автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.13, диссертация на тему:Разработка методов восстановления систем жизнеобеспечения коммунального хозяйства композиционными материалами

Направахрукопи си

Тулинов Андрей Борисович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ

Специальность 05.02.13 - Машины, агрегаты и процессы

(коммунальное хозяйство и бытовое обслуживание) 05.07.18 - Процессы и аппараты химических технологий

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2004

Работа выполнена на кафедре «Конструкционные материалы» Московского государственного университета сервиса

Научные консультанты: доктор технических наук, профессор

Морозов Владимир Игнатьевич доктор химических наук, профессор Грибова Ирина Александровна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Лукашев Евгений Алексеевич доктор технических наук, профессор Островский Михаил Сергеевич доктор технических наук, профессор, лауреат премии Правительства РФ Пузряков Анатолий Филиппович

Ведущее предприятие: Федеральный центр науки и высоких технологий

«Всероссийский научно-исследовательский институт по проблемам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций» (ФЦ ВНИИГОЧС)

Защита диссертации состоится 17 декабря 2004 г в 11— часов на заседании диссертационного совета Д 212.150.05 при Московском государственном университете сервиса по адресу. 141221 Московская обл., Пушкинский район, п Черкизово, ул Главная, 99, ауд 1207.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета сервиса

Автореферат разослан 17 ноября 2004 г.

Ученый секретарь диссертащонного совета

кандидат технических наук, профессор Л^угЛашковский Игорь Эдуардович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В научно-технической программе «Научные исследования по приоритетным направлениям науки и техники» на 2001-2005 гг., утвержденной Министерством образования РФ, предусмотрена подпрограмма «Научные исследования в области сервиса», которая предусматривает разработку широкого спектра материалов, технологий и технических средств, необходимых для функционирования систем жизнеобеспечения жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). К таким системам, в первую очередь, относятся системы водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения. В настоящее время износ трубопроводов приводит к тому, что до 40% тепла и воды теряется в местных сетях. В РФ протяженность только наружных трубопроводов систем водо-, тепло- и газоснабжения составляет 2 млн. 400 км, а всеми видами ремонта восстанавливается 1-3% изношенных трубопроводов. Используемые в нашей стране металлические трубы из-за целого ряда объективных и субъективных причин, многообразия дефектов и аварийных отключений служат не более 8-10 лет. В связи с этим поддержание высокой работоспособности системы транспортирования воды за счет ее своевременного и эффективного технического обслуживания, ремонта и реконструкции остается для городских коммунальных служб приоритетной задачей.

Причины выхода из строя системы водоснабжения и теплоснабжения многообразны. Традиционными методами устранения дефектов в указанных системах часто являются замена дефектных участков трубопроводов путем их удаления и установки новых трубопроводов с помощью методов сварки. То же самое происходит и с используемым насосным оборудованием, запорной арматурой и другими объектами систем жизнеобеспечения. Указанные методы ремонта дорогостоящи и не всегда эффективны.

Отечественная и зарубежная практика показывает, что устранение примерно 15-20% дефектов трубопроводов, насосов, запорной арматуры в системах водо-, тепло-и газоснабжения может быть осуществлено за счет технологии применения для их ремонта метало- и минералонаполненных композиционных материалов, работающих по методу «холодной сварки».

Новые технологии ремонта систем жизнеобеспечения ЖКХ на базе новых ремонтных материалов и их применение позволяют обеспечить значительную экономию материальных и трудовых ресурсов Методология такой технологии нуждается в разработке, выявлении всех технологических аспектов и изучении

возможностей применения композиционных материалов в различных условиях, обеспечивающих надежную эксплуатацию сияем жизнеобеспечения.

Использование композиционных материалов, обладающих высокими физико-механическими и технологическими свойствами, позволяет снизить трудоемкость ремонта на 20-60%, себестоимость работ- на 45-60%, сократить расход металлов на 4050% . Это обусловлено тем, что новая технология не требует сложного оборудования и высокой квалификации работающих, появляется возможность проводить ремонт без разборки узлов и агрегатов, а также соединений, которые с точки зрения безопасности, трудно и опасно ремонтировать известными способами.

Использование металлополимеров для соединения элементов и в ремонтных целях позволяет заменить традиционные методы соединений (сварку, пайку, наплавку и т.п.) новым технологическим процессом, получившим название «холодной сварки», обеспечивающим надежное и качественное устранение дефектов и аварийных ситуаций.

Представленная работа выполнялась в соответствии с планами НИР Московского государственного университета сервиса, утвержденным Минобразованием РФ, по темам:

- в 1997 г. - «Разработка технологий экстренного ремонта дефектов и устранение прорывов и течей жидкости в аварийных ситуациях и при стихийных бедствиях;

- в 2001-2002 гг. - «Разработка научных основ процессов полимеризации быстроотверждающихся полимерных систем».

В 2003-2004 г.г. в соответствие с планом НИР Московского городского комитета по науке и технологиям проводились договорные работы на выполнение НИОКР, утвержденные Управлением топливно-энергитического хозяйства Правительства Москвы, в том числе:

- «Разработка ресурсосберегающих технологий ремонта городских систем тепло-, газо-, водоснабжения на базе применения новых быстроотверждающихся композиционных материалов»;

«Разработка высокотемпературного (до +250 °С) композиционного материала и технологии его применения для ремонта системы теплоснабжения городского коммунального хозяйства».

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка методов восстановления трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения коммунальною хозяйства с использованием композиционных материалов,

обеспечивающих восстановление ресурса и снижение затрат на поддержание работоспособного состояния этих систем. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи;

- оценка возможности использования композиционных материалов для восстановления трубопроводов и оборудования в ЖКХ на основе проведения исследования ремонтных материалов и технологий, применяемых при ремонте систем водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения;

- систематизация дефектов в системах жизнеобеспечения ЖКХ и разработка методологии их анализа с целью определения причин дефектов и последующего оперативного диагностирования и разработки мероприятий по их устранению; разработка физико-химических методов формирования состава ремонтных композиционных материалов и определение зависимостей изменения их характеристик путем изменения количественного и качественного состава компонентов;

- установление зависимости адгезионных характеристик композиционных материалов от технологических и эксплутационных факторов восстанавливаемых объектов;

- разработка физико-технологических методов применения композиционных материалов при восстановлении трубопроводов и оборудования в ЖКХ, проведение испытаний технологий и оценка их надежности на конкретных объектах.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке комплексных научно-обоснованных методов восстановления систем жизнеобеспечения ЖКХ, которые определяются оптимальным составом ремонтных композиционных материалов, выявлением их адгезионных свойств и рациональной технологией восстановления конкретных элементов системы с учетом их дефектов и повреждений на основе использования:

систематизации дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающей причины их появления и позволяющей оперативно их диагностировать и назначать технологию их устранения;

- методологии формирования состава ремонтных композиционных материалов и определения зависимостей их характеристик от количественного и качественного содержания и свойств входящих компонентов;

- закономерностей изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости поверхности и условий контактного взаимодействия с

ней и зависимостей физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации восстанавливаемых объектов.

Теоретически обоснованы технологические методы устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающие конкретные условия эксплуатации систем и позволяющей существенно сократить затраты на поддержание и восстановление их работоспособного состояния.

Основные положения, выводы и рекомендации, которые выносятся на защиту:

- система классификации дефектов трубопроводных систем и оборудования и методология их анализа, основанная на методах математического моделирования; разработка физико-химических методов создания новых композиционных материалов на полимерной основе с различной скоростью полимеризации и высокими физико-механическими и технологическими характеристиками; результаты физико-химических исследований ремонтных композиционных материалов и установление зависимостей их характеристик от состава и количественного содержания входящих компонентов;

- результаты исследования закономерностей изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости поверхности и условий контактного взаимодействия;

- экспериментальные зависимости физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации объектов;

- методология устранения дефектов в системах жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства и на промышленных предприятиях;

- результаты производственных испытаний и внедрения методов устранения дефектов в городском коммунальном хозяйстве в системах водо-, тепло- и газоснабжения, а также на промышленных предприятиях

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современной испытательной аппаратуры, новейших научных приборов для исследования химического состава материалов и состояния поверхности деталей, представленным объемом экспериментальных данных и хорошей их сходимостью (Р=0,95).

Практическая значимость и реализации результатов работы.

Предложена методика автоматизированного определения причин дефектов и мероприятий по их устранению (для систем жизнеобеспечения ЖКХ) на основе методов математического моделирования и вероятностной оценки событий.

Разработаны новые ремонтные композиционные материалы, которые прошли успешную апробацию на многих предприятиях и используются в настоящее время в качестве ремонтного средства для ликвидации дефектов литья и восстановления работоспособности трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения ЖКХ и промышленных предприятиях.

Разработаны технические условия на ремонтные композиционные материалы «Полимет», «Мультипласт» и «Поликом» и технологический регламент по проведению ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет», который используется ремонтными службами ЖКХ г.Мытищи.

Так технология ремонта оборудования и трубопроводов с использованием композиционных материалов и технология ликвидации дефектов литья внедрена на АО «Мытищинские теплосети», МУП «Водоканал», ГУЛ «Газовый трест» и на ряде промышленных предприятий и ремонтных организациях, занятых эксплуатацией и обслуживанием систем водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения.

Технология ремонта с использованием композиционных материалов не требует энергетических затрат, имеет широкую область применения и обеспечивает высокую экономическую эффективность.

Личное участие автора заключается в постановке и решении задач по систематизации дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, оперативному определению их причин и назначению мероприятий по их устранению; в разработке физико-химических методов создания новых ремонтных композиционных материалов и установлении зависимостей их характеристик от количества и качества входящих компонентов; в установлении закономерностей изменения адгезионной прочности от параметров шероховатости восстанавливаемой поверхности и условий контактного взаимодействия с ней.

Автором теоретически обоснованы, разработаны и внедрены в производство технологические методы устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающие конкретные условия эксплуатации систем и

позволяющие существенно сократить затраты на поддержание и восстановление их работоспособного состояния

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались и получили положительную оценку на следующих научно-технических семинарах и конференциях: Всесоюзная научно-техническая конференция "Сборка-89" (г. Кишинев, 1989); научно-технический семинар "Автоматизация процессов механообработки и сборки в машино- и приборостроении" (г. Алушта, 1991); научно-техническая конференция "Полимерные материалы: производство и экология" (г. Ярославль, 1995); научно-техническая конференция "Перспективы создания и использования новых клеящих материалов, герметиков, компаундов в народном хозяйстве" (г. Москва, 1994); научно-техническая конференция "Технология и оборудование для производства резинотехнических материалов, клеев, герметиков, компаундов, лаков и красок" (г. Москва, 1995), Международная научно-техническая конференция "Перспективы создания и использования новых клеящих материалов, герметиков, компаундов в народном хозяйстве" (г. Анталья, Турция, 1997); научно-технический семинар "Ремонт и восстановление энергооборудования как фактор повышения его работы" (г. Конаково, 1998); научно-техническая конференция "Создание и использование новых перспективных материалов для радиоэлектронной аппаратуры и приборов" (г. Москва, 2000); Международная научно-техническая конференция "Неделя горняка" (г. Москва, 1998, 2001, 2004); 2-й Международный научно-технический семинар "Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении" (г. Свалява-Киев, 2002), 3-й Международный научно-технический семинар "Современные проблемы подготовки производства, обработки и сборки в машиностроении и приборостроении" (г. Свалява-Киев, 2003); международные конференции "Индустрия сервиса в XXI веке" (КДС, г. Москва, 2000-2001), международные научно-практические конференции "Наука - сервису" (г. Москва, 2000-2003); ежегодные научно-технические конференции МГУ сервиса (2000-2004).

Публикации. По теме диссертации автором опубликовано. 1 монография, 40 статей в научно-технических журналах, сборниках трудов и тезисах конференций; получено 3 авторских свидетельства, 6 патентов РФ.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения, списка литературы и приложения. Текст изложен на 270 стр машинописного текста и включает 73 рисунка, 65 таблиц, список литературы включает 270 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, дана общая характеристика диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, определена методология и методы исследования, определены объекты исследования, показана новизна и практическая ценность, приведены основные положения, выносимые автором на защиту.

В первой части приведен анализ работы систем жизнеобеспечения, методов устранения дефектов, возникающих при их эксплуатации, описываются ремонтные композиционные материалы и их характеристики и дается обоснование целей и задач исследования.

Функционирование систем жизнеобеспечения, основными из которых являются водо-, тепло- и газоснабжение, в сложных метеорологических и эксплутационных условиях нашей страны постоянно подвергаются различного рода нагрузкам, температурным, коррозионным и другим видам воздействия, что постоянно приводит к появлению большого числа разнообразных дефектов, многие из которых приводят к аварийным ситуациям. Анализ статистики дефектов, причин и методов их устранения позволил систематизировать многообразную информацию о дефектах в структурную схему, представленную на рис. 1, которая позволяет выделить наиболее характерные дефекты и направить усилия на их предотвращение. Большое число дефектов может быть устранено на основе применения для ремонта композиционных материалов, что обеспечивает оперативность и надежность ремонта. Многообразие дефектов в трубопроводах и оборудовании систем жизнеобеспечения, частота их повторения, несогласованность ремонтных служб требуют научного подхода к указанной проблеме и разработки методологии по их анализу, устранению и прогнозированию дальнейшей безотказной работы Разработка системы анализа дефектов является одной из задач настоящей работы.

Анализируя возможности применения композиционных материалов для целей ремонта следует отметить, что в настоящее время основными материалами, используемыми для изготовления трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения являются металлы и их сплавы Процесс формирования неразъемных соединений, как при соединении трубопроводов так и при заделке их дефектов осуществляется с использованием специального присадочного состава, с помощью которого элементы конструкции образуют единое целое. При этом прочность соединения определяется силой связи атомов присадочного состава с поверхностями

деталей Характерной особенностью металлической связи является наличие обобществленных, коллективизированных электронов, связывающих атомы (ионы) в кристаллическую решетку Большинство традиционных методов соединения и ремонта (сварка, наплавка, напыление) используют термическое воздействия на подготавливаемую поверхность, обеспечивая атомарное взаимодействие в процессе кристаллизации Помимо высокой стоимости, связанной с использованием специализированного оборудования, указанные технологические методы не позволяют соединять разнородные материалы (сталь, пластмассу, стекло, керамику, цветные металлы и т п ), вызывают деформацию и коробление поверхностей деталей, приводят к изменению их структуры и механических свойств

Изменение характера связи от атомарного взаимодействия к молекулярному позволяет отказаться от термического воздействия на соединяемые поверхности Вследствие этого данная технология получила название холодного молекулярного соединения или «холодной сварки»

В качестве основных компонентов «холодной сварки» используют композиционные материалы Они обеспечивают простоту выполнения работ, не требуют применения специализированного оборудования, сложной технологической оснастки и какой-либо защитной среды Технология «холодной сварки» позволяет соединять, формировать поверхности и восстанавливать детали машин из любых

Рис I Характеристика дефектов трубопроводов в системах жизнеобеспечения

материалов путем ручного или автоматического нанесения композиционного материала. Отсутствие термического воздействия не вызывает изменения размеров и формы деталей.

Композиционные материалы, применяемые для соединения и восстановления деталей машин, должны обладать высокой адгезионной активностью к металлу, стабильными прочностными свойствами в эксплуатации, минимальными внутренними напряжениями, холодным отверждением. Помимо перечисленных свойств материалы для холодной молекулярной сварки должны обеспечивать высокую износостойкость и позволять восстановить форму деталей и потери металла. Однако используемые в настоящее время отечественные композиционные материалы не позволяют конкурировать с зарубежными материалами, обладающими достаточно высокими характеристиками, но и высокой стоимостью. Создание отечественных композиционных ремонтных материалов, установление физико-химических закономерностей их формирования является актуальной научной проблемой, которая также решается в настоящей работе.

Основным показателем качества соединения «полимер-металл» является адгезия. Как показали предварительные исследования физико-механические свойства адгезионных соединений, выполненных «холодной сваркой» достаточно высоки, а равномерное распределение напряжений позволяет в полной мере использовать прочностные возможности композиционных материалов.

Адгезионные соединения не создают концентраторов напряжений и не нарушают структуры материалов, что исключает появление остаточных деформаций. Прочность соединения зависит не только от когезионной прочности используемого адгезива, но также и от свойств адгезионного взаимодействия, которое возникает в пределах слоя молекулярной толщины.

В качестве характеристики величины адгезии полимеров обычно используют значение адгезионной прочности, определяемое по разрушающей нагрузке. Как было отмечено ранее на величину адгезионной прочности значительное влияние оказывают геометрия соединения и характер действующих напряжений, свойства адгезива, состояние поверхности и условия контакта. Основной показатель надежности адгезионного соединения - вероятность безотказной работы. Запас надежности определяется как соотношение максимальных напряжений, возникающих в процессе эксплуатации, к предельно допустимым (разрушающим).

Одним из параметров надежности соединения является соотношение адгезионной и когезионной прочности композиционных материалов. Адгезионную прочность характеризуют усилием, необходимым для разъединения композита с поверхностью детали, а когезионную — усилием для разрушения самого слоя композита. Достаточно высокая когезионная прочность композиционных материалов (свыше 50 МПа) позволяет применять композиционные материалы для соединений, воспринимающих механическую нагрузку. Однако, значительно меньшая адгезионная прочность (20 МПа) сужает область силового применения композиционных материалов до использования его преимущественно в качестве герметизирующего материала (уплотнения, заполнения зазоров, устранения трещин, пробоин, пор и др.).

В то время как процесс образования адгезионных связей, структура поверхностей и процессы взаимодействия хорошо изучены, успехи в области создания прочных адгезионных соединений достигнуты в значительной степени эмпирическим путем. Научный подход к проблеме регулирования адгезионной прочности осложняется большим количеством технологических факторов, систематизация которых позволит оптимально использовать свойства композиционных материалов, что и предусматривается настоящей работой.

Обобщенной задачей данной работы является разработка научно-методологических основ по восстановлению трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения коммунального хозяйства композиционными материалами с целью обеспечения восстановления ресурса и снижения затрат на поддержание работоспособного состояния этих систем

Вторая часть посвящена разработке методов анализа дефектов и оперативному их устранению на основе применения поисковых алгоритмов, базирующихся на использовании математического аппарата и методов логического сравнения.

Многообразие дефектов, возникающих при эксплуатации систем жизнеобеспечения, отсутствие систематизации в определении причин, частая повторяемость дефектов позволили сделать вывод о необходимости разработки методики анализа дефектов. Разработанная система анализа дефектов изделий основана на использовании логических возможностей ЭВМ, и призвана обеспечить централизованное хранение, накопление и единообразную обработку статистического материала для определения причин дефектов и мероприятий по их устранению. Исходный массив информации для ЭВМ готовится заранее. Подготовка информации заключается в преобразовании имеющихся материалов по анализу дефектов в единую

форму записи и дальнейшем кодировании этой информации. Хранение массива информации и дальнейшее его пополнение в памяти ЭВМ предлагается осуществлять по единой форме в виде карточек анализа дефектов, содержащих полный перечень сведений о дефектах от момента возникновения до устранения На рис 2 представлена карточка из общего массива дефектов, на базе которого по запросу осуществляется поиск тождественных и аналогичных дефектов методом одноступенчатого или двухступенчатого поиска

I ! Наименование объекта и его обозначение Перекачивающий насос 0001

ц Внешние признак» дефекта (описание) Повышенный уровень шума 303

! 1 Ш * ! Внутренние признаки дефекта а) описание б)координаты в) класс дефекта | а) Биение вала ) 412 б)Левая опора вала под) ОН подшипник [ в) Н П Вт Вз ' 904

IV Дата обнаружения дефекта 30 07 03 300703

, V Место обнаружения дефекта При дефекташш 3

Сведения об объекте

а) гарантийный срок экстуатаиин, б; время эксплуатации до появления дефекта. в^ дата запуска объекта в эксплуатацию а) 10 ООО часов б) 1010 часов в) 05 01 03 оюеоо 1010 050103

VII Изготовитель (монтажник) ЗНАг Псков 004

\'1П Результаты исследований а) экспертная оценка, б) испытания, в) заключение 8) Износ шейки зала б)Контроль твердости в) Твердость ниже норуы ою : 013 021

IX Причина возникновения дефекта. Износ посадочного места под поди-лпник на валу из-за пониженной твердости : : 30103 1

X Принадлежность дефекта Производственный 3 •

XI Мероприятия по устранению дефекта Восстановить износ вала за счет нанесения на «его композиционного материала С407

XII Рез>Ль7ат мероприятий Дефект устрамен I

хш Дата начала работ по дефекту 01 08 03 010803

XIV Дата завершения работ 04 03 03 040303 ?

XV Допочнительные сведения Направить сообшение на заво! изготов{гге1ь оо абнао\'женнсм дефекте } 4 ' 1

\\1 Регистрационный номев >_1 С001

Рис. 2 Карточка анализа дефектов в словесной и кодовой форме

Кроме поисковых алгоритмов для анализа дефектов могут быть применены и другие алгоритмы, основанные на использовании математического аппарата теории распознавания образов, граф-моделей, детерминированных матриц, элементов вероятностной оценки событий

Алгоритмы, основанные на использовании теории распознавания образов, строятся на основе определенных положений:

а) устанавливается перечень различных состояний рассматриваемого обьекта (дефектных состояний с указанием причин);

б) выбираются признаки по которым можно судить о состоянии объекта (из указанного перечня) в данный момент;

в) разрабатывается алгоритм распознавания, позволяющий по значениям признаков и их сочетаниям принимать решения о состоянии объекта (т.е. определять причину дефекта).

Пусть «М» - общее число распознаваемых образов, a «№> - число признаков (параметров) каждого образа. Можно говорить, что каждому эталонному образу, соответствует некоторый Так как некоторые

отклонения параметров от эталонных значений составляют образ в одном и том же классе объектов, то можно говорить, что в пространстве параметров каждому образу соответствует определенный объем. При измерении всех параметров образа получается мерный случайный вектор при этом точка случайного измерения попадает в некоторый m-й объем, как это показано на рис.3, где верхние индексы указывают номера параметров, а нижние - номера объектов

А*

Рис. 3 Пространство параметров распознаваемых образов

На возможность применения теории распознавания образов к анализу дефектов указывает приведенная ниже таблица.

Распознавание образов Анализ дефектов

Образы Различимые состояния (причинные)

Объекты данного образа Неразличимые состояния (дефекты)

Описание Набор значений признаков

Решение о принадлежности объекта к определенному образу Анализ

Близость состояний объектов и W ) или дефектных состояний, оценивается следующими зависимостями:

р('КЮ = ^-Х2)2+(У1-У2)2+(21-г2)2, (для 3 координат) (1)

/ » Г" ' "~2

р(И? ,1¥ ) = I £ (X. —X. ) (число координат более 3) (2)

1 1

РОГ',IV") = ^ I (Х! -х!')Р , где (р-1,2,3, ...п) (3)

= £ \х ' -Х"\ (прир=1) (4)

/=1' 1 г 1

Задача распознавания состоит в том, чтобы принять наиболее правильное решение о том, что предъявленный образ действительно является объектом т-го класса Для этого необходимо по возможности точнее определить границы области, соответствующих различным образом. Точность такого определения зависит от количества и достоверности информации, заложенной в памяти ЭВМ.

При достаточно полной и достоверной статистике правильность распознавания достигает 97-99%.

Алгоритм распознавания причин дефектов с использованием детерминированных матриц строится следующим образом:

1. Задаются неисправностями объекта: Хь Х2, Х3... Х„.

2. Определяются сигналы (симптомы),

111 I Л соответствующие каждой неисправности: Xi—> , , S^,..., S/n

у r>2 с*2 о2

л2—► Oj ,i>2 > т

Xc-3 r>3 r»3 o3 V

3—» i3j jiJ^jJ)^

ХрЯ пИ pR рП n * ' 2 ' 3

3. Устанавливаются зшчения симптомов,

соответствующих предельным уровням Sj<S„pM - исключаются

Sj>Snpej - остаются

4. Строятся детерминированные матрицы го значениям симптомов.

Симптомы S,

Неисправности X, S, S2 S3 S4 Ss Sjn

1-ая неисправность X, 1 0 0 1 1 1

2-ая неисправность х2 0 1 1 0 1 1

3-я неисправность Хз 0 1 1 1 0 1

n-ая неисправность хп 1 0 0 1 1 1

Сигнал, больший предельного значения обозначается «1», меньший - «О»

5. Составляются логические произведения для каждой неисправности Х1—>8] лБ4 л85—»10011...1

Х2->32 л53 л85-»01101... 1 Хз—*$2 Лвз л$4 —»01110 .. 1 V

(6)

X„->Si aS3 AS5-> 10101 .1 6. Блок-схема решения задачи.

МАТРИЦЫ

ЗАПИСЬ

СИГНАЛОВ ЗАПРОС

ДЕФЕКТНОГО

ИЗДЕЛИЯ

корректировка

ОТВЕТ С УКАЗАНИЕМ НЕИСПРАВНОСТИ

АНАЛИЗ

Алгоритмы вероятностного поиска причин дефектов предлагается осуществлять по следующим направлениям:

1. Оценка истинности гипотез

Дефекту Yo также соответствует вектор Хо с координатами Soi, So2,.-4 Son- За основу оценки истинности гипотез принимается расстояние ЛХ; между концами векторов

АХ. определяется для всех причин дефектов Хь Хг,..Хш. Среди всех АХ-

выбирается тот, что имеет наименьшую величину.

2. Определение минимальной функции различия Различием двух признаков будем считать: |8(,, —

для всех симптомов, вызванных причинами Причина соответствующая наименьшей величине функции различия будет наиболее вероятным прообразом т.е. причиной исследуемого дефекта.

3. Определение максимального значения условной вероятности.

Алгоритм состоит в последовательном сопоставлении числа значащих признаков дефекта последней строки матрицы со всеми предшествующими строками Для строки «1» суммарная величина значащих признаков «Г;» Для суммарная величина значащих признаков

= тах} -> X, причина дефекта У0

Все перечисленные выше алгоритмы по анализу дефектов были успешно опробованы на конкретных примерах, что подтверждает целесообразность их широкого

применения не только при эксплуатации систем жизнеобеспечения, но и для сложных динамических систем.

Третья часть посвящена разработке физико-химических методов создания ремонтных композиционных материалов (РКМ).

На основе изучения полимерных клеев и, учитывая требования к РКМ, их состав и свойства можно представить в виде структурных схем, изображенных на рис 4 и 5 Основой любой композиции является полимерная матрица Для получения ремонтного композита в качестве матрицы использовались эпоксидные смолы, ибо они обладают хорошей адгезией, химической стойкостью и доступны в приобретении Хрупкость эпоксидных смол может быть устранена различными модифицирующими добавками Важным компонентом композиции являются отвердители, химическая природа и строение молекул которых во многом определяют структуру сетки и оказывают влияние не только на технологические свойства, но и на эксплутационные свойства создаваемых композиций В качестве основы использовались эпоксиднодиановые смолы ЭД-16, ЭД-20, ЭД-22, в качестве отвердителей - отвердители аминного типа и некоторые другие, производство которых освоено отечественной промышленностью.

Рис. 4 Структурная схема состава ремонтных композиционных материалов (РКМ)

Свойства РКМ

Окспл\;ташюнные ----------- :

----- -- '—---/ ¡Химические

i-----_--:

i ТехНОЛОГ}1ЧССКИС

[ Физические I

Механические

i.c.ppo¡;|<>шм I сюРмхль ч сюПкость 1 де1"ст:рк>

' .1 СиГрГГрОВОД! ОСП,

ан гпфрикцптшость

ьегорючвсть

ВлЪиеГш-иь .фиЧН'АГк ! toorHt-шсшк

! KuMIWif^'l.TOf,

| clUiKOcii. к ик-р теть ! рречя еяверд. к\мя

I »ЙСЫМ И ют 11! *у !

| СТОЙКОСТЬ к Р* {КОСТЬ l-рочя И4& pj

1 кислотам и шелочам 1 fKUHOli про WCTH

Рис 5 Структурная схема свойств ремонтных композиционных материалов (РКМ)

Особое внимание при создании ремонтных композиций было уделено наполнителям Применение различных наполнителей дает возможность на одной и той же полимерной основе (матрице) получить ряд материалов с различными свойствами. При этом наполнитель может оказывать влияние на свойства, характерные для полимерной матрицы (прочностные показатели, плотность), расширять интервал температур и снижать уровень механических потерь. Наполнители в виде металлических порошков придают эпоксидным композициям свойства, присущие металлам, теплопроводность и электропроводность, хотя при определенном составе основы (полимера) можно добиться диэлектрических свойств композита

Для повышения эластичности композитов в их состав вводят пластификаторы Для повышения стойкости к воздействию тепла, света, радиации и предотвращения изменения свойств соединений в процессе эксплуатации, добавляют специальные стабилизаторы Ряд других компонентов, вводимых в ремонтные композиции, таких как загустители, ускорители, тиксотропные добавки и тп модифицирует состав композиции улучшая механические, технологические или эксплутационные характеристики

Важным фактором, при получении качественных металлополимерных композиций, является определение оптимального состава наполнителей и их влияние на адгезионную прочность. Экспериментально в работе было установлено, что адгезионная прочность соединений, выполненных с использованием композитов, растет до содержания ~50% наполнителей, далее до ~70% рост замедляется и свыше 70% имеет место снижение адгезионной прочности. Оптимальное количество наполнителей, а также и других компонентов, входящих в состав композиций, можно определить на основе, разработанного в диссертации, метода математического моделирования, позволяющего прогнозировать состав компонентов композиции с целью получения требуемых физико-механических характеристик. Методологически задача решается на основе использования метода последовательной стабилизации параметров.

Если величина Y однозначно определяется некоторой совокупностью то существует зависимость:

Если величина Y соответствует, например, адгезионной прочности материала, а переменные определяются составом его компонентов, маркой материала,

дисперсностью частиц, количественным составом материала и т.п., то можно поставить задачу отыскания максимума функции Y в зависимости от величин х путем постановки экспериментов.

Решение этой задачи производится следующим образом.

Выбираются базовые (исходные) значения параметров которым соответствует базовая величина функции после этого ставится первая серия опытов. В этой серии все стабилизируются на

своих базовых уровнях х,о- Величине Х[ придается несколько значений Хю, Хп, Х12... и т.д. и для каждого из них экспериментальным путем определяется например, в нашем случае Ую, Ун, Уи,... • Далее строится график зависим йст^м^ к с и м у м этой кривой соответствует величине

Во второй серии опытов изменяется величина другие

переменные выдерживаются на постоянных уровнях х^ Хзо, Х40,..., Х„о Находится зависимость из которой определяется значение соответствующее

максимуму этой функции. В третьей серии опытов изменяется и

т.д.

1

Х*п

1 1 1 1 г.

Хв Хя Хс Хо Xf

Рис. 6 Зависимость прочности отсостава компонентов в композиции (в общем виде)

В результате проведения «п» серий опытов будут определены оптимальные значения параметров Х]т, Х21П,.--, Хлт> соответствующие условному экстремуму величины т.е. например, прочности материала.

Математическое описание исследуемого объекта выражаем в виде уравнения регрессии:

где Р — коэффициентрегрессии.

После определения значений коэффициентов регрессии и экстремума функции, устанавливаются зависимости прочности от содержания входящих в выбранную композицию компонентов. Метод математического моделирования состава композиций был подтвержден экспериментально и был использован при окончательной отработке рецептуры новой композиции.

С целью уточнения химического состава и количественного содержания разрабатываемого композита было проведено исследование составов материалов аналогичного назначения. В результате были определены полимерная и отверждающая системы, состав и размеры наполнителей и некоторые модифицирующие добавки, что способствовало определению основных требований к создаваемой металлополимерной ремонтной композиции.

При создании новой композиции учитывалось многообразие объектов ремонта, высокие требования к прочностным, температурным, вибрационным и ударным нагрузкам, обеспечивающим их функционирование. Физико-механические характеристики композита в сравнении с зарубежными аналогами были увеличены. В качестве основного компонента была выбрана эпоксидиановая смола ЭД-20. Для устранения ее хрупкости и низкой ударопрочности использовались различные модификаторы — активные разбавители, а также эпоксикаучуковые смолы К-153 и УП-5-233У.

Для разработке отверждающей системы использовались отвердители различной активности: высокоактивные - диэтилентриаминметилфенол (УП-583Д), диметиламинометилфенол - УП-606/2, комплексы трехфтористого бора с диэтиленгликолем и анилином а также низкоактивные, позволяющие

увеличить количество отвердителя в композиции - полиамидная смола ПО-300 и полиаминоамидазолин - И-6М.

В качестве наполнителей для повышения вязкости и увеличения твердости отвержденых компаундов применялись порошкообразные наполнители алюминиевый порошок АСД, алюминиевая пудра ПАП, железный порошок ПжР, окись железа РегОз, окись хрома и некоторые другие.

Были использованы также пластификаторы, стабилизаторы, загустители и другие компоненты, модифицирующий общий состав композиции. При отработке рецептур композиции определялось влияние каждого компонента на выходные характеристики и вносились соответствующие корректировки. Отработка составов проводилась с использованием методов математического планирования экспериментов и многофакторного анализа результатов испытаний путем определения среднего значения параметров, с учетом величины стандартного отклонения, определением доверительного интервала и уровня надежности не менее 95%.

Испытания физико-механических и химических свойств образцов композиций частично проводились по стандартным методикам для пластмасс. Для ряда испытаний использовались специально разработанные приспособления. Для определения модулей сжатия и растяжения были разработаны специальные методики и набор приспособлений.

Результаты испытаний четырех вариантов композиций, отличающихся составом наполнителей приведены в таблице 1.

Таблица 1 Свойства вариантов компаунда

Вариант рецептуры Кол-во, массч Свойства

Компоненты Ср, МПа НВ, МПа Тздв» МПа

СМ-1 100

А1 50

I Ре203 100 22,4 92,0 24,8

Отв I 96

А1 120

Сг20з 30

СМ-1 100

А1 50

И Ре203 50 28,8 65,0 29,5

Отв.1 96

А1 90

Сг207 10

СМ-1 100

А1 (пудра) 10

III Те 90 31,8 94,0 25,2

Отв I 96

А1 (пудра) 15

Сг203 30

СМ-1 100

А1 (пудра) 10

Ре 90

IV Отв I 96 29,2 90,0 23,6

А1 (пудра) 15

Бе -

Ст203 30

Представленные в таблице 1 варианты композиций с неизменным составом основы (СМ-1) и отвердителя (Отв-1) показали в результате испытаний высокие механические характеристики, соответствующие значениям, заложенным в ТЗ на разработку металлополимерного компаунда, что подтвердило правильность выбранного направления исследований по отработке его рецептуры

Поведенные эксперименты с образцами металлополимерных компаундов показали зависимость их прочности от времени и температуры отверждения, что наглядно видно в таблице 2

Таблица 2 Влияние условий отверждения на свойства компаунда

№ Показатели Условия отверждения "С/час

20/4 20/24 20/72 5/25 60/2 60/4

1 Прочность при сдвиге, МПа 16,0 23,2 24,4 15,4 19,8 24,7

2 Твердость, МПа 62,0 94,0 93,0 61,0 83,0 92,0

3 Степень превращения эпоксидных групп, % 63,1 88,4 90,1 59,5 70,3 86,4

Таблица 3 Результаты испытаний образцов металлополимерных композиций

№ п/п Характеристики Шифр рецгпгу ры

КМ-1 КМ-2 КМ-3

1 2 3 4 5

1 Значение тиксотропности, мм 9,0 7,0 4,0

2 Стабильность фазового состава при нормальных условиях:

- компонент А 1:10 8:100 6:100

- компонент В 3:10 25:100 21:100

3 Жизнеспособность, мин 30,0 50,0 60,0

4 Предел прочности при сдвиге, МПа через 24 часа 14,3 16,5 21,5

5 Предел прочности при сдвиге по замасляной поверхности (масло индустриальное И-12А 0,2-10"3 г/см3) через 24 часа, МПа 7,8 6,5 12,0

6 Предел прочности при сдвиге, МПа в зависимости от соотношения компонентов А.В

- соотношение 11:10 14,1 16,0 20,8

- соотношение 12:10 13,5 15,2 20,1

- соотношение 13:10 11,6 12,8 17,5

7 Предел прочности при сдвиге с использованием термостарения (МПа) в зависимости от температуры 1, °С и времени выдержки Т, суток

1=20 °С, Т=7 суток 14,9 17,0 21,7

1=80 "С, Т=10 суток 15,6 17,8 22,4

1=80 "С, Т-30 суток 15,9 18,1 22,7

1=80 "С, Т=60 суток 16,2 18,5 23,1

1=120 °С, Т= 10 суток 15,2 17,6 22,3

1=120 иС,Т=30 суток 15,4 17,8 22,6

1=120 иС,Т=60 суток 15,8 18,0 23,0

8 Прочность на растяжение, МПа 20,7 21,8 34,0

9 Прочность на отрыв, МПа 24,0 26,0 31,0

10 Прочность на сжатие, МПа 90,0 112,0 124,0

11 Ударная прочность, кДж/м^ 90,0 150,0 167,0

12 Модуль упругости при сжатии при толщине слоя композита в 5 мм, МПа 3480 3750 4800

13 Модуль упругости при растяжении, МПа 3290 3670 4040

14 Твердость по Бринелю, МПа 71 82 95

15 Усадка материала, % 0,3 0,1 0,01

16 Длительность отверждения, час 3-4 3-4 3-4

17 Воздействие воды, масла, топлива на прочность соединения отсутствует

Результаты испытаний, приведенные в таблице 2 показывают, что за 4 часа при нормальной температуре (+20 °С) вступает в реакцию более 60% эпоксидных групп и набирается более 60% адгезионной прочности и твердости. Однако недостаточно быстро происходит отверждение при пониженных температурах, а при температуре +60 °С процесс отверждения заканчивается в течении 4-х часов

В результате проведения комплекса многочисленных испытаний были выбраны три образца компаундов КМ-1, КМ-2, КМ-3, которые были подвергнуты испытаниям по полной программе. Итоговые результаты испытаний представлены в таблице 3

Физико-химические методы, разработанные и использованные для получения оптимального состава металлополимерной композиции позволили получить образец компаунда соответствующий по своим характеристикам значениям, заложенным в ТЗ на его разработку. Образец КМ-3, показавший наилучшие характеристики, был взят за основу при патентовании металлополимерного компаунда, получившего в дальнейшем название «Полимет»

В четвертой части диссертации решается задача разработки методов создания ремонтных композитов ускоренного отверждения, предназначенных для ремонтно-восстановительных работ по устранению течей жидкостей и газов на оборудовании и трубопроводах технических систем водо-, тепло- и газоснабжения. Аналитические исследования возможностей создания новых композиций со временем отверждения 510 минут показали, что их основой могут служить полимерные составы с высокой скоростью полимеризации К таким составам относятся эпоксидные смолы и акриловые составы. Исследование химического состава зарубежных аналогов и определения их физико-механических характеристик позволило разработать технические требования к отечественной композиции ускоренного отверждения. К ним относятся, возможность соединения различных материалов, технологичность приготовления композита (соотношение компонентов 1:1), возможность использования композита в качестве конструкционного материала, возможность выполнения ремонтных работ в аварийных ситуациях при наличии влажных и замасляных поверхностей. Установленные техническими требованиями физико-механические характеристики превосходят зарубежные образцы аналогичного назначения по адгезионной прочности, теплостойкости и технологичности применения композита

На основе проведения многофакторных экспериментов и методов последовательной стабилизации параметров был осуществлен подбор основных компонентов композиции ускоренного отверждения на эпоксидной основе. При

отработке рецептуры композита использовались эпоксикаучуковая и эпоксирезерциновая смолы в качестве основы, а также полиизобутелен в качестве активного разбавителя для поглощения выбранных минеральных наполнителей, бутилкаучук - как реакционноспособное соединение.

Система отверждения нового композита содержит алифатические амины (полиэтиленполиамид) и комплексы трехфтористого бора (ВРз) с гликолями, что обеспечивает получение бустроотверждающихся, при нормальных условиях, композиций.

В качестве наполнителей было предложено использовать минеральные составы, ибо металлические наполнители не обеспечивают адгезии по влажным и замасляным поверхностям.

При окончательной отработке рецептуры композита использовались также пластификаторы, ускорители полимеризации и другие модифицирующие добавки.

Комплекс испытаний композиций, полученных на эпоксидной основе, показал высокие физико-механические характеристики этих композиций, но время их отверждения по сравнению с техническими требованиями оказалось занижено.

Другим направлением по созданию композиций ускоренного отверждения было использование в качестве основы акриловых составов, получивших в настоящее время широкое распространение. Акриловые полимерные материалы обладают высокой прочностью, работают в широком диапазоне температур, обладают водостойкостью и химической стойкостью, высокой скоростью отверждения Необходимые функциональные свойства обеспечиваются комбинацией смеси акриловых мономеров, олигомеров, модифицирующих добавок, наполнителей, инициирующих и стабилизирующих веществ

В результате экспериментальных исследований отрабатывалась рецептура двухкомпонентной композиции ускоренного отверждения. В ходе отработки состава, методом варьирования компонентов и исследования влияния различных факторов на выходные характеристики, был определен поэлементный состав композиции, соответствующий по своим свойствам техническим требованиям к новому композиционному материалу.

Экспериментально установлено влияние толщины композиции на прочность соединения (так называемый «масштабный эффект»). Он в значительной степени зависит от характера нагружения слоя композита Проявление масштабного эффекта изучалось для 2-х схем нагружения - для равномерного отрыва на образцах типа

«грибок» и для одностороннего отрыва на специальном сосуде при избыточном давлении. Системы испытаний и графические зависимости изображены соответственно на рис. 7 и рис. 8.

Из графиков видно, что при использовании композита для соединения оптимальная толщина шва составляет 0,5-1 мм - при этом прочность соединения на 68% выше, чем при толщине слоя 5-6 мм (кривая 1). Если композиционный материал используется для наружной заделки емкости (например, ремонт течей жидкости или газа) то максимальная прочность достигается при толщине слоя адгезива 3-5 мм (кривая 2).

Изменение прочности клеевого соединения в зависимости от времени отверждения показано на рис. 9. Испытания проводились на образцах - «грибках» из стали 45, соединенных композиционным материалом с толщиной клеевого шва 0,5 мм; температура испытания - 20 °С.

Испытания показали, что через 12-15 минут (с момента смешивания компонентов) достигается 50% прочность соединения на отрыв, а через 1 час -прочность составляет 75-78% от максимальной. Набор полной прочности соединения происходит через 6-8 часов с момента перемешивания компонентов.

Влияние температурного режима при испытаниях показала, что повышение температуры соединяемых поверхностей оказывает каталитическое воздействие на процесс отверждения композита (рис. 10). При нагревании соединяемых поверхностей с 20 °С до 80-90 °С время отверждения композита снижается с 4,4-5 мин до 0,5-0,6 мин.

Следует также заметить, что композиция отверждается и при пониженных температурах (кривые 2 и 3 на рис. 9), причем при понижении температуры до +3-5 °С время схватывания возрастает незначительно.

Результаты испытаний основных физико-механических свойств композиций ускоренного отверждения приведены в таблице 4.

Анализ результатов испытаний показал, что в наибольшей степени для ремонта трубопроводов и оборудования в аварийных ситуациях подходит композиционный материал ускоренного отверждения на акриловой основе по рецептуре 3, т.к. по физико-механическим и технологическим характеристикам соответствует выдвинутым техническим требованиям. Образцы композитов по рецептурам 1 и 2, выполненным на эпоксидной основе по прочности и теплостойкости показали положительные результаты, но их время отверждения не соответствует выдвинутым требованиям.

Таблица 4 Результаты испытаний образцов

Основные характеристики Результаты испыташй

Рецепт 1 (эпоксирезер циновая) Рецепт 2 (зпокс[!каучу ковая) Рецепт 3 (акриловая)

Предел прочности при отрыве, МПа (на обезжиренной поверхности) 14,0 16,0 12,0

Предел прочности при отрыве, МПа (на замасляной поверхности) 7,8 8,2 7,1

Предел прочности при сдвиге, МПа (на обезжиренной поверхности) 8,0 9,0 7,0

Предел прочности при сдвиге, МПа (на замасляной поверхности) 4,2 4,4 3,9

Твердость по Бринелю, МПа 30,0 30,0 15,0

Теплостойкость, "С -100...+150 -100...+ 150 -60...+150

Время отверждения, мин 30 60 3-5

Однако эти материалы могут успешно использоваться для ремонта не в аварийных ситуациях, когда имеется определенный запас времени на его проведение

Материал, полученный по рецептуре 3 прошел сертификационные испытания, ему присвоено название «Поликом». На него разработана необходимая техническая документация

Таким образом было показано, что разработанные в диссертации физико-химические методы создания композиционных материалов открыли новые возможности для создания композиций с требуемыми свойствами и обеспечили создание композиций ускоренного отверждения, работающих по влажным и замасляным поверхностям.

Пятая часть диссертации посвящена исследованию адгезии композиционных материалов.

Адгезионная прочность в теории и практике создания и применения металлополимерных композиционных материалов является основным фактором, определяющим их пригодность Поэтому адгезионной прочности было уделено особое внимание, ибо она является основным параметром оптимизации технологических процессов формирования композиций и дальнейшего ее использования.

Методикой проведения исследований выбраны схемы соединений, спроектирована и изготовлена необходимая оснастка для проведения испытаний с целью определения прочности на сдвиг и на отрыв Установлено, что исследования следует проводить на стальных образцах, соединенных композиционным материалом

«Полимет». Определены параметры расчета шероховатости поверхности и необходимая аппаратура для ее измерения. Признано необходимым оценить влияние температуро-временного фактора, механической, термической и химической обработки на адгезионную прочность соединений, выполненных с использованием «Полимета».

Испытания образцов, выполненных из различных марок сталей не показали различий в адгезионной прочности. Такая же картина наблюдается и при изменении структуры поверхностных слоев в результате термической и химико-термической обработки образцов.

Установлено также, что коррозия оказывает негативное воздействие на прочность соединений, выполненных с использованием композиционных материалов и приводит к значительному ее снижению. Испытание различных составов с целью устранения коррозии и последующее определите прочности позволили установить наиболее эффективные составы, существенно не снижающие (не более 15-20%) адгезионную прочность соединений. Экспериментально было установлено, что наиболее целесообразным является механическое удаление коррозии с последующим обезжириванием, после которого композит должен наноситься не позднее чем через 2 часа после обезжиривания Иначе имеет место уменьшение прочности соединения, что подтверждается графиком (рис. 11).

Длительный перерыв между операциями обезжиривания и нанесения «Полимета» снижает адгезионную прочность примерно в 2 раза (через 12 часов). В результате исследования установлен максимально допустимый технологический промежуток времени между операциями обезжиривания поверхности и нанесения композита - 2часа.

На основании экспериментов также была установлена зависимость адгезионной прочности при нормальных условиях от продолжительности отверждения

композита (рис. 12).

График на рис. 12 показывает, что через 4 часа «Полимет» набирает до 70% прочности. Полную прочность композит набирает через 24 часа.

С целью определения температуростойкости «Полимета» (+150 °С) были проведены испытания на прочность соединений в зависимости от температуры. Их результаты представлены на рис. 13.

Исследованиями установлены оптимальные параметры этого процесса, температура +90 °С; время выдержки 2 часа.

Соблюдение этих условий позволяет увеличить прочность соединения на 25% Повышение температуры до + 120 °С и выше приводит к снижению адгезионной прочности соединения и последующему разрушению

Анализ полученных зависимостей позволяет сделать вывод о том, что до температуры +90 °С идет плавное повышение прочности соединения примерно на 25% от исходного До температуры +140 °С образцы сохраняют 75-80% прочности Кратковременно образцы выдерживают + 200 °С и при температуре + 250 °С происходит разрушение материала, что объясняется температуростойкостью полимерной основы После охлаждения образцов, нагретых до температуры +180 °С, прочностные характеристики соединений восстанавливаются полностью

Эффективное применение адгезионных соединений требует разработки методов анализа прочности, ибо известные методы не учитывают всех факторов адгезионного взаимодействия. Наиболее распространенным способом улучшения адгезионного взаимодействия является механическая обработка различными методами (механическое модифицирование). Контакт вязкого полимера с шероховатой поверхностью сопровождается развитием межфазной границы и увеличением числа связей.

Корреляцию адгезионной прочности с истинной поверхностью контакта или с глубиной внедрения полимера следует ожидать только в случае адгезионного разрушения соединений. Когезионная прочность применяемого для исследований материала «Полимет» в 2-2,5 раза превосходит адгезионную прочность к стальной поверхности, что определяет вероятность адгезионного разрушения. Следовательно, определив истинную адгезию «Полимета» и действительную площадь поверхности, можно прогнозировать прочностные свойства соединений.

Для определения адгезии «Полимета» к стали следует исключить влияние шероховатости. Решение может быть найдено модифицированием поверхности. Было установлено, что краевой угол смачивания адгезивом полированной поверхности с высотой мкм и менее существенно не изменяется и не оказывает существенного

влияния на адгезионную прочность соединений.

Необходимую для расчета величину напряжения межфазового сдвига ^ теоретически оценить достаточно сложно из-за трудностей с количественным определением реализованных межмолекулярных связей Экспериментальное определение т0 также приводит к некоторой условности получаемых значений вследствие неопределенности фактической поверхности контакта «Полимет» - металл:

где Р - разрушающая нагрузка,

L - длина нахлестки,

^ ширина нахлестки.

С учетом отмеченных замечаний за величину напряжений межфазового сдвига с определенными допущениями приняли адгезионную прочность соединений «Полимет» с полированной стальной поверхностью

экспериментальное значение которой составило Структура композита

«Полимет» с размером частиц наполнителя от 10 мкм и более не может заполнить

микронеровности такой высоты и, следовательно механическое зацепление оказывает минимальное влияние на прочность соединения

Увеличение фактической площади поверхности относительно геометрической рассчитано двумя способами, подтверждающими друг друга Один способ основан на использовании зависимости между характеристиками шероховатости и

соотношением фактической площади поверхности и геометрической Второй метод определения фактической площади контакта основан на измерении длин профилограмм шероховатой поверхности в двух перпендикулярных направлениях. Построение профилограмм выполнялась при горизонтальном и вертикальном увеличении в 2000 раз

Учитывая, что адгезионная прочность прямо пропорциональна фактической площади шероховатой поверхности, выполнен расчет прочности неразъемных соединений «Полимет».

Несовпадение расчетных и экспериментальных результатов показывает, что данная зависимость не учитывает напряженно-деформированного состояния пограничного слоя «Полимета» при воздействии сдвигающей нагрузки (рис 14)

В результате исследования поверхностей разрушенных соединений «Полимет» -сталь установлено, что в микровпадинах шероховатости остаются частицы «Полимета», поэтому площадь разрушения по слою «Полимета» возрастает пропорционально высоте микронеровностей, что хорошо различимо при более

т = Т0- Ид.

(13)

0 1 2 3 4 5 6 7 Ка, мкм

Рис. 14 Прочность адгезионного соедшения Полимет металл 1- эксперимент, 2 - расчет го выражению (12)

когезионная составляющая,

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ

библиотека

С.Петербург 09 МО «ст

- адгезионная составляющая,

В8888888

{

1

Измерение высоты шероховатости до и после испытаний показывают уменьшение Ra на 10% и подтверждает оптические исследования

Таким образом установлено, что увеличение прочности примерно на 70% обусловлено механическим защемлением пограничных слоев композита во впадинах шероховатости, шаг которых соизмерим с размером частиц наполнителя «Полимета»

Причиной смешанного типа разрушения является перераспределение напряжений с межфазной границы в пограничный слой «Полимета». Следовательно, для определения разрушающего усилия необходимо учитывать не только адгезионное взаимодействие, но и когезионную составляющую, зависящую от свойств композиционного материала

В связи с этим возникла необходимость в разработке модели напряженного состояния слоя композита и определении характера возникающих напряжений в слое «Полимета» с целью разработки методов расчета прочности соединений в зависимости от шероховатости соединяемых поверхностей

Слой композиционного материала может быть рассмотрен как упругое тело, подвергнутое сдвигающим напряжениям Ряд авторов учитывает только геометрические параметры соединения, но не учитывает характер напряжений в пограничных слоях

Схема упругих деформаций, учитывающая защемление слоя композита шероховатой поверхностью, была рассмотрена на примере соединения «одинарная нахлестка». Слой «Полимета» представлен в соединении как совокупность стержней, защемченных в неровностях рельефа соединяемых поверхностей (рис. 15)

Рис 15 Расчетная схема адгезионного соединения «одиночная нахлестка» с использованием композиционного материала «Полимет» Сих — напряжение изгиба, Та — напряжение межфазного сдвига, П — суммарное напряжение в слое «Полимета»

Граничные участки слоя композита, наряду с напряжениями межфазового сдвига То подвержены также и напряжениям изгиба, возникающим вследствие механического защемления. Напряжения межфазового сдвига с максимальным значением на границе композит-сталь показывают величину адгезионной составляющей, которая зависит от фактической площади контакта. Напряжения изгиба зависят от геометрических характеристик шероховатости контактной поверхности и определяют степень реализации когезионных свойств «Полимета» в прочности соединения. Предельное сдвигающее напряжение возникающее в слое композиционного материала, можно представить в виде суммы адгезионной и когезионной составляющих, степень проявления которых зависит от шероховатости контактной поверхности:

где Та — адгезионная составляющая

Тк — когезионная составляющая

Соотношение между адгезионной и когезионной составляющими в прочности адгезионного соединения композит-сталь позволяет установить коэффициент шероховатости: ^ ^

максимальная высота микронеровностей; средний шаг микронеровностей.

Увеличение высоты микронеровностей поверхности увеличивает когезионную составляющую и уменьшает адгезионную. При их расчете необходимо учитывать фактическую площадь шероховатой поие.пхногти-

Яд= Эф/ 3Г=Г( . (18)

Исследования поперечного среза границы композит-сталь показали полное заполнение впадин шероховатости при нормальной температуре нанесения композита. Поэтому при расчете прочности адгезионных соединений значение коэффициента заполняемости было принято 1.

Использованные в исследовании адгезионные соединения типа «вал-втулка» отличаются жесткостью, поэтому их прочность больше в 4-6 раз. Коэффициент жесткости позволяет учитывать особенности таких соединений. При расчете

прочности адгезионных соединений типа «одинарная нахлестка» значение принимается равным 1, «штифт-втулка» - 4,3.

Состав компонентов «Полимета» подобран так, чтобы исключить остаточные напряжения, так как наполнитель создает равномерную структуру поверхностного слоя. Поэтому при расчете адгезионной прочности «Полимета» к шероховатой поверхности влияние концентраторов напряжений не учитывалось Поэтому

разрушающую нагрузку на адгезионное соединение было предложено рассчитывать по формуле:

где к—коэффициент запаса прочности.

С учетом принятых допущений и влияния параметров шероховатости контактной поверхности, предельное напряжение сдвига может быть представлено следующей зависимостью:

С использованием предложенного метода, на основе замера параметров шероховатости поверхности, полученных механообработкой на различном оборудовании, был выполнен расчет прочности соединений с использованием композита «Полимет». Результаты расчета подтвердились испытаниями соединений. Отличие расчетных и экспериментальных значений не превышает 10-15% и может быть объяснимо погрешностью измерений параметров шероховатости поверхности.

Таким образом установлена расчетная зависимость прочности адгезионнных соединений, выполненных с использованием композиционных материалов от параметров контактного взаимодействия. Результаты теоретических расчетов подтверждены экспериментальными испытаниями соединений «Полимет» -сталь.

Шестая часть диссертации посвящена разработке технологических методов использования композиционных материалов при ремонте трубопроводов и оборудования и результатам их внедрения на предприятиях промышленности и ЖКХ.

Восстановление деталей металлополимерными композициями имеет ряд специфических особенностей по сравнению с восстановлением деталей металлами (наплавкой, металлизацией, сваркой, пайкой и т.п.), обусловленных прежде всего использованием химической энергии для превращения олигомера в полимер, т.е. для обеспечения реакции полимеризации. В этом случае необходимо в ходе технологического процесса управлять формированием свойств полимерного материала,

показатели которого отличаются от показателей свойств металлической детали. Поэтому незначительное отклонение от оптимальных условий может привести к резкому ухудшению качества восстанавливаемой детали При восстановлении деталей металлополимерами ввиду однопорядкового характера свойств имеется определенный «запас» качества, в результате чего режимы восстановления не так жестки. Но при этом принципиальное значение приобретают т?кие операции как подготовка поверхностей деталей, приготовление и нанесение ремонтных композиций, тепловая и механическая обработка деталей.

Подготовка поверхностей деталей. Одной из основных операций, определяющих качество восстановления деталей, является подготовка их поверхностей перед нанесением металлополимерной композиции. Ее цель - обеспечить наилучшие условия адгезионного взаимодействия между композицией и деталью, а также придать поверхности детали необходимую геометрическую форму.

Весь процесс подготовки можно разделить на следующие операции: - очистка и мойка;

восстановление формы детали и механическая обработка; обезжиривание и химическая обработка; сохранение чистоты поверхности до нанесения композиции. Приготовление ремонтных композиций. Олигомерные эпоксидные композиции являются многокомпонентными системами, окончательное приготовление которых осуществляется непосредственно на местах работы и незадолго до их применения. Это обусловлено тем, что после смешивания двух компонентов жизнеспособность композиции колеблется в пределах 40-60 мин., что в свою очередь и определяет количество приготовляемого состава. Перед смешиванием двух компонентов состава между собой, каждый из них должен быть тщательно перемешан разными шпателями

Компоненты смешивают между собой в соотношении, указанном в инструкции Тщательная подготовка ремонтных композиций ведет к получению качественного ремонта

Нанесение и формирование ремонтных композиций. При восстановлении деталей металлополимерными композициями они должны наносится на поверхности, расположенные под разными углами наклона. В связи с вязкой консистенцией композиции и в связи с наличием гравитационных сил возникает задача по сохранению слоя материала в первый период отверждения. Отсюда следует, что

металлополимерные композиции должны обладать вполне определенными реологическими свойствами, обеспечивающими качественное восстановление деталей.

После нанесения слоя композиции на поверхность деталей слой материала необходимо подвергнуть формованию, т.е. силовому воздействию с целью придания требуемой формы. При восстановлении изношенных деталей формование обеспечивает получение заданных параметров.

Тепловая обработка деталей. Отверждение эпоксидных олигомеров при комнатной температуре обычно не заканчивается, и малейшее повышение температуры окружающей среды по сравнению с комнатной температурой приводит к изменению физико-механических свойств композиции.

Тепловая обработка композиции может осуществляться по различным схемам в зависимости от времени подвода тепла;

а) подвод тепла осуществляется сразу после соединения деталей (горячее отверждение);

б) подвод тепла производится после момента схватывания, но до момента технологического отверждения;

в) нагрев осуществляется после технологического отверждения (смешанное отверждение).

При восстановлении деталей наиболее приемлемыми являются две последние схемы нагрева, так как при использовании первой схемы композиция становится маловязкой, что на наклонной поверхности детали приводит к стеканию композиции.

Механическая обработка отвержденной композиции необходима для удаления заусенцев, снятия острых кромок. Поскольку при механической обработке наблюдается прямая корреляция между скоростью деформирования и скоростью резания, то все прочностные характеристики и модуль упругости материала возрастает при увеличении скорости резания.

Обработка полимерных материалов режущим инструментом может быть рассмотрена как разновидность процесса управляемого разрушения. Определяющими факторами технологического процесса механической обработки деталей из полимерных материалов являются физико-механические свойства, которые могут регулироваться соответствующими режимами резания.

Использование композиционных материалов как в производстве так и при ремонте широко и многообразно. На рис. 16, 17, 18 представлены примеры устранения

основных видов дефектов часто встречающихся при ремонте систем и оборудования, а именно трещин в трубопроводах, износа резьбовых и цилиндрических поверхностей.

Разработанные в диссертации технологические методы ремонта прошли успешные испытания и внедрены на многих предприятиях РФ Отработка технологии применения композиционных материалов проводилась на ГП «Мытищинская теплосеть». На этом предприятии были проведены ремонтные работы с использованием композитов «Полимет» и «Честер Супер» (Польша) по

- устранению дефектов на трубопроводах тепловых систем;

- восстановлению посадочных мест подшипников и шпоночных соединений на валах центробежных насосов;

- восстановлению износа бронзовых защитных втулок на валах насосов;

- устранению литейных дефектов на чугунных корпусах теплосетчиков и водосчетчиков

На ГУЛ «Газовый трест» г. Мытищи были проведены работы по устранению утечек газа на газораспределительном пункте с использованием композита «Полимет».

На ПУ «Зеленоградводоканал» проведены работы по устранению дефектов на используемом оборудовании по устранению течей, восстановлению подшипниковых соединений и изношенных деталей, подвергшихся коррозионному, абразивному и кавитационному износам. Анализ результатов ремонта показал высокую эффективность от использования композиционных материалов. Так на все виды выполненных ремонтных работ было затрачено 3 дня , тогда как ремонт традиционными методами занял бы не менее 3 недель

Для осуществления широкого внедрения технологии разработаны и используются предприятиями нормативная технологическая документация в виде технологических инструкций, регламентов, руководств по применению композиционных материалов при ремонте и соединении деталей Разработаны технические условия на материалы «Полимет» (ТУ 2257-001-16544038-00), «Поликом» (ТУ 2257-002-176692-95), «Мультипласт» (ТУ 2257-001-174309-02).

Новый метод ремонта с использованием композиционных материалов показал высокую эффективность от его применения. Только в 2004 году на двух предприятиях был получен экономический эффект в сумме более 1,1 млн. рублей, в том числе на «Мытищинских теплосетях» - 283 тыс руб. и на Лесопромышленном комплексе г Сыктывкара- 834, 5тыс. руб.

Рис 16 Устранение дефектов трубопровода

1 — трубопровод; 2 - трещина, 3 - зона зачистки, 4 - засверленные концы трещины, 5-первый слой композита; 6 — стеклоткань ипиметаллическая сетка, 7— второй слой

композита

Рис 17 Восстановление наружных (а) и внутренних (б) цилиндрических поверхностей 1 - вал (втулка), 2-компаунд, 3- оправка (калибр)

Рис 18 Восстановление резьбы 1 -резьбовая поверхность, 2 - слой композита, 3 - корпус

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы восстановления систем жизнеобеспечения коммунального хозяйства композиционными материалами.

Основные выводы и результаты диссертационной работы:

1. Показано, что работоспособное состояние систем водоснабжения, газоснабжения и теплоснабжения в ЖКХ России может быть восстановлено за счет устранения 1520% дефектов и повреждений с помощью применения композиционных материалов.

2. Установлено, что существующая система анализа дефектов и повреждений систем жизнеобеспечения ЖКХ не является объективной, что потребовало разработки научных основ автоматизированного анализа дефектов на базе системы классификации и кодирования информации о дефектах и записи этой информации по единой форме, обеспечивающей проведение достоверного поиска тождественных и аналогичных дефектов и позволяющих использовать методы математического моделирования для осуществления этого анализа.

3. Разработан метод анализа дефектов на основе использования детерминированных диагностических матриц и элементов вероятностной оценки событий. Использование детерминированных матриц предусматривает создание абстрактной модели объекта в виде таких матриц, основанных на двузначных булевых функциях, дальнейшей оптимизации матриц и осуществлении автоматизированного анализа дефектов. Вероятностные методы позволят определить причины дефектов путем оценки истинности гипотез, определения минимальной функции различия, нахождения максимальной величины условной вероятности. На основании разработанного метода предложена систематизация дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающая причины их появления и позволяющая оперативно их диагностировать и назначать технологии их устранения.

4. Разработан физико-химический метод формирования состава ремонтных композиционных материалов для стандартного и ускоренного отверждения, учитывающий конкретную область применения в системах жизнеобеспечения ЖКХ. Данный метод позволил разработать рецептуры ремонтного композиционного материала «Полимет», и композиции быстрого отверждения «Поликом». Новизна технологических решений защищена шестью патентами РФ и тремя авторскими свидетельствами. На основании данного метода разработана

методика формирования рецептуры ремонтных композиционных материалов для конкретных условий их применения.

5. Установлены зависимости характеристик ремонтных композиционных материалов от состава, количественного содержания и характеристик входящих компонентов. Данные зависимости, а также установленные новые закономерности изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости восстанавливаемой поверхности и зависимости физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации восстанавливаемых объектов были положены в основу разработки метода устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ..

6. Предложена математическая модель . напряженного состояний слоя композиционного материала в адгезионном состоянии «Полимето-металл, определены преобладающие напряжения с учетом влияния микронеровностей подготовленной поверхности, установлена расчетная зависимость прочности адгезионных соединений «Полимета» от параметров контактного взаимодействия.

7. Разработан метод устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающий конкретные условия эксплуатации систем. Па основании данного метода разработаны новые технологии поддержания и восстановления работоспособного состояния систем жизнеобеспечения ЖКХ, внедрение которых позволило существенно увеличить ресурс этих систем.

8. Рекомендации по разработке новых ремонтных композиционных материалов и технологий их применения использованы в:

технических условиях на ремонтные композиционные материалы «Полимет», «Мультипласт» и «Поликом»;

- технологическом регламенте ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет»;

- технологии ремонта оборудования и трубопроводов с использованием композиционных материалов;

- технологии ликвидации дефектов литья с использованием композиционных материалов.

Разработанный технологический регламент ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет» внедрен в ЖКХ г. Мытищи.

9. Технологические методы ремонта с использованием композиционных материалов внедрены на ряде предприятий ЖКХ для устранения дефектов в системах подо-, тепло- и газоснабжения, а также на промышленных предприятиях РФ для ликвидации дефектов литья и восстановления технологического оборудования.

10. Эффективность технологии применения композиционных материалов заключается в удешевлении стоимости ремонта в 5-6 раз, сокращении сроков ремонта в 2-3 раза в сравнении с традиционными методами, в увеличении в 1,5-4 раза срока службы отремонтированных объектов. Фактический экономический эффект от внедрения технологии «холодной сварки» только за 2004 год составил более 1,1 млн. рублей.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Пухов В.И., Тулинов А.Б., Седова СИ. Методика формирования массива информации для диагностики причин дефектов изделий с помощью ЭВМ. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия XVII, вып. 58,1975г.

2. Пухов В.И., Тулинов А.Б., Седова СИ. Применение детерминированных матриц для диагностики причин дефектов двигателей. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия XXVII, вып. 70, 1975г.

3. Пухов В.И., Тулинов А.Б., Седова СИ. Алгоритм поиска причин дефектов двигателей с помощью ЭВМ. Аннотированный указатель новых поступлений информат., НТД, алгоритмов и программ №14,1978г.

4. Пухов В.И., Тулинов А.Б. Использование теории распознавания образов в задачах определения причин дефектов. Аннотированный указатель новых поступлений информат., НТД, алгоритмов и программ №14,1978г.

5. Пухов В.И., Тулинов А Б. Использование ЭВМ в задачах общей диагностики. Аннотированный указатель новых поступлений информат., НТД, алгоритмов и программ №14,19 1978г.

6. Тулинов А.Б., Пухов В.И. Система анализа дефектов изделий с применением ЭВМ Аннотированный указатель новых поступлений информат., НТД, алгоритмов и программ №25 1980г.

7. Тулинов А.Б., Пухов В.И. Автоматизированный поиск причин дефектов, основанных на использовании элементов теории распознавания образов. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия XXVII, вып. 139,1982г.

8. Тулмнов А.Б., Пухов В.И. Алгоритм программ по определению причин дефектов изделий, основанные на понятии о частоте совпадения признаков. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия XVII, вып. 139, 1982г.

9. Тулинов А.Б., Пухов В.И., Ершов М.А. Анализ возможностей использования формально-логического метода представления информации в автоматизированных системах анализа дефектов изделий. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия П, вып. 168, 1985г.

10. Тулинов А.Б., Пухов В.И., Ершов М.А., Лаушкин Е.А. Характеристика и форма представления модели развития неисправности. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия П, вып. 8 (174), 1985г.

11. Тулинов А.Б., Ершов МА., Лаушкин Е.А., Аленцев К.М. Модель развития неисправности на изделии. Отраслевой сборник «Вопросы оборонной техники», серия II, вып. 7(173), 1985г.

12. Тулинов А.Б. Создание автоматизированного участка сборки пакетов блоков штампов с использованием композиционных материалов. В сборнике докладов научно-технического семинара «Автоматизация процессов механообработки и сборки в машино- и приборостроении». Сентябрь 1991г. г. Алушта, Общество «Знание» Украины, Киев. 1991. С 45-47.

13. Тулинов А.Б. Восстановление литых заготовок корпусных деталей с использованием металлополямерных композиций. В сб. трудов научно-технической конференции «Прогрессивные методы и средства обеспечения качества изготовления деталей машин. Политехнический институт, Н. Новгород, 1993г.

14. Лебедева Г.Н., Тулинов А.Б. Высокопрочный ударо- и вибростойкий универсальный клеящий материал «Суперклей-109». Вестник машиностроения, 1994г, №7, с. 16-18.

15. Тулинов А.Б. Ремонтные работы с использованием металлополимера «Полимет». Изобретатель и рационализатор. 1993г, №9.

16. Тулинов А.Б., Лебедева Г.Н. Новый композиционный материал «Полимет», успешно реализующий эффект холодной сварки. Вестник машиностроения. 1994г. №7, с. 14-15.

17. Тулинов А.Б. Металлополимерные композиции для ремонтных работ. В сб. трудов научно-технической конференции «Полимерные материалы - производство и экология», 1995г, г. Ярославль.

18 Тулинов А Б Новые металло- и минералонаполненные полимерные композиции для соединения и ремонта изделий машиностроения В сб трудов научно-технической конференции «Перспективы создания и использования новых клеящих материалов, герметиков, компаундов в народном хозяйстве Москва, ВИМИ, 1995г

19 Тулинов А Б Применение металлополимерной композиции «Полимет» для ликвидации дефектов крупногабаритных корпусных деталей ВИМИ, 1995г Сборник трудов научно-техничебской конференции «Технология и оборудование для производства резино-технических материалов, клеев, герметиков, компаундов, лаков и красок»

20 Тулинов А Б Металло- и минералонаполненные полимерные композиции «Полимет» и «Полигерм» для проведения ремонтно-восстановительных работ в штатных и аварийных ситуациях В сб тезисов докладов научно-технической конференции «Перспективы создания и использования новых клеящих материалов, герметиков, компаундов в народном хозяйстве» г Антолья, Турция, ВИМИ, 1997 С 29-33

21 Тулинов АБ, Дзегиленок ВН, Кулямин В.С, Лебедева Г.Н и др Компаунд Патент РФ на изобретение №2080352 ЕЙ №15,1997.

22 Лебедева Г Н, Одинцов Л Г, Тулинов А Б, Дзегиленок В Н и др Способ нанесения вязкого полимерного покрытия на внутреннюю поверхность полого цилиндрического изделия Патент РФ на изобретение №2104868 БИ №5,1998

23 Лебедева Г Н, Одинцов Л Г, Тулинов А Б , Дзегиленок В Н и др Способ нанесения антифрикционного покрытия на внутреннюю поверхность полого цилиндрического изделия Патент РФ на изобретение №2104869 Б.И №5,1998

24 Тулинов А Б , Морозов В И Современные методы восстановления деталей и узлов энергооборудования, В сб докладов научно-технического семинара «Ремонт и восстановление энергооборудования, как фактор повышения его работы г Конаково, июнь 1998г

25 Тулинов А Б Использование металлополимерных композиций для ремонта изделий по методу холодной сварки В сб тезисов докладов научно-технической конференции «Создание и использование новых перспективных материалов для радиоэлектронной аппаратуры и приборов» ВИМИ, апрель 2000г г Москва

26 Тулинов А Б Устранение дефектов в системах тепло-, газо- и водоснабжения новыми композиционными материалами В сб тезисов докладов Второй

международной конференции «Индустрия сервиса в XXI веке». МГУ сервиса, М. 2000г.

27. Тулинов А.Б., Морозов В.И, Использование металлополимерных композиций для ремонта изделий с необезжиренными поверхностями. В сб. «Новые материалы и производственные технологии в сфере сервиса». Межвузовский сборник научных трудов. Под ред. А.К. Прокопенко, И.Э. Пашковского. М., МГУС, 2000г.

28. Тулинов А.Б. Новые ремонтные композиционные материалы. В сб. «Наука-сервису». Тезисы докладов и выступлений VI международной научно-технической конференции, МГУ сервиса. 2001г.

29. Тулинов А.Б. Ремонт резервуаров с применением эпоксидных составов. В сб. «Техническая эксплуатация автозаправочных комплексов». М., Изд. «Паритет-граф», 2001г., с 262-272.

30. Тулинов А.Б. Использование новых композиционных материалов в сборочных соединениях. В сб. «Современные методы сборки в машиностроении и приборостроении». Материалы 2-го международного науч.-тех. семинара, февраль 2002г. г. Свалява-Киев ATM Украины, 2002г. с.96-97.

31. Киселев Г.И., Тулинов А.Б. Новые технологии ремонта трубопроводных систем композиционными материалами. «Новости теплоснабжения» №11,2002г., с.31-34.

32. Киселев Г.И., Тулинов А.Б. Анализ причин выхода из строя элементов оборудования коммунально-бытового хозяйства Материалы VII международной научно-практической конференции «Наука-индустрии сервиса». М.: МГУ с, 2002г., с 31-32.

33. Тулинов А.Б., Киселев Г.И. Выбор и обоснование составов композиционных материалов для ремонта трубопроводов в системах тепло-, газо- и водоснабжения. «Новости теплоснабжения», №11,2002г, с12-15.

34. Тулинов А.Б. Теоретические основы разработки металлополимерных материалов для ремонта оборудования. Материалы VII международной научно-практической конференции. «Наука - индустрии сервиса». МГУ сервиса, 2002г., с. 15-17.

35. Тулинов А.Б. Технологические методы применения композиционных материалов при ремонте систем жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства . Монография. МГУ сервиса, М., 2003г. 124с.

36. Тулинов А.Б., Гончаров А.Б. Новые композиционные материалы для сборочных и ремонтных работ. «Сборка в машиностроении и приборостроении», 2003, №7 с. 26-28.

37 Тулинов А Б Композиционные материалы с различными наполнителями для сборочных и ремонтных работ В сб докладов «Современные проблемы подготовки производства, обработки и сборки в машиностроении и приборостроении» Материалы 3-го Международного научно-технического семинара Февраль 2003г Свалева-Киев ATM Украины, 2003, с 167-170

38 Тулинов А Б Основы разработки технологических методов применения композиционных материалов Наука-сервису VIII я Международная научно-практическая конференция Сборник докладов МГУ сервиса-М,2003

39 Тулинов А Б, Гончаров А Б Новые композиционные материалы в ремонтном производстве «Ремонт, восстановление, модернизация» 2003г, №11, с 46-47

40 Тулинов А Б, Одинцов Л Г Способ восстановления резьбовой поверхности Патент на изобретение №2004113605 от 05 шя 2004г

41 Тулинов А Б , Корнеев А А, Пашковскии И Э Способ восстановления изношенных цилиндрических поверхностей Патент на изобретение №2004113604 от 05 мая 2004г

42 Тулинов А Б , Корнеев А А, Пашковскии И Э Способ ремонта трубопроводов Патент ш изобретение №2004113606 от 05 мая 2004г

43 Тулинов А Б, Корнеев А А Разработка технологии и инструмента для восстановления систем жизнеобеспечения ЖКХ В сб докладов 1Х-научно-практической конференции «НАУКА-СЬРВИСУ», май 2004г

44 Тулинов А Б и др Пневматический одноударный молоток А С , Ь И №45,1991г

45 Тулинов А Б, Корнеев А А Восстановление трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения композиционными материалами Сборка в машиностроении и приборостроении №7,2004 с 31-35

46 Тулинов А Б, Корнеев А А Особенности создания ремонтных композиционных материалов Сборка в машиностроении и приборостроении №8,2004 С 21-26

47 Тулинов А Б, Корнеев А А Особенности создания композиций для аварийного ремонта Сборка в машиностроении и приборостроении №9,2004 с 31-34

Р238 О®

ТУЛИНОВ Андрей Борисович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ВОССТАНОВЛЕНИЯ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЬМИ МАТЕРИАЛАМИ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Лицензия ИД №04205 от 06.03.2001 г.

Сдано в производство 12.11.2004 Тираж 100 экз.

Объем 3,0 п. л. Формат 60x84/16 Изд. №194 Заказ 194

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет сервиса» 141221, Московская обл., Пушкинский р-он, пос. Черкизово, ул. Главная, 99

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ ЖИЗНЕОБЕСПЕЧЕНИЯ И МЕТОДОВ УСТРАНЕНИЯ ДЕФЕКТОВ, ВОЗНИКАЮЩИХ ПРИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИИ. ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Дефекты трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения.

1.2. Современные ремонтные композиционные материалы и возможности их применения.

1.2.1. Характеристики композиционных материалов и области применения.

1.2.2 Исследование современных ремонтных композиционных материалов и технологии их применения в различных отраслях промышленности.

1.3. Анализ проблемы обеспечения адгезионной прочности металлополимеров с твердыми поверхностями.

1.3.1. Теоретические представления об адгезии полимеров.

1.3.2. Влияние на адгезию физико-химических свойств полимеров, технологических факторов и внешних воздействий.

1.4. Постановка задачи исследования.

Выводы.

2. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ АНАЛИЗА ДЕФЕКТОВ И ПРИЧИН ИХ

ВОЗНИКНОВЕНИЯ.

2.1 Формирование массива информации. Алгоритмы поиска причин дефектов.

2.2. Метод анализа дефектов на основе использования детерминированных диагностических матриц.

2.2.1. Абстрактная модель объекта анализа дефектов.

2.2.2 Математическая модель объекта, представленная в виде детерминированной матрицы.

2.2.3. Оптимизация детерминированных матриц.

2.2.4. Алгоритм поиска причин дефектов, основанные на детерминированных матрицах.

2.3. Вероятностные методики поиска причин дефектов.

2.3.1. Основные понятия распознавания.

2.3.2. Алгоритмы определения причин дефектов, основанные на использовании элементов теории распознавания.

2.3.3. Алгоритмы определения причин дефектов через максимальную величину ее условной вероятности.

Выводы.ИЗ

3. РАЗРАБОТКА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

СОСТАВОВ РЕМОНТНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1. Теоретические предпосылки к созданию новых ремонтных композиционных материалов.

3.2 Методы выбора компонентов при разработке композиционных материалов.

3.3. Исследование состава и свойств аналогов.

3.4 Разработка рецептуры металлополимерного компаунда.

3.4.1 Объекты и методы исследований.

3.4.2 Разработка полимерной основы компаунда.

3.4.3 Разработка отверждающей системы.

3.4.4. Выбор системы наполнителей.:.

3.5. Отработка составов и испытания металлополимерных композиций.

3.5.1. Отработка вариантов рецептуры в процессе испытаний.

3.5.2. Результаты испытаний образцов металлополимерных композиций.

Выводы.

4. РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ СОЗДАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РЕМОНТА В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ.

4.1. Исследование аналогов и разработка технических требований к композиту ускоренного отверждения.

4.2. Разработка композиционных материалов ускоренного отверждения на эпоксидной основе.

4.3. Разработка композиционных материалов ускоренного отверждения на акриловой основе.

4.4. Испытания композиционных материалов ускоренного отверждения.

Выводы.

5. ИССЛЕДОВАНИЕ АДГЕЗИИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ С МЕТАЛЛАМИ.

5.1. Методы исследования адгезии.

5.2. Методика проведения исследований адгезии.

5.2.1. Выбор схем испытаний.

5.2.2. Выбор металлов и композитов для проведения испытаний.

5.2.3. Подготовка образцов соединений для проведения испытаний.

5.3. Исследование зависимости адгезионной прочности соединений от состава образцов, технологических и эксплутационных факторов.

5.3.1. Влияние на адгезионную прочность химического состава и структуры сталей.

5.3.2. Влияние на адгезионную прочность продуктов коррозии.

5.3.3. Влияние очистителей и обезжиривающих составов на адгезионную прочность.

5.3.4. Влияние температуры на адгезионную прочность соединений.

5.4. Зависимость адгезионной прочности от качества поверхности соединений.

5.4.1. Влияние методов обработки поверхности на адгезионную прочность соединений.

5.4.2. Определение расчетной зависимости влияния шероховатости на адгезионную прочность.

Выводы.;.

6. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ

МАТЕРИАЛОВ ПРИ РЕМОНТЕ СИСТЕМ И ОБОРУДОВАНИЯ В ЖКХ.

6.1. Основы разработки технологических методов применения композиционных материалов.

6.2. Технология устранения основных видов дефектов.

6.3. Производственные испытания и внедрение результатов исследований.

6.4. Экономическая эффективность применения композиционных материалов.

Выводы.

Актуальность темы. В научно-технической программе «Научные исследования по приоритетным направлениям науки и техники» на 2001-2005 гг., утвержденной Министерством образования РФ, предусмотрена подпрограмма «Научные исследования в области сервиса», которая предусматривает разработку широкого спектра материалов, технологий и технических средств, необходимых для функционирования систем жизнеобеспечения жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). К таким системам, в первую очередь, относятся системы водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения. В настоящее время износ трубопроводов приводит к тому, что до 40% тепла и воды теряется в местных сетях. В РФ протяженность только наружных трубопроводов систем водо-, тепло- и газоснабжения составляет 2 млн. 400 км, а всеми видами ремонта восстанавливается 1-3% изношенных трубопроводов. Используемые в нашей стране металлические трубы из-за целого ряда объективных и субъективных причин, многообразия дефектов и аварийных отключений служат не более 8-10 лет. В связи с этим поддержание высокой работоспособности системы транспортирования воды за счет ее своевременного и эффективного технического обслуживания, ремонта и реконструкции остается для городских коммунальных служб приоритетной задачей.

Определение причин дефектов проводится, как правило, методом экспертных оценок. Решением вопросов, связанных с анализом дефектов и мероприятий по устранению, заняты различные ремонтные службы. Статистика по дефектам не систематизирована и не используется при ремонте аналогичных дефектов, в лучшем случае дефекты только фиксируются. Логические возможности ЭВМ для анализа дефектов не используются. Создание автоматизированной системы анализа дефектов на основе использования современных средств вычислительной техники и методов математического моделирования и обработки статистики по дефектам позволит проводить качественный анализ, оперативно определять причины дефектов и проводить мероприятия по их устранению.

Причины выхода из строя системы водоснабжения и теплоснабжения многообразны. Традиционными методами устранения дефектов в указанных системах часто являются замена дефектных участков трубопроводов путем их удаления и установки новых трубопроводов с помощью методов сварки. То же самое происходит и с используемым насосным оборудованием, запорной арматурой и другими объектами систем жизнеобеспечения. Указанные методы ремонта дорогостоящие и не всегда эффективны.

Отечественная и зарубежная практика показывает, что устранение примерно 15-20% дефектов трубопроводов, насосов, запорной арматуры в системах водо-, тепло- и газоснабжения может быть осуществлено за счет технологии применения для их ремонта метало- и минералонаполненных композиционных материалов, работающих по методу «холодной сварки».

Однако имеющиеся на рынке материалы не всегда удовлетворяют потребностям производства и ремонта изделий. Появляется необходимость в создании новых ремонтных композиционных материалов с улучшенными свойствами. Для обеспечения их широкого использования появляется необходимость в разработке теоретических основ их создания, изучении и установлении зависимостей составляющих компонентов от физико-химических характеристик материалов, исследовании адгезионных процессов в зоне взаимодействия композит-субстрат.

Новые технологии ремонта систем жизнеобеспечения ЖКХ на базе новых ремонтных материалов и их применение позволяют обеспечить значительную экономию материальных и трудовых ресурсов. Методология такой технологии нуждается в разработке, выявлении всех технологических аспектов и изучении возможностей применения композиционных материалов в различных условиях, обеспечивающих надежную эксплуатацию систем жизнеобеспечения.

Использование композиционных материалов, обладающих достаточно высокими физико-механическими и технологическими свойствами позволяет снизить трудоемкость ремонта на 20-60%, себестоимость работ - на 45-60%, сократить расход металлов на 40-50% [210]. Это обусловлено тем, что новая технология не требует сложного оборудования и высокой квалификации работающих, появляется возможность проводить ремонт без разборки узлов и агрегатов, а также соединений, которые с точки зрения безопасности, трудно и опасно ремонтировать известными способами.

Использование металлополимеров для соединения элементов и ремонта объектов позволяет заменить традиционные методы соединений (сварку, пайку, наплавку и т.п.) новым технологическим процессом, получившим название «холодной сварки», обеспечивающим надежное и качественное устранение дефектов и аварийных ситуаций.

Представленная работа выполнялась в соответствии с планами НИР Московского государственного университета сервиса, утвержденным Минобразованием РФ, по темам:

- в 1997 г. - «Разработка технологий экстренного ремонта дефектов и устранение прорывов и течей жидкости в аварийных ситуациях и при стихийных бедствиях;

- в 2001-2002 г.г. - «Разработка научных основ процессов полимеризации быстроотверждающихся полимерных систем».

В 2003-2004 г.г. в соответствие с планом НИР Московского городского комитета по науке и технологиям проводились договорные работы на выполнение НИОКР, утвержденные Управлением топливно-энергитического хозяйства Правительства Москвы, в том числе:

- «Разработка ресурсосберегающих технологий ремонта городских систем тепло-, газо-, водоснабжения на базе применения новых быстроотверждающихся композиционных материалов»;

- «Разработка высокотемпературного (до +250 °С) композиционного материала и технологии его применения для ремонта системы теплоснабжения городского коммунального хозяйства».

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является разработка методов восстановления трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения коммунального хозяйства с использованием композиционных материалов, обеспечивающих восстановление ресурса и снижение затрат на поддержание работоспособного состояния этих систем. Для реализации поставленной цели решались следующие задачи: оценка возможности использования композиционных материалов для восстановления трубопроводов и оборудования в ЖКХ на основе проведения исследования ремонтных материалов и технологий, применяемых при ремонте систем водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения;

- систематизация дефектов в системах жизнеобеспечения ЖКХ и разработка методологии их анализа с целью определения причин дефектов и последующего оперативного диагностирования и разработки мероприятий по их устранению;

- разработка физико-химических методов формирования состава ремонтных композиционных материалов и определение зависимостей изменения их характеристик путем изменения количественного и качественного состава компонентов;

- установление зависимости адгезионных характеристик композиционных материалов от технологических и эксплутационных факторов восстанавливаемых объектов;

- разработка физико-технологических методов применения композиционных материалов при восстановлении трубопроводов и оборудования в ЖКХ, проведение испытаний технологий и оценка их надежности на конкретных объектах.

Научная новизна. Научная новизна диссертационной работы заключается в разработке комплексных научно-обоснованных методов восстановления систем жизнеобеспечения ЖКХ, которые определяются оптимальным составом ремонтных композиционных материалов, выявлением их адгезионных свойств и рациональной технологией восстановления конкретных элементов системы с учетом их дефектов и повреждений на основе использования: систематизации дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающей причины их появления и позволяющей оперативно их диагностировать и назначать технологию их устранения;

- методологии формирования состава ремонтных композиционных материалов и определения зависимостей их характеристик от количественного и качественного содержания и свойств входящих компонентов;

- закономерностей изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости поверхности и условий контактного взаимодействия с ней и зависимостей физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации восстанавливаемых объектов.

Теоретически обоснованы технологические методы устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающие конкретные условия эксплуатации систем и позволяющей существенно сократить затраты на поддержание и восстановление их работоспособного состояния.

Основные положения, выводы и рекомендации, которые выносятся на защиту: система классификации дефектов трубопроводных систем и оборудования и методология их анализа, основанная на методах математического моделирования;

- разработка физико-химических методов создания новых композиционных материалов на полимерной основе с различной скоростью полимеризации и высокими физико-механическими и технологическими характеристиками;

- результаты физико-химических исследований ремонтных композиционных материалов и установление зависимостей их характеристик от состава и количественного содержания входящих компонентов;

- результаты исследования закономерностей изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости поверхности и условий контактного взаимодействия;

- экспериментальные зависимости физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации объектов;

- методология устранения дефектов в системах жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства и на промышленных предприятиях;

- результаты производственных испытаний и внедрения методов устранения дефектов в городском коммунальном хозяйстве в системах водо-, тепло- и газоснабжения, а также на промышленных предприятиях.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием современной испытательной аппаратуры, новейших научных приборов для исследования химического состава материалов и состояния поверхности деталей, представленным объемом экспериментальных данных и хорошей их сходимостью (РЮ,95).

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Предложена методика автоматизированного определения причин дефектов и мероприятий по их устранению (для систем жизнеобеспечения ЖКХ) на основе методов математического моделирования и вероятностной оценки событий.

Разработаны новые ремонтные композиционные материалы, которые прошли успешную апробацию на многих предприятиях и используются в настоящее время в качестве ремонтного средства для ликвидации дефектов литья и восстановления работоспособности трубопроводов и оборудования в системах жизнеобеспечения ЖКХ и промышленных предприятиях.

Разработаны технические условия на ремонтные композиционные материалы «Полимет», «Мультипласт» и «Поликом» и технологический регламент по проведению ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет», который используется ремонтными службами ЖКХ г.Мытищи.

Так технология ремонта оборудования и трубопроводов с использованием композиционных материалов и технология ликвидации дефектов литья внедрена на АО «Мытищинские теплосети», МУП «Водоканал», ГУП «Газовый трест» и на ряде промышленных предприятий и ремонтных организациях, занятых эксплуатацией и обслуживанием систем водоснабжения, теплоснабжения и газоснабжения.

Технология ремонта с использованием композиционных материалов не требует энергетических затрат, имеет широкую область применения и обеспечивает высокую экономическую эффективность.

Личное участие автора заключается в постановке и решении задач по систематизации дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, оперативному определению их причин и назначению мероприятий по их устранению; в разработке физико-химических методов создания новых ремонтных композиционных материалов и установлении зависимостей их характеристик от количества и качества входящих компонентов; в установлении закономерностей изменения адгезионной прочности от параметров шероховатости восстанавливаемой поверхности и условий контактного взаимодействия с ней.

Автором теоретически обоснованы, разработаны и внедрены в производство технологические методы устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающие конкретные условия эксплуатации систем и позволяющие существенно сократить затраты на поддержание и восстановление их работоспособного состояния.

Автор выражает глубокую признательность за практическую помощь в работе над диссертацией доктору технических наук, профессору Морозову Владимиру Игнатьевичу и доктору химических наук, профессору Грибовой Ирине Александровне.

Основные выводы и результаты диссертационной работы:

1. Показано, что работоспособное состояние систем водоснабжения, газоснабжения и теплоснабжения в ЖКХ России может быть восстановлено за счет устранения 15-20% дефектов и повреждений с помощью применения композиционных материалов.

2. Установлено, что существующая система анализа дефектов и повреждений систем жизнеобеспечения ЖКХ не является объективной, что потребовало разработки научных основ автоматизированного анализа дефектов на базе системы классификации и кодирования информации о дефектах и записи этой информации по единой форме, обеспечивающей проведение достоверного поиска тождественных и аналогичных дефектов и позволяющих использовать методы математического моделирования для осуществления этого анализа.

3. Разработан метод анализа дефектов на основе использования детерминированных диагностических матриц и элементов вероятностной оценки событий. Использование детерминированных матриц предусматривает создание абстрактной модели объекта в виде таких матриц, основанных на двузначных булевых функциях, дальнейшей оптимизации матриц и осуществлении автоматизированного анализа дефектов. Вероятностные методы позволят определить причины дефектов путем оценки истинности гипотез, определения минимальной функции различия, нахождения максимальной величины условной вероятности. На основании разработанного метода предложена систематизация дефектов систем жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающая причины их появления и позволяющая оперативно их диагностировать и назначать технологии их устранения.

4. Разработан физико-химический метод формирования состава ремонтных композиционных материалов для стандартного и ускоренного отверждения, учитывающий конкретную область применения в системах жизнеобеспечения ЖКХ. Данный метод позволил разработать рецептуры ремонтного композиционного материала «Полимет», и композиции быстрого отверждения «Поликом». Новизна технологических решений защищена шестью патентами РФ и тремя авторскими свидетельствами. На основании данного метода разработана методика формирования рецептуры ремонтных композиционных материалов для конкретных условий их применения.

Установлены зависимости характеристик ремонтных композиционных материалов от состава, количественного содержания и характеристик входящих компонентов. Данные зависимости, а также установленные новые закономерности изменения адгезионной прочности композиционных материалов от параметров шероховатости восстанавливаемой поверхности и зависимости физико-механических и технологических характеристик композиционных материалов от температуры в процессе полимеризации и в процессе эксплуатации восстанавливаемых объектов, были положены в основу разработки метода устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ. Предложена математическая модель напряженного состояний слоя композиционного материала в адгезионном состоянии «Полимет»-металл, определены преобладающие напряжения с учетом влияния микронеровностей подготовленной поверхности, установлена расчетная зависимость прочности адгезионных соединений «Полимета» от параметров контактного взаимодействия.

Разработан метод устранения дефектов и повреждений в системах жизнеобеспечения ЖКХ, учитывающий конкретные условия эксплуатации систем. На основании данного метода разработаны новые технологии поддержания и восстановления работоспособного состояния систем жизнеобеспечения ЖКХ, внедрение которых позволило существенно увеличить ресурс этих систем.

Рекомендации по разработке новых ремонтных композиционных материалов и клеев, а также технологий их применения использованы в: технических условиях на ремонтные композиционные материалы «Полимет», «Мультипласт» и «Поликом»; технологическом регламенте ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет»; технологии ремонта оборудования и трубопроводов с использованием композиционных материалов; технологии ликвидации дефектов литья с использованием композиционных материалов.

Разработанный технологический регламент ремонтных работ на оборудовании и трубопроводах методом «холодной сварки» с применением металлополимера «Полимет» внедрен в ЖКХ г. Мытищи. 9. Технологические методы ремонта с использованием композиционных материалов внедрены на ряде предприятий ЖКХ для устранения дефектов в системах водо-, тепло- и газоснабжения, а также на промышленных предприятиях РФ для ликвидации дефектов литья и восстановления технологического оборудования.

10. Эффективность технологии применения композиционных материалов заключается в удешевлении стоимости ремонта в 5-6 раз, сокращении сроков ремонта в 2-3 раза в сравнении с традиционными методами, в увеличении в 1,5-4 раза срока службы отремонтированных объектов. Фактический экономический эффект от внедрения технологии «холодной сварки» только за 2004 год составил более 1,1 млн. рублей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе дано теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы восстановления систем жизнеобеспечения коммунального хозяйства композиционными материалами.

1. Абакумов Ю.Ф. Металлополимерные ремонтные материалы, свойства и области применения. «Ремонт, восстановление, модернизация», №10,11, 2003, с. 42-44, с. 44-45.

2. Адгезия полимеров и адгезионные соединения в машиностроении. М. НТО «Машпром». Ч.И, 220с.

3. Адгезия (клеи, цементы, припои). Под ред. H Дебройна и Р. Гурвика. ИЛ, 1954

4. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М., «Наука», 1971 г.

5. Айнбиндер С.Б., Пильвинис Р.П. Влияние природы металлического субстрата на адгезионную прочность соединений поливинил бутираль-металлы //Механика полимеров,-1972.-№1.- с. 81-86.

6. Анаэробные уплотняющие составы, герметики. Каталог. М., НИИ ТЭХИМ, 1977, 20с.

7. Андреева Т.А., Сладков О.М., Артеменко С.Е. Адгезионная прочность металлополимерных композиционных материалов. Пластические массы. № 7, 1999, с.26-27.

8. Анисимов Ю.Н., Мариняко Л.А., Гергая Г.В., Кардаков C.B. Отверждение и свойства металлополимерных композиционных материалов на основе модифицированных эпоксидных смол. Пластические массы. 1990, № 11, с. 52-54.

9. Аскадский A.A. Деформация полимеров. М., Химия, 1973

10. Аскадский A.A., Матвеев Ю.И. Химическое строение и физические свойства полимеров М., Химия, 1983

11. Барабаш ЮЛ. Вопросы статистической теории распознавания. «Сов. Радио», М., 1967 г.

12. Барабаш ЮЛ. и др. Автоматическое распознавание образов. Киев, 1963 г.

13. Бартенев Г.М. Прочность и механизм разрушения полимеров.-М.'Химия, 1984.-280 с.

14. Басин В.Е. Адгезионная прочность. М. Химия, 1981, 208с.

15. Батизат В.П., Петрова А.П., Аниховская Л.И., Иванова Р.И. Клеи и их применение. Конверсия в машиностроении, 1995, №11, с.34-40.

16. Батищев А.Н., Голубев И.Г., Лялякин В.П. Восстановление деталей сельскохозяйственной техники. М., Информагротех, 1995,296 с.

17. Башкирцев В.И. Ремонт автомобилей полимерными материалами. Изд. «За рулем», 2000, 32 с.

18. Беллман Р. «Введение в теорию матриц» (пер. с англ.) М., «Наука», 1969 г.

19. Белый В.А., Егоренков Н.И., Плескачевский Ю.М. Адгезия полимеров к металлам. Минск: Наука и техника, 1971.-288 с.

20. Берк К. Теория графов и ее применение. М., Ил. 1962 г.

21. Берлин A.A., Басин В.Е. Основы адгезии полимеров. М., Химия, 1974, 392 с.

22. Бернар Ж. Окисление металлов т.1. Теоретические основы. М.: Металлургия, 1968.- 499 с.

23. Бессараб В.Г., Чувахин C.B. Второе рождение кондитерского оборудования. «Кондитерское производство», 2001, № 1, с.31.

24. Бибиков А.И., Оборский И.Л., Козелло Н.Л. Использование клеевых композиций в соединениях деталей сельскохозяйственных машин. Журнал «Вестник машиностроения», 1991, № 10, с. 68-69.

25. Бикерман Я.О. Новые представления о прочности адгезионных связей полимеров. //Успехи химии.- 1972.- т.41.- №8.- с. 1431-1465.

26. Бикерман Я.О. Теория адгезионных соединений //Высокомолекулярные соединения-1968.-сер.А,- т. 10.- с. 974-979.

27. Биргер И.А. Определение диагностической ценности признаков. «Кибернетика», 1968, №3.

28. Бонгард М.М. Проблемы узнавания. «Наука», М., 1967 г.

29. Бюллер К.-У. Тепло-и термостойкие полимеры; Пер. с нем.Под ред.Я.С.Выгодского.-М. :Химия, 1984- 1056с.

30. Вакула В.Л., Притыкин Л.М. Физическая химия адгезии полимеров. М., Химия, 1984, 224 с.

31. Вартанов М.В. Метод оценки фактической площади контакта в соединении металлополимеров на основе кривых опорного профиля. Сборка в машиностроении, приборостроении. № 9, 2001, с.26-27.

32. Вартанов М.В., Зинина И.Н. Влияние качества поверхности на прочность адгезионных соединений. Сборка в машиностроении, приборостроении. № 2, 2000, с. 28-29.

33. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., «Наука», 1969 г.

34. Верзаков Г.Ф. и др. Введение в техническую диагностику ./Под общ. ред. Карандеева К.Б. М., «Энергия», 1968 г.

35. Веселовский P.A. Полимерные композиционные материалы и технологии с их использованием при строительстве, эксплуатации и ремонте объектов гидротехники и мелиорации: Методические рекомендации. Киев: Знание, 1988.-16с.

36. Веселовский P.A. Регулирование адгезионной прочности полимеров. Киев: Наукова Думка, 1988.-176 с.

37. Веселовский P.A., Липатов Ю.С., Шапаев Ж.И. Полимерные клеи для ремонта оборудования и сооружений //Гидротехника и мелиорация.-1983.-№5.- с. 56-58.

38. Виноградова Л.М. и др. Адгезия и внутренние напряжения в полимерах / Л.М. Виноградова, Ю.В. Жердев, А.Я. Королев, Р.В. Симоненкова, Р.В. Артамонова // Высокомолекулярные соединения.- 1970.- А12.- №2.- с.348-354.

39. Виноградова Л.М., Жердев Ю.В., Симоненкова Р.В. Измерение адгезии полимеров при постоянных значениях внутренних напряжений в системе адгезив-субстрат// Механика полимеров.-1974.- №2,- с. 270-276.

40. Волков Г.М. Возможности метода холодной молекулярной сварки для ремонта и восстановления крупногабаритных деталей машин. Вестник машиностроения, 1995, № 10, с.23-26.

41. Волков Г.М. Дело клеится. «За рулем», 1997, №2, с. 126-127.

42. Волков Г.М. Особенности холодной молекулярной сварки как ключевой технологии реновации действующих машин и оборудования. «Ремонт, восстановление, модернизация» №8,2002, с. 22-29.

43. Волков Г.М. Расходные материалы нового поколения для холодной молекулярной сварки. Химическая промышленность, 1998, № 12, с. 48-51.

44. Волков Г.М. Ремонтные композиционные материалы. Конверсия в машиностроении, 1995, №1, с. 41-44.

45. Волков Г.М., Гончаров А.Б. Нетрадиционный ремонт автотранспортной техники и оборудования. Журнал «Тракторы и сельскохозяйственные машины», №4, 1995, с.24-25.

46. Волков Г.М., Гончаров А.Б. Холодная молекулярная сварка в ремонтном производстве. Журнал «Тракторы и сельскохозяйственные машины», 1996, №2, с. 25-27.

47. Волков Г.М., Гончаров А.Б. Холодная молекулярная сварка: применение на практике. Журнал «Тракторы и сельскохозяйственные машины», 1997, №1, с.35-37.

48. Воюцкий С.С. Аутогезия и адгезия высокополимеров. Ростехиздат, I960.

49. Грилихес С.Я. Защита металлов оксидными и фосфатными покрытиями. M.-JI., 1961.

50. Гальбурт A.A., Струсевич В.В. Восстановление деталей полимерными материалами. Автомобильный транспорт. 1970, № 3, с.43.

51. Голынко-Вольфсон СЛ. и др. Химические основы технологии применения фосфатных связок и покрытий / М.Н. Сычев, Л.Г. Судакич, Л.И. Скобко.- Ленинград: Химия, 1968.191 с.

52. Гончаров А.Б. Невозможное реально. «Технология, оборудование, материалы». Май, июнь 1999, с.55-58.

53. Гончаров А.Б. Опыт применения передовых технологий с использованием полимерных композиционных материалов на фирме «Мосинтраст» «Сварочное производство», 1999, №10, с. 20-22.

54. Горелов С.А. Современные энергосберегающие технологии ремонтно-восстановительных работ. «Сборка в машиностроении и приборостроении», №11, 2002, с. 24-26.

55. Готлиб Е.М., Ковлишвили З.С., Соколова Ю.А. Прогнозирование долговечности эпоксидных композиционных материалов в агрессивных средах. Пластические массы. № 3, 1995,с.36-37.

56. Гуль В.Е. Структура и прочность полимеров. М.: Химия, 1978,- 328 с.

57. Гуль В.Е., В.Н. Кулезиев. Структура и механические свойства полимеров. М., Высшая школа, 1966

58. Гуль В.Е., Бахрушина Л.А., Дворецкая Н.М. Исследование механизма адгезии в зоне контакта металл-расплав полимера. // Высокомолекулярные соединения- 1976.- сер.А.1. Т.18.-С. 122-126.

59. Гусев В.М. Теплоснабжение и вентиляция. Л., Стройиздат, 1973, 232с.

60. Дерягин В.В., Кротова H.A., Смилга В.П. Адгезия твердых тел. М., Наука, 1973, 280 с.

61. Дистлер Г.И. Активная поверхность твердых тел. Тематический сборник. М. 1976.- 111 с.

62. Дмитриев А.И., Журавлев Ю.И., Кренделев Ю.П. О математических принципах классификации предметов и явлений. «Дискретный анализ». Новосибирск, 1966 г., вып. 7.

63. Достижения в области создания и применения клеев. Под ред. Петровой А.П. М., МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1979, 202с.

64. Демкин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М., Наука, 1970, 227с.

65. Дувакина Н.И., Ткачева Н.И. Выбор наполнителей для придания специальных свойств полимерным материалам. Пластические массы. 1989, № 11, с.46-48.

66. Зуев Ю.С. Разрушение полимеров под действием агрессивных сред. М., Химия, 1972.

67. Зайцев Ю.С., Кочергин Ю.С., Пакгер М.К., Кучер Р.В. Эпоксидные олигомеры и клеевые композиции. Киев, Наукова думка, 1990, 200с.

68. Зимон А.Д., Серебряков Г.А. Адгезия частиц на шероховатой поверхности. IV: зависимость сил адгезии от размеров частиц // Журнал физической химии.- 1972.-t.46,-№1,-с. 128-130.

69. Зубкова З.А., Мошинский Я.Я., Романцевич М.К. Некоторые вопросы активности и механизма отверждения эпоксидных смол комплексами трехфтористого бора// Высокомолекулярные соединения. Сер.А, 1971, -13, №11, с. 559-564.

70. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М., Химия, 1974,413с.

71. Исследование влияния модифицирования поверхности па прочность неразъемных соединений деталей машин композиционными материалами. Евсеев A.A. Дисс. на соискание уч. степ, к.т.н. М., МАДИ, 2002.

72. Ищенко A.A. Новые технологии ремонта оборудования металлополимерными материалами. Тяжелое машиностроение, 1999, №2, с.32-34.

73. Ищенко A.A., Подплатный В.И. Ремонт прокатного оборудования металлополимерными материалами. Прокатное производство. №6, 2000.

74. Ищенко A.A., Семенюта А.Н., Швам A.JI. Новая технология восстановления станин листопрокатных станов. Металлургическая и горная промышленность, 2001, №4, с.27-29.

75. Каргин В.А., Слонимский Г.Л. Краткие очерки по физико-химии полимеров. М., Химия, 1967

76. Кардашов Д.А. Синтетические клеи. М.: Химия, 1968,- 592 с.

77. Кардашов Д.А., Петрова А.П. Полимерные клеи. М. Химия, 1983, 255 с.

78. Кинлок Э. Адгезия и адгезивы. Наука и технология. М.: Мир, 1991.- 484с.

79. Киселев Г.И., Тулииов А.Б. Анализ причин выхода из строя элементов оборудования коммунального и бытового хозяйства. Материалы VII-й Международной научно-практической конференции «Наука-индустрии сервиса», МГУС. М., 2000. с. 31-32.

80. Киселев Г.И., Тулииов А.Б. Новые технологии ремонта трубопроводных систем композиционными материалами //Новости теплоснабжения, №11, 2002. с. 31-34.

81. Клеи специального назначения. Под ред. Каракозова. JL, ЛДНТП, 1982, 92с.

82. Коваленко Ю.О. Металлополимеры новое эффективное средство для восстановления изделий и деталей. Производственный и научно-технический сборник. «Технология судоремонта», 1993, № 2, с. 43-45.

83. Козлов П.В., Панков С.П. Физико-химические основы пластификации полимеров. М., Химия, 1982

84. Композиционные полимерные материалы. Киев, АН УССР, 1980, №10.

85. Коршак В.В. Термостойкие полимеры. Изд-во «Наука»,1969 г., с 381.

86. Коршак В.В. Химическое строение и температурнные характеристики полимеров. «Наука», 1970г.С.390.

87. Коршенбаум Я.М., Протасов В.Н. Восстановление нефтепромыслового оборудования клеевыми композициями. М., Недра, 1970, 112 с.

88. Корягин С.И. Влияние наполнителей на характеристики прочности клеевых соединений. // Вестник машиностроения.- 1995.- №5.- с.20-22.

89. Корягин С.И. Несущая способность композиционных материалов. Калининград, 1996.-301 с.

90. Кохан Н.М., Друт В.И. Применение полимерных клеев в судоремонте. М., Транспорт, 1998,196 с.

91. Касандрова О.Н., Лебедев В.В. Отработка результатов наблюдений . М., Наука, 1970, 104с.

92. Кричевский М.Е. Применение полимерных материалов при ремонте сельскохозяйственной техники. М., Росагропромиздат, 1988, 143 с.

93. Кручинин C.B., Липатов А.В., Овчаренко Л.В., Феткулин М.М. Металлополимерные композиционные материалы для ремонтно-восстановительных работ технологического оборудования. «Ремонт, восстановление, модернизация», 2002, №1, с.37-41.

94. Кручинин C.B., Липатов A.B., Феткулин M.M. Применение металлополимерных материалов холодного отверждения в авторемонте. «Ремонт, восстановление, модернизация», №6, 2003, с. 16-19.

95. Кручкова М.С., Тарасенко Ю.Г. Оптимальные эпоксидные составы для восстановления неподвижных посадок деталей. Автомобильный транспорт, 1971, №1, с.37-38.

96. Кудишина В.А., Андрианов К.А., Жданов A.A. В кн. Клеи и соединения на их основе. М., МДНТП им. Ф.Э. Дзержинского, 1970,ч.1.

97. Кузнецов Г. Контроль технического состояния двигателей без их разборки. «Автомобильный транспорт», №12,1965 г.

98. Кулезнев В.Н. Смеси полимеров. М., Химия, 1980

99. Кулезнев В.Н., Шерстнев В.А. Химия и физика полимеров. М., Высшая школа, 1988, 366 с.

100. Куликов Ю.А., Тельков А.Ф. Композиционные материалы при ремонте и защите оборудования

101. Купцов А.Х.,Жижин Г.Н. Фурье-спектры комбинационного рассеяния и инфракрасного поглощения полимеров. Справочник. М. ФИЗМАТГИЗ. 2001,656с.

102. Курчаткин В.В., Башкирцев В.И. Ремонт систем водоснабжения и отопления полимерами. Журнал «Вестник машиностроения», 1999, №7, с. 17-18.

103. Лебедева Г.Н., Тулинов А.Б. Высокопрочный ударо- и вибростойкий универсальный клеящий материал «Суперклей-109». Вестник машиностроения. 1994, № 7, с. 16-18.

104. Левитин Ю.И. Бестраншейный ремонт местных повреждений подземных трубопроводов. РОБТ, 1997, № 8, с.37-39.

105. Ли X., Невилл К. Справочное руководство по эпоксидным смолам. М., Энергия, 1973, 416 с.

106. Лихман В.И., Щукин Е.Д., Ребиндер П.А. Физико-химическая механика металлов. М., Изд-во АНСССР, 1962.

107. Липатов Ю.С. Физическая химия наполненных полимеров. М.»

108. Лисог Диагностическое обслуживание с использованием вычислительной машины. Л., 1965 г.

109. Луковой С.А. Трубы кровеносные артерии городов. Жилищное и коммунальное хозяйство. №8, 2003.

110. Майорова Э.А., Барт В.Е., Левин А.Л. Клеевые соединения в металлорежущих станках. М.,ЭНИМС, 1975,37с.

111. Макушин А.П. Влияние шероховатости металлической поверхности на сцепляемость пластиковых покрытий // Вестник машиностроения,- 1966.- №7.- с. 32-34.

112. Малышев Г.А., Езерский А.Н. Применение пластмасс при ремонте автомобилей. М., Транспорт, 1986, 168с.

113. Малышева Г.В. Прочность и напряжения в клеевых соединениях металлов //Автомобильная промышленность,-1997.-№9.- с. 28-30.

114. Малышева Г.В., Чеканов А.Н. Основы расчета параметрической надежности адгезионно-технических систем. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001, 60 с.

115. Малышева Г.Н. Методика оценки долговечности клеевых соединений //Технология металлов.-2000.-№1.- с. 10-16.

116. Мамошенко В.В., Михайлов А.К. Насосное оборудование тепловых электростанций. М., Энергия, 1975,280 с.

117. Маркова Е.В., Рохваргер А.Е. Математическое планирование химического эксперимента. Изд. «Знание», М., 1971 г.

118. Маркович З.П. Использование граф-модели для решения задач технической диагностики. В сб. «Кибернетика и диагностика», вып. II, Рига, 1968 г.

119. Маркович З.П. Предварительное определение диагностических параметров. В сб. «Кибернетика и диагностика», вып. III, 1969 г.

120. Металлополимерные материалы и изделия. Под ред.В.А.Белого.-М.Химия, 1979,312с.

121. Мирошников Л.В. Диагностика автомобилей (обследование технического состояния автомобилей по внешним признакам). «Автомобильный транспорт», №2, 1966 г.

122. Михалев И.И., Колобова З.Н., Батизат В.П. Технология склеивания металлов. М.: Машиностроение.- 1965. 279 с.

123. Многокомпонентные полимерные системы. Под ред. Р.Ф.Голда. Пер. с англ. М., Химия, 1974

124. Мозгалевский A.B., Гаскаров Д.В. Техническая диагностика. М., Высшая школа, 1975 г.

125. Мозгалевския A.B. и др. Автоматический поиск неисправностей. JL, «Машиностроение», 1967 г.

126. Москвитин Н.И. Склеивание полимеров,- М.: Лесная промышленность, 1968.-304 с.

127. Москвитин Н.И. Физико-химические основы процессов склеивания и прилипания. М.: Лесная промышленность, 1964.-248 с.

128. Мотовилин Г.В. Влияние физического состояния полимера на прочность клеевого соединения. Вестник машиностроения. 1972, №6, с.42-44.

129. Мотовилин Г.В. Восстановление автомобильных деталей олигомерными композициями. М., Транспорт, 1981, 111 с.

130. Мотовилин Г.В. и др. Восстановление автомобильных деталей полимерными материалами. М., Транспорт, 1974, 180 с.

131. Мотовилин Г.В. и др. Отверждение эпоксидных композиций при пониженных температурах. Пластические массы. 1973, № 3, с.53.

132. Мотовилин Г.В. Словарь-справочник по склеиванию. СПб: ВАТТ, 1996, 218 с.

133. Мотовилин Г.В., Масина М.А., Суворов О.М. Автомобильные материалы. Справочник. М., Транспорт, 1989, 464 с.

134. Мотовилин Г.В., Шальман 10.И. Восстановление деталей эпоксидными композициями. Автомобильный транспорт. 1971, № 1,с.ЗЗ.

135. Мошинский Л.Я., Белая Э.С. Отвердители для эпоксидных смол,- сер. Эпоксидные смолы и материалы на их основе: Обзор, информ./ НИИТЭХИМ-М., 1987.-38 с.

136. Мудров O.A., Савченко И.М., Шитов B.C. Справочник по эластомерным покрытиям и герметикам в судостроении. Л., Судостроение, 1982, 184с.

137. Мэнсон Дж., Сперлинг Л. Полимерные смеси и композиты. М., Химия, 1979, 440с.

138. Налимов В.В., Чернова H.A. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов. М., «Наука», 1965 г.

139. Наполнители для полимерных композиционных материалов. Спр. пособие. Под ред. Г.С.Каца и Д.В.Милевски, Пер. с англ. М., Химия, 1981

140. Национальный доклад «Теплоснабжение Российской Федерации». Пути выхода из кризиса. М., ЗАО Фабрика офсетной печати, 2002.

141. Научные основы материаловедения . Под общей редакцией Б.Н. Арзамасова. М., МГТУ им. Баумана, 1994, 366с.

142. Негматов С.С., Евдокимов Ю.М., Садыков Х.У. Адгезионные прочностные свойства полимерных материалов и покрытий на их основе. Ташкент, ФАН Узб.ССР, 1979г., с. 6884.

143. Николадзе Г.И. Коммунальное водоснабжение и канализация. М., Стройиздат, 1983,423с

144. Николадзе Г.И., Сомов М.А. Водоснабжение. М., Стройиздат, 1995, 688с.

145. Нильсон J1. Механические свойства полимеров и полимерных композиций. М., Химия, 1978,312с.

146. Новые материалы на основе эпоксидных смол, их свойства и области применения. Под ред. Блехмана Е.М. Л., ЛДНТП, 1974, 4.2. 74с.

147. Новые эпоксидные клеи и их применение в народном хозяйстве /Б.И. Круглов, Т.С. Бабич, Т.А. Кулик, В.А. Симонов// Пластические массы 1978, №4, с. 52-53.

148. Орлов В.А., Зарембо Л.Ю., Кондауров С.С. Ремонт, восстановление и защита насосного оборудования, трубопроводов и арматуры с применением технологии клеевых композиционных материалов. Строительство и архитектура. 2000, вып. 1, с.22.

149. Павлов Б.В. Диагностика «болезней» машин. Изд. «Колос», М., 1971 г.

150. Павлов Б.В. Кибернетические методы технического диагноза». М., «Машиностроение», 1966 г.

151. Павловский В.А. Способы подготовки поверхности деталей перед нанесением гальванических покрытий. «Ремонт, восстановление, модернизация» № 9-11, 2003.

152. Пересада В.П. Автоматическое распознавание образов. «Энергия», Л., 1970 г.

153. Переходы и релаксационные явления в полимерах. Составитель Р.Бойер. Пер. с англ., М., Мир, 1968

154. Петров Ю.Н. Перспективные способы восстановления деталей машин. Новые технологические процессы восстановления деталей машин. Кишинев. Штиинца, 1988, 131 с.

155. Петрова А.П., Семенычева И.В. Поведение клеевых соединений при воздействии эксплуатационных факторов. М., ОНТИ ВИАМ, 1980, 54с.

156. Полякова A.M. и др. Адгезионные соединения в машиностроении. Рига, 1983г., с. 92.

157. Притыкин Л.М. О поисках корреляционных зависимостей в адгезии полимеров // Мех. полимеров,- 1974 №2.- с.360-363.

158. Протасова Р.Н., Андреева Т.И., Климанова P.C., Прохоров Н.В., Панферова О.В. Антифрикционный композиционный материал для узлов трения ходовой части вагонов. Пластические массы №11, 2003, с. 38-39.

159. Прочность эпоксидных полимеров, обладающих адгезией к необезжиренной поверхности. Пластические массы. № 3, 1995, с. 28.

160. Притыкин Л.М. и др. Разработка и оптимизация состава эпоксидных клеев, содержащих новые наполнители с повышенной адгезионной способностью. Пластические массы, № 3, 1995, с. 39-40.

161. Пухов В.И., Тулинов А.Б. Использование теории распознавания образов в задачах определения причин дефектов. Аннотированный указатель новых поступлений ипформ. мат., НТД, алгоритм, и программ №14, 1978 г.

162. Пухов В.И., Тулинов А.Б., Седова С.И. Методика формирования массива информации для диагностики причин дефектов изделий с помощью ЭВМ. ВОТ, XVII серия, вып. 58, 1975 г.

163. Пухов В.И., Тулинов А.Б., Седова С.И. Применение детерминированных матриц для диагностики причин дефектов двигателей . ВОТ, XVII серия, вып. 70, 1975 г.

164. Растригин Л.А. Статистические методы поиска. М., «Наука», 1968 г.

165. Ребиндер П.А. Вестник АНСССР, №10, 32, 1957, №8, 8, 1964.

166. Ромойко B.C. Защита трубопроводов от коррозии. ВНИИМП, 1998, с. 250.

167. Сикорский Р. Булевы алгебры. Пер. с англ. Изд. «Мир», М., 1969 г.

168. Симонов-Емельянов И.Д., Кулознов В.Н., Трофимычева Л.З. Влияние размера частиц наполнителя на некоторые характеристики полимеров. Пластические массы. 1989, № 5, с.61-64.

169. Суслов А.Г. Качество поверхностного слоя деталей машин. М., Машиностроение, 2000, 319с.

170. Сумм Б.Д. Физика и химия межфазных явлений. Тверь, 1998, 200с.

171. Современные композиционные материалы. Под ред. Л.Браутмана и Р.Крона. Пер. с англ, под ред. И.Л.Светлова, М., Мир, 1970

172. Соннова Е.А., Панова Л.Г., Артеменко С.Е. Модифицированные эпоксидные компаунды. Пластические массы. № 3, 1996, с.35-37.

173. Сорокин В.П., Дзумедзей Н.В., Руденко Е.В. Решение экологических проблем в производстве эпоксидных смол. Пластические массы. № 2, 1991, с. 16-18.

174. Соснин Н.П., Быданов A.B. Система сбора и обработки информации об эксплуатационной надежности изделий. «Стандарты и качество», 1974, №2.

175. Спирин М.Г. и др. Композиты с высокой теплопроводностью на основе полиолефинов. Машиностроитель, № 6, 1995, с.17-20.

176. Справочник по композиционным материалам. В 2-х томах. Под ред. Дж. Любина. Пер. с англ. М., Машиностроение, 1988, т. 1, 488 с.

177. Спринг С. Очистка поверхности металлов. М.: Мир, 1966.- 349 с.

178. Степин С.Н., Шафигуллии Н.К. исследование адсорбционного взаимодействия полимеров с поверхностью наполнителя. Лако-красочные материалы. № 6, 1993, с.38-39.

179. Стрижевский И.В., Сурис М.А. Защита подземных теплопроводов от коррозии. М., Энергоатомиздат, 1993, 334 с.

180. Сулейманов И., Нурматов И. Применение композиционных материалов в машиностроении. Ташкент: Фан, 1991.-48 с.

181. Схиртладзе А.Г. Определение экономической эффективности ремонтных мероприятий. «Ремонт, восстановление, модернизация», №11, 2003, с. 42-43.

182. Технология ремонта деталей и узлов сельскохозяйственной техники с применением полимерных материалов. М., ГОСНИТИ, 1975, 144с.

183. Тулинов А.Б., Пухов В.И. Алгоритм программ по определению причин дефектов изделий, основанные на понятии о частоте совпадения признаков. ВОТ, серия XVII, вып. 139, 1982.

184. Тулииов А.Б., Пухов В.И., Ершов М.А. Анализ возможностей использования формальнологического метода представления информации в автоматизированных системах анализа дефектов изделий. ВОТ, серия II, вып. 168, 1985.

185. Тулинов А.Б., Пухов В.И., Ершов М.А., Лаушкин Е.А. Характеристика и форма представления модели развития неисправности. ВОТ, серия II, вып. 8 (174), 1985.

186. Тулинов А.Б., Ершов М.А., Лаушкин Е.А., Аленцев K.M. Модель развития неисправности на изделии. ВОТ, серия II, вып. 7 (173), 1985.

187. Тулинов А.Б. и др. Компаунд. Патент на изобретение №2080352, БИ №15 от 27.05.97г.

188. Тулинов А.Б. Основы разработки технологических методов применения композиционных материалов: В сб. Наука-сервису: VIII-я Международная научно-практическая конференция. МГУ С, М., 2003. ч. 1.

189. Тулинов А.Б. Ремонт резервуаров с изменением эпоксидных составов: В сб. «Техническая эксплуатация автозаправочных комплексов». М.: Паритет-граф, 2001. с. 262-272.

190. Тулинов А.Б. Технологические методы применения композиционных материалов при ремонте систем жизнеобеспечения городского коммунального хозяйства Монография. МГУ С, 2003 г, 124 с.

191. Тулинов А.Б. Устранение дефектов в системах тепло-, газо-, водоснабжения новыми композиционными материалами. В сборнике тезисов докладов Второй международной научно-практической конференции «Индустрия сервиса в XXI веке». МГУсервиса. М., 2000 г.

192. Тулинов А.Б., Гончаров А.Б. Новые композиционные материалы для сборочных и ремонтных работ. «Сборка в машиностроении и приборостроении», №7, 2003, с. 26-28.

193. Тулинов А.Б., Гончаров А.Б. Новые композиционные материалы для сборочных и ремонтных работ //Сборка в машиностроении и приборостроении. 2003, №7 с. 26-28.

194. Тулинов А.Б., Киселев Г.И. Выбор и обоснование составов композиционных материалов для ремонта трубопроводов в системе тепло-, газо- и водоснабжения //Новости теплоснабжения. №11, 2002. с. 12-15.

195. Тулинов А.Б., Лебедева Г.Н. Новый композиционный материал «Полимет», успешно реализующий эффект «холодной сварки». Вестник машиностроения. 1994, № 7, с. 14-15.

196. Тюлина Л.М. и др. Влияние пластификатора и наполнителя на вязкостные характеристики смолы ЭД-20. Пластические массы. 1989, № 4, с. 62-65.

197. Федорченко и др. Использование полимерных композиций в монтажных и ремонтно-восстановительных процессах. Киев: Укр НИИНТИ, 1987, 56с.

198. Физика полимеров. Под ред. З.А.Роковина и А.Я.Малкина. М., Мир, 1969

199. Физическая химия наполненных полимеров. Сборник АН УССР, Киев, Наукова думка, 1974

200. Физическая химия полимеров за рубежом. Под ред. З.А. Роговина, А.Я. Малкина, пер. с англ. М., Мир, 1970

201. Форри Д. Вязкоупругие свойства полимеров. М., Иностранная литература, 1963, 536с.

202. Фрейдин A.C. Прочность и долговечность клеевых соединений. 2-е изд. перераб. и дополн. М. Химия, 1981,270с.

203. Фрейдин A.C., Малярик М.Г. Быстроотверждающие олигомерные клеи, модифицированные, эластомерами // Интенсификация процессов склеивания,- Л., ЛДНТП, 1987г.-с. 37-43.

204. Фрейдин A.C., Турусов P.A. Свойства и расчет адгезионных соединений . М.: Химия, 1990,- 255 с.

205. Хамидулова З.С. и др. Новые ремонтные материалы. Пластические массы, 1999, № 6, с. 39.

206. Хромов М.К. Способ определения прочности связи резины с кордом при статистическом нагружении. Каучук и резина, 1974, №12, с. 81-86

207. Храменков C.B. и др. Бестраншейные методы восстановления водопроводных и водоотводящих сетей. М., ТИМР, 2000, 179 с.

208. Храменков C.B., Примин О.Г. Стратегия восстановления городской водопроводной сети. ВИСТ, 1999, №9, с. 17-20.

209. Хронологический обзор США «Развитие технологии склеивания для авиакосмических конструкций от стадии исследования и разработок до использования в производстве. Акриловые клеи.» 1982г.

210. Хаин И.И. Теория и практика фосфатирования металлов. JL, Химия, 1973, 312с.

211. Черняк К.И. Эпоксидные компаунды и их применение. Л., Судостроение, 1967, 400с.

212. Шавырин В.Н., Рязанцев В.И. Клеесварные конструкции. М., Машиностроение, 1981, 168 с.

213. Шандров Б.В., Вартанов М.В., Зинина И.Н. Экспериментальные исследования влияния технологических факторов на прочность адгезионных соединений / Сборка с машиностроении и приборостроении. Брянск.- 2001.- с. 77-80.

214. Шалаев Ж.И., Федорченко Е.И. К вопросу об эффективности новой технологии ремонта ирригационных насосов с использованием полимерных клеевых композиций //Технология и организация производства.-1986.-№2.- Деп.Укр.НИИНТИ №2787-Ук-85.-13 с.

215. Шилдз Дж. Клеящие материалы. Пер. с англ. Под ред. Батизата В.П. М., Машиностроение, 1980,368с.

216. Штурман A.A., Федотова JI.C. Поверхностное упрочнение деталей из эпоксидных композиций. Пластические массы. № 9, 1989, с. 54-57.

217. Штурман A.A., Черкашина А.Н. Полимерная композиция для применения в машиностроении. Пластические массы, 1990, № 6, с. 78-79.

218. Энциклопедия полимеров. Ч. I, II, III. M., Советская энциклопедия, 1972-77.

219. Эпоксидные смолы и полимерные материалы на их основе: Кат./ Под ред. И.М. Шологона Черкассы: НИИТЭХИМ, 1989 - 56с.

220. Юхим М.С. Исследования возможности использования металлополимеров при ремонте технических средств нефтепродуктообеспечения. «Ремонт, восстановление, модернизация», 2002, №3, с. 41-43.

221. Andren M., Gilibert Y., Rogues-Carmes С. Relations entre la Rugosité L'Energie de Surface et la Resistance Mecanique de Subjectiles Colles // Matériaux et technicues.- 1987.- An.75.-№3-4.-PP.147-150.

222. Andrews E.H., Kinloch A.J. Mechanics of elastomeric adhesion// J. Polymer Sei.,Polymer Symp.- 1974.- №46,- PP. 1-14.

223. Bascom W.D., Cottington R.L., Singeleterry C.R. Dinamic Surface Fenomena in the Spontaneous Spreading of Oils on Solids // Advances in chemistry series. Contact Angle Wettability and Adhesion.- 1964,- №43.- PP.355-3 80.

224. Bascom W.D., Patrick R.L. The Surface Chemistry of Bonding Metals with Polymer Adhesives // Adhesives Age.- 1974.- vol.17.- №10.- PP.25-29.

225. Bikerman I.I. The Science of Adhesion Joints. 2nd Ed. New York-London, 1968.- 349 p.

226. Briens G/ Evolution de la notion qualité dans les structures collees a vocation aéronautique et spatiale // Matériaux et techniques.- 1987,- An.75.- №3-4.- PP. 107-116.

227. Brown J.R. Plasma surface modifications of advanced organic fibres. Pt.2. Effects on the mecanical, fracture and ballistic properties of extended-chain polyethylene / epoxy composites // J.Mater. Sei. 1992,- v.21.- №12.- PP.3167-3172.

228. Cherry B.W., Suhayla A.O. Wetting Kinetics and the Strenght of Adhesive Joints// J. Adhesion.-1970.-vol.2.-№l .-PP.42-49.

229. Desalos Y., Paulmier D. L'Adhésion Métallique Dans L'Ultra-Vide // J. chim. phys. et phys.-chim. Biom.- 1969.-№5.- PP.940-953.

230. Eckert R., Kleinert H., Blume F. Optische Bruchuntersuchungen an einfach überlappten metallklebverbindungen // 8lh International Congress Materials Testing Budapest.- 1982,- vol.3.-ss. 966-970.

231. Endlich W.V. Praxisorientierte Dimensionirungsmethode fur geklebte Welle-Nabe-Verbidungen // Antriebstechnik.- 1982,- vol.21.- №9.- ss. 434-441.

232. Engel L. Rasterelektronenmikroskopische Untersuchungen von Kunststoffschaden // L. Engel, H. Klingele, G. Ehrenstein, H. Schaper // Munchen-Wien: Hanser, 1978.- 264 s.

233. Freeman D.B. Phosphating and pre-treatment. Woodhead-Faulkner, Cambridge, 1986,- 130 p.

234. Gebhardt M. Epitaxische Verwachsungen vor Phosphatierungschichten auf Metallen // Fachberichte fur Oberflachentechnic, 1971.- v.9, №3,p.81-88.

235. Gent A.M. Adhesion of Viscoelastic Materials to Rigid Substrates. II: Tensile Strength of Adhesive Joints //J. Polymer Sei.- 1971.- pt.A-2.- vol.9.- №2.- PP. 283-294.

236. Gent A.M., Kinloch A.J. Adhesion of Viscoelastic Materials to Rigid Substrates. Ill: Energy Criterion for Failure //J. Polymer Sei.-1971,- pt.A-2.- vol.9.- №4,- PP. 659-668.

237. Gettings M., Baker F.S., Kinlock A.J. Use of Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy to Study the Locus of Failure of structural Adhesive Joints // J. Appl. Polymer Sei.-1977.- v.21.-№8.-PP. 2375-2386.

238. Gettings M., Baker F.S., Kinlock A.J. Use of Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy to Study the Locus of Failure of structural Adhesive Joints // J. Appl. Polymer Sei.- 1977.- v.21.-№8,- PP.2375-2386.

239. Gibson R.C. The Metal Surface Conversion Coating as a Paint Base / 46th Annual Convention American Electroplaters' Society, June 15-19, 1959.- PP.93-95.

240. Goland M., Reissner E. The Stresses in Cemented Joints // J. Appl. Mech.- 1944.- v.2.- №1,-PP. 17-21.

241. Good R.J. Theory of "Cohesive" as "Adhesive" Separation in an Adhering System // J. Adhesion.-1975.-vol.4-№2.-PP. 133-154.

242. Haberer C. Etat de Surface et Adhesion // Materiaux et Techniques.- 1987.- An.75.- №3-4.- PP. 123-127.

243. Huntsberger J.R. Interfacial Energies Contact Angles, and Adhesion // Adhesives Age.- 1978.-№12.- PP.23-27.

244. Huntsberger J.R. Surface energy, wetting and adhesion//J. Adhesion-1981.-vol. 12.-№1.-PP.3-12.

245. Huntsberger J.R. The Realationship Between Wetting and Adhesion // Advances in chemistry series. Contact Angle Wettability and Adhesion.- 1964.-№43.- PP.189-201.

246. Iyengar Y., Eriekson D.E. Role of Substrate Compatibility in Adhesion // J/ Appl. Polimer Sci.-1967,- v.l 1.- №11PP.2311-2324.

247. Jackson L.C. How to Select a Substrate Cleaning Solvent // Adhesives age- 1974,- vol.17.-№12,- PP.23-31.

248. Jennings C.W. Surface Roughness and Strenght of Adhesives // J.Adhesion.- vol.4.- №1.- PP.2538.

249. Jonson R.E., Dettre R.H. Contact Angel Hysteresis. 1. Study of an idealized Rough Surface // Advances in chemistry series. Contact angle, wettability and Adhesion.- 1964,- №43.- PP. 112135.

250. Kaelble D.H. Physical chemistry of adhesion.- New York: Wiley-Interscience, 1971.- 507 p.

251. Mittal K.L. The Role of the Interface in Adhesion Phenomena // Polymer Eng. Sei.- 1977.- v. 17.-№7.-PP .467-473.

252. O'Kane D.F., Mittal K.L. Plasma Cleaning of Metal Surface // J. Vac. Sei. Technol.- 1974.-vol.ll.- №3.- PP.567-569.

253. Packham D., Grad R. Factors Affecting Peel Strength between Polyethylene and Aluminium // Aspects of Adhesion.-1971.- №6.-PP.127-149.

254. Rantell A. The influence of surface chemistry on the adhesion of copper deposited on plastic substrates // Trans.Just. Metal Finish, 1969.- vol.47.- №5,- PP.197-200.

255. Rausch W. Die Phoshatierung von Metallen. Saulgau, Leure, 1974,- 344 s.

256. Rhodin T.N. The Relation of Thin Films to Corrosion // Corrosion (U.S.)- 1956,- v.12.- №9,-PP.465-475.

257. Schonhorn H., Frisch H.L., Gaines G.L. Surface Modification of Polymers and Practical Adhesion // Polymer Eng. Sei.- 1977,- vol.17.- №7,- PP.440-449.

258. Sharpe L.H., Schonhorn H. Surface Energetics, Adhesion and Adhesive Joints // Advances in chemistry series. Contact Angle Wettability and Adhesion.- 1964,- №43,- PP.189-201.

259. Smekce A. Zur Moleculartheorie der Festigkeit und der Verfestigung // Z. techn. Phys.- 1926.-№l.-s. 535-540.

260. Volkesen O. Die Nietkraftverteilung in zugbeanspruchten Nietverbindungen mit konstanten laschenquerschnitten// Luftfahrtforschung.- 1938.- bd.15.- №1,- SS.41-47.

261. Wenzel R.N. Surface Roughness and Contact Angle // J. Phys. Coll. Chem.- 1949.- v.53.- №9,-PP.1466-1467.

262. Willard D., Bascom W.D., Cottington R.L. Air Entrapment in the Use of Structural Adhesive Film//J. Adhesion.- 1972,- vol.4.-PP. 193-209.

263. Zisman W.A. Relation of the Equilibrium Contact Angle to Liquid and Solid Constitution // Advances in chemistry series. Contact Angle Wettability and Adhesion.- 1964.- №43.- PP. 1-51.

264. Me Laren A.D. Adhesion and Adhesives. N.Y., 1954, p.57.

265. Skinner S.M., Savage K.L., Rutzier D.E. J, Appl Phys, 24, 438, 1953.

266. Beilby. Aggregation and Flow of Solids, London, 1921/