автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Повышение эффективности хранения лесохозяйственных машин путем разработки и применения ресурсосберегающих консервационных составов

005060719

На правах руко)

ГОЛУБЕВ Михаил Иванович

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХРАНЕНИЯ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ II ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ КОНСЕРВАЦИОННЫХ

СОСТАВОВ

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного

хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2013

3 О МАЙ 2013

005060719

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет леса» (ФГБОУ ВПО МГУЛ)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических наук, профессор Быков Владимир Васильевич

Винокуров Василий Николаевич,

доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса», профессор кафедры искусственного лесовыращивания и механизации лесохозяйственных работ

Онучин Евгений Михайлович,

кандидат технических наук, доцент, ФГБОУ ВПО «Поволжский государственный технологический университет», доцент кафедры эксплуатации машин и оборудования

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Защита диссертации состоится «21» июня 2013 года в 10® на заседании диссертационного совета Д.212.146.03 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса» по адресу: 141005, Мытищи-5, Московская область, ул. 1-я Институтская, дом 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса».

Автореферат разослан «(4>» Ахсх Я 2013 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Рыбин Борис Матвеевич

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. В целях использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов используются различные лесохозяйственные машины, в том числе лесные плуги, бороны, культиваторы, сажалки, сеялки, опрыскиватели. По данным Федерального бюджетного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства» (ФБУ ВНИИЛМ) для выполнения лесохозяйственных работ в России имеется в наличии 24343 единицы техники и дополнительно требуется еще свыше 31 тыс. машин. Эффективность их использования (коэффициент технической готовности, простои) во многом определяется функционированием системы технического обслуживания и ремонта техники (СТОИРТ), элементом которой является хранение машин и их защита от коррозии. Наиболее эффективное хранение машин обеспечивается в забытых помещениях предприятий. Однако около 60 % парка лесохозяйственных машин хранится на опфьггых площадках. Из-за ограниченных экономических возможностей во многих лесохозяйственных организациях имеются случаи несоблюдения правил хранения машин и низкого качества выполнения работ по противокоррозионной защите. В результате коррозии при хранении машин и оборудования снижается их долговечность, повышается трудоемкость операций технического обслуживания и ремонта. Наиболее подвержены коррозии зубья звездочек и втулочно-роликовые цепи, резьбовые соединения, рабочие органы почвообрабатывающих машин: лемехи лесных плугов, лапы культиваторов и другие. Из-за коррозии растут расходы на содержание парка машин. Затраты на техническое обслуживание и ремонт рабочих органов почвообрабатывающих орудий в лесохозяйственных организациях составляют от 32 до 78 % стоимости машин. В последние годы для снижения затрат на противокоррозионную защиту наметилась тенденция использования консервационных составов из отходов. Однако конкретные рекомендации по приготовлению таких консервационных составов и результаты их испытаний применительно к лесохозяйственным машинам в литературе отсутствуют.

Целью работы является создание ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты машин лесного хозяйства при постановке их

на длительное хранение.

Методы исследования. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных исследований. Для теоретического обоснования выбора рационального консервационного состава для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин с учетом природно-климатических условий регионов использовались методы математического моделирования.

Объект исследования - консервационные составы для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении.

Предмет исследования - защитная эффективность консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- предложен критерий и разработана технико-экономическая модель выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты машин лесного хозяйства при постановке их на длительное хранение с учетом природно-климатических условий регионов;

- разработаны ресурсосберегающие консервационный состав и ингибитор коррозии (их новизна защищена патентами на изобретения «Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений» (патент РФ № 2462538) и «Ингибитор коррозии

металлов» (патент РФ № 2462539));

- получены зависимости свойств консервационных составов, в том числе гидрофобности и коррозионной стойкости, от содержания в них различных компонентов;

- для лесохозяйственных организаций разработана малогабаритная установка для приготовления консервационных составов из отходов производства растительных масел и отработанных моторных масел (новизна технического решения защищена патентом на полезную модель «Установка для приготовления состава для консервации лесохозяйственной техники» (патент РФ № 114872)).

Достоверность и обоснованность научных положений определяется:

- использованием сертифицированного оборудования и апробированных методик исследований;

- построением теории на известных методах математического моделирования скорости коррозионных процессов;

- базированием идеи создания ресурсосберегающих консервационных составов из отходов на анализе практики противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин и обобщения передового опыта в смежных отраслях, в том числе в сельском хозяйстве;

- совпадением результатов лабораторных исследований и натурных испытаний с результатами проверки защитной эффективности консервационных составов в производственных условиях;

- сравнением результатов, полученных автором, и данных, полученных в результате ранее проведенных исследований по рассматриваемой тематике;

- использованием современных методик сбора и обработки исходной информации.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследования:

- разработаны новые ресурсосберегающие консервационные составы на основе отходов производства растительных масел и отработанных минеральных масел;

предложены рекомендации по применению ресурсосберегающих консервационных составов на основе отработанных минеральных масел и разработанного ингибитора коррозии для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Основные результаты диссертационной работы соответствуют пункту 12 «Разработка методов оценки качества, обоснование эффективности технического обслуживания и сервиса машин и оборудования лесопромышленного и лесохозяйственного назначения» паспорта специальности 05.21.01 - технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.

Личное участие соискателя состоит в определении цели и задач исследования, разработке критерия и технико-экономической модели выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при постановке их на длительное хранение, разработке программы и методики проведения научных экспериментов, непосредственном участии в получении, обработке, обобщении и интерпретации полученных экспериментальных данных. При участии автора получены два патента на изобретения и один патент на полезную модель, подготовлен раздел монографии. Лично соискателю принадлежит 2,1 п.л. основных публикаций по результатам работы, в том числе статья в издании, рекомендованном ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации для публикации результатов диссертаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты мониторинга условий хранения лесохозяйственных машин и их коррозионного разрушения;

- критерий и технико-экономическая модель выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при постановке их на длительное хранение;

- зависимости свойств консервационных составов (смачиваемости, гидрофобности, адгезионной прочности, смываемости и коррозионной стойкости) от содержания в них различных компонентов, в том числе ингибитора коррозии и нанопорошка бемит;

- результаты сравнительных натурных коррозионных испытаний консервационных составов;

- рекомендации по применению ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при их хранении под навесом, в закрытых помещениях и на открытых площадках.

Реализация результатов диссертационной работы. Результаты работы внедрены в закрытом акционерном обществе «Автокон», в Юрьев-Польском филиале государственного автономного учреждения «Владаесхоз», в Центре испытаний сельскохозяйственной техники ФГБНУ «Росинформагротех», в Государственном научном учреждении «Всероссийский научно-исследовательский и проекгно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ВНИИТиН Россельхозакадемии).

Апробация работы. По основным разделам диссертационной работы были сделаны доклады на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов Московского государственного университета леса (МГУЛ) 2010-2013 гг.; на международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы развития лесного комплекса» в Вологодском государственном техническом университете (ВоГТУ) 2009-2011 гг.; на международной конференции «Нанотехнологии и наноматериалы в лесном комплексе» (МГУЛ) 2011 г.; на международных научно-практических конференциях «Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК» (ФГБНУ «Росинформагротех») 2010, 2012 гг.; на международной научно-практической конференции «Интеграция науки, образования и производства в области агроинженерии» (г. Москва, МГАУ им. В.П. Горячкина) 2010 г.; на международной научно-практической конференции «Трибологические основы повышения ресурса машин (наука, образование, практика)» (Москва, МГАУ им. В.П. Горячкина) 2010 г.; на международных научно-технических конференциях «Научные проблемы развития ремонта, технического обслуживания машин, восстановления и упрочнения деталей» (2010 г.) и «Научные проблемы технического сервиса сельскохозяйственных машин» (2011-2012 гг.) (г. Москва, ГОСНИТИ); на международной научно-практической конференции «Нанотехнологии -производству» (Фрязино) 2010 г.; на международной научной сессии «Инновационные проекты в области агроинженерии» (Москва, МГАУ им. В.П. Горячкина) 2012 г.

По результатам конкурса, проводимого Россельхозакадемией, работа отмечена дипломом Бюро отделения механизации, электрификации и автоматизации Россельхозакадемии за лучшую завершенную научную разработку 2011 года. Малогабаритная установка для приготовления консервационных составов из отходов растительных масел и отработанных моторных масел экспонировалась на XII Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи «НТТМ - 2012»

(Москва, ВВЦ, 26-29 июня 2012 г.). По результатам работы выставки автор разработки в рамках приоритетного национального проекта «Образование» Министерства образования и науки Российской Федерации получил диплом лауреата премии по поддержке талантливой молодежи, установленной Указом Президента Российской Федерации от 6 апреля 2006 г. № 325 «О мерах государственной поддержки талантливой молодежи».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 24 научных работы, в том числе 8 статей в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации основных результатов диссертаций, раздел монографии и одна статья в иностранном журнале, получены два патента на изобретение и один патент на полезную модель.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка использованных источников и 10 приложений. Общий объем работы составляет 163 страницы. Работа содержит 51 рисунок и 35 таблиц. Список использованных источников включает 116 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, дана общая характеристика работы, изложены основные научные результаты и положения, выносимые на защиту.

В первой главе «Состояние вопроса, цель и задачи исследования» приведены результаты мониторинга условий хранения и коррозионной повреждаемости машин лесного хозяйства. Показано, что эффективность использования лесохозяйственных машин во многом определяется функционированием системы их технического обслуживания и ремонта, элементом которой является хранение машин. Исследованию этих вопросов посвящены работы Быкова В.В., Винокурова В.Н., Золотаревского A.A., Сидорова С.А., Силаева Г.В. Шаталова В.Г. и других ученых. Для защиты машин от коррозии при хранении применяются различные консервационные составы. Их исследованию и разработке посвящены работы Вавилкина Д.Ю., Вигдоровича В.И., Гайдара С.М., Зазули А.Н., Князевой А.Г., Кузнецовой Е.Г., Петрашева А.И., Прохоренкова В.Д., Пучина Е.А., Салмина В.В., Северного А.Э., Смирнова А.Г. и других ученых. На основании анализа результатов мониторинга условий хранения и коррозионной повреждаемости машин лесного хозяйства и литературных источников по теме диссертации сформулирована цель и намечены следующие задачи исследования:

- провести мониторинг условий хранения и коррозионной повреждаемости машин лесного хозяйства;

- дать анализ современных отечественных и мировых тенденций в создании консервационных составов для защиты лесохозяйственных машин от коррозии при хранении;

разработать теоретические предпосылки выбора рациональных консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении в различных природно-климатических условиях;

- разработать программу и методику экспериментальных исследований;

- провести сравнительные исследования коррозионных свойств консервационных составов на основе отработанных минеральных масел и отходов производства растительных масел (вязкость, смачиваемость поверхности, гидрофобность, прочность сцепления с поверхностью, смываемость осадками);

- разработать технологию и создать ресурсосберегающие консервационные составы на основе отходов производства растительных масел для защиты лесохозяйственных машин от коррозии;

- провести лабораторные и натурные испытания коррозионной стойкости разработанного консервационного состава;

разработать рекомендации по организации опытно-промышленного производства разработанного консервационного состава;

- разработать рекомендации по противокоррозионной защите машин и оборудования лесохозяйственного назначения на основе разработанного консервационного состава при хранении в закрытых помещениях, под навесами и на открытых площадках;

- определить экономическую эффективность результатов исследований.

Во второй главе «Теоретическое обоснование создания ресурсосберегающих консервационных составов для защиты лесохозяйственных машин от коррозии при хранении в различных природно-климатических условиях» дан анализ научно-методических подходов к обоснованию критерия выбора консервационных составов. Для этого многие исследователи предлагают использовать скорость коррозии поверхности машины после нанесения состава. Оптимальным считается тот консервационный состав, который обеспечит минимальные затраты при обеспечении максимально возможной защиты машины от коррозии. Однако при выборе консервационных составов нужно учитывать, что при вводе машины в эксплуатацию после хранения консервационные составы удаляются. Поэтому нами был предложен технико-экономический критерий эффективности консервационных составов, согласно которому оптимальным считается состав, обеспечивающий достаточную долговечность (рациональную защитную способность с учетом коррозионной среды региона, где будут храниться лесохозяйственные машины) при минимальной стоимости.

С^/Кд-* пип, (1)

где Скс - удельная стоимость консервационного состава, рУкг,

Кд - рациональная защитная способность, обеспечивающая необходимую долговечность консервационного состава.

При хранении лесохозяйственные машины подвергаются воздействию большого количества внешних и внутренних факторов, но скорость протекания атмосферной коррозии в основном определяется температурой и влажностью. В главе обобщены математические модели, разработанные различными учеными для определения защитной способности консервационных составов по скорости атмосферной коррозии. Их анализ позволил выбрать уравнение регрессии, описывающее скорость коррозии стальных деталей в зависимости от параметров среды. Оно получено на основании статистической обработки многолетних наблюдений и коррозионных испытаний:

V = 0,78Ш + 1,22Т + 0.173С1 + О.ЗБ-52,68, (2)

где ЯН- средняя годовая относительная влажность, %;

Г- средняя годовая температура,0 С;

С/ - средняя годовая концентрация хлоридов, мг/м3;

5 - средняя годовая концентрация диоксида серы, мг/(м3-сут).

Анализ состояния загрязнений атмосферы вредными выбросами в регионах с учетом предельно допустимых норм концентрации (ПДК) в России (диоксид серы 0,05 мг/м3, хлориды 0,1 мг/м3 сутки) и проведенные нами сравнительные расчеты атмосферной коррозии показали, что влияние вредных выбросов на этот показатель не превышает 0,3 ... 0,5 %. Поэтому для определения скорости атмосферной коррозии лесохозяйственных машин можно использовать уравнение воздействия только метеорологических факторов:

V= 0,78RH + 1.22T- 52,68. (3)

На основании полученной формулы предложено составлять карты атмосферной коррозии машин в различных лесных регионах. На основании карт коррозии можно рекомендовать различные консервационные составы с различной коррозионной стойкостью в зависимости от скорости коррозии в регионе. Коррозионную агрессивность региона предложено учитывать поправочным коэффициентом Ка?. Он определяется как отношение скорости коррозии в i-регионе к скорости коррозии в базовом регионе. Для базового региона данные о защитной эффективности консервационных составов получают экспериментально.

Таким образом, с учетом предложенного критерия, рациональным составом в i-регионе будет являться состав, который будет удовлетворять требованию

СшКК^-К^-^тт, (4)

где Си - удельная стоимость i-композиции консервационного состава, р./кг,

Кда- рациональная защитная способность консервационного состава для базового региона;

Кар - коэффициент коррозионной агрессивности i-региона, определяемый как отношение скорости коррозии в регионе к скорости коррозии в базовом регионе (определяется на основе разработанных карт коррозии регионов).

Анализ полученной модели показывает, что для повышения эффективности противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин необходимы составы с низкой себестоимостью, которые обеспечивают необходимую долговечность. Для снижения себестоимости консервационных составов целесообразно использовать в качестве их компонентов отходы растительных масел и отработанные минеральные масла. Однако предложенные подходы требуют экспериментальной и производственной проверки.

В третьей главе «Программа и методика исследований» описаны программа и методики исследований свойств консервационных составов на основе отходов и отработанных минеральных масел.

В работе также проведены сравнительные испытания антикоррозионных свойств композиций с добавлением нанопорошков. Для приготовления консервационных составов использовали лабораторную мешалку с электродвигателем. Вязкость составов определяли по ГОСТ 8420-74 «Методы определения условной вязкости». Для получения ингибиторов коррозии в качестве сырья использовались отходы производства рапсового масла, а в качестве растворителя отработанные моторные и трансформаторные масла. На основе такой технологии разработан новый ингибитор коррозии и консервационный состав (новизна защищена двумя патентами на изобретения). При выполнении исследований использовали образцы из стали Ст. 3, покрытые консервационными составами. Образцы представляли собой пластинки прямоугольной формы размером 50x50 мм и толщиной 3,0 мм. Образцы обезжиривали ацетоном и затем высушивали на открытом воздухе. Для нанесения консервационных составов образцы погружали на 30 ... 40 с в консервационный материал при комнатной температуре. Затем образцы извлекали и выдерживали на воздухе в подвешенном состоянии в течение 24 ч. В качестве характеристики смачиваемости принимался диаметр пятна растекания капли консервационного состава, нанесенной на стальную поверхность. Гидрофобность консервационных составов оценивали по краевому углу смачивания капли воды на металлической поверхности с покрытием при помощи установки, основными узлами которой являются катетометр и измерительная ячейка-кювета, с использованием программного обеспечения.

Прочность сцепления консервационных материалов с металлической поверхностью измеряли на адгезиометре PosiTest AT в Наноцентре ГНУ ГОСНИТИ (Центр по нанотехнологиям и наноматериалам коллективного пользования Россельхозакадемии). Сравнительную стойкость консервационных покрытий к смыванию определяли путем их орошения при одинаковой интенсивности под душем в определенной последовательности (ГОСТ 9.403-80). Критерием стойкости покрытий к смыванию служила разница в массе образцов до и после орошения. Для взвешивания образцов использовали весы BP-310S второго класса точности по ГОСТ 24104-2001. Для сравнительных коррозионных испытаний консервационных составов в качестве термовлагокамеры использовали стерилизатор воздушный HS62A. Продолжительность испытаний устанавливали до появления на образцах следов коррозии. Для изучения механизма торможения коррозии консервационными составами были проведены электрохимические исследования в ГНУ ВНИИТиН Россельхозакадемии с использованием потенциостата IPC-ProMF.

Натурные испытания консервационных составов проводили на образцах в Тверской, Московской и Пензенской областях. Пластинки с нанесенными консервационными материалами подвешивали в вертикальном положении на штанги капроновой нитью. Расстояние между пластинками составляло не менее 150 мм. Испытания проводили на открытой площадке, а также под навесом и в закрытом помещении (металлическом гараже). Общая продолжительность испытаний составляла 12 месяцев. В процессе испытаний производили осмотры пластинок для установления времени появления первого коррозионного очага. Коррозионным разрушением считали коррозионные очаги на поверхности металлических пластин в виде отдельных точек, пятен, нитей, язв. Для оценки защитной способности консервационных материалов использовали отношение площади коррозионных очагов к площади испытываемой пластинки в процентах.

В четвертой главе «Результаты исследований и их анализ» приведены результаты исследований свойств консервационных составов. Из исследованных составов лучше всего смачивают стальную поверхность составы, содержащие минеральные масла. Повышение содержания ингибитора коррозии в консервационном составе повышает гидрофобность поверхности образца с покрытием (рисунок 1).

і & „г,

«- 40 ■ 2 І

I 35 ■ 5 зо >ж

—'-

3 25 CL

0 25 50 75 100 Содержание ингибитора коррозии "Телэз-Л" в ММО, %

Рисунок 1 - Влияние содержания ингибитора коррозии в консервационном составе на краевой угол смачивания поверхности образца с покрытием

Лучшую адгезионную прочность и стойкость к смыванию имеет ингибитор коррозии «Телаз-Л», полученный из отходов производства рапсового масла. Влияние содержания ингибитора коррозии в отработанном моторном масле на адгезионную прочность консервационного состава показано на рисунке 2.

Рисунок 2 - Влияние содержания ингибитора коррозии в отработанном моторном масле на адгезионную прочность консервационного состава

Влияние содержания ингибитора коррозии в отработанном моторном масле на коррозионную стойкость консервационного состава показано на рисунке 3.

Содержание ингибитора коррозии "Телаз-Л" в ММО, %

Рисунок 3 - Влияние содержания ингибитора коррозии в отработанном моторном масле на коррозионную стойкость консервационного состава

Исследования показывают, что наибольшая коррозионная стойкость образцов наблюдается при содержании в консервационном составе 20 ... 40 % ингибитора коррозии.

Влияние содержания нанопорошка бемит в отработанных минеральных маслах (моторном и трансформаторном) на коррозионную стойкость показано на рисунке 4.

2000

I 1750 5

« й 1500

5 £

I я 1250

I 1

§ I 1000

к

г

6 750 500

0 2 4 6 8 10

Содержание нанопорошка бемит в отработанном масле, %

Рисунок 4 - Влияние содержания нанопорошка бемит в отработанном масле на коррозионную стойкость консервационного состава 1 - моторное масло; 2 - трансфоматоркое масло

По результатам электрохимических исследований можно сделать заключение, что добавление в отработанные масла нанопорошка бемит снижает скорость коррозии (таблица 1).

Таблица 1 - Результаты электрохимических измерений на стали Ст.З в 0,5 М растворе №С1

Исследуемая композиция Плотность коррозионного тока (ікс,,), А/м2 Скорость коррозии Кэ/х, г/м*Ч Защитный эффект

Отработанное трансформаторное масло 0,0631 0,0658 -

Отработанное трансформаторное масло + нанопорошок бемит (5 %) 0,0316 0,0328 50,15

Ингибитор коррозии (20 %) + отработанное моторное масло (80 %) 0,0002 0,0002 99,69

После 12 месяцев испытаний в закрытом помещении на образцах, покрытых отходами производства растительных масел, следов коррозии не обнаружено. Добавление в отработанное моторное масло нанопорошка бемит также исключает появление очагов коррозии в течение года. При хранении под навесом консервационные составы на основе отходов производства растительных масел полностью защищают от коррозии в течение 3 месяцев. После 12 месяцев испытаний на всех образцах, покрытых отходами производства растительных масел, обнаружены незначительные следы коррозии. При испытаниях в открытой атмосфере образцы без покрытия начинают корродировать в течение первого месяца, через 3 месяца площадь очагов коррозии достигает 20 %, а к концу года - 95 %. Отработанное моторное масло и отходы производства растительных масел также не могут обеспечить надежную защиту стальных поверхностей при хранении на открытой площадке. После 12 месяцев испытаний площадь коррозионных поражений составляет не менее 50 %, а в некоторых случаях достигает 90 %. Результаты коррозионных испытаний образцов на открытой площадке показывают, что оптимальным является консервационный состав, содержащий 25 % ингибитора коррозии «Телаз-Л» и 75 % отработанного моторного масла. В этом случае площадь коррозионных поражений после 12 месяцев испытаний составляет 5 % (рисунок 5).

Содержание ингибитора коррозии "Телаз-Л" в ММО, %

Рисунок 5 - Зависимость площади коррозионных повреждений от содержания ингибитора коррозии в отработанном моторном масле

Для определения защитной эффективности разработанных составов проведены испытания в производственных условиях. На обработанных консервационными

составами поверхностях следов коррозии за время хранения машин не обнаружено.

В пятой главе «Реализация результатов исследований и их эффективность» разработаны рекомендации по организации производства консервационных материалов на основе отходов. В закрытом акционерном обществе «Автокон» (Белгородская область) произведена опытно-промышленная партия ингибитора коррозии из отходов производства рапсового масла, которая проходит апробацию при консервации машин, в том числе лесного хозяйства, перед постановкой на хранение на открытые площадки. При использовании отходов производства рапсового масла (стоимость 5 р./кг) затраты на исходное сырье для получения 1 кг ингибитора коррозии составят 50 р. Годовая экономия предприятия составит 58000 р. на 1 тонну производимой продукции.

В Юрьев-Польском филиале государственного автономного учреждения «Владлесхоз» (Владимирская область) приняты к использованию рекомендации по защите машин лесного хозяйства от коррозии при хранении на открытых площадках. В Центре испытаний сельскохозяйственной техники ФГБНУ «Росинформагротех» (Московская область) рекомендации соискателя были использованы для защиты от коррозии машин при постановке их после полевых испытаний на длительное хранение. Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ВНИИТиН Россельхозакадемии) (г. Тамбов) приняло к использованию результаты исследований для разработки нормативно-технической документации по защите от коррозии лесохозяйственной и сельскохозяйственной техники.

Экономический эффект от внедрения лесохозяйственными организациями созданного состава для консервации машин получают за счет снижения стоимости консервационных материалов. Годовой экономический эффект для парка машин лесного хозяйства России составит 2174,56 тыс. рублей.

Общие выводы

1. Эффективность использования лесохозяйственных машин во многом определяется функционированием системы технического обслуживания и ремонта, элементом которой является хранение машин и их защита от коррозии. Наиболее эффективное хранение машин обеспечивается в закрытых помещениях предприятий. Однако около 60 % парка лесохозяйственных машин хранится на открытых площадках. Из-за ограниченных экономических возможностей во многих хозяйствах имеются случаи несоблюдения правил хранения машин и низкого качества выполнения работ по противокоррозионной защите. В результате коррозии при хранении машин и оборудования лесохозяйственного назначения снижается их долговечность, повышается трудоемкость технического обслуживания и ремонта.

2. Для защиты машин от коррозии при хранении разработаны и применяются различные консервационные составы, в том числе импортные. Однако они имеют высокую стоимость и увеличивают затраты на противокоррозионные мероприятия. В последние годы для снижения затрат на противокоррозионную защиту наметилась тенденция использования консервационных составов из отходов и отработанных минеральных масел. Однако при хранении лесохозяйственных машин на открытых площадках они смываются с поверхности машин под действием атмосферных осадков.

3. Разработаны критерий и технико-экономическая модель выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при постановке их на длительное хранение. Наиболее

эффективным считается состав, который обеспечивает достаточную долговечность при минимальной стоимости с учетом коррозионной среды (карт коррозии регионов). Для снижения себестоимости консервационных составов целесообразно использовать в качестве их компонентов отходы растительных масел и отработанные минеральные масла.

4. Разработана программа и методика проведения теоретических и экспериментальных исследований, в том числе свойств консервационных составов: смачиваемости поверхностей, гидрофобности, прочности сцепления. Из исследованных составов лучше всего смачивают стальную поверхность составы, содержащие минеральные масла. Повышение содержания отработанного моторного масла в консервационном составе с ингибитором коррозии «Телаз-Л» снижает гидрофобность поверхности образца. При добавлении в консервационные составы нанопорошка бемит их стойкость к смыванию изменяется незначительно. Из исследованных составов лучшую стойкость к смыванию осадками и адгезионную прочность имеет ингибитор коррозии «Телаз-Л», полученный из отходов производства рапсового масла.

5. Наибольшая коррозионная стойкость образцов наблюдается при содержании в консервационном составе 20 ... 40 % ингибитора коррозии. При добавлении в отработанные минеральные масла нанопорошка бемит их коррозионная стойкость незначительно увеличивается. Коррозионная стойкость консервационного состава наиболее интенсивно повышается при изменении концентрации нанопорошка бемит в отработанном масле в интервале от 4 до 8 %, затем ее рост замедляется. Результаты электрохимических исследований показывают, что добавление в отработанные масла нанопорошка бемит снижает скорость коррозии.

6. Результаты испытаний коррозионной стойкости образцов на открытых площадках показывают, что оптимальным является консервационный состав, содержащий 25 % ингибитора коррозии «Телаз-Л» и 75 % отработанного моторного масла. В этом случае площадь коррозионных поражений после 12 месяцев испытаний составляет 5 %. При дальнейшем увеличении содержания ингибитора коррозии в ММО защитная способность консервационного состава ухудшается.

7. При хранении в закрытом помещении после 12 месяцев испытаний на образцах, покрытых отходами производства растительных масел, следов коррозии не обнаружено. Площадь очагов коррозии образцов, покрытых отработанным моторным маслом, после 12 месяцев составила 5 %. Добавление в отработанное моторное масло нанопорошка бемит исключает появление очагов коррозии в течение года.

8. При хранении под навесом после 12 месяцев испытаний на всех образцах, покрытых отходами производства растительных масел, обнаружены незначительные следы коррозии. Площадь очагов коррозии образцов, покрытых отработанным моторным маслом, после 12 месяцев составила 8 %. При добавлении в отработанное моторное масло нанопорошка бемит площадь коррозионного поражения снизилась до 5 %. При использовании состава, содержащего 25 % ингибитора коррозии «Телаз-Л» и 75 % отработанного моторного масла, площадь коррозионных повреждений после 12 месяцев испытаний составляет 2 %.

9. При испытаниях в производственных условиях в закрытых помещениях хорошие результаты (после 10 месяцев хранения следов коррозии не обнаружено) показали консервационный состав на основе отработанного моторного масла и нанопорошка бемит (5 %), для цепей - состав на основе отработанного трансформаторного масла и нанопорошка бемит (5 %), а для лемехов плугов, хранимых на открытых площадках, - 25 % ингибитора коррозии «Телаз-Л» и 75 % отработанного

моторного масла.

10. Разработаны рекомендации по организации производства консервационных материалов на основе отходов на базе фирмы «Автокон», где выпущена опытно-промышленная партия ингибитора коррозии в объеме 1000 кг. Годовая экономия предприятия составит 58000 р. на 1 тонну производимой продукции. В Юрьев-Польском филиале государственного автономного учреждения «Владлесхоз» приняты к использованию рекомендации по защите машин лесного хозяйства от коррозии при хранении на открытых площадках. В Центре испытаний сельскохозяйственной техники ФГБНУ «Росинформагротех» рекомендации были использованы для защиты от коррозии машин при постановке их после полевых испытаний на длительное хранение. Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проекгно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельском хозяйстве» (ВНИИТиН Россельхозакадемии) принял к использованию результаты исследований для разработки нормативно-технической документации по защите от коррозии лесохозяйственной и сельскохозяйственной техники. Экономический эффект от использования разработанных рекомендаций по противокоррозионной защите для парка машин лесного хозяйства России составит 2174,56 тыс. рублей.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1. Голубев, М. И. Карты атмосферной коррозии лесных машин [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Вестник Московского государственного университета леса -Лесной вестник. - 2011. - № 5 (81). - С. 53-56.

2. Голубев, М. И. Перспектива использования нанотехнологий для защиты лесных машин от коррозии [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Труды ГОСНИТИ. - 2012. -№109.-С. 13-16.

3. Голубев, М. И. Теория и практика создания ингибиторов атмосферной коррозии [Текст] / С. М. Гайдар, Р. К. Низамов, С. А. Гурьянов, М. И. Голубев // Техника и оборудование для села. - 2012. -№ 4. - С. 8-10.

4. Голубев, М. И. Сравнительная коррозионная стойкость консервационных составов на основе отходов производства растительных масел [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Ремонт, восстановление, модернизация. - 2012. - № 7. - С. 46-48.

5. Голубев, М. И. Эффективность наноматериалов на основе отходов производства растительных масел для защиты лесных машин от коррозии при хранении [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2012. -№ 7 (90). - С. 136-138.

6. Голубев, М. И. Концепция создания ингибиторов коррозии с использованием нанотехнологических подходов [Текст] / С. М. Гайдар, Р. К. Низамов, М. И. Голубев // Вестник Московского государственного университета леса - Лесной вестник. - 2012. -№7 (90).-С. 140-143.

7. Голубев, М. И. Консервационные составы из отходов для защиты лесных машин от коррозии при хранении [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Труды ГОСНИТИ. - 2012.-№ 110. - С. 44-46.

8. Голубев, М. И. Новые материалы для защиты лесных машин от коррозии [Текст] / М. И. Голубев // Вестник Московского государственного университета леса -Лесной вестник. - 2013. - № 1 (93). - С. 40-41.

Патенты на изобретения и полезные модели

9. Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений [Текст] : пат. 2462538 Рос. Федерация : МПК C23F 11/08 / Гайдар С. М., Пучин Е. А., Прохоренков В. Д., Низамов Р. К., Голубев М. И., Кузнецова Е. Г. - № 2011138856/02 ; заявл. 23.09.11 ; опубл. 27.09.12. Бюл. № 27.

10. Ингибитор коррозии металлов [Текст] : пат. 2462539 Рос. Федерация : МПК C23F 11/08 / Гайдар С. М., Пучин Е. А., Прохоренков В. Д., Низамов Р. К., Голубев М. И., Кузнецова Е. Г. - № 2011138857/02 ; заявл. 23.09.11 ; опубл. 27.09.12. Бюл. № 27.

11. Установка для приготовления состава для консервации лесохозяйственной техники [Текст] : пат. 114872 Рос. Федерация : МПК B01F 7/18 / Быков В. В., Голубев М. И. -№ 2011143276/05 ; заявл. 27.10.11 ; опубл. 20.04.12. Бюл. № 11.

Монография

12. Голубев, М. И. Нанотехнологии и наноматериалы в лесном комплексе : монография [Текст] / А. Н. Обливин, М. В. Лопатников, В. А. Брынцев, В. В. Коровин, С. П. Погиба, Б. Н. Уголев, Ю. М. Евдокимов, В. И. Азаров, Г. Н. Кононов, А. Н. Иванкин, В. В. Быков, И. Г. Голубев, М. И. Голубев, В. Н. Харченко, Н. П. Полуэктов, Ю. П. Царьгородцев, И. И. Усатов. - М. : ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2011. - 221 с.

Публикации в зарубежных изданиях

13. Golubev, M. I. Conception of corrosion inhibiting factors création with the usage of nanotechnological approach [Text] / S. M. Gaïdar, R. K. Nizamov, M. I. Golubev // Scientific Israël - Technological Advantages. - 2012.-Vol. 14.№3.-S. 88-91.

Публикации в материалах конференций

14. Голубев, M. И. Инновационное развитие в лесном комплексе за счет использования наноинженерии [Текст] / В. В. Быков, И. Г. Голубев, В. П. Антонюк, М. И. Голубев, Д. А. Киселев // Актуальные проблемы развития лесного комплекса : материалы международной научно-технической конференции. - Вологда : ВоГТУ, 2010. -С. 177-178.

15. Голубев, М. И. Разработка консервационных составов на основе отходов растительных масел [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, М. И. Голубев // Материалы международной научно-практической конференции (Минск, 19-20 окт. 2010 г.) : в 2 т. Т. 2. - Минск : НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства, 2010. - С. 219221.

16. Голубев, М. И. Перспектива использования консервационных составов с наноматериалами для защиты лесных машин от коррозии [Текст] / М. И. Голубев // Нанотехнологии - производству - 2010 : тезисы докладов VII международной научно-практической конференции (1-3 декабря 2010 г.). - Фрязино, 2010. - С. 37.

17. Голубев, М. И. Использование отходов растительных масел в качестве консервационных составов [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, М. И. Голубев // Энергосберегающие технологии и техника в сфере АПК : материалы к межрегиональной выставке-конференции (17-19 ноября 2010 г.) [под редакцией Родимцева С.А., Гончаренко В .В.]. - Орел : Изд-во ОрелГАУ, 2011. - С. 120-122.

18. Голубев, М. И. Консервационные составы на основе отходов растительных масел [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Материалы V международной научно-практической конференции «Информагро-2010» - М. : ФГНУ «Росинформагротех», 2011.-С. 470-472.

19. Голубев, М. И. Мониторинг повреждаемости и защита машин лесного

хозяйства от коррозии [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Повышение эффективности использования ресурсов при производстве сельскохозяйственной продукции - новые технологии и техника нового поколения для растениеводства и животноводства : сборник научных докладов XVI международной научно-практической конференции, 20-21 сентября 2011 года, г. Тамбов. - Тамбов : Изд-во Першина Р. В., 2011.-С. 216-218.

20. Голубев, М. И. Нанотехнологии и наноматериалы для защиты машин от коррозии [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Технология и оборудование лесопромышленного производства : научные труды. - Вып. 356. - М. : ФГБОУ ВПО МГУЛ, 2011. - С. 153-155.

21. Голубев, М. И. Консервационные составы на основе отходов растительных масел для защита лесных машин от коррозии при хранении [Текст] / И. Г. Голубев, В. В. Быков, М. И. Голубев // Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве : материалы международной научно-практической конференции (Минск, 19-20 окт. 2011 г.) : в 3 т. Т. 3. - Минск : РУП «НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства», 2011. - С. 130-132.

22. Голубев, М. И. Эффективность наноматериалов на основе отходов производства растительных масел для защиты лесных машин от коррозии при хранении [Текст] / В. В. Быков, М. И. Голубев // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК : материалы VI международной научно-практической конференции «Информагро-2012» - М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. - С. 292294.

23. Голубев, М. И. Выбор 1фитерия эффективности консервационных составов для защиты лесных машин от коррозии при хранении [Текст] / М. И. Голубев // Научно-информационное обеспечение инновационного развития АПК : материалы VI международной научно-практической конференции «Информагро-2012» - М. : ФГБНУ «Росинформагротех», 2012. - С. 294-296.

24. Голубев, М. И. Эффективность консервационных составов для защиты лесных машин от коррозии при хранении на открытых площадках [Текст] / М. И. Голубев // Надежность и качество - 2012 : труды международного симпозиума : в 2 т. Том 2. -Пенза : Изд-во Пензенского гос. университета, 2012. - С. 172.

Отпечатано в полном соответствии с качеством представленного оригинал-макета

Подписано в печать 14.05 2013. Формат 60x90 1/16 Бумага 80 г/м2 Гарнитура «Тайме». Ризография. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 111.

Издательство Московского государственного университета леса 141005, Мытищи-5, Московская обл., 1-ая Институтская, 1, МГУЛ E-mail: izdat@rngul.ac.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ЛЕСА»

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ХРАНЕНИЯ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ПУТЕМ РАЗРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ КОНСЕРВАЦИОННЫХ

СОСТАВОВ

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок

и лесного хозяйства

высшего профессионального образования

На правах рукописи

04201357577

ГОЛУБЕВ Михаил Иванович

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Быков В.В.

Москва-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение...........................................................................................................................5

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.....................13

1.1 Обоснование необходимости повышения эффективности хранения машин лесохозяйственного назначения...................................................................................13

1.1.1 Хранение машин лесного хозяйства в системе технического обслуживания и ремонта...............................................................................................13

1.1.2 Особенности коррозии машин для лесного хозяйства.....................................20

1.2 Анализ консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении...................................................................27

1.3 Использование консервационных составов на основе отработанных минеральных масел........................................................................................................36

1.4 Перспектива использования растительных масел и отходов их производства для консервации лесохозяйственных машин......................................39

1.5 Современные тенденции применения наноматериалов и нанотехнологий

для защиты машин от коррозии...................................................................................41

1.6 Выводы, цель и задачи исследования....................................................................45

2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ СОЗДАНИЯ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩИХ КОНСЕРВАЦИОННЫХ СОСТАВОВ ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЛЕСОХОЗЯЙСТВЕННЫХ МАШИН ОТ КОРРОЗИИ ПРИ ХРАНЕНИИ В РАЗЛИЧНЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ..............................................................................48

2.1 Обоснование критерия рационального состава консервационных составов....48

2.2 Отбор факторов для прогнозирования защитной способности консервационных составов...........................................................................................53

2.3 Прогнозирование защитной способности консервационных составов при защите от коррозии лесохозяйственных машин при хранении................................56

2.4 Выводы по главе......................................................................................................64

3. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ..............................................66

3.1 Программа проведения исследований...................................................................66

3.2 Методика экспериментальных исследований......................................................67

3.2.1 Выбор и характеристика материалов для приготовления консервационных составов...........................................................................................67

3.2.2 Обоснование выбора нанопорошков для создания консервационных составов...........................................................................................................................70

3.2.3 Технология получения из растительных масел ингибиторов коррозии с поверхностно-активными наноразмерными молекулами.........................................75

3.2.4 Выбор образцов и технология нанесения консервационных составов.............80

3.2.5 Методика оценки смачивающих свойств и гидрофобности консервационных составов...........................................................................................82

3.2.6 Методика оценки адгезионной прочности и стойкости консервационных составов к смыванию.....................................................................................................85

3.2.7 Методика оценки коррозионной стойкости консервационных составов.......88

3.2.8 Методика проведения натурных коррозионных испытаний консервационных составов...........................................................................................92

3.3 Выводы по главе......................................................................................................96

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ АНАЛИЗ.............................................97

4.1 Результаты исследований смачивающих свойств и гидрофобности консервационных составов...........................................................................................97

4.2 Результаты сравнительных исследований адгезионной прочности и стойкости консервационных составов к смыванию.................................................101

4.3 Результаты сравнительных испытаний коррозионной стойкости консервационных составов.........................................................................................104

4.4 Результаты натурных испытаний консервационных составов.........................107

4.4.1 Сравнительные результаты натурных испытаний консервационных составов в закрытом помещении................................................................................107

4.4.2 Сравнительные результаты натурных испытаний консервационных составов под навесом..................................................................................................109

4.4.3 Сравнительные результаты натурных испытаний консервационных составов на открытой площадке................................................................................111

4.5 Результаты испытаний консервационных составов в производственных условиях........................................................................................................................115

4.6 Выводы по главе....................................................................................................117

5. РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ЭФФЕКТИВНОСТЬ....................................................................................................120

5.1 Рекомендации по организации производства консервационных материалов

на основе отходов........................................................................................................120

5.2 Рекомендации по противокоррозионной защите машин и оборудования лесохозяйственного назначения на основе разработанного консервационного состава...........................................................................................................................126

5.3 Экономическая эффективность результатов исследований..............................130

5.4 Выводы по главе....................................................................................................133

Общие выводы.............................................................................................................134

Список использованных источников.........................................................................138

Приложения..................................................................................................................151

ВВЕДЕНИЕ

В лесном комплексе созданы и функционируют лесная и лесоперерабатывающая инфраструктуры [1], на долю которых приходится около 4,5 % промышленного производства и 8 % численности промышленно-производственного персонала экономики России. В 2011 году по виду экономической деятельности «Обработка древесины и производство изделий из дерева» объем отгруженных товаров собственного производства и выполненных собственными силами работ и услуг составил 303 млрд. р., что более чем в 2 раза выше, чем в 2005 году [2]. В целях использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов используются различные лесохозяйственные машины, в том числе лесные плуги, бороны, культиваторы, сажалки, сеялки, опрыскиватели. По данным Федерального бюджетного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства» (ФБУ ВНИИЛМ) для выполнения лесохозяйственных работ в России имеется в наличии 24343 единицы техники и дополнительно требуется еще свыше 31 тыс. машин. Эффективность их использования (коэффициент технической готовности, простои) во многом определяется функционированием системы технического обслуживания и ремонта техники (СТОИРТ), элементом которой является хранение машин и их защита от коррозии. Хранение - комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на предотвращение потери исправности и работоспособности техники и ее составных частей в нерабочий период. В соответствии с требованиями ГОСТ 7751-2009 машины лесного хозяйства ставят на межсменное хранение, если перерыв в использовании машин не превышает 10 дней, на кратковременное хранение - на срок от 10 дней до 2 месяцев, на длительное хранение - на срок более 2 месяцев. Наиболее эффективное хранение машин обеспечивается в закрытых помещениях предприятий [3,4]. Однако около 60 % парка лесохозяйственных машин хранится на открытых площадках. Из-за ограниченных экономических возможностей во многих хозяйствах имеются случаи несоблюдения правил хранения машин и

низкого качества выполнения работ по противокоррозионной защите. В результате коррозии при хранении машин и оборудования лесохозяйственного назначения снижается их долговечность, повышается трудоемкость операций технического обслуживания и ремонта, увеличиваются простои. Наиболее подвержены коррозии зубья звездочек и втулочно-роликовые цепи, резьбовые соединения, рабочие органы почвообрабатывающих машин: лемехи лесных плугов, лапы культиваторов и другие. Из-за коррозии растут расходы на содержание парка машин. Затраты на техническое обслуживание и ремонт рабочих органов почвообрабатывающих орудий в лесохозяйственных организациях составляют от 32 до 78 % стоимости машин [5].

Для защиты машин от коррозии при хранении разработаны различные консервационные составы [6]. В настоящее время потребность в отечественных защитных составах для снижения воздействия атмосферной коррозии на металлоизделия (-10000 т) удовлетворяется на 12 ... 15 %. Существует большое количество импортных консервационных составов, однако они в 5-6 раз дороже существующих отечественных продуктов. Перспективными компонентами защитных материалов могут быть некондиционные продукты растительного происхождения, одно из основных достоинств которых, помимо решения экологических проблем, заключается в относительной дешевизне и быстрой возобновляемости [7]. Другим направлением снижения затрат на противокоррозионную защиту машин при хранении является использование в качестве консервационных составов отработанных моторных масел [В, 9]. Однако их можно использовать только при хранении в закрытых помещениях, так как на открытых площадках они смываются с поверхности машин под действием атмосферных осадков. В последние годы появились работы по наноструктурированию консервационных составов, которые имеют высокую сцепляемость с покрываемой поверхностью и коррозионную стойкость [10].

В данной диссертационной работе представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на повышение эффективности хранения машин лесного хозяйства. Особую актуальность данной работе придает

необходимость создания экономичных консервационных составов для противокоррозионной защиты на основе отходов производства различных масел.

Целью работы является создание ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты машин лесного хозяйства при постановке их на длительное хранение.

Методы исследования. Поставленная в работе цель достигается сочетанием теоретических и экспериментальных исследований. Для теоретического обоснования выбора рационального консервационного состава для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин с учетом природно-климатических условий регионов использовались методы математического моделирования.

Объект исследования - консервационные составы для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении.

Предмет исследования - защитная эффективность консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при хранении.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

- предложен критерий выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты машин лесного хозяйства при постановке их на длительное хранение;

- получена технико-экономическая модель, которая позволяет выбирать рациональные консервационные составы с учетом природно-климатических условий (карт коррозии) регионов;

- разработаны ресурсосберегающие консервационный состав и ингибитор коррозии (их новизна защищена патентами на изобретения «Состав для защиты металлов от коррозии и солеотложений» (патент РФ № 2462538) и «Ингибитор коррозии металлов» (патент РФ № 2462539));

- получены зависимости свойств консервационных составов, в том числе гидрофобности и коррозионной стойкости, от содержания в них различных компонентов;

- для лесохозяйственных организаций разработана малогабаритная установка для приготовления консервационных составов из отходов производства растительных масел и отработанных моторных масел (новизна технического решения защищена патентом на полезную модель «Установка для приготовления состава для консервации лесохозяйственной техники» (патент РФ № 114872)). -

Достоверность и обоснованность научных положений определяется:

- использованием сертифицированного оборудования и апробированных методик исследований;

- построением теории на известных методах математического моделирования скорости коррозионных процессов;

- базированием идеи создания ресурсосберегающих консервационных составов из отходов на анализе практики противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин и обобщения передового опыта в смежных отраслях, в том числе в сельском хозяйстве;

- совпадением результатов лабораторных исследований и натурных испытаний с результатами проверки защитной эффективности консервационных составов в производственных условиях;

- сравнением результатов, полученных автором, и данных, полученных в результате ранее проведенных исследований по рассматриваемой тематике;

- использованием современных методик сбора и обработки исходной информации.

Практическая значимость работы. На основании результатов исследования:

- разработаны новые ресурсосберегающие консервационные составы на основе отходов производства растительных масел и отработанных минеральных масел;

- предложены рекомендации по применению ресурсосберегающих консервационных составов на основе отработанных минеральных масел и ингибитора коррозии «Телаз-Л» для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Основные результаты диссертационной работы соответствуют пункту 12 «Разработка методов оценки качества, обоснование эффективности технического обслуживания и сервиса машин и оборудования лесопромышленного и лесохозяйственного назначения» паспорта специальности 05.21.01 - технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства.

Личное участие соискателя состоит в определении цели и задач исследования, разработке критерия и технико-экономической модели выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при постановке их на длительное хранение, разработке программы и методики проведения научных экспериментов, непосредственном участии в получении, обработке, обобщении и интерпретации полученных экспериментальных данных. При участии автора получены два патента на изобретения и один патент на полезную модель, подготовлен раздел монографии. Лично соискателю принадлежит 2,1 п.л. основных публикаций по результатам работы, в том числе статья в издании, рекомендованном ВАК при Министерстве образования и науки Российской Федерации для публикации результатов диссертаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

- результаты мониторинга условий хранения лесохозяйственных машин и их коррозионного разрушения;

- критерий и технико-экономическая модель выбора ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при постановке их на длительное хранение;

- зависимости свойств консервационных составов (смачиваемости, гидрофобности, адгезионной прочности, смываемости и коррозионной стойкости)

от содержания в них различных компонентов, в том числе ингибитора коррозии и нанопорошка бемит;

- результаты сравнительных натурных коррозионных испытаний консервационных составов;

- рекомендации по применению ресурсосберегающих консервационных составов для противокоррозионной защиты лесохозяйственных машин при их хранении под навесом, в закрытых помещениях и на открытых площадках.

Реализация результатов диссертационной работы. Результаты работы внедрены в закрытом акционерном обществе «Автокон» (Белгородская область). По рекомендациям соискателя произведена опытно-промышленная партия ингибитора коррозии из отходов производства рапсового масла. В Юрьев-Польском филиале государственного автономного учреждения «Владлесхоз» (Владимирская область) приняты к использованию рекомендации по защите машин лесного хозяйства от коррозии при хранении на открытых площадках. В Центре испытаний сельскохозяйственной техники Федерального государственного бюджетного учреждения «Росинформагротех» (Московская область) рекомендации соискателя были использованы для защиты от коррозии машин при постановке их после полевых испытаний на длительное хранение. Государственное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт по использованию техники и нефтепродуктов в сельск�