферромагнитных материалах .

Так как в ультразвуковом методе есть свои недостатки: для точности измерения необходимо обеспечить плотный контакт датчика прибора с исследуемым покрытием; при неровной и непараллельной поверхности изделия и при структурной неоднородности металла затрудняется процесс измерения; данные толщиномеры дорогостоящие;

трудность выделения сигнала на фоне шумов; необходимость применения контактной жидкости .

Метод мокрого слоя применяется только для определения толщины неотвердевших лакокрасочных покрытий .

Недостатки вихретокого метода: зависимость получения результатов измерений от электропроводности покрытия(необходимо хранить несколько градуировочных характеристик); зависимость от температуры(изменение температуры изделия приводит к изменению электропроводности основания); невозможно контролировать толщину проводящих покрытий на проводящем основании .

А радиационный метод по сравнению с другими опасен для человека и трудоемок .

Также для увеличение ресурсоэффективности магнитный толщиномер можно упростить. То есть, усовершенствовать данный прибор, например: упростить калибровку толщиномера. При этом экономится трудозатраты при эксплуатации данным прибором. В наше время существуют современные толщиномеры с самокалибровкой .

Рис. 2. Магнитный толщиномер Horstek TC 325 На рисунке 2 представлен современный толщиномер Horstek TC

325. Данный прибор имеет самокалибровку, что позволяет уменьшить время для замера толщины объекта контроля. С точки зрения ресурсоэффективности, данный толщиномер оптимален для измерения толщины лакокрасочных покрытий .

–  –  –

Трубопроводы пара и горячей воды и сосуды, работающие под давлением – являются опасными производственными объектами, поэтому в соответствии с Федеральным законом «О промышленной безопасности опасных производственных объектов» №116 должны подвергаться экспертизе промышленной безопасности. Целью такой экспертизы является определение их текущего технического состояния, соответствие его предъявляемым требованиям промышленной безопасности и определение возможности и условий их дальнейшей эксплуатации .

Для оценки технического состояния сосудов и трубопроводов проводят их техническое диагностирование, при котором выполняют контроль наиболее нагруженных элементов регламентированными методами контроля. Одним из обязательных методов контроля является измерение твердости металла переносными приборами – твердомерами .

Такой контроль позволяет косвенно оценить характеристики механических свойств металла: его предел текучести и предел прочности. Полученные данные об этих характеристиках позволяют оценить фактические свойства металла и использовать результаты этой оценки для принятия решения о состояния объекта по результатам экспертизы .

Для исследования были взяты результаты контроля твердости сосудов, работающих под давлением, из сталей Ст3 и 09Г2С и трубопроводов пара и горячей воды из сталей 10 и 20, проводимого экспертной организацией ООО «Энергопром-М». Контроль проводился переносными твердомерами типа ТЕМП-3 и ТЕМП-4 .

Объем выборки проконтролированных элементов сосудов, работающих под давлением, составил 144, а трубопроводов –149. По каждому объекту контроля подсчитывались средние арифметические результатов контроля твердости .

Расслоение результатов контроля по отдельным элементам сосудов и трубопроводов не выявило существенных различий в расчетных характеристиках, поэтому для дальнейшего исследования все данные объединялись в одну совокупность. Для каждой марки стали строились гистограммы, рассчитывались величины средних арифметических распределений и стандартных отклонений. Пример результатов такой обработки для сосудов из стали Ст3 представлен на рисунке 1 .

Х 134, НВ 5,8, НВ Х Частота

–  –  –

Полученные результаты были проанализированы с позиций особенностей распределения исследуемых величин и их характерных численных параметров. Результаты анализа полученных результатов

–  –  –

Как известно нормативные значения характеристик механических свойств назначаются по нижней границе соответствующих распределений для сталей соответствующей марки. Так согласно ГОСТ 27772-88 [4] нормативная характеристика Хнорм соответствует значению рассматриваемого параметра в полученном распределении, которое меньше средней арифметической на величину 1,64 стандартного отклонения. Для нормального закона распределения это соответствует вероятностному порогу, равному =0,05. Это означает, что в рассматриваемом распределении 5% значений параметров могут быть меньше, а 95% больше по величине значения Хнорм .

В таблице 2 представлены расчетные значения параметра Х0,05, соответствующие вероятностному порогу, равному =0,05 для полученных распределений и нормативные значения пределов текучести и прочности (Хнорм) для рассматриваемых сталей [5] .

Сравнение полученных данных показывает, что нормативные значения пределов текучести для всех сталей несколько ниже расчетных значений Х0,05. Это может быть следствием наклепа металла при технологических операциях изготовления элементов сосудов и трубопроводов. Действительно, нормативные значения отвечают исходному прокату. В процессе же изготовления элементов сосуда и труб листы подвергаются технологическим операциям правки, гибки, штамповки, которые сопровождаются пластической деформацией и, как следствие, увеличением предела текучести .

Для предела прочности нормативные значения и расчетные параметры Х0,05. для всех сталей, кроме стали 10 отличаются незначительно. Это говорит, вероятно, о достаточной для практики точности результатов оценки значений предела прочности исследуемого металла по данным измерения твердости .

Выводы Полученные результаты статистического анализа данных контроля твердости элементов сосудов, работающих под давлением, и трубопроводов пара и горячей воды говорят о вариабельности механических свойств исследуемого металла. Подавляющее число сосудов и трубопроводов выполнено из стального проката, имеющего характеристики механических свойств существенно выше нормативных значений. Этот факт может быть использован для уточнения величины допускаемых напряжений металла, исследуемого объекта экспертизы, при выполнении поверочных прочностных расчетов в процессе экспертизы промышленной безопасности .

Проведенное исследование показывает, что массив экспериментальных данных контроля, накопившийся в экспертных организациях за годы их работы, может и должен быть использован для углубления знаний о состоянии объектов экспертизы и более точной оценке их состояния .

Список информационных источников

СО 153-34.17.439–2003. Инструкция по продлению срока 1 .

службы сосудов, работающих под давлением / Госгортехнадзор РФ, Минэнерго РФ, РАО "ЕЭС России". – М.:ОАО "ВТИ", 2005 .

Бирилло И.Н., Теплинский Ю.А., Быков И.Ю. О 2 .

механических характеристиках газопроводных труб из стали 17ГС и 17Г1С. – Безопасность труда в промышленности. 2004, №4, с. 12-14 .

СО 153-34.17.464-2003. Инструкция по продлению срока службы 3 .

трубопроводов 2, 3 и 4 категорий. / Госгортехнадзор РФ, Минэнерго РФ, РАО "ЕЭС России". – М.:ОАО "ВТИ", 2005 .

ГОСТ 27772-88 Прокат для строительных стальных 4 .

конструкций. Общие технические условия.. М.: Стандартинформ, 2006 .

18 с .

ГОСТ 52857.1-2007 Сосуды и аппараты. Нормы и методы 5 .

расчета на прочность Общие требования. М.: Стандартинформ. 2008. 26 с .

ОТСТРОЙКА ОТ ВЛИЯНИЯ МУЛЬТИПЛИКАТИВНЫХ ПОМЕХ

ПРИ СЪЕМЕ ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММЫ СУХИМИ

ЭЛЕКТРОДАМИ

–  –  –

Проводится обзор существующих видов датчиков для снятия биопотенциалов сердца. Рассматриваются плюсы и минусы используемых повсеместно видов датчиков и преимущества современных разработок в этой области .

Ключевые слова: датчик, электрокардиография, электрод, помехи .

Электрокардиограмма (ЭКГ) достаточно широко известный метод измерения и анализа функциональных возможностей сердца. Измерение ЭКГ, как правило, делается путем измерения небольших электрических изменений, которые вызваны сердечной мышцей во время каждого сокращения. Это выглядит как небольшой рост напряжения между электродами, которые находятся на коже в области грудной клетки .

Электроды обычно либо одноразовые влажные, которые используются в больницах или сухие электроды, которые обычно используют амбулаторные пульсометры .

Различные виды электродов и типы их размещения могут использоваться в зависимости от каждой конкретной ситуации. Вид применения определяет, сколько необходимо электродов. Иногда достаточно два электрода, но для некоторых применений необходимо десять или даже больше. Самое простое измерение ЭКГ может быть сделано с помощью двух электродов, как правило, размещенных на груди пациента, по одному с каждой стороны сердца, где сигнал ЭКГ имеет наибольшую амплитуду. Два электрода достаточно для базовых измерений, таких как измерения сердцебиения. На данный момент, для большинства медицинских целей используется более двух электродов .

Другие комбинации пар электродов, помогают "увидеть" сердце с различных углов. Это помогает лучше обнаруживать сердечнососудистые отклонения, например, чтобы узнать, в каком регионе сердца произошло то или иное отклонение .

Мокрые электроды Диагностика пациента, как правило, делается с помощью обычных одноразовых хлорсеребряных (Ag/AgCl) электродов. Эти электроды обеспечивают отличное качество сигнала для ответственных измерений ЭКГ, но они также обладают некоторыми недостатками. Одним из них является необходимость подготовки кожи, такие как бритье и очистка кожи спиртовыми салфетками перед присоединением. Также влажные электроды могут приводить к раздражению кожи при длительном использовании. Для того чтобы избежать реакции кожи, приходится каждый день менять место их прикрепления .

Необходима также частая замена, потому что гель высыхает во время использования. По большей части из-за используемого геля, эти электроды также могут вызвать аллергические реакции .

Поскольку эти электроды прикрепляются к коже с помощью клейкой поверхности, это может вызывать механическое или химическое раздражение, но главное раздражение может быть вызвано при микро разрыве тонкого слоя кожи при удалении электродов .

Сухие электроды Электроды, которые работают без геля, клея и не нуждаются в предварительной подготовке кожи называются сухими. Они используются в научно-исследовательской деятельности и во время выполнения физических упражнений в течение длительного времени .

Самая большая проблема сухих электродов артефакты движения, которые значительно выше, чем для влажных электродов. Артефакты движения уменьшаются со временем, так как электрод и кожа под ним становится увлажненной из-за выделения пота после нескольких минут .

Пот также работает в качестве электролита и заполняет мелкие поры кожи, что улучшает проводимость .

Существует множество возможных материалов для сухих электродов:

•Жесткие материалы, такие как металлы или керамические пластины,

•Гибкие материалы, такие как резина, пены или ткани В качестве материала для сухих электродов, пытались использовать многочисленные металлы, такие как нержавеющая сталь, серебро и алюминий. После тестирования некоторые материалы были отклонены, из-за своих свойств. Например, алюминий имеет проблемы, поскольку он окисляется из-за пота при длительном использовании. Многие исследования доказали, что нержавеющую сталь можно считать одним из лучших материалов, не только из-за её производства, но также из-за доступности и цены .

Одной из распространенных проблем жестких электродов является то, что они могут легко скользить по коже, что приводит к потере связи и некоторой наводке между электродами .

Стабильный контакт между электродом и кожей имеет важное значение для всех традиционных электродов.

Жесткие электроды страдают от артефактов движения в основном по двум причинам:

отсутствие геля и нежелательное движение электродов на коже. Гибкий и мягкий электрод адаптируется к форме тела во время движения и, следовательно, уменьшает артефакты движения. Мягкость и лучшую адгезию, можно получить увеличивая относительную площадь контакта электрода и соответственно уменьшая сопротивление, таким образом, уменьшая артефакты движения .

Гибкие сухие электроды могут быть изготовлены, например, из пенопласта, покрытого проводящим материалом, проводящий резины или проводящего материала, который интегрирован в ткань. Такой материал может быть использован в одежде, например, в спортивных футболках, или это может быть отдельный ремешок с передатчиком. В связи с более сложной структурой с гибкими электродами в отличие от жестких, могут чаще происходить некоторые механические проблемы .

Оба вида электродов страдают от шума, помех и артефактов движения, но частично в различной степени. Сухие электроды более подвержены артефактам движения сразу после начала применения, но когда выделяется пот и заполняет пробел между электродом и кожей, разница между этими видами электродов становится несущественной [3]. Чтобы понять, почему мокрый и сухой электроды ведут себя иначе, необходимо понять причины, которые вызывают шумы, помехи и артефакты движения .

Одна из самых больших проблем обоих датчиков – это сетевые помехи. Это вмешательство приходит из линий электропередач переменного тока и имеет частоту 50 или 60 Гц. Из-за своего источника, эта помеха неизбежно присутствует в любом клиническом применении .

Для уменьшения этой помехи используется схема RLD (Right Leg Drive) .

Артефакты движения являются результатом двух вещей. Первая это изменения потенциала кожи во время механической деформации, а вторая изменение механического контакта между электродом и кожей .

Отсутствие стандартных методов измерений в сочетании с изменением импеданса кожи в связи со многими факторами, такими как сезон, время и обстоятельства, делает объективное сравнение различных электродов трудно выполнимым. При сравнении электродов друг с другом, должны быть рассмотрены все измерительные характеристики системы, а не сами электроды. В качестве примера можно привести стандартные усилители, которые сделаны для мокрых электродов на основе геля и таким образом, не могут быть оптимальными для использования с сухими электродами .

Виды помех при съеме биопотенциалов Помехи, возникающие при съеме биопотенциалов и их усилении, по способу взаимодействия с полезным сигналом подразделяются на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные помехи вносят наибольшую погрешность при электрофизиологических исследованиях .

Среди них выделяют следующие основные виды .

Так называемые артефакты, или случайные помехи, вызываемые процессами в самом исследуемом объекте. Их причинами могут быть биоэлектрическая активность органов, не имеющих непосредственного отношения к работе исследуемых органов и тканей, кожногальванические рефлексы, нестационарность поляризационных эффектов на электродах и др. Например, в электрокардиографии часто в качестве артефактов выступают сигналы, связанные с активностью скелетных и других групп мышц, которые при биографических исследованиях являются полезными. Артефакты занимают широкую полосу частот. Они могут проявляться как в виде синфазных, так и в виде разностных помех. Инфранизкочастотные синфазные помехи создаются средним уровнем поляризационных потенциалов электродов, среднечастотные и высокочастотные средним уровнем биоэлектрической активности соседних органов и кожногальваническим рефлексом. К разностным относятся составляющие помех за счет электрической активности мышц и соседних органов, неравенства поляризационных потенциалов электродов .

Разностную и синфазную помехи могут создавать также низкочастотные и высокочастотные магнитные поля, пронизывающие контур, образуемый проводами, соединяющими электроды с входной цепью усилителя. Эти помехи являются внешними при регистрации биопотенциалов. К ним в первую очередь относятся синфазные помехи с частотой 50 Гц от электрических полей силовой и осветительной сети, всегда имеющихся в помещениях, где производится регистрация .

Для ослабления влияния синфазной сетевой помехи часто используется специальный нейтральный (индифферентный) электрод, с помощью которого биообъект соединяют с общим, которого биообъект соединяют с общим (заземляющим) проводом. При этом уровень сетевых наводок может быть снижен до величины 50-100 мВ, однако он остается существенно выше уровня полезных сигналов при большинстве видов электрофизиологических исследований. Поэтому усилители биопотенциалов обычно содержат в своем составе режекторный фильтр сетевой помехи, обеспечивающий подавление в спектре усиливаемых сигналов узкой полосы 47-53 Гц .

Емкостная связь с сетевыми проводами может привести и к появлению разностных помех. Это связано с различием положения электродов и проводов отведений по отношению к источникам помех .

Напряжения, наведенные на провода, вызывают токи помех, которые, протекая через электродно-кожные сопротивления, создают на них падения напряжений. При равенстве токов помех и электродно-кожных сопротивлений эти напряжения взаимно компенсируются. Однако всегда имеющаяся несимметрия приводит к появлению разностных помех .

Помимо электрического поля переменного тока источниками помех являются магнитные поля, возникающие при прохождении по проводам и кабелям значительных токов, создаваемые трансформаторами и другими магнитными приборами, электромагнитные поля, сопровождающие работу высокочастотных физиотерапевтических и хирургических аппаратов. Провода отведений образуют виток, в котором электромагнитное поле наводит разностную помеху, величина которой пропорциональна площади витка .

Мультипликативные помехи изменяют параметры контура передачи сигнала, что приводит к случайной модуляции величины полезного сигнала. Применительно к съему биопотенциалов они связаны в основном с изменениями сопротивления электрод-кожа, вызванными внешними раздражителями, высыханием токопроводящих паст или физиологического раствора, электрохимическими процессами на переходах контакта. Мультипликативные помехи носят инфранизкочастотный характер и проявляются при длительных исследованиях .

Электроды оказывают существенное влияние на качество регистрации биосигналов. Несоответствие характеристик электродов требованиям регистрации конкретного сигнала может приводить к артефактам в записях или имитировать неисправности самой регистрирующей аппаратуры. Для своевременного выявления и предотвращения таких случаев необходимо понимание происходящих электрохимических процессов в местах контакта электродов и биологических тканей .

–  –  –

1. Meziane, N & Webster, J G & Attari, M & Nimunkar, J. 2013. Dry electrodes for electrocardiography. Date of retrieval 3.10.2013

2. A. Starchak, K.V. Overchuk, A. Porhunov, A. Uvarov, I. Lezhnina Prospects of application capacitive sensors for non-contact electrocardiogram 2014 .

3. Зайченко К.В., Жаринов О.О., Кулин А.Н. и др. 2001. Съем и обработка биоэлектрических сигналов

ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ

НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Зубрилова М.В .

Тюменский государственный нефтегазовый университет, г. Тюмень Научный руководитель: Шабиев Ф.К., к.ф.-м.н., доцент кафедры физики, методов контроля и диагностики Исследование процессов формирования углеродных наноструктур и поиска путей синтеза новых наноструктурированных углеродных материалов является актуальной, современной задачей физики и материаловедения, так как нанометровые размеры структурных элементов этих материалов обуславливают их особые уникальные свойства, которые могут быть широко использованы на практике .

Целью данной работы является разработать упрощенную методику синтеза углеродных нанотрубок .

Для гидротермального синтеза нанотрубок используется графит марки ЭГ-4. Брусок графита измельчается в порошок, затем порошок нагревается в печи до температуры 500, 700, 900, 1100. После чего образцы извлекаются из печи и мгновенно опускаются в сосуд с дистиллированной водой комнатной температуры, после того, как данная масса приобретает температуру окружающей среды воду сцеживают через бумажный фильтр, а образцы высушивают при температуре 60. Структуру порошка исследуют методом рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, с помощью модельных исследований .

Результаты рентгеноструктурного исследования представлены на рис.1 .

Для поиска отличий в структуре образцов выполняется анализ формы профилей дифракционных максимумов 002 и определяются параметры структуры, исследуемых материалов. Рефлекс 002 для исходного углеродного материала и синтезированных образцов имеет интегральную интенсивность практически не отличающуюся друг от друга (разница составляет 0.05 %), что свидетельствует о том, что количество структурно-упорядоченного углерода приблизительно одинаково. Средние межплоскостные расстояния в синтезируемом образце меньше чем в исходном углеродном материале на 0.031 – 0.034

– это свидетельствует о том, что в синтезированном образце углерод имеет более упорядоченную структуру .

–  –  –

Результаты электронно-микроскопического исследования представлены на рис.2. На изображениях образца синтезированного при 900 °С наблюдаются три типичных области: содержащая игольчатые структуры; содержащая волокнистые структуры; область, содержащая кристаллы графита .

Рис.2. Электронно-микроскопическое изображение углеродного материала Треугольным контуром указана область, содержащая волокнистые структуры. Стрелкой указана область, содержащая совершенные кристаллы исходного графита. Прямоугольным контуром указана область, содержащая игольчатые структуры .

Механизм формирования трубчатых наноструктур в процессе экспериментального синтеза при температурах 500 – 1100 °С остается не ясным. Традиционные механизмы формирования нанотрубок при температурах ~ 3000 °С это по атомная сборка из углеродного пара .

Однако в нашем случае температуры не достаточны для разборки слоев исходного графита на отдельные атомы. Для выяснения механизма формирования нанотрубок необходимы модельные исследования .

Результаты модельного исследования. На первом этапе выполняются расчеты идеального графитового (графенового) листа .

Результаты, полученные в процессе моделирование структуры графенового листа при помощи метода ММ+, хорошо согласуются с экспериментальными данными. Величина углерод-углеродной связи полученные моделированием RC-C = 0.140 нм экспериментальная длина связи составляет RC-C = 0.1417 нм. Величина параметра d110 = 0.242 нм, в экспериментальных данных d110 = 0.245нм (рис.3.а) .

Рис.3.Структура графенового листа: (а) и структура ситообразной углеродной нанотрубки (б); рассчитанные методом ММ+ стрелками указаны молекулы углерода С и водорода Н На втором этапе, проводится попытка свернуть из графенового листа рулон. Однако при геометрической оптимизации и молекулярнодинамических расчетах, такие свернутые листы всегда разворачиваются и принимают форму не деформированной плоскости (рис. 3.а.). Т.е .

свернутый графеновый лист всегда стремится распрямиться и формирование свиткообразных нанотрубок таким способом не возможно. По-видимому, для изгиба графенового листа и образования структуры свитка необходимы дефекты в виде инородных атомов или молекул присоединившихся к листу .

Поэтому на третьем этапе моделируется графеновый лист с дефектами в виде атомов водорода. В экспериментально исследованном в данной работе способе синтеза нанотрубок роль молекул обеспечивающих изгиб слоя и формирование свитков могут играть атомы Н, присоединяющиеся к слою с одной стороны и образующиеся в результате взаимодействия графита нагретого до 800 – 900°С водой .

Расчеты структуры таких листов показывают, что присоединение атомов водорода приводит к изгибу слоя и сворачиванию его в рулон .

Пример свиткообразной структуры, получающейся в результате моделирования методом ММ+, представлен на рис. 3.б .

Межплоскостное расстояние в такой структуре составляет d~0.335 нм .

Для наглядности был построен график зависимости – рисунок 4.9,град .

k,1/см Рисунок 4- Зависимости угла С-С связи от k Таким образом, механизм образования углеродных нанотрубок со структурой свитка, выглядит следующим образом: графеновый лист, нагревается до 500 – 1100С, попадая в дистиллированную воду присоединяет к себе атомы водорода, образующиеся в результате диссоциации молекул Н2О. В результате чего происходит изгиб графенового листа, скручивание его в рулон и формирование углеродной нанотрубки со структурой свитка .

–  –  –

1. Беленков, Е. А., Шабиев, Ф. К. Структура новых углеродных фаз из карбиновых наноколец // Кристаллография.-2007. Т.52.- № 2.- С .

359-364 .

2. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН. 2002. Т.172. №4. С.401-438 .

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ СИГНАЛОВ ПРИ ДИНАМИЧЕСКОМ

ВОЗБУЖДЕНИИ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД

–  –  –

В Томском политехническом университете (ТПУ) ведется разработка метода мониторинга изменения напряженнодеформированного состояния массивов горных пород и прогноза геодинамических явлений. В основе разрабатываемого метода лежат фундаментальные исследования механоэлектрических преобразований в диэлектрических материалах, включая горные породы. Эти исследования начаты в ТПУ в начале 70-х годов под руководством чл.-корр. АПН А.А. Воробьева [1, 2]. Следствием механоэлектрических преобразований являются электромагнитные сигналы, генерируемые исследуемыми материалами при механическом, акустическом, термическом, радиационным и другими видами воздействия .

Причиной появления электромагнитных сигналов (ЭМС) является изменяющийся или появляющийся заряд [3-5] .

Установлено [6, 7], что параметры электромагнитных сигналов, генерируемых горной породой, зависят от физических свойств горных пород, их генетического типа и структурно-текстурных особенностей .

Целью данной работы являлось выявление спектральных характеристик ЭМС образцов горных пород различной прочности при динамическом возбуждении .

Объектом исследования являлись образцы вмещающей горной породы Таштагольского железорудного месторождения, представленные скарнами, различного состава. Образцы вырезались из кернового материала и имели форму цилиндра с диаметром 42 мм и высотой 80 мм. Перед проведением исследований торцевые стороны образца шлифовались до плоскопараллельности, что обеспечивало соосность образца и плит пресса и тем самым, равномерное распределение нагрузки на торцевую поверхность образца .

Динамическое возбуждение производили стальным шариком при выстреле из пистолета с пружинным устройством. Шарик пролетал через измерительную трубку и осуществлял удар по образцу, возбуждая акустический импульс .

Блок-схема установки представлена на рисунке 1 .

В образец через заземленную металлическую пластину и иммерсионный слой минерального масла пружинной механической системой (1), использующей стальной шарик, вводился акустический импульс (АС). Проходя через образец, акустический сигнал регистрировался пьезоакустическим приемником (3). Сигнал с (3) служил для запуска осциллографа (4) и записывался на его экране .

Генерируемый при прохождении акустического сигнала ЭМС регистрировался емкостным дифференциальным датчиком (7), который принимал электрическую составляющую ЭМС. С электромагнитного датчика (7) усиленный ЭМС поступал на осциллограф Tektronix TDS210 (4) .

Рисунок 1 – Блок-схема системы динамического возбуждения: 1-пневматический пистолет с пружинным устройством; 2 - трубка с измерительной системой времени пролета шарика; 3 - ПАП (пьезоакустический приемник); 4 - цифровой двухканальный осциллограф Tektronix TDS210 с возможностью запоминания сигналов и передачи их на компьютер; 5 - осциллографическая приставка Velleman PCS500; 6 - аккумулятор с питанием ± 12 В; 7 - ЭМД (электромагнитный дифференциальный датчик, с коэффициентом усиления 100); 8 - источник питания электронной схемы ЭМД Далее ЭМС и АС с осциллографа передавались на компьютер ПК, где производилась их дальнейшая обработка и анализ. Для изменения длительности и амплитуды акустического сигнала ударное воздействие проводилось с использованием стального шарика массой 0,25· кг, что соответствовало длительности фронта акустического возбуждения 10· с .

Для определения прочности образцы были подвергнуты одноосному сжатию на прессе до разрушения. Была выявлена предельная прочность образцов: № 23 – 222 кН; № 27 – 127 кН .

На рисунке 2 представлены разрушенные образцы №23 и № 27 вмещающей горной породы .

Рисунок 2 – Образцы разрушенной горной породы слева №23 (а) и справа №27 (б) На рисунке 3 показаны аналоговые ЭМС исследуемых образцов .

–  –  –

0,000 0,00

-0,005 -0,01

-0,010 -0,02

-0,015 -0,03

–  –  –

Рисунок 3 – Аналоговые ЭМС горных пород Для выявления особенностей в спектральных характеристиках ЭМС проведен амплитудно-частотный анализ с использованием процедуры БПФ. На рисунке 4 приведены амплитудно-частотные спектры зарегистрированных ЭМС .

Рисунок 4 – Амплитудно-частотные спектры зарегистрированных ЭМС горных пород Известно, что в спектре полезного сигнала могут присутствовать техногенные шумы. Для выявления частот, соответствующих изменениям зарядового состояния образца или полезные частоты, был проведен амплитудно-частотный анализ шума, также с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье (БПФ) и полученные частотные пики шума исключены из амплитудно-частотного спектра ЭМС. Оставшиеся частоты характеризуют состояние исследуемого образца (полезные частоты). Для образца №23 полезным частотам ЭМС соответствуют 4.9 кГц, 9.8 кГц, 27.3 кГц, 32.2 кГц. Для образца №27 полезные частоты: 1.95 кГц, 3.9 кГц, 33.2 кГц, 52.7 кГц, 71.3 кГц, 76.2 кГц, 86.9 кГц, 94.7 кГц, 96.6 кГц, 100.6 кГц, 104.5 кГц, 111.3 кГц .

Соответственно значения амплитуды для этих пиков 1.97 мВ, 1.76 мВ,

0.1 мВ, 1.36 мВ для образца №23 и 0.75 мВ, 0.49 мВ, 0.4 мВ, 0.48 мВ,

1.72 мВ, 1.22 мВ, 1.16 мВ, 0.99 мВ, 0.78 мВ, 0.69 мВ, 0.67 мВ, 0.51 мВ .

Анализируя полученные результаты видим, что поскольку эти образцы отличаются по прочности наблюдаются и отличия в форме сигнала (рис. 3). Для образца №27 отмечается наличие биения. Такая форма сигнала наблюдается, когда складываются близкие частоты .

Сравнение полученных спектров показало, что для образца №23 c предельной прочностью 222 кН характерно наличие низких частот: от 5 кГц до 32 кГц. Для образца №27, с предельной прочностью 127 кН основные частотные пики лежат в пределах 70 кГц -125 кГц. Образец №23 разрушился на несколько осколков с конусом в основании .

Образец №27 разрушился на большое количество мелких осколков .

Таким образом, проведенное исследование показало, что для низкопрочных образцов характерен высокочастотный спектр, а для высокопрочных образцов характерен низкочастотный спектр .

Следовательно, по амплитудно-частотному спектру ЭМС, полученному при динамическом возбуждении можно оценивать относительную прочность исследуемых образцов горной породы, без разрушения .

Список информационных источников

1. Воробьев А.А О возможности электрических разрядов в недрах Земли// Геология и геофизика. – 1970. – №12. – С. 3-13 .

2. Воробьев А.А., Заводская Е.К., Сальников В.Н. Изменение электропроводности и радиоизлучение горных пород и минералов// ДАН. – 1975. – т. 220, №1. – С. 82-85 .

3. Финкель В.М., Тялин Ю.И., Головин Ю.И. Электризация щелочно-галоидных кристаллов в процессе скола// ФТТ. – 1979. – т. 21 .

– С. 1943-1947 .

4. Соболев Г.А. и др. Электризация полевых шпатов при их деформировании и разрушении// ДАН. – 1975.– т. 225, №2. – С. 313 .

5. Хатиашвили Н.Г. Электрические явления при деформации и разрушении горных пород и минералов// Физические свойства горных пород при высоких давлениях и температурах. – Тбилиси, 1974. – С .

290 .

6. Беспалько А.А., Суржиков А.П., Яворович Л.В. Исследование механоэлектрических преобразований в горных породах при динамических воздействиях// Горный журнал. – 2006. – №4. – С. 32-34 .

7. Яворович Л.В. Взаимосвязь параметров электромагнитных сигналов с изменением напряженно-деформированного состояния горных пород//

Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд .

техн. наук: 25.00.20. Изд. ТПУ, Томск, 2005, 19 с .

РАЗРАБОТКА ПРИБОРА ДЛЯ НАНЕСЕНИЯ МАРКИРОВКИ НА

РЕНТГЕНОВСКИЕ ПЛЕНКИ

–  –  –

Одним из самых широко распространенных методов неразрушающего контроля является радиография. Этот метод основан на получении статического видимого изображения внутренней структуры изделия, просвечиваемого ионизирующим излучением .

Рентгеновская пленка, на сегодняшний день, является основным детектором ионизирующего излучения. [1] Согласно ВСН 2-148-82 «Инструкция о порядке маркировки радиографических снимков и оформлению заключений по качеству сварки», на каждом радиографическом снимке должна быть изображена четко видимая маркировка, получаемая путем установки под кассету перед просвечиванием стыка определенной системы свинцовых маркировочных знаков (цифр, букв, стрелок). [2] Существует 8 наборов маркировочных знаков, их следует подготавливать до начала просвечивания непосредственно в помещении лаборатории, для чего необходимо предварительно иметь сведения о намечаемых к контролю стыках: их номера, даты сварки и клейма сварщиков или бригад, выполнявших сварку данных стыков .

Необходимую систему цифр и букв выкладывают на гибкой подложке (например, на небольших отрезках рентгенографической пленки со снятым предварительно эмульсионным слоем и т.п.) и заклеивают прозрачной клейкой лентой. [3] Номера стыков набирают непосредственно на месте производства работ по контролю путем укладки соответствующих свинцовых цифр в пеналы или между двумя слоями пластыря или клейкой ленты, как изображено на рисунке 1. Предварительно в пеналы должны быть вложены цифры, указывающие номер соответствующей пленки. Номера стыков добавляются к ним на месте контроля .

Рисунок 1 - Укладка свинцовых знаков в пеналы и на пластырь

Процесс набора маркера из множества знаков достаточно трудоемок, занимает значительное количество времени, сопоставимое со временем проведения самого контроля. При значительных объемах контроля в лаборатории неразрушающего контроля имеется специалист, который занимается только набором маркеров из свинцовых знаков .

Однако главным минусом данного метода является возможность порчи снимка, из-за попадания маркировочных знаков на контролируемую область, как показано на рисунке 2 .

а) б) в) Рисунок 2 - Типичные случаи негодных снимков а) выпадение цифры; б) попадание наборки на контролируемую область; в) отклеивание наборки .

Согласно ОСТ 102-51-85 «Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов. Радиографический метод» возможна маркировка простым карандашом, проставляемая после проявления проэкспонированных пленок. [4] Этот метод более характерен для медицинской радиографии и его главным минусом является не долговечность и ненадежность маркировки. Учитывая тот факт, что результаты контроля, в том числе и рентгеновские пленки, на опасных производственных объектах, хранятся по много лет, данный метод никогда не найдет широкого применения, так как информация, нанесенная таким маркером, может быть изменена либо просто стерта.[5] Еще один метод маркировки получил широкое распространение за рубежом, но в России остается до сих пор малоизвестным. Маркировка производится с использованием источника света, при помощи которого на участок снимка проэкспонированного ионизирующим излучением будет наложено световое изображение в виде информации, нанесенной на лист бумаги, по принципу трафарета .

За последнее время нами было произведено три прототипа подобного устройства, рисунок 3, каждое следующее устройство дорабатывалось в соответствии с данными полученными в ходе промышленных испытаний. Итогом работ стал прибор, отчужденный ЗАО «Трест Коксохиммонтаж» .

–  –  –

Устройство позволяет наносить маркировку размером 2080 мм .

Для засветки участка пленки используются светодиоды. Устройство срабатывает от нажатия кнопки, находящейся на лицевой панели устройства. Для получения читаемой маркировки необходимо кратковременное загорание источника света, чтобы не получить полное засвечивание пленки. Для этого срабатывание кнопки происходит в момент опускания крышки, также для этого используется управляющая схема, позволяющая регулировать время свечения светодиодов, при помощи регулятора расположенного на лицевой панели устройства, тем самым снижая общую экспозицию. Крышка предохраняет от засветки часть пленки, находящейся не под световым окном. Для индикации засветки применяется светодиод красного свечения, что позволяет визуально фиксировать момент срабатывания устройства, что затруднительно при кратковременном загорании основных светодиодов .

На рабочее окно необходимо прикладывать лист бумаги с информацией в негативе, рисунок 4а, данная наборка может быть выполнена при помощи стандартного редактора Microsoft Word, а соответственно предоставляются все возможности данного редактора по работе с размерами и типами шрифтов .

Полученная в результате испытаний прототипа маркирующего устройства пленка, имеет легко читаемую маркировку, изображенную на рисунке 4б, не поддающуюся удалению или исправлению .

а) б) Рисунок 4 - а) Пример трафарета (наборки); б) Маркировка нанесенная при помощи засвечивания .

Использование устройства в промышленном неразрушающем контроле показало эффективность данного способа нанесения информации на рентгеновскую пленку. Чтобы автоматизировать процесс, сделать его более простым и удобным в практическом применении, нами разрабатывается прибор, в котором наносимое изображение формируется с помощью прозрачного жидкокристаллического дисплея, подобного применяемым в электронных часах, мультиметрах и прочей технике .

Жидкокристаллический дисплей позволит избавиться от трафаретов – наборок, тем самым еще более сократив время маркировки. Имеющаяся управляющая схема будет подвергнута незначительным изменениям, соответственно удастся сохранить миниатюрность габаритных размеров устройства. Станет возможным связать устройство по стандартному интерфейсу с персональным компьютером, что еще более повысит удобство работы с ним .

Список информационных источников

1. Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварочных работ. -М.: ВЫСШАЯ ШКОЛА, 1986. - 207 с .

2. ВСН 2-148-82. Инструкция о порядке маркировки радиографических снимков и оформлению заключений по качеству сварки. - М.: ВНИИСТ. -1983. - 18 с .

3. ГОСТ 7512-82. Контроль неразрушающий. Соединения сварные .

Радиографический метод. - М.: ИПК Изд-во стандартов. -2004. - 19 с .

4. ОСТ 102-51-85. Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов. Радиографический метод. - М.: ИПК Изд-во стандартов .

-2000. - 44 с .

5. Алхимов Ю. В., Ковалев М. К. Устройство для маркировки рентгеновских снимков [Электронный ресурс] // Вестник науки Сибири .

- 2012 - Т. 5 - №. 4 - C. 124-128. - Режим доступа:

http://sjs.tpu.ru/journal/article/view/433

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА

ТОЧНОСТЬ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ

ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ КОТЛОВ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЦИСТЕРН

–  –  –

На сегодняшний день одним из быстроразвивающихся методов неразрушающего контроля является тепловой контроль, позволяющий надежно оценить техническое состояние и качество объектов. К неоспоримым преимуществам данного вида неразрушающего контроля относится высокая точность регистрации температурных полей, оперативность, информативность, а также возможность непрерывного наблюдения и бесконтактность процессов контроля .

Такой большой скачек в своем развитии тепловой вид неразрушающего контроля получил с появлением на рынке устройств, позволяющих регистрировать тепловые поля на расстоянии .

Применение тепловизионных устройств позволяет оценить техническое состояние объектов промышленности во время их эксплуатации, а постоянный мониторинг обеспечивает бесперебойную работу оборудования. Поэтому методы теплового контроля задействованы во всех сферах промышленности. Исключением не является и железнодорожный транспорт. Использование теплового контроля позволяет проводить мониторинг деталей и узлов подвижного состава во время движения, что сокращает простой и экономические издержки при перевозках .

В статье рассматривается применение теплового контроля при оценки технического состояния котлов железнодорожных цистерн на стадии ремонта. Данный способ основан на регистрации температурных полей, возникающих в результате истечения сжатого воздуха через сквозной дефект в теле котла [1] .

Целью экспериментальных исследований является оценка влияния мешающих факторов на точность результатов теплового контроля котлов цистерн .

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Оценить влияние мешающих факторов на точность регистрации температурных полей, возникающих во время проведения теплового контроля технического состояния котлов железнодорожных цистерн .

2. Описать условия проведения теплового контроля котлов железнодорожных цистерн с целью уменьшения влияния мешающих факторов в условиях вагоноремонтного депо .

Экспериментальные исследования проводились в лабораторных условиях на стенде, имитирующем котел цистерны. В качестве модели цистерны используется запасной резервуар тормозной системы вагона с искусственными дефектами, типа трещин, длиной 3 и 7 мм .

Методика экспериментальных исследований заключалась в нагружении резервуара критическим давлениям (0,2 МПа) с последующей регистрацией температурных полей в области сквозного дефекта .

Большое влияние на точность результатов теплового контроля оказывают мешающие факторы.

К таким мешающим фактором относят:

скорость ветра, температуру окружающей среды и аппаратные случайные шумы. С целью систематизации полученных результатов экспериментальные исследования разделим на 3 этапа .

Этап 1. Влияние скорости ветра на результаты регистрации температурных полей проявляется через изменение коэффициента теплообмена контролируемой поверхности резервуара .

Имитация ветра в лабораторных условиях производилась с использованием вентиляторов, с возможностью регулировки скорости потока воздуха, при этом скорость ветра вблизи внешней поверхности резервуара измерялась с помощью анемометра с погрешностью не более 3 процентов. По результатам измерений определены зависимости разности температур в области дефекта и погрешность контроля от скорости ветра при остальных фиксированных параметрах, рис. 1 .

Экспериментальные исследования показали, что ветер оказывает значительное влияние на погрешность измерения тепловых полей .

Поэтому проведение контроля технического состояния котлов железнодорожных цистерн тепловым способом необходимо производить в помещении депо (в цехе), где скорость ветра не превышает 3 м/с .

Рис. 1 – Влияние скорости ветра на результаты теплового контроля На 2 этапе рассмотрим влияние шумовой составляющей на достоверность результатов теплового контроля .

Тепловой контроль технического состояния котлов цистерн осуществляется дистанционным способом, поэтому при проведении измерения температуры возникают ошибки, связанные с неточным определением теплофизических характеристик исследуемого объекта и аппаратными помехами, в результате чего происходит загрязнение термограммы. Целью данного эксперимента является определение соотношения сигнал-шум, при котором погрешность измерения температуры минимальна .

Методика экспериментальных исследований заключается в нагружении резервуара с искусственными дефектами избыточным давлением воздуха при наличии шумовой составляющей, имитируемой генератором шума, с последующей регистрацией тепловых полей на внешней поверхности резервуара. В результате проведенных исследований получены зависимости погрешности и достоверности контроля от Рис. 2 – Влияние шумов аппаратуры отношения на погрешность результатов контроля среднеквадратичного значения

–  –  –

Согласно полученным данным тепловой контроль следует проводить в закрытых помещениях вагоноремонтного депо, например, в ремонтном цехе, где соблюдаются постоянные условия окружающей среды .

–  –  –

1. Кондратенко, Е. В. Оценка возможности использования теплового метода контроля герметичности котла железнодорожной цистерны [Текст] / Е. В. Кондратенко // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. – Омск, 2014. - № 3 (19). С. 18 – 24 .

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ БЕТОНА,

АРМИРОВАННОГО СТЕКЛОПЛАСТИКОВОЙ АРМАТУРОЙ

–  –  –

Строительные материалы, такие как бетон, железобетон – основные материалы при возведении зданий и несущих элементом строительных конструкций. В последнее время, во многих отраслях строительной промышленности происходит замена металлической арматуры на стеклопластиковую. Композитная арматура довольно неприхотлива к условиях эксплуатации, допустимо использование при различных температурных режимах, от – 70 и до +100 градусов Цельсия [1]. Однако растущий спрос на данный материал обусловлен, прежде всего, тем, что арматура из стеклопластика практически не подвержена коррозии и имеет более длительный срок службы. Также как и железобетон, стеклопластикобетон в процессе эксплуатации подвержен разрушающему влиянию механических нагрузок и температурновлажностных воздействий окружающей среды, поэтому своевременный мониторинг технического состояния с целью обеспечения своевременного текущего ремонта и реконструкции является мерой, необходимой для повышения надежности и безопасности их эксплуатации. Наиболее важными параметрами, которые необходимо контролировать являются прочность и дефектность. Далее проведен краткий обзор существующих неразрушающих методов контроля прочности и дефектности строительных композитных материалов[2] .

Визуальный осмотр является одним из самых распространенных .

Дефектами, которые можно наблюдать, являются: посторонние включения, трещины, царапины, пузыри, поры, пустоты, расслоения .

Наблюдения могут проводиться с использованием различного освещения и приборов. Особенностью данного метода является возможность обнаружения только сравнительно больших дефектов, расположенных на поверхности .

Одним из распространенных методов неразрушающего контроля является ультразвуковой метод диагностики, использующий акустическую энергию на частотах свыше 20 кГц. Чаще всего используются частоты от 100 кГц до 25 МГц. Более низкие частоты, относящиеся к области слышимого звука, имеют длину волны, сравнимую с размером дефекта, и звук как бы «обтекает» дефект. По технике проведения испытаний различают: эхо-импульсный метод, построенный на принципе обнаружения сигналов, отраженных от нарушений сплошности для локации места дефекта; сквозное прозвучивание, основывающееся на прохождении ультразвука через весь образец, посредством закрепления преобразователей по обе стороны от образца. Оба вышеизложенных метода позволяют определять наличие в изделиях несплошности как больших, так и малых размеров. Недостатком этого метода применительно к стеклопластикобетону является то, что при диагностике не учитываются структурные характеристики бетона и его наполнителей, локализация дефектов осуществляется только в направлении, перпендикулярном направлению распространения ультразвука. Также большое влияние на определение дефектов оказывает толщина образца, чем толще образец, тем сильнее происходит затухание отраженного импульса даже для бездефектных образцов .

Менее активно используемым методом является радиография .

Радиографические методы используются для регистрации больших пор, расслоений и трещин в изделиях из стеклопластикобетонов. Так как плотность стеклопластика на порядок ниже плотности металла, посторонние металлические включения будут очень хорошо видны .

Недостатком данного метода является то, что с его помощью можно обнаружить лишь достаточно большие дефекты в конструкции (больше длины волны). Дефекты малой толщины и расположенные перпендикулярно к потоку излучения детектируются с большими погрешностями. Также существенной трудностью по применению данного метода к стеклоплатикобетону является необходимость обработки стеклопластиковой арматуры тетрабромэтаном (ТБЭ), обеспечивающим непрозрачность поврежденных областей при рентгеновском излучении .

Для обнаружения дефектов в структуре стеклопластикобетона также может быть использовать инфракрасный (термический) метод, основанный на попеременном нагревании – охлаждении материала и детектированием дефектов по рассеянию тепла на участках .

Необходимо заметить, термические методы неразрушающего контроля не могут определять участки с низкими физико-механическими свойствами. Идентифицируются только такие дефекты, как поры, пузыри, несплошности и несвязанные (непроклеенные) участки .

Дефекты, лежащие близко к поверхности образцов определяются легче .

Чувствительность метода падает с ростом толщины исследуемого образца .

Кроме описанных выше методов, в настоящее время разрабатываются новые методы контроля, исключающие недостатки существующих методов, и имеющие более высокую точность определения дефектности. Одним из таких методов является метод, основанный на явлении механоэлектрических преобразований [3]. Суть его заключается в следующем. Композитные материалы являются гетерогенными структурами, то есть включают в себя множество компонентов. На границе раздела этих компонентов существует двойной электрический слой. При импульсном механическом возбуждении образца, в его объеме формируются акустические волны, порождающие переменное электрическое поле. Данное поле возникает из за смещения зарядов в двойном электрическом слое и из за пьезоэффекта, возникающего вследствие деформации пьезоэлементов те ми же акустическими волнами. Появившееся вследствие движения системы этих зарядов поле регистрируется электрическим измерительным приемником сигнала, расположенным вблизи от изучаемого образца, и находящимся в зоне действия этого поля .

Отличие данного метода от ультразвукового эхо-метода в том, электрический сигнал при механоэлектрических преобразованиях чувствителен к волнам, распространяющимся во всех направлениях в образце. Это связано с тем, что электрические оси пьезоэлектрических кристаллов в виде песчинок и зерен заполнителя, имеют различное направление. Метод, основанный на явлении механоэлектрических преобразований позволяет исследовать структурные характеристики готовых конструкций, которые невозможно изучать с использованием других методов. Своевременный мониторинг конструкций из стеклопластикобетона с учетом внутренней структуры материалов позволит снизить риск непредвиденного разрушения сооружений на их основе, а также повысить надежность и безопасность эксплуатации .

Список информационных источников

Фролов Н.П. Стеклопластиковая арматура и 1 .

стеклопластбетонные конструкции.-М.: Стройиздат, 1980.-104с .

2. Справочник по композиционным материалам: В 2-х кН. Кн. 2/ Под ред. Дж.Любина; Пер. с англ. А.Б. Геллера и др.; Под ред. Б.Э .

Геллера. – М.: Машиностроение, 1988.-584с.: ил .

3. Неразрушающий контроль строительных материалов по параметрам электрического сигнала при акустическом воздействии:

монография / Т.В. Фурса, К.Ю. Осипов, Д.Д. Данн; Томский Политехнический университет.-Томск: Изд-во Томского Политехнического университета, 2013.-176с .

МЕТОД АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ

САМООРГАНИЗУЮЩЕЙСЯ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ ДЛЯ

ДИСТАНЦИОННОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ДЮКЕРНЫХ И

ВКОПАННЫХ УЧАСТКОВ МАГИСТРАЛЬНОГО

ГАЗОПРОВОДА

Кравцова Е.Г., Шрам В.Г., Лысянникова Н.Н., Лысянников А.В .

ФГАОУ ВПО Сибирский федеральный университет, г. Красноярск Научный руководитель: Сельский Андрей Анатольевич, к.т.н., ведущий специалист по НК НОУ «НУЦ «РТС»»

Появление современных крупномасштабных объектов – атомных электростанций, терминалов со сжиженным газом, морских буровых установок, больших химических комбинатов, крупных авиалайнеров – привело наряду с экономическими выгодами к большим негативным последствиям в случае выхода их из строя. Человечество не может отказаться от таких сооружений, но оно может предотвратить катастрофы или уменьшить их последствия путем эффективного использования методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики .

В настоящее время согласно действующим нормативным и методическим документам [1, 2] техническое диагностирование магистральных газопроводов осуществляется преимущественно следующими методами: визуальный и измерительный контроль (ВИК);

магнитопорошковая (МПД) или капиллярная (КД) дефектоскопия;

ультразвуковая (УЗД) или радиационная (рентгеногаммаграфирование, РГГ); акустическая эмиссия (АЭ); комплексный контроль с помощью внутритрубных дефектоскопов-снарядов; тепловой (инфракрасный) контроль (ТК) .

Из всех перечисленных методов дистанционными являются только метод акустической эмиссии (современная аппаратура позволяет осуществлять беспроводную связь с датчиками), контроль внутритрубными снарядами и тепловой контроль, причем на дюкерных и вкопанных участках без обеспечения непосредственного доступа к ним с применением типовой аппаратуры могут применяться только два последних метода (ТК – только на вкопанных) .

Контроль состояния металла дюкерных и вкопанных участков магистральных газопроводов сильно осложнен недоступностью объекта. В настоящее время с этой целью применяют только внутритрубные дефектоскопы-снаряды, обладающие большим весом (до 2,5 т), высокой стоимостью ( 4 млн. руб.), на протяженных участках – низкой производительностью (движение при сборе информации не быстрее 0,5 м/с, изъятие и анализ информации только после окончания прохода и выемки снаряда) .

В данной статье предлагается способ применения метода акустической эмиссии, основанный на приеме из металла сигналов АЭ, порождаемых дефектами, их преобразовании в электрические сигналы и беспроводной передаче в приемно-регистрирующий модуль с помощью самоорганизующейся сети радиосвязи. Датчики, обеспеченные автономным низковольтным питанием, крепятся на внутренней поверхности трубопровода при его сборке перед спуском в водоем (траншею) и служат одновременно как преобразователями энергии сигналов, так и их ретрансляторами .

Схема дистанционного поиска дефектов в дюкерных и вкопанных участках магистрального газопровода, представлена на рисунке 1 .

Дефект порождает сигналы АЭ в стенке трубопровода, которые распространяются по металлу стенки со скоростью около 3 км/с на расстояние до 10 м и улавливаются ближайшим датчиком (преобразователем акустической эмиссии, ПАЭ), жестко установленным на внутренней поверхности трубы при монтаже газопровода. Приемно-передающий модуль, в состав которого входит ПАЭ, используя в качестве источника своего электропитания энергию газового потока, преобразует звуковую энергию в электрические колебания, усиливает сигнал в заданной постоянной степени и перерабатывает его в радиоволны, посылаемые в эфир, которым является транспортируемый газ. Таким образом, полость газопровода выступает в роли радиоволновода .

Рисунок 1 – Общая схема дистанционного обнаружения дефектов в дюкерном участке магистрального газопровода беспроводным методом АЭ с помощью самоорганизующейся радиосети Подобно сотовым телефонам, каждый приемно-передающий модуль имеет индивидуальную несущую радиочастоту. Но, кроме того, в целях самоорганизации сети радиосвязи каждый такой модуль является еще и ретранслятором для сигналов от других модулей .

Радиосигналы со скоростью света (300 000 км/с) передаются вдоль трубопровода от модуля к модулю и на ближайшую ГПС, где установлен широкополосный (по радиочастоте) приемнорегистрирующий модуль. Приемно-регистрирующий модуль принимает эти радиоволны и преобразует их обратно в электрические колебания звуковой (ультразвуковой) частоты, соответствующей частоте акустической эмиссии, излучаемой дефектом в металл .

Эти сигналы, а также радиочастота, на которой принят сигнал, регистрируются и подвергаются анализу в приборе акустической эмиссии или в компьютере по специальной программе.

При этом кроме основных параметров (амплитуда и частота акустической эмиссии) учитываются следующие показатели:

- несущая радиочастота, на которой принят сигнал (для идентификации номера уловившего сигнал АЭ приемно-передающего модуля, т.е. участка трубопровода с дефектом);

- известный постоянный коэффициент усиления приемнопередающих модулей .

Для подробного обследования дефектного участка и отыскания дефектов далее только на этом участке требуется организация водолазных либо вскрышных работ .

В системах сотовой телефонной связи сегодня все более привлекательным вариантом становится создание самоорганизующейся беспроводной сети (СОБС). Такая структура формирует сама себя всякий раз, когда специально оснащенные устройства связи (мобильные телефоны, а в данном случае – приемно-передающие модули) оказываются в пределах прямого доступа. Каждое из них выполняет в СОБС функции и передатчика, и приемника, а также служит ретрансляционным пунктом для всех ближайших приспособлений .

Устройства, расстояние между которыми превышает дальность прямой связи, могут поддерживать связь между собой, если им готовы помочь другие такие же приспособления, находящиеся между ними, передавая сообщения по цепочке (как ведра при пожаре). Иными словами, каждый узел в сети служит и коммуникатором для собственных сообщений, и элементом инфраструктуры для сообщений других узлов [3] .

В телефонах ретранслирующая часть осложнена системой обеспечения конфиденциальности информации, здесь же этого не требуется. У типового беспроводного ПАЭ радиус эффективного приема сигналов АЭ из металла составляет 5 м, а радиус эффективного излучения радиоволн – 100 м [4]. Поэтому приемно-передающие модули должны быть установлены на трубопроводе достаточно часто, но это же дает важное преимущество: радиосигнал от каждого модуля принимается еще как минимум 10 модулями, и это обеспечивает его передачу на ГПС даже в том случае, если какие-либо модули вышли из строя .

Недостатком системы является то, что установка датчиков может быть реализована только на стадии строительства объекта, и исключена возможность их последующей профилактики .

Данное ограничение не снижает актуальность темы: например, такой системой можно было бы оснастить российский дюкерный участок газопровода «Турецкий поток», протяженность которого от Анапского побережья Черного моря составляет 910 км [5]. Если сигнал АЭ возникнет на таком участке, диспетчерский пункт береговой ГПС (станция «Русская») получит информацию о нем менее чем через секунду .

Таким образом, создана новая система диагностики магистрального газопровода методом акустической эмиссии с применением самоорганизующейся беспроводной сети, которая значительно сокращает временные затраты на протяженное сканирование объекта, не требует зачистки металла и не уступает по достоверности существующим методам контроля, а также является одним из перспективных направлений диагностики трубопроводов, которая может предотвратить катастрофы .

Список использованных источников

1. ВСН 012-88 Строительство магистральных и промысловых трубопроводов. Контроль качества и приемка работ. Ч.1. – Введ .

01.01.1989. – Москва: Миннефтегазстрой, 2007. – 63 с .

2. СТО Газпром 2-2.4-083-2006 Инструкция по неразрушающим методам контроля качества сварных соединений при строительстве и ремонте промысловых и магистральных газопроводов. – Введ .

20.02.2007. – Москва: ООО "ВНИИГАЗ", 2009. – 126 с .

3. Голдсмит, М. Самоорганизующиеся беспроводные сети [Электронный ресурс]: Наука и жизнь. – 2003. - Режим доступа:

http://nauka.relis.ru/26/0110/26110002.htm .

4. Многоканальная беспроводная АЭ система «ЭКСИТОН-4040Р» .

Техническое описание [Электронный ресурс]: НОРМА Научнотехнический центр. - http://www.ntcnorma.narod.ru/aeunits.htm .

5. Официальный сайт проекта газопровода «Южный поток»

[Электронный ресурс]: Южный поток. – Режим доступа: www.southstream.info .

ВЛИЯНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

ПОЛИМЕРОВ НА НАГРУЗОЧНУЮ СПОСОБНОСТЬ

УЛЬТРАЗВУКОВОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

Лебедева Д.А., Седых М.А., Рыжкова А.Д .

Омский государственный технический университет, г. Омск Научный руководитель: Новиков А.А., д.т.н., профессор кафедры «Машиностроение и материаловедение»

Пластмассы в нашей стране являются широко применяемым материалом для изготовления разных предметов разнообразной формы .

Широкое использование пластмасс требует и соответствующих возможностей по их обработке. Готовые пластмассовые изделия получаются с помощью обработки пластика, основание этого процесса составляет нагрев материала и штамповка [1]. Эффективность использования ультразвуковых инструментов для работы с пластиками хорошо известна в различных технологических промышленных применениях [2] .

При работе ультразвукового волновода-инструмента на полимер целесообразно рассматривать процесс взаимодействия в рамках модели упругого взаимодействия жестких стержней (волновод-инструмент и полимер). При этом нагрузка содержит как активную компоненту, определяемую на начальном этапе условиями распространения

–  –  –

Рисунок 2 - Варианты эквивалентной схемы нагрузки при работе УЗ волноводаинструмента на костный цемент (ПММА) на первой стадии Наиболее подходящим в данном случае является вариант рис. 2,а, поскольку данная схема не приводит к резкому изменению частоты и нагрузки, а в случае рис.2,б - должно вызывать изменение нагрузки (уменьшение) в сторону приближения к режиму холостого хода .

Для проведения исследований была разработана и изготовлена испытательная установка (рис.3) [3] .

–  –  –

Выводы:

- режим работы УЗ излучателя меняется в зависимости от плотности материала, выступающего в качестве нагрузки, что позволяет использовать данный метод для оценки прочностных характеристик материала .

–  –  –

1. Мозговой И.В. Основы технологии ультразвуковой сварки полимеров. - Изд. Красноярского университета, 1991. – 278с .

2. Новиков А.А., Лебедева Д.А., Андреева С.А. Интенсификация резания полимеров энергией ультразвуковых колебаний / Современные проблемы машиностроения: сборник научных трудов VII Международной научно-технической конференции / под ред. А.Ю .

Арляпова, А.Б. Кима; Томский политехнический университет. – Томск:

изд-во Томского политехнического университета, 2013. - С. 338 – 342 .

3. Новиков А.А., Лебедева Д.А. Определение эффективности использования ультразвука для резания двух типов используемых в протезировании пластмасс (ПМА, высокопрочный полиэтилен) / Россия молодая: передовые технологии – в промышленность: Материлы IV Всероссийской молодежной научно – технической конференции. – Омск, 2011. – С. 204–208 .

СРЕДСТВО КОНТРОЛЯ УСТОЙЧИВОСТИ К

РАЗРУШЕНИЮ ДОРОЖНОГО ПОЛОТНА АВТОЗИМНИКОВ

Лысянников А.В., Кайзер Ю.Ф., Серебреникова Ю.Г., Плахотникова М.А., Лысянникова Н.Н., Шрам В.Г., Кравцова Е.Г .

ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет», г. Красноярск Научный руководитель: Желукевич Р.Б., д-р техн. наук, профессор кафедры АвиаГСМ, Институт нефти и газа В условиях стремительного освоения Северных регионов Российской Федерации с целью увеличения объемов добычи углеводородного сырья, увеличивается интенсивность транспортного потока, и как следствие возникает потребность в развитой сети автомобильных дорог, которые необходимо поддерживать в пригодном для эксплуатации состоянии. В силу неблагоприятных природных условий (болота, сильное обводнение грунтов), почти весь объем перевозок выполняется в зимнее время путем использования временных зимних автомобильных дорог – автозимников .

При эксплуатации автозимников, необходимо постоянно контролировать прочность снежного покрова на проезжей части дорожного полотна .

Для определения прочности снежного покрытия используют ударник-зонд СоюздорНИИ [1] и твердомер НИАС [2]. Автор работы В.З. Иофик [3] и японский исследователь Киносита (Kinoshita) [4] предлагают устройства, отличающиеся конструктивным исполнением и геометрическими параметрами инденторов, соприкасающихся со снегом .

Основным источником ошибок при определении прочности снежного покрытия твердомером НИАС является отсутствие уровнемера (практически невозможно выставить твердомер строго вертикально), а определение веса испытателя создает неудобства при замере и влияет на точность определения прочности снежного покрытия. Кроме того, при замере прочности, центр тяжести испытателя смещен относительно продольной оси стойки и для удержания равновесия стойку приходится наклонять, а вместе с ней и продольную ось конуса .

С целью исключения перечисленных недостатков спроектирован и изготовлен стенд (рисунок) .

Стенд работает следующим образом. Корпус 1 нижним основанием 2 устанавливается на предварительно выровненное снеговое покрытие, указатель со стрелкой 19 заводится в поперечный нижний уступ 18 направляющей трубы 5. При этом вершина конического наконечника 7 должна находиться в плоскости основания 2, соприкасающегося со снежным покровом, а направляющая труба 5 под действием собственного веса, веса стержня 6, конического наконечника 7, сменного груза 8 и гайки 20 устанавливается в корпусе 1 с разрезной шаровой обоймой вертикально. Для фиксации такого положения направляющей трубы 5 и корпуса 1 вращением гайки 16 под действием осевой силы болта стопора стягивается разрезная шаровая обойма, которая зажимает шаровую головку и удерживает ее в таком положении во время определения прочности снега. Затем указатель со стрелкой 19 вместе со стержнем 6 и коническим наконечником 7 поднимается вверх по продольному пазу 17. Из этого положения стержень отпускается .

Под действием собственной тяжести он движется вниз и, соприкасаясь со снежным покровом конической поверхностью наконечника, входит в снег .

–  –  –

где – показатель прочности снега, кПа;

m – масса штанги с коническим наконечником, кг;

H – высота падения штанги с коническим наконечником, м;

h – глубина погружения конуса, м;

– угол конуса, = 34°12 .

Новизна предлагаемого технического решения подтверждена патентом на изобретение [5] .

Особенностью изготовленного стенда является то, что в его конструкции предусмотрена возможность создания различной энергии удара за счет фиксированного изменения высоты подъёма стержня 6 с наконечником 7 (индентора) и массы сменного груза 8. Это позволяет проводить исследования влияния формы наконечника и энергии удара на показатели прочности снега в широких пределах, расширить область применения твердомера и определять прочность снежно-ледяных образований инденторами различных геометрических параметров в зависимости от климатических условий. Кроме того, использование данного стенда позволит эксплуатационным службам автомобильных дорог осуществлять оперативный контроль степени уплотнения снежного покрова .

Список использованных источников

1. ВСН 137-89. Проектирование, строительство и содержание зимних автомобильных дорог в условиях Сибири и Северо-Востока СССР.. – Введ. 01.01.1990. – Москва: Минтрансстрой, 1990 г – 86 с .

2. Руководство по эксплуатации гражданских аэродромов Российской Федерации (РЭГА РФ-94 [текст]. Утв. приказом директора Департамента воздушного транспорта от 19.09.94 №ДВ-98. Ввод в действие: 19.09.1998. – Новосибирск: Издательство НПФ «БэсттекАвиа» 1999 г. – 232 с .

3. Иофик В.З. Выбор моделей динамического плотномера для определения трудности разработки грунтов / В.З. Иофик // Строительные и дорожные машины. – 1990. – № 5. – С. 31–34 .

4. Борьба со снегом и гололедом на транспорте: Материалы 2-го Международного симпозиума, состоявшегося 15-19 мая 1978 г., Ганновер, штат Нью-Гэмпшир, США / Пер. с англ. Л.Я. Менис, М.Н .

Шипковой; под ред. А.П. Васильева. – М.: Транспорт, 1986. – 216 с .

5. Пат. № 2350923 Российская Федерация, МПК G01N3/42 .

Твердомер / Р.Б. Желукевич, В.Н. Подвезенный, В.А. Ганжа и др;

заявитель и патенто-обладатель ФГОУ ВПО Сибирский федеральный университет. - № 2007117229/28; заявл. 08.05.2007; опуб. 27.03.2009. – 3 с .

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДНИЩА РВС НА ОСНОВЕ

ФАЗИРОВАННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ РЕШЕТОК

–  –  –

В процессе эксплуатации резервуаров вертикальных стальных наиболее опасным видом износа является образование течей в листовых элементах стенок и днищ вследствие коррозии, возникающей от воздействия внешней среды и возможных загрязнений (осадков) в хранимом нефтепродукте. Неблагоприятными последствиями образования протечек являются потери нефтепродукта, повышение взрывопожароопасности, загрязнение окружающей среды, подмыв основания резервуара. В связи с этим «Правилами технической эксплуатации нефтебаз» [1] предусмотрены периодические меры по диагностике резервуаров .

В большинстве типовых методик по контролю днищ резервуаров большое внимание уделяется дефектоскопии сварных соединений .

Однако сварные соединения днищ при эксплуатации резервуара не испытывают высоких растягивающих нагрузок, и поэтому представляется целесообразной их проверка только на герметичность .

На днищах, изготовленных из рулонов, сваренных автоматической и полуавтоматической сваркой, проверке ультразвуком по [2] следует подвергать только монтажные швы, причем такие дефекты сварки, как несквозные непровары, подрезы, поры и зашлаковки вряд ли представляют опасность. Однако гораздо более актуален контроль основного металла листов. Например, по статистике наблюдений на сварные соединения приходится не более 10% от всего объема выявляемых протечек в днищах резервуаров .

Отличительными особенностями эксплуатации нефтеналивных резервуаров в свете механизмов износа стенок и днищ являются малоциклическое нагружение и преобладание химического воздействия окружающей среды над активностью хранимого продукта .

Ввиду доступности для визуального осмотра выявление течей в вертикальных стенках при испытании резервуаров и в ходе их эксплуатации не представляет практической сложности, а химическое воздействие среды на металл стенок носит преимущественно односторонний характер (снаружи) и менее активно, чем в отношении днища. Визуальное обнаружение протечек в днище при заполненной емкости невозможно .

Снятие статического давления существенно изменяет текущее состояние дефектов в днищах. Сквозные или потенциально сквозные несплошности под давлением жидкостного столба получают раскрытие, достаточное для проникновения в них продукта, но при разгрузке резервуара под действием упругости металла могут сомкнуться до степени, не позволяющей обнаружить их визуально. Недоступны для визуального выявления также эксплуатационные дефекты, проистекающие со стороны грунта, независимо от их величины. В условиях хранения качественных нефтепродуктов (т.е. слабой химической активности осадка) износ резервуара в наибольшей степени определяется именно этим процессом .

Типовая методика контроля днищ резервуаров, изложенная в инструкциях [3], предусматривает выборочный контроль визуально подозрительных мест с помощью ультразвука (сварные соединения и толщинометрия), а также вакуумно-жидкостным методом [4] (сквозные дефекты). Вакуумно-жидкостный метод состоит в том, что подозрительное место смачивают мыльным раствором, затем на него помещают прозрачную вакуум-камеру (колпак из оргстекла), из которой откачивают воздух. Под действием атмосферного давления воздух изпод днища устремляется в камеру сквозь дефект, и поэтому над дефектом образуются мыльные пузыри .

Однако такие методы не решают ряд задач, а именно: не выявляют дефекты в виде язв и несквозных трещин, развивающихся от грунта, а также сквозных «захлопывающихся» трещин, которые невозможно различить визуально из-за их слабого раскрытия при разгруженном РВС. Для решения этой проблемы была разработана специальная методика сплошного ультразвукового поиска дефектов с помощью нормальных акустических волн в листах (волн Лэмба). Это позволило, например, осуществлять полный контроль днища РВС для хранения дизельного топлива диаметром 18 м (площадь 2550 м2) с затратами на поиск дефектов 8 человеко-часов. Однако по собственному мнению авторов недостатком этой методики является то, что она ориентирована на параметры типовых универсальных ультразвуковых дефектоскопов, выпускавшихся отечественной (УД2-12, УД2-17) и зарубежной (USKS) промышленностью на момент ее разработки, которые не всегда наиболее корректно удовлетворяют данной задаче .

Прежде всего, это касается набора ультразвуковых частот, предусмотренных стандартами на такую аппаратуру. Большинство универсальных дефектоскопов используют частоту не ниже 1 МГц, что ограничивает «дальнобойность» акустического сигнала, так как с повышением частоты увеличивается его склонность к затуханию. По разработанной методике такая «дальнобойность» составляет 1 м. Если же исходить не из возможностей универсальной аппаратуры, а из условий задачи, то оптимальная частота должна быть существенно ниже реализованных в методике вариантов (1-2 МГц). Тем более что в последние годы на мировом рынке дефектоскопической аппаратуры появились компьютеризированные модели с низкими ультразвуковыми частотами, такие как УД3-103 «Пеленг», УДС2-52 «Зонд», USM-22L .

Однако подбор аппаратных средств является лишь частью решения технологической задачи ультразвуковой диагностики конкретных производственных объектов. Каждая такая задача требует оптимального подбора, а в лучшем случае – специального проектирования и изготовления пьезоэлектрического преобразователя (датчика) для наиболее эффективного перевода импульсов колебательной электрической энергии в зондирующий ультразвуковой сигнал упругих колебаний выбранного типа в конкретном металлическом объекте и ответного акустоэлектрического преобразования эха от всех вероятных дефектов .

Список использованных источников

1. Правила технической эксплуатации нефтебаз. Утверждены Главным управлением по госпоставкам и коммерческой деятельности ГП «Роснефть». М: 1997 г. - 150 с .

2. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые .

3. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. Госкомнефтепродукт СССР, 1986 .

4. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов .

НОВЫЙ ПРИБОР ДЛЯ КОНТРОЛЯ ХАРАКТЕРИСТИК

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

–  –  –

Непрерывный контроль параметров бурового раствора, является обязательной частью технологического процесса бурения нефтяных и газовых скважин. Оптимально подобранная рецептура раствора позволяет предотвратить риск возможности такого явления, как фонтанирование нефти и газа из ствола скважины, приводящего к выбросу из скважины промывочного раствора и создающему аварийную, пожароопасную ситуацию, «застревания» и как возможный вариант потерю бурового инструмента и обеспечить выполнение условия проведения безопасных и безаварийных буровых работ .

С началом 90-х годов у российских производителей приборов контроля реологических параметров резко снизились продажи, так как нефтяные компании стали закупать более совершенные импортные приборы, работы по модернизации были приостановлены. На сегодняшний день для измерения статического напряжения сдвига, предельного напряжения сдвига и пластической вязкости бурового раствора необходимо использовать один прибор зарубежного производства, например фирмы Baroid, или два прибора Российского производства: СНС-2 (СНС-2М), СНС-3 (разработка 70-х годов) и ротационный вискозиметр ВСН-3 .

Необходимо разработать прибор, сохраняющий простоту конструкции, возможность ремонта в полевых условиях, и низкую стоимость, обеспечивающий одновременное измерение не менее трёх параметров качества буровых растворов, визуализацию результатов на экране ЭВМ и их автоматическую запись в ноутбук. Масса прибора должна быть на уровне импортных образцов .

Во всех четырёх рассматриваемых приборах российского производства измерения осуществляются при помещении жидкости между двумя вращающимися цилиндрами. Однако масса ВСН-3 в несколько раз превышает массу приборов, измеряющих статическое напряжение сдвига, поэтому в качестве прототипа целесообразно взять лучшие технические решения, использованные в приборах СНС-2, СНС-2М и СНС-3. К этим техническим решениям нужно добавить решения, обеспечивающие проведение измерений предельное напряжение сдвига и статическое напряжение сдвига .

Измерение предельного напряжения сдвига и пластической вязкости осуществляется на основе реологической модели. Все модели имеют не менее двух параметров в одном уравнении. То есть задача измерения сводится к решению одного уравнения с двумя неизвестными.

Например, наиболее распространённая модель ШведоваБингама имеет вид [1]:

dU 0 р (1) ;

dy где 0 – предельное напряжение сдвига, Па;

р – пластическая вязкость, Па*c;

dU

– производная скорости в направлении перпендикулярном dy направлению движения жидкости .

Неизвестными величинами в этой модели являются предельное напряжение сдвига – 0 и пластическая вязкость – р .

Для определения двух неизвестных нужно иметь два уравнения, а не одно. Для этого измерения проводятся при относительной скорости вращения стаканов 300 и 600 об/мин.

После проведения измерений получаем коэффициент системы уравнений [2]:

–  –  –

1. Тетльмин В.В., Язев В.А. Реология нефти, М.: Граница, 2009. – 256 с .

2. Rabia H. Oilwell drilling engineering. Principles and practice .

University of Newcastle upon Tyne .

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ДНИЩА РВС НА ОСНОВЕ

ФАЗИРОВАННЫХ АКУСТИЧЕСКИХ РЕШЕТОК

–  –  –

В процессе эксплуатации резервуаров вертикальных стальных наиболее опасным видом износа является образование течей в листовых элементах стенок и днищ вследствие коррозии, возникающей от воздействия внешней среды и возможных загрязнений (осадков) в хранимом нефтепродукте. Неблагоприятными последствиями образования протечек являются потери нефтепродукта, повышение взрывопожароопасности, загрязнение окружающей среды, подмыв основания резервуара. В связи с этим «Правилами технической эксплуатации нефтебаз» [1] предусмотрены периодические меры по диагностике резервуаров .

В большинстве типовых методик по контролю днищ резервуаров большое внимание уделяется дефектоскопии сварных соединений .

Однако сварные соединения днищ при эксплуатации резервуара не испытывают высоких растягивающих нагрузок, и поэтому представляется целесообразной их проверка только на герметичность .

На днищах, изготовленных из рулонов, сваренных автоматической и полуавтоматической сваркой, проверке ультразвуком по [2] следует подвергать только монтажные швы, причем такие дефекты сварки, как несквозные непровары, подрезы, поры и зашлаковки вряд ли представляют опасность. Однако гораздо более актуален контроль основного металла листов. Например, по статистике наблюдений на сварные соединения приходится не более 10% от всего объема выявляемых протечек в днищах резервуаров .

Отличительными особенностями эксплуатации нефтеналивных резервуаров в свете механизмов износа стенок и днищ являются малоциклическое нагружение и преобладание химического воздействия окружающей среды над активностью хранимого продукта .

Ввиду доступности для визуального осмотра выявление течей в вертикальных стенках при испытании резервуаров и в ходе их эксплуатации не представляет практической сложности, а химическое воздействие среды на металл стенок носит преимущественно односторонний характер (снаружи) и менее активно, чем в отношении днища. Визуальное обнаружение протечек в днище при заполненной емкости невозможно .

Снятие статического давления существенно изменяет текущее состояние дефектов в днищах. Сквозные или потенциально сквозные несплошности под давлением жидкостного столба получают раскрытие, достаточное для проникновения в них продукта, но при разгрузке резервуара под действием упругости металла могут сомкнуться до степени, не позволяющей обнаружить их визуально. Недоступны для визуального выявления также эксплуатационные дефекты, проистекающие со стороны грунта, независимо от их величины. В условиях хранения качественных нефтепродуктов (т.е. слабой химической активности осадка) износ резервуара в наибольшей степени определяется именно этим процессом .

Типовая методика контроля днищ резервуаров, изложенная в инструкциях [3], предусматривает выборочный контроль визуально подозрительных мест с помощью ультразвука (сварные соединения и толщинометрия), а также вакуумно-жидкостным методом [4] (сквозные дефекты). Вакуумно-жидкостный метод состоит в том, что подозрительное место смачивают мыльным раствором, затем на него помещают прозрачную вакуум-камеру (колпак из оргстекла), из которой откачивают воздух. Под действием атмосферного давления воздух изпод днища устремляется в камеру сквозь дефект, и поэтому над дефектом образуются мыльные пузыри .

Однако такие методы не решают ряд задач, а именно: не выявляют дефекты в виде язв и несквозных трещин, развивающихся от грунта, а также сквозных «захлопывающихся» трещин, которые невозможно различить визуально из-за их слабого раскрытия при разгруженном РВС. Для решения этой проблемы была разработана специальная методика сплошного ультразвукового поиска дефектов с помощью нормальных акустических волн в листах (волн Лэмба). Это позволило, например, осуществлять полный контроль днища РВС для хранения дизельного топлива диаметром 18 м (площадь 2550 м2) с затратами на поиск дефектов 8 человеко-часов. Однако по собственному мнению авторов недостатком этой методики является то, что она ориентирована на параметры типовых универсальных ультразвуковых дефектоскопов, выпускавшихся отечественной (УД2-12, УД2-17) и зарубежной (USKS) промышленностью на момент ее разработки, которые не всегда наиболее корректно удовлетворяют данной задаче .

Прежде всего, это касается набора ультразвуковых частот, предусмотренных стандартами на такую аппаратуру. Большинство универсальных дефектоскопов используют частоту не ниже 1 МГц, что ограничивает «дальнобойность» акустического сигнала, так как с повышением частоты увеличивается его склонность к затуханию. По разработанной методике такая «дальнобойность» составляет 1 м. Если же исходить не из возможностей универсальной аппаратуры, а из условий задачи, то оптимальная частота должна быть существенно ниже реализованных в методике вариантов (1-2 МГц). Тем более что в последние годы на мировом рынке дефектоскопической аппаратуры появились компьютеризированные модели с низкими ультразвуковыми частотами, такие как УД3-103 «Пеленг», УДС2-52 «Зонд», USM-22L .

Однако подбор аппаратных средств является лишь частью решения технологической задачи ультразвуковой диагностики конкретных производственных объектов. Каждая такая задача требует оптимального подбора, а в лучшем случае – специального проектирования и изготовления пьезоэлектрического преобразователя (датчика) для наиболее эффективного перевода импульсов колебательной электрической энергии в зондирующий ультразвуковой сигнал упругих колебаний выбранного типа в конкретном металлическом объекте и ответного акустоэлектрического преобразования эха от всех вероятных дефектов .

Список использованных источников

1.Правила технической эксплуатации нефтебаз. Утверждены Главным управлением по госпоставкам и коммерческой деятельности ГП «Роснефть». М: 1997 г. - 150 с .

2. ГОСТ 14782-86. Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые .

3. Правила технической эксплуатации резервуаров и инструкции по их ремонту. Госкомнефтепродукт СССР, 1986 .

4. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов .

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЕ

ПОГОННОЙ ЕМКОСТИ ОБРАЗЦОВ ПРОВОДА

Мазиков С.В., Вавилова Г.В .

Томский политехнический университет, г. Томск Научный руководитель: Вавилова Г.В., ст. преподаватель кафедры физических методов и приборов контроля качества Для калибровки измерителя емкости необходимо иметь образцы провода с известным действительным значением погонной емкости, в качестве которого принимается результат измерения емкости в соответствии с ГОСТ 27893-88 [1]. В стандарте нет требований к качеству и температуре воды, а изменение удельной электропроводности воды приводит к изменению результата измерения погонной емкости. В [2] показано, что изменение концентрации примесей и температуры воды оказывают существенное влияние на изменение удельной электропроводности воды. В связи с этим возникла необходимость определить, при каких условиях следует проводить определение действительного значение емкости образца провода. Стоит отметить, что при повышении температуры воды меняется не только значение удельной электропроводности воды, но и свойства изоляции провода за счет его нагревания [3] .

Цель исследования оценить влияние изменения удельной электропроводности воды и свойств изоляции провода на результат измерения емкости провода в соответствии с ГОСТ 27893-88 .

Для проведения эксперимента используются одножильные электрические провода с полимерной изоляцией из поливинилхлорида и полиэтилена. Одножильный электрический провод не имеет в своей конструкции металлической оболочки или экрана, поэтому для проведения измерения емкости образец провода помещается в металлический заземленный бак, заполненный водой без предварительной подготовки [1]. Один конец образца присоединяется к измерительному прибору иммитансу AM 3001 фирмы Актаком, второй остается свободным, не погруженным в воду. Электрическая емкость провода измеряется между жилой и водой .

В данном эксперименте используются два варианта изменения электропроводности – изменение температуры воды и изменение концентрации растворенной в воде примеси .

В первой части эксперимента измерение электропроводности воды обеспечивается за счет изменения температуры водопроводной воды путем нагревания металлического бака с водой вместе с погруженным в него образцом провода от начальных условий эксперимента до температуры закипания воды. В наших условиях вода кипит при 95 °С (определено экспериментальным путем). Значение емкости провода измеряется с шагом изменения температуры 5 °С (30, 35 … 95 °С) .

Вторая часть эксперимента проводится по той же схеме только при использовании водопроводной воды с растворенной в ней поваренной солью NaCl концентрацией 4 г/л .

На рисунке 1 приведены годографы комплексного сопротивления от изменения погонной емкости при использовании пресной (красная линия) 1 г/л и соленой водопроводной воды (синяя линия) = 4 г/л для различных образцов провода. Пунктирной линией показан годограф от изменения солености воды .

Анализ полученных графиков показывает, что при изменении температуры воды от 30 до 95 °C в основном меняется реактивная составляющая комплексного сопротивления, имеющая емкостной характер .

Для образца провода с изоляцией из поливинилхлорида наблюдается значительное изменение комплексного сопротивления, причем изменение температуры оказывает более значительный вклад, чем изменение концентрации соли. Изменение комплексного сопротивления за счет изменения температуры воды от 30 до 95 °С составляет -37 % при использовании водопроводной воды – -32 % при использование соленой воды ( = 4 г/л). Изменение концентрации соли в воде (от 0 до 4 г/л) обеспечивает относительное изменение комплексного сопротивления лишь на 4 % при высокой температуре (t = 95 °С) и 11 % при низкой температуре (t = 30 °С) для образца их поливинилхлорида .

Xс, кОм

–  –  –

Рисунок 1 - Годографы комплексного сопротивления от изменения погонной емкости при использовании пресной (красная линия) и соленой водопроводной воды (синяя линия) Образец из полиэтилена имеет незначительное изменение комплексного сопротивления как при изменении температуры, так и при изменении концентрации соли. Изменение комплексного сопротивления при изменении температуры от 30 до 95 °С при использовании водопроводной воды составляет 4% и при использовании соленой воды ( = 4 г/л) составляет 8%. Изменение концентрации соли в воде (от 0 до 4 г/л) обеспечивает относительное изменение комплексного сопротивления лишь на 1,9 % при высокой температуре (t = 95 °С) и 5,6 % при низкой температуре (t = 30 °С) для образца из полиэтилена .

Следует отметить, что изменение емкостной составляющей комплексного сопротивления может являться следствием как изменения удельной электропроводности воды при изменении температуры (а также при изменении концентрации соли), так и изменения свойств изоляции провода при изменении температуры. Для оценки вклада каждого из указанных причин изменения емкостного сопротивления провода построены графики зависимости погонной емкости для образцов с изоляциями из поливинилхлорида и полиэтилена от изменения температуры воды (рисунок 2) .

Анализ зависимостей показывает, что изменение температуры воды в диапазоне от 30 до 95 °C приводит к уменьшению действительного значения емкости для образца из полиэтилена на 4,8 % и увеличению на 58 % для образца из поливинилхлорида. Изменение концентрации соли в воде от 0 до 4 г/л приводят к изменению измеренного значения емкости при низкой температуре (30 °C) на 4,5 % для образца из полиэтилена и на 12,5 % для образца из поливинилхлорида, при высокой температуре (95°C ) на 1,5 % для образца из полиэтилена и на 6,5 % для образца из поливинилхлорида .

C, пФ/м C, пФ/м

–  –  –

Рисунок 2 - Зависимость погонной емкости провода от температуры для различных материалов изоляции при использовании водопроводной воды ( ) и соленой ( ) По представленным результатам видно, что при увеличении температуры влияние солености на действительное значение емкости уменьшается .

Анализ зависимостей показывает, что для различных материалов изоляции проводов существует разная зависимость изменения емкости при увеличении температуры воды. Для полиэтилена влияния температуры на изменение свойств материала практически не оказывает влияния, что согласуется с данными [3]. Полихлорвинил, наоборот, значительно подвержен действиям температуры. При увеличении температуры от 0 до 100 °С диэлектрическая проницаемость полихлорвинила увеличивается от 3 до 12 [3], что приводит к значительному увеличению действительного значения емкости до 60% .

Приведенные нами экспериментальные данные подтверждают справочные данные .

Представленные результаты подтверждают зависимость измеренного значения емкости провода от условий проведения измерений. Поэтому для того чтобы использовать значения, полученные в соответствии с ГОСТ необходимо чтобы условия измерений были идентичны .

Список информационных источников

1.ГОСТ 27893–88 (СТ СЭВ 1101–87). Кабели связи. Методы испытаний.– М.: Изд-во стандартов, 1989.– 26 с .

2.Гольдштейн А.Е. Технологический контроль погонной емкости электрического кабеля в условиях значительных изменений солености воды/ А.Е. Гольдштейн, Г.В. Вавилова// Контроль. Диагностика:

научно-технический журнал / Российское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике. – 2013. – № 9 .

– С. 57-60 .

3.Григорьян А.Г. Производство кабелей и проводов с применением пластмасс и резин/ А.Г. Григорьян, Д.Н. Дикерман, И.Б. Пешков; под ред. И.Б. Пешкова. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 304 с.: ил .

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ГЕОЛОГИИ

–  –  –

В данной статье мы рассмотрим важность геофизических приборов при разведке медно-порфирового месторождения Нурказган и методологию локального изотопно-геохронологического исследования интрузивных пород, которая решает острые вопросы абсолютного возраста месторождения .

Геофизические признаки медного оруденения, выявленные по данным геолого-геофизических работ масштаба 1:10 000, обусловлены прежде всего наличием в рудах Восточного участка магнетита, количество которого достигает 1,5-10 %. В связи с этим средняя магнитная восприимчивость рудных березитов увеличивается до 6000-10-5 ед. СИ. В результате медным рудам Восточного участка, залегающим вблизи дневной поверхности, соответствует весьма интенсивная положительная магнитная аномалия амплитудой до 800-1000 нТл (рис .

1). Контуры магнитной аномалии соответствуют площади развития медного оруденения .

Для Западного участка в целом характерны пониженные значения магнитного поля от -80 до +100 нТл, обусловленные гидротермальным метасоматозом кварцевых диоритов и гранодиорит-порфиров, в связи с чем они представлены слабомагнитными (ае5О-1О-5ед. СИ) разностями. Непосредственно в рудах по данным минералогических анализов содержание магнетита невелико - менее 0,1%, поэтому руды Западного участка не фиксируются в магнитном поле .

На гравиметрической карте рудные тела не выделяются локальными аномалиями, что обусловлено близкими плотностными параметрами руд и окружающих пород. Так, плотность медных руд, изменяющаяся от 2,60 до 3,05 г/см3, имеет среднее значение 2,78 г/см3 и ненамного отличается от средней плотности кварцевых диоритов - 2,74 г/см3 и вмещающих туфов андезибальзатов жарсорской свиты - 2,76 г/см3 .

По данным электроразведочных работ методом переходных процессов (МПП), выполненным на месторождении в 1992-1995 гг. (А .

В. Ковалев, В. К. Медведев, 1996 г.), медные руды отмечаются зонами высокой проводимости – от 5 до 50 Сим (рис. 1). Как показали результаты буровых работ, максимальные значения соответствуют участкам развития наиболее богатого медного оруденения. Из 17 скважин, пробуренных на начальном этапе разведки для оценки результатов МПП, 15 скважин на глубинах свыше 270 м вскрыли брекчиевые медные руды и только 2 оказались безрудными и выявили интенсивно пиритизированные породы. Эффективность метода МПП обусловлена по данным каротажа сравнительно низкими средними значениями кажущегося сопротивления руд - 400 Ом-м, которое значительно меньше, чем у безрудных березитов, - 2000 Ом-м. Медные руды характеризуются очень высокими значениями кажущейся поляризуемости, средняя величина которой достигает 16%, намного превышая по этому показателю березиты - 9% и вмещающие породы – 4-6 %. Высокая эффективность метода, проведенного современной аппаратурой «Цикл-7» в рамочно-петлевом варианте с петлей 250x250 м, подтвердилась в 2009 году при опоисковании глубоких горизонтов на южном продолжении Восточного участка месторождения, где крутопадающая рудная зона была прослежена в юго-восточном направлении еще на 800 м. Кроме того, по повышенным значениям кажущейся проводимости установлена вторая рудная зона общей протяженностью 1200м, расположенная ниже основной рудной зоны, параллельно ей между профилями 16-18 .

Изотопный возраст магматических пород Открытие медно-порфирового оруденения Нурказганского типа повлекло за собой повышенное внимание геологов к северо-западной части девонского вулкано-плутонического пояса с целью прогноза новых месторождений и определение ресурсов данного типа оруденения. По ныне многие ученые и разведчики считали что оруденение связано с эволюцией девонского вулкано-плутонического пояса (Абдуллин А.А., Торчинюк Р.М., Колесников В.В., Гранкин М.С., Козлов А.Д., Полетаев А.И., Серых В.И., Евдокимов И.В.). Были расхождения в деталях: карамендинским (известково-щелочного состава) D1 или коккудуктюбинским (субщелочного состава) D2 или (D2комплексами (Гидаспов Г.Д. 1989г.). Других версии практический не было. Были причины для появления такой версии: практическое отсутствие в Казахстане изотопно-геохронологической службы и др .

(Ермолов П.В.) .

Рис. 1. Геолого-геофизическая модель месторождения Нурказган. Профиль 34 (составил А.Т. Байдалинов).

1– отложения кайнозоя, глины с примесью валуннощебнисто-дресвяного материала; 2 – жарсорская свита, верхняя подсвита (D,zr2):

песчаники, алевролиты, конгломераты красноцветные с горизонтами туффитов кислого состава; 3 – нижняя подсвита (Dzr1): туфы андезибазальтового состава;



Pages:   || 2 |



Похожие работы:

«ЗАО ПО Спецавтоматика XQPSA УЗЕЛ УПРАВЛЕНИЯ ДРЕНЧЕРНЫЙ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ УУ-Д40/1,2(Э12,24,220)-ГМ.О4Малорасходный" ПАСПОРТ ДАЭ 100.367.000 ПС Бийск 2008 ЗАО "ПО "Спецавтоматика" 1 НАЗНАЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЯ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ В. Ф. Михайлов, Т. Н. Нарытник, И. В. Брагин, В. Н. Мошкин МИКРОВОЛНОВЫЕ ТЕХНОЛ...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ. МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ 12393— СТАНДАРТ АРМАТУРА КОНТАКТНОЙ СЕТИ ЖЕЛЕЗ...»

«ОРДЕНА ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ НАУК УССР ОРДЕНА ЛЕНИНА ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ХФТИ 73-14 В.М. ДЕНЯК, Н.В. ПЕРУН, Ю.В. ВЛАДИМИРОВ, А.А. НЕМАШКАЛО СИСТЕМА ИЗМЕРЕНИЯ, ЗАДАНИЯ И ПЕРЕСТРОЙКИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ АНАЛИЗАТОРОВ Харьков 1973 УДК 538.082.538.12 ; Двняк B.I., nepyi Н.Б., Вл...»

«Палата представителей Национального собрания Республики Беларусь шестого созыва (четвертая сессия) I полугодие 2018 года Информационно-аналитический бюллетень г. Минск Информацион...»

«ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО Том 87 ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА 1957 г. И Н ДУКТ И ВН Ы Й ПА РА М ЕТРИ ЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР КАК В О З Б У Д И Т Е Л Ь Р...»

«Ukrainian Journal of Ecology Ukrainian Journal of Ecology, 2018, 8(1), 832–837 doi: 10.15421/2018_281 ORIGINAL ARTICLE 619:616.34-008.39:576.895.1 The analysis of distribution of cattle fascioliasis in Tyumen oblast A.N. Siben*, V.N. Domatsky, A.A. Nikonov, N.I. Beletskaya All-Russian Scientific Research Institute...»

«ПЕРЕЧЕНЬ организаций по техническому обслуживанию, имеющих действующий сертификат соответствия на 25.03.2016 №№ НОМЕР ДАТА СРОК ОРГАНИЗАЦИЯ МЕСТО ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ п.п. СЕРТИФИКАТА ВЫДАЧИ ДЕЙСТВИЯ 1. 2021140083 О...»

«"СЕМ КОМПАНИ ГРУПП" Техническое задание на разработку корпоративного сайта ООО "Сем Компани Групп" Ольга Дайкслер 17.06.2013 Версия 2.01 документа от 17.06.2013г. Оглавление Общие положения Эксплуатационное назначение Функциона...»

«МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ (МГС) INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION (ISC) ГОСТ и со 12162— МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ МАТЕРИАЛЫ...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Инженерна...»

«Членам Научно-технического совета по развитию промышленности строительных материалов (изделий) и строительных конструкций при Министерстве промышленности и торговли Российской Федерации (по списку рассылки...»

«MAKAROV CO2-Pistol, cal. 4,5 mm (.177) BB Rev 5.8152 | 03/09 © 2009 Operating instructions 3 9 Bedienungsanleitung 10 16 Mode demploi 17 23 Manual de instrucciones 24 30 Инструкция по эксплуатации 38 44 Istruzioni per l‘uso 31 37 Instrukcja obsugi 45 51 Description Benennung Designation Designacion Descrizione Наименование Nazewn...»

«Информационные процессы, Том 18, № 1, 2018, стр. 72–79 2018 Медова, Рыбин, Филатов. c ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Об одной системе связи для малых космических аппаратов нано-...»

«THE UNITED NATIONS WOMEN’S GUILD OF VIENNA ЖЕНСКАЯ ГИЛЬДИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ОБЪЕДИНЁННЫХ НАЦИЙ В ВЕНЕ Vienna International Center, Room F1036 P.O. Box 400, AVienna, Austria Tel.: (+43 1) 2600-24276, 26026-4284 E-mail: unwgcharityvienna@gm...»

«^4^ БЕЛЯЕВА Елена Юрьевна РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЙ МНОГОАТОМНЫХ СПИРТОВ НЕОПЕНТИЛГЛИКОЛЯ И ЭТРИОЛА НА ОСНОВЕ МАСЛЯНЫХ АЛЬДЕГИДОВ 05 17.04-Технология органических веществ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук О Екатеринбург 2007 г Работа выполнена в Институте технической хи...»

«М инистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента Ро...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СВИНЕЦ АТОМНО-АБСОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ГОСТ 26880.1-86, ГОСТ 26880.2-86 (СТ СЭВ 5010-85—СТ СЭВ 5013-85) Издание официальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москаа получить сертифика...»

«УТВЕРЖДЕНО приказом Минпромторга России от "30" августа 2011 г. № 1173 УВЕДОМЛЕНИЕ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации "О начале специального защитного расследования в отношении импорта графит...»

«УДК 669.21.001.4:006.354 Группа В59 МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ЗОЛОТО ГОСТ Метод атомно-абсорбционного анализа 2 7 9 7 3.3 88 Gold. Method of atomic-absorption analysis ОКСТУ 1709 Дата введения 01.07. 90 Настоящий стандарт устанавливает атомно-абсорбционный метод определения содержания примесей: серебра, меди, железа, пла...»

«Гущин Сергей Геннадьевич МАРКЕТИНГОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ СБЫТА НЕФТЕПРОДУКТОВ 08.00.05 Экономика и управление народным хозяйством (3. Маркетинг; 5. Региональная экономика) Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук Волгоград 2006 Работа...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.