автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.06, диссертация на тему:Разработка системы автоматического управления подачей рабочих газов в технологическом процессе сверхзвуковой газопорошковой наплавки защитных покрытий на элементы теплоэнергетических установок

На правах рукописи

Черемисин Павел Сергеевич

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ РАБОЧИХ ГАЗОВ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКОМ ПРОЦЕССЕ СВЕРХЗВУКОВОЙ ГАЗОПОРОШКОВОЙ НАПЛАВКИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ЭЛЕМЕНТЫ ТЕПЛОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК

Специальность 05.03.06 -Технологии и машины сварочного производства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕК 2003

Барнаул - 2008

003457250

Работа выполнена в Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Радченко М.В.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Околович Г.А. кандидат технических наук, с.н.с. Пинаев В.Г.

Ведущее предприятие: ОАО «АНИТИМ» (г. Барнаул)

Защита состоится "Z6" декабря 2008 г. в часов на заседании

диссертационного совета Д 212.004.01 при Алтайском государственном техническом университете по адресу: 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46. Факс: (3852) 36-79-03 e-mail: yuoshevtsov@mail.ru

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова.

¿S. 1

Автореферат разослан ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета с ^

кандидат технических наук, доцент Шевцов Ю.О.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Механическая прочность детали, как известно, гарантируется за счет применения основного материала, а специальные свойства поверхности обеспечиваются сплошным или локальным формированием на ней тонких слоев других материалов — покрытий. В результате обеспечивается повышенная долговечность детали, сочетающаяся с экономией легирующих элементов, удешевлением изделий.

В теплоэнергетике одной из основных проблем является поверхностный износ, где твердые частицы топлива и золы нередко очень быстро разрушают системы топливоподачи, трубы и стенки газоходов, лотки и трубы гидрозолоудаления котлоагрегатов. Примером тому является интенсивный абразивный износ участков трубных панелей котлоагрегатов с «кипящим» слоем (ККС) Котельные установки данного типа имеют широкое распространение, так как обладают рядом преимуществ по сравнению с иными типами котельных установок, что делает их использование экономически целесообразным. При этом основным недостатком является небольшой срок межремонтного периода (1,5. . 2,5 месяца), из-за того, что влияние абразивных потоков при высоких температурах и окислительное воздействие воздуха с продуктами горения на рабочие поверхности приводят к их активному изнашиванию, потере работоспособности и выходу из строя. Поэтому задача продления срока службы элементов котлоагрегатов, подверженных износу является актуальной.

Анализ способов для создания покрытий, показал, что среди существующих технологических процессов для создания защитных покрытий все более заметную роль приобретают процессы газопорошкового напыления и наплавки сверхзвуковым газовым пламенем. Они сочетают преимущества концентрированных источников нагрева и достоинства высоколегированных порошковых материалов Но, несмотря на технологические и экономические преимущества процессов газопорошкового напыления и наплавки, свойства покрытий, полученных при помощи сверхзвуковых способов, еще мало изучены и описаны в научно-технической литературе.

Предварительные исследования свойств покрытий, полученных с помощью нового метода сверхзвуковой газопорошковой наплавки (СГП-наплавки), разработанного коллективом ООО «НИИ Высоких Технологий», показали, что свойства покрытий на порядок выше покрытий, полученных при помощи традиционных способов, к которым, прежде всего, относятся дозвуковые газопламенные способы напыления и наплавки. Однако данная технология требует дальнейшего развития, особенно в части совершенствования технологического оборудования.

Естественно, что развитие и широкое использование метода СГП-наплавки невозможно без специального технологического оборудования. Это связано, в первую очередь, с требованием нанесения защитных покрытий на поверхности изделий различной формы, а также с получением стабильных характеристик защитного слоя. Качество получаемого защитного покрытия зависит от многих параметров, основным из которых является мощность в пятне нагрева и распределение температуры по поверхности изделия Эти параметры определяют температуру в пятне нагрева, скорости охлаждения точек в пятне, а также возможное и нежелательное образование трещин и несплавлений, что, в итоге, предопределяет структуру покрытия.

Как показывает практика, управление параметрами процесса СГП-наплавки вручную не может обеспечить должного качества защитного слоя на всем его протяжении из-за влияния так называемого «человеческого» фактора. Поэтому для получения более качественных покрытий и повышения производительности метода СГП-наплавки необходимо создание системы автоматического управления (САУ) технологическим процессом.

Целью данной работы является повышение качества защитных покрытий в технологическом процессе сверхзвуковой газопорошковой наплавки износостойких самофлюсующихся сплавов на элементы теплоэнергетических установок путем

автоматического управления технологическими параметрами.

Для достижения поставленной цели в диссертации были определены и решены следующие задачи:

1. На основании анализа существующих способов нанесения защитных покрытий и систем управления выделить основные управляемые технологические параметры, изучить влияние этих параметров на процесс формирования покрытия и обосновать способ управления газопламенными установками.

2. Разработать методику управления и алгоритм функционирования системы автоматического управления.

3. Разработать и реализовать опытно-промышленное устройство управления.

4. Выполнить экспериментальные исследования свойств покрытий, полученных с помощью разработанного устройства управления.

5. На основании проведенных исследований разработать технологические рекомендации по применению созданной системы автоматического управления в процессе СГП-наплавки на элементы теплоэнергетических установок.

Методы исследования. Основные результаты выполненной работы получены с использованием как стандартных, так и оригинальных методик экспериментальных исследований процессов наплавки и наплавленных слоев.

Наплавку производили с помощью разработанного и запатентованного авторским коллективом ООО «НИИ Высоких Технологий» устройства для СГП-наплавки.

Процессы нагрева и охлаждения исследовались при помощи оригинальной методики, которая обеспечивает сбор данных и их обработку с использованием компьютерной техники.

Исследования микроструктуры покрытий проводились с помощью метода световой микроскопии.

Исследование свойств наплавленного покрытия проводились с помощью определения микротвердости и испытаний на сопротивление механическому изнашиванию о жестко закрепленные частицы.

Достоверность полученных результатов при решении поставленных в диссертационной работе задач обеспечивалась использованием современных серийных приборов, технологического оборудования, компьютерной техники, достаточным количеством повторений опытно-экспериментальных исследований, а также получением адекватных практических результатов.

Научная новизна работы состоит в том, «по в ней'

1. Определены основные управляемые технологические параметры процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки самофлюсующихся сплавов, отвечающие за качество покрытий (расход рабочих газов Упроп и Уикл и их соотношение Р=\,юк/Упрсп), и обоснованы способы управления указанными параметрами.

2 Разработана оригинальная методика управления расходом газов и их соотношением на базе созданного алгоритма работы системы автоматического управления процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки в целом и интегрированного в него а лгоритма работы системы автоматического управления подачей рабочих газов, как определяющей части технологического процесса наплавки.

3 Установлена область эффективной работы системы автоматического управления подачей рабочих газов и определены рациональные режимы технологического процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки покрытий дяя теплоэнергетического оборудования (общий расход газов (Упроп+\'кисл)=7,6.. .9,1 л /мин, их соотношение (5= 1,62.. 1,97)

Практическая значимость работы:

1 Разработаны структурная и электрическая схемы системы автоматического управления и изготовлен блок автоматического управления расходом рабочих газов при нанесении защитных покрытий методом сверхзвуковой газопорошковой наплавки на элементы теплоэнергетического оборудования

2. Разработан и изготовлен оригинальный регулятор расхода газа с сервоприводом, обеспечивающий возможность плавного регулирования параметров для достижения рациональных режимов наплавки.

3. Выполнена апробация разработанной системы автоматического управления в опытно-экспериментальном режиме на устройстве для сверхзвуковой газопорошковой наплавки износостойких покрытий на базе ООО «НИИ Высоких Технологий», подтвердившая работоспособность системы автоматического управления в области рекомендуемых режимов наплавки

Представленный проект «Разработка системы автоматического управления процессом газопламенной наплавки» стал призером на Всероссийском конкурсе инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение» (2005 г.).

Кроме того, в 2007 году на Федеральной школе-семинаре по обучению коммерциализации проектов участников программы "УМНИК" проект «Разработка системы автоматического управления быстротекущими процессами на основе промышленных микроконтроллерных систем для сверхзвуковой газопорошковой наплавки наноматериалов» также вошел в число призеров.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция построения системы автоматического управления сверхзвуковой газопорошковой наплавкой защитных покрытий.

2. Оригинальная методика управления технологическими параметрами в процессе сверхзвуковой газопорошковой наплавки.

3. Алгоритмы работы системы автоматического управления технологическим процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки в целом и системы автоматического управления расходом рабочих газов, как основной составляющей системы автоматического управления технологическим процессом наплавки в целом.

4. Совокупность результатов экспериментальных исследований и обобщений о связи эксплуатационных свойств покрытий и параметров регулирования, полученных при использовании разработанного блока системы автоматического управления расходом рабочих газов и их соотношением

5. Рациональные технологические режимы работы блока системы автоматического управления расходом рабочих газов для процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки покрытий на элементы теплоэнергетических установок.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и доложены на региональных и международных конференциях по вопросам современных технологий и автоматизации управления.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК и сборниках докладов на международных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений Диссертация изложена на 123 страницах, содержит 41 рисунок, 7 таблиц и 2 приложения.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность изучаемой в диссертации проблемы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность результатов работы, сформулированы положения, выносимые на защиту

В первой главе выполнен анализ проблемы поверхностного износа деталей и наиболее распространенные способы ее решения, а также обзор стандартного технологического газопламенного оборудования, проведен сравнительный анализ

представленного оборудования, а также приведены способы и средства управления технологическим процессом нанесения покрытий.

Проведенный обзор большого разнообразия технологических способов защиты деталей показал, что среди всех прочих наиболее распространенными являются газотермические методы напыления и наплавки. Показано, что тенденция использования высокоскоростных газовых струй привела к появлению нового газотермического метода защиты поверхности - СГП-наплавки.

Проведенный анализ современного состояния газопламенного оборудования для процессов напыления и наплавки показал невозможность его использования для СГП-наплавки. Это связано, прежде всего, с тем, что этот метод достаточно новый и теоретически мало изучен. И поэтому выпускаемое оборудование, предназначенное для ручной наплавки дозвуковыми газовыми струями, не может быть использовано для СГП-наплавки, так как оно не способно обеспечить стабильность технологических параметров быстротекущего процесса, что, естественно, не может гарантировать получение качественного защитного покрытия. Кроме того, процесс горения пламени в дозвуковом и сверхзвуковом режиме также существенно отличаются и, прежде всего, тем, что погонная энергия сверхзвуковой струи гораздо выше, приближаясь по своим показателям к плазменным источникам нагрева. Это особенно важно в наплавочных процессах, где дистанция до поверхности детали гораздо ниже, чем при напылении. Это обстоятельство показывает необходимость постоянного контроля технологических параметров в зоне наплавки, так как перегрев детали в данном случае может привести к глубокому проплавлению металла и нежелательным деформациям, и появлению в полученном покрытии микро- и макродефектов (поры, трещины, расслоения, несплавления и т.д).

Установлено, что основной причиной сдерживающей процесс развития данного направления являются системы автомагического управления технологическим процессом, которые в настоящее время существуют, как правило, только в напылительных установках и не позволяют реализовать необходимые функциональные возможности для получения защитных покрытий указанным методом. Следовательно, возникает необходимость создания нового оборудования, оснащенного САУ, которое бы обеспечивало реализацию процесса СГП-наплавки и отвечало современным требованиям.

Как показал анализ, среди способов управления, наиболее полно отвечающий современным требованиям, является программный способ. Как правило, средством реализации этого способа являются программируемые логические контроллеры (ПЛК), которые вырабатывают управляющие сигналы для исполнительных органов технологического оборудования, обрабатывают сигналы датчиков, обеспечивают поддержание регулируемых параметров на заданном уровне и позволяют управлять процессом практически без участия человека по заложенной программе.

Таким образом, в данной главе обоснована и показана необходимость создания технологического оборудования с элементами САУ, которое способно поддерживать заданные значения параметров в допустимых пределах, обладает высокой степенью воспроизводимости и адаптации к изменяющимся условиям технологического процесса.

Во второй главе приводится описание материалов, оборудования и методов исследования, проектирования и конструирования, используемых при выполнении диссертационной работы.

В качестве технологической аппаратуры для СГП-наплавки защитных покрытий использовалось оригинальное устройство для сверхзвуковой газопорошковой наплавки со специальным водоохлаждаемым соплом (пистолет) Для дозируемой подачи порошкового материала использовался сконструированный при участии автора тарельчатый питатель.

Материалом для наплавки был выбран самофлюсующийся порошковый самофлюсующийся сплав марки ПГ-СРЗОМ (тип ПН-ХН80СЗРЗ), который имеет размер частиц менее 100 мкм. Согласно ГОСТ 21448-75 указанный сплав рекомендован для

наплавки уплотнительных поверхностей арматуры тепловых и атомных электростанций, подвергающихся изнашиванию при нагреве до 600 "С и воздействию агрессивных сред, что позволяет обеспечить требуемые свойства полученных покрытий на трубах котлов с «кипящим» слоем.

В качестве рабочих газов использовались смесь пропан-бутана и кислорода К баллонам со сжиженным горючим газом и сжатым окислителем подключались редукторы, понижающие давление в магистралях до требуемых технологических значений (для пропана 0,15...0,20 МПа, для кислорода0,48...0,52 МПа).

В качестве оборудования для определения объемного расхода газов использовались газовые ротаметры РМ-04-2,5 ГУЗ (для измерения расхода кислорода) и РМ-04-0,4 ГУЗ (для измерения расхода пропана). Расход газов определялся по градуировочным характеристикам, прилагаемым к ротаметрам заводом-изготовителем.

Для определения влияния управляемых технологических параметров на нагрев пластины производилось измерение термических циклов при различных расходах и соотношениях рабочих газов с экспериментальным сверхзвуковым соплом, специально разработанным для СГП-наллавки. Чтобы уменьшить ошибки измерения и получшъ более точные зависимости проводилось несколько измерений (обычно 5...7) на различных режимах, соответствующих разному расходу газов и их соотношению. По средним значениям измеренной температуры рассчитывалась удельная мощность сверхзвуковой газовой струи. Для этого использовался комплекс сбора данных и регистрации изменения температуры, изображенный на рис. 1.

При использовании данного комплекса показания текущей температуры измеряемых точек выводились на экран компьютера в виде термоциклического графика. В качестве образца использовалась стальная пластина 150x150x4 мм из стали 20К.

Для измерения температуры образца концы одной термопары помещались в условный центр пятна нагрева, концы другой термопары зачеканивались со смещением на 12 мм по оси У (диаметр пятна нагрева составлял не более 24 мм). После этого образец фиксировался в струбцине и располагался под горелкой на расстоянии 1... 1,ЗЬ от среза сопла (Ь - длина ядра факела).

Нагрев пластины производился при вертикальном положении пистолета (пластина при этом располагалась горизонтально) в течение определенного времени, после чего установка останавливалась и пластина остывала на спокойном воздухе при комнатной температуре (18...20 °С).

Кислород

Пропан

I - расстояние от среза сопла до наплавляемой поверхности (и20„35 мм).

&-толщина пластины (6"4 ..5 мм)

□

Расположение термопар на образце пластины (&ид снизу)

Матерная, сталь 20К

Зона термического

Ядро факела

Подложка

Термопары

Усломий V шдагр V

Рисунок 1 - Схема комплекса сбора данных и регистрации изменения температуры

В данной главе также приведено описание методик проектирования и конструирования системы автоматического управления. При проектировании САУ расходом рабочих газов использовались методы синтеза цифровых систем управления и теории автоматического управления. Эти методы в своей основе используют понятие линейного алгоритма управления, который представляет собой функциональную зависимость, в соответствии с которой управляющее устройство формирует управляющее воздействие. Синтез системы управления производился на основе разработанного алгоритма функционирования САУ расходом рабочих газов. При непосредственном проектировании электрической схемы были использованы программные средства системы автоматизированного проектирования (САПР) (программный пакет для автоматизированного проектирования печатных плат PCAD-2001), а при составлении рабочих чертежей регулятора расхода кислорода с сервоприводом использовался программный пакет «КОМПАС - 3D v9».

Предварительно работоспособность основных элементов электрической схемы проверялась в среде Proteus v7.2 в режиме эмуляции, что позволило выявить возможные недоработки еще до создания реального устройства управления. Для написания исполнительного кода, используемого в ПЛК, использовался компилятор AVRStudio v4.14. Программа была написана на языке низкого уровня Assembler. Для программирования микросхемы ПЛК использовался универсальный программатор ChipProg. Кроме того, для тестирования и проверки работоспособности реального устройства использовался осциллограф Velleman Digital Storage Scope и многофункциональное измерительное устройство Mastech MY-64.

Кроме того, в данной главе приводится описание методики изучения свойств полученного защитного покрытия. Дана краткая характеристика методик изучения микроструктуры и физико-механических свойств защитных износостойких покрытий, а также используемого при этом оборудования.

С целью исследования микроструктуры наплавленного покрытия использовалась метод световой микроскопии на оптическом микроскопе типа ММР-4, позволяющем получать четкие изображения при различных увеличениях, а также использовать для съемки микроструктуры цифровую фотокамеру, позволяющую получать качественные снимки.

Исследования микротвердости проводились с помощью микротвердомера ПМТ-ЗМ с использованием фотоэлектрического окулярного микрометра ФОМ-2 (точность 0,01 мм) при нагрузке 50 г (0,49 Н)

С целью изучения способности материала сопротивляться воздействию абразивных частиц выполнялись сравнительные испытания наплавленных слоев на сопротивление механическому изнашиванию о жестко закрепленные частицы. Сущность этого метода состоит в том, что производится трение испытуемого образцов о поверхность с закрепленными частицами (абразивную шкурку) при статической нагрузке и отсутствии нагрева. В качестве абразивного материала использовалась абразивная шкурка 6-Н 14А ГОСТ 13344-79. Для оценки триботехнических характеристик покрытия, использовалась универсальная установка МИ-1М, модернизированная и соответствующая ГОСТ 17367-71. При испытаниях на изнашивание использовался весовой метод, так как его рекомендуется применять преимущественно на образцах с небольшой массой и при стандартных испытаниях покрытий. Величина весового износа определялась взвешиванием до и после испытаний на лабораторных аналитических весах ВЛР - 200 (точность 0,1 мг).

Третья глава посвящена разработке САУ параметрами расхода рабочих газов. В данной главе был проведен анализ основных технологических параметров, влияющих на свойства защитного покрытия. К ним следует относить следующие группы параметров:

1. Конструктивные параметры газопламенной аппаратуры (диаметр и длина сопла, а также его профиль).

2. Свойства защитного порошкового материала (физико-химические свойства материала, размер и фазовый состав порошковых частиц).

3. Параметры, характеризующие внешние условия наплавки (расстояние от среза сопла до подложки (/-), угол наклона сопла относительно подложки (а), температура изделия в процессе нанесения покрытия, его форма и размеры, скорость перемещения пятна нагрева и др).

4. Параметры газовой струи и потока порошковых частиц (температура, удельная мощность, скорость газовой струи, угол расхождения струи и др).

Было выяснено, что параметры расхода и соотношение газов в горючей смеси оказывают самое существенное влияние на свойства покрытия, поскольку именно они определяют температуру газовой струи и скорость газов на выходе из сопла. Поэтому изучение влияния этих параметров на процесс формирования покрытия, создание алгоритма управления ими и аппаратуры, реализующие разработанный алгоритм являются основными задачами данной диссертационной работы.

После обоснования и выбора основных параметров управления был определен способ управления оборудованием для регулирования расхода рабочих газов. Программный метод управления подразумевает работу оборудования по заложенной программе. Однако создание эффективной рабочей программы САУ без ее предварительного описания практически невозможно. Поэтому на начальном этапе создания САУ общепринятым и необходимым пунктом является разработка алгоритма ее работы. Это позволяет сформулировать в некотором виде конечную систему правил, которая определяет содержание и порядок действий над объектами управления, строгое выполнение которых дает решение поставленной задачи. Вследствие этого был разработан алгоритм работы САУ технологическим процессом в целом (рис. 2) и алгоритм работы системы управления определяющими параметрами (расход и соотношение рабочих газов), показанный на рис. 3. Необходимость разработки алгоритма работы САУ процессом в целом продиктована тем, что создаваемое в данной работе оборудование является одним из блоков автоматизированного комплекса по нанесению покрытий методом СГП-наплавки, и его алгоритм должен быть интегрирован в общий алгоритм комплекса, который и был разработан в первую очередь.

Рисунок 2 - Алгоритм работы САУ процессом СГП-наплавки

Так как разрабатываемая САУ технологическим процессом нанесения покрытия должна осуществлять автоматическое управление параметрами и сохранение их значений для последующего воспроизведения в соответствии с технологическими требованиями, то основным режимом работы, соответственно, должен быть автоматический. В этом режиме система должна осуществлять наплавку в соответствии с заданными параметрами, которые бы обеспечивали наиболее эффективное использование системы и позволяли получить качественное покрытие. Значения этих параметров (либо их границы), как правило, устанавливают эмпирически в процессе отработки технологии При этом для получения покрытия на поверхности детали с требуемыми показателями необходимо учитывать особенности рельефа ее поверхности, марку материала, из которого изготовлена деталь, толщину наплавляемого слоя и т.д. Измененные значения параметров необходимо сохранить, чтобы затем использовать в автоматическом режиме.

После того как были заданы требуемые значения параметров осуществляется плавный пуск установки и цикл СГП-наплавки покрытия.

Как уже было отмечено, алгоритм работы САУ должен включать процедуры задания и сохранения режимов работы подсистем, управляющих основными технологическими параметрами. После корректирования значений управляемых параметров проводится пробный цикл нанесения покрытия и анализ его качества. Если полученное покрытие удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, то измененные данные необходимо сохранить для последующего воспроизведения

Таким образом, резюмируя сказанное, можно сделать вывод о том, что САУ должна иметь два режима работы - автоматический и наладочный. Это обеспечит необходимую гибкость системы. При этом в основном режиме работы (автоматическом) САУ должна осуществлять наплавку практически без участия человека в соответствии с введенными параметрами. Такой режим позволит использовать способ СГП-наплавки для создания защитных покрытий на длинномерных изделиях, к которым относятся трубы котлов с «кипящим» слоем.

Начало

Рисунок 3 - Алгоритм работы САУ параметрами расхода рабочих газов

На основе проведенного анализа и созданного алгоритма (рис. 3) была разработана структурная схема будущего блока управления параметрами расхода газа (рис. 4).

Рисунок 4 - Блок-схема САУ параметрами расхода газа

Основой блока управляющего контроллера является микросхема микроконтроллера АТп^а16 фирмы АШ1е1, который, по сути, является микроЭВМ и в памяти которого хранится рабочая программа, реализующая разработанный алгоритм (рис. 3).

Основным исполнительным блоком является блок регуляторов рабочих газов, которым управляет контроллер. Он состоит из двух регуляторов расхода газа (РРГ), которые имеют прямолинейную регулировочную характеристику Для пропана был использован лромышленно выпускаемый регулятор РРГ-11 (рис. 5, а), а для кислорода разработан вентильный регулятор с сервоприводом на основе шагового двигателя (рис. 5, б). Необходимость его разработки возникла, исходя из следующих соображений: использование электронного РРГ для управления потоком кислорода нецелесообразно, так как пропускная и перегрузочная (по давлению) способность таких регуляторов из-за особенностей конструкции, как правило, небольшая (герметичность регулятора сохраняется при увеличении давления на 23%). Кроме того, закрытие кислородного регулятора по технологическим условиям и по соображениям безопасности должно быть плавным для того, чтобы обеспечить продувку газовых магистралей с целью удаления остатков горючей смеси (РРГ-11 этого обеспечить не может),

а) .............б)

Рисунок 5 - Регуляторы расхода пропана РРГ-11 (а) и кислорода (б)

Для ввода данных и отображения текущей информации о ходе процесса используется блок индикации и задания режимов работы. Он состоит из 4-строчного жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) 0\М6400 и клавиатуры.

Таким образом, в соответствии с разработанной блок-схемой (рис.4) было создано устройство автоматического управления расходом рабочих газов. Функциями разработанного блока САУ расходом рабочих газов являются:

1. Управление удельной тепловой мощностью сверхзвуковой струи в некотором диапазоне посредством регулирования как расхода, так и соотношения газов с целью обеспечения необходимого теплового режима, требуемого для получения качественного покрытия;

2. Плавный пуск рабочих газов в автоматическом режиме в соответствии с заданным расходом и соотношением;

3. Регулирование и поддержание на заданном уровне расхода рабочих газов и их объемного соотношения в технологическом процессе СГП-наплавки;

4. Прекращение подачи газов в требуемой последовательности с продувом каналов кислородом;

5. Сохранение выбранных режимов в памяти контроллера с их последующим воспроизведением в автоматическом режиме в процессе наплавки;

6. Возможность управления подачей газов дистанционно с помощью ПК.

Четвертая глава посвящена экспериментальным исследованиям влияния управляемых параметров на качество наносимого покрытия.

На первом этапе после создания опытного образца газорегулирующего блока необходимо было установить зависимость действительного (реального) расхода газов от степени открытия регуляторов.

Разработанное устройство отображает на ЖКИ расход газов в относительных единицах от 0% до 100%, которые характеризуют степень открытия регуляторов, что соответствует нулевой и максимальной пропускной способности соответствующих регуляторов. Этот связано с тем, что при различном входном давлении газов или при использовании горючего газа с другой плотностью (ацетилена или др.) действительный расход газа может не соответствовать отображаемому на ЖКИ значению.

Пересчет действительного расхода газа производится в соответствии с измерениями по газовым ротаметрам (откалиброванным по воздуху) при определенном давлении. При этом была получена зависимость действительного расхода газа от степени открытия газовых регуляторов. По отображаемым значениям степени открытия на ЖКИ при известном входном давлении можно косвенно судить с определенной погрешностью (не более 1,1% от верхнего предела расхода для пропана и не более 3,5% - для кислорода) о текущем расходе рабочих газов.

В результате экспериментов, а также согласно требованиям нормативных документов был установлены наиболее эффективные (по условию линейности регулировочных характеристик) рабочие значения давлений рабочих газов на выходе редукторов' для кислорода эти значения составляют 0,48 .. 0,52 МПа, а для пропана 0,18... 0,20 МПа. Поэтому определение зависимости действительного расхода газа от степени открытия соответствующих регуляторов производилось именно при этих значениях давления. При этом расход газов изменялся синхронно в соответствии с требованием устойчивого горения пламени. Полученная зависимость действительного расхода газа от степени открытия регуляторов приведена на рис. 6.

Из графика видно, что расход кислорода имеет практически пропорциональную зависимость на всем интервале регулирования, а график расхода пропана сохраняет подобную зависимость приблизительно до 56%, после чего расход газа немного снижается Это отклонение характеристики объясняется конструктивными особенностями сверхзвукового сопла. Пропан подается по оси сопла, а кислород по радиальным отверстиям

-Расход пропана

Расход кислорода

Рисунок 6

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Степень открытия газовых регуляторов, %

■ График расхода рабочих газов в зависимости от степени открытия регуляторов

Соответственно все более увеличивающийся расход кислорода препятствует подаче пропана. Уменьшить влияние этого эффекта удается при помощи повышения давления пропана (максимальное значение давления ограничивается паспортными данными регулятора пропана), что позволяет расширить диапазон регулирования и область эффективной работы блока САУ расходом газов.

Обязательное условие линейной (пропорциональной) зависимости расхода газов позволяет однозначно судить о текущем значении расхода газов.

С помощью полученных регулировочных графиков может быть определено требуемое значение расхода газа и соответствующее ему значение степени открытия регуляторов.

Таким образом, были определены рабочие диапазоны регулирования газов, которые могут быть использованы при СГП-наплавке с помощью разработанного устройства. Для кислорода этот интервал лежит в пределах 28...68% (по показаниям ЖКИ), а для пропана 24...56%. В результате этого эксперимента были получены графики и уравнения зависимости действительного расхода газа от степени открытия регуляторов при рекомендуемых значениях давления рабочих газов. По известным значениям расхода газов были определены наиболее эффективные режимы работы блока управления расходом газов, а также производились аналитические расчеты.

Как было указано выше, основной функцией блока САУ расходом газов является управление удельной тепловой мощностью сверхзвуковой струи. Поэтому следующим этапом экспериментальных исследований было определение зависимости удельной мощности пламени от различных режимов работы установки.

Для определения влияния параметров, характеризующих работу установки, на нагрев пластины-образца измерение термических циклов производилось с помощью измерительного комплекса (рис 1) при различных расходах и соотношениях рабочих газов с экспериментальным сверхзвуковым соплом (расчетное число Маха М5), специально разработанным для СГП-наплавки. Для этого устанавливалась зависимость удельной мощности газовой струи (мощность, выделенная струей за единицу времени) от общего расхода газов при их фиксированном соотношении.

Форма факела сверхзвукового пламени подбиралась экспериментальным путем, таким образом, чтобы обеспечивались стабильность горения и высокая концентрация теплоты в пятне нагрева (оценивалась по диаметру пятна и скорости нагрева). При этом был определен минимальный и максимальный общий (суммарный) расход газов, при котором процесс СГП-наплавки может быть реализован.

Минимальный расход определялся по форме факела, при которой проявлялось его ядро с выраженными границами, а максимальный расход определялся по окислительным свойствам пламени, при которых наплавку нельзя осуществлять из-за снижения удельной мощности пламени.

Минимальное значение соотношения газов было определено, исходя из устойчивости горения струи и формы факела. При значениях ниже минимального наблюдалось размытое пламя с длинным факелом (более 150 мм) без выраженного ядра, при этом пламя являлось сильно науглероживающем (коптящее пламя).

Следует отметить, что при переизбытке кислорода интенсивность нагрева снижается. При этом пламя имеет небольшие размеры (в 1,5. ..2 раза меньшие, чем пламя, подходящее для наплавки (60. . . 80 мм)). Формирования сверхзвукового потока при этом не происходило. Так было установлено значение максимального значения соотношения газов.

Формы факелов при максимальном и минимальном соотношении рабочих газов, пригодные для наплавки, показаны на рис. 7.

а)

Рисунок 7 - Форма факела при минимальном (а) и

б)

максимальном (б) соотношении газов

Исходя из указанных условий в ходе экспериментов было установлено, что наименьшее значение соотношения газов <,„) должно быть не менее Р=1,58. При

этом длина факела пламени составляет в среднем 120 мм, длина зоны ядра около 15-18мм (рис. 7 а). Наибольшее значение соотношения р=2,30. При этом протяженность зоны ядра практически равна длине факела и составляет приблизительно 70 .. 85мм (рис. 7 б).

Таким образом, в результате экспериментов было определено минимальное соотношение газов равное Р=1,58 и максимальное соотношение р=2,30.

В ходе измерений были получены термоциклы, которые соответствуют определенным значениям общего расхода газов и их соотношению При определенном фиксированном значении соотношения постепенно и синхронно увеличивалась подача газов После каждого изменения расхода с помощью измерительной установки (рис 1) записывался термоцикл точек пластины для неподвижного источника нагрева.

Для оценки удельной тепловой мощности газовой струи при определенном режиме использовались аналитические расчеты. По известному прирашению температуры во время нагрева определялась общая тепловая мощность, потраченная на нагрев образца за определенное время. Ее можно рассчитать, выразив из формулы приращения температуры в пластине от мгновенного неподвижного линейного источника:

2 ^ 5 „ 4о'о

Исходными данными являются температура Т, достигнутая за время нагрева, расстояние исследуемой точки от центра нагрева (в данном случае необходимо найти максимальное значение эффективной мощности, которая может быть определена в центре нагрева, поэтому г=0см), толщина пластины 5=4мм, постоянная времени нагрева (для низкоуглеродистой стали составляет /о=19 с), а также значения теплофизических коэффициентов: ср= 5,23 Дж/см3оС <7=0,08 см2/с.

Значение удельной мощности было получено в результате деления величины общей

мощности на время нагрева до максимальной температуры термоцикла:

0

Я уд - — (2)

и

Для оценки адекватности полученных значений удельной мощности было проведено решение обратной задачи: по известным значениям общей и удельной мощностям газовой струи производился расчет по известным формулам теоретического термического цикла. На графике (рис. 8) показано сравнение теоретического (расчетного) и экспериментального термоциклов (общий расход газов 8,7 л/мин, соотношение 1,95). Расхождение показаний температуры в период нагрева не превышает 50-80 °С, а в период охлаждения графики практически идентичны до температуры 600...650 что позволяет судить о правильности выбранной расчетной модели.

1400 1200 1000

и

а зоб

>-

го

I 600

5

400 200

О

О 20 40 60 80 100 120 140

Время, С

Рисунок 8 - Сравнение расчетного (1) и экспериментального (2) термоциклов

В результате экспериментов с записью термоциклов были получены зависимости удельной мощности пламени от общего расхода газов и их соотношения (рис. 9).

Как и следовало ожидать, при увеличении общего расхода газа также повышается эффективная мощность пламени горелки. Это объясняется поступлением большего объема горючей смеси и выделением большего количества тепла в результате реакции горения. Как видно на графике (рис 9) эта зависимость имеет практически прямолинейный характер Аналогичным образом эффективная мощность пламени также линейно возрастает при увеличении соотношения газов ((5). При этом наблюдается смещение границ расхода газов в сторону его увеличения и уменьшение ширины рабочего интервала, а также изменение угла наклона характеристик. Это связано, прежде всего, с изменением характеристик самого пламени (длины его факела и ядра, устойчивости горения и т.д.), а также с возможностью формирования сверхзвукового потока и применения для СГП-наплавки

Нагрев

Охлаждение

3500 3000 2500

• Соотношение 2,30 » Соотношение 1,58

* Соотношение 1,62 + Соотношение 1,84

2000 1500 1000

7 7,5 8 8,5 Общий расход газов, л/мин

Рисунок 9 - Зависимость удельной мощности сверхзвуковой газовой струи от общего

расхода газов (при различном объемном соотношении)

На основании была установлена область допустимого изменения значений параметров управления газорегулирующей САУ (рис. 10), в пределах которой процесс СГП-наплавки является рациональным. По результатам исследования микроструктуры образцов с покрытием, полученным на различных режимах работы газорегулирующей САУ, была также определена эффективная область работы для наплавки порошка ПГ-СРЗ на детали теплоэнергетического оборудования, в частности, на трубные панели котлов с «кипящим» слоем (рис 10)

3500 3000

! 4 ¡500

1 2000

0

: г

• | 15О0

{ I

1 100 о

о

6,5 7 7,5 8 8,5 9 9,5 10

Общий расход газов. л/мин

Рисунок 10 - Область допустимых значений параметров САУ расходом рабочих газов и область эффективной работы САУ при СГП-наплавке на элементы теплоэнергетического

оборудования

На рис. 11-13 показаны фотографии микроструктур и значения микротвердости по сечению покрытия, полученные при различных значениях расхода газов и их соотношения. Микроструктура наплавленных покрытий выглядит и виде никелевой матрицы с распреде-

Обяэсчь допустимы* ! изменений значений [

ленными частицами карбидов и боридов в форме близкой к глобулярной. Однако как видно степень равномерности их распределения, а также размеры частиц при различных режимах достаточно сильно отличаются.

Покрытия, наплавленные при соотношении газов (3=1,62... 1,97 (рис. II), по сравнению с покрытиями, наплавленными на других режимах (рис. 12), более насыщено карбидами и боридами, при этом они распределены более равномерно, на примерно одинаковом расстоянии друг от друга, металлургических дефектов в виде пор, неметаллических включений не обнаружено Разброс показаний микротвердости покрытий на данных режимах наименьший, что позволяет говорить о гомогенной структуре и более высоких показателях износостойкости (износ покрытия при трении о жестко закрепленные частицы составляет 6=0,05 г/см2мин (рис. 14 б)).

Ж

ЙИ ¡¡ШЖж

Рисунок 11 - Исследование микроструктуры и микротвердости покрытий, наплавленных при соотношении (3=1,62... 1,97 (е=0,05 г/см2мин)

Для сравнения в покрытии, полученном при меньшем соотношении газов (рис. 12), карбидные составляющие имеют гораздо большие размеры и распределены достаточно неравномерно, а показания микротвердости таких покрытий имеют существенный разброс, поэтому данное покрытие имеет наименьшую износостойкость (е=0,17 г/см2мин (рис. 14 а)).

Рисунок 12- Исследование микроструктуры и микротвердости покрытий, наплавленных при соотношении (3=1,58... 1,60 (е=0,17 г/см2мин)

В микроструктуре покрытия, полученного при максимальном соотношении {5=2,00...2,30 (рис. 13), размер карбидных частиц заметно мельче, однако насыщенность покрытия ими также неравномерна по сечению, что отражается в нестабильности значений микротвердости. При этом износостойкость ниже, чем у покрытия, полученного в режимах со средним значением соотношения рабочих газов и составляет £=0,12 г/см2мин (рис. 14 в).

Рисунок 13

Толщина, мм

- Исследование микроструктуры и микротвердости покрытий, наплавленных при соотношении 0=2,00...2,30 (е=0,13 г/см2 мин)

0.25

90 120 150 180 210 Время износа,с

Рисунок 14 - Результаты исследования износостойкости покрытий при трении о жестко закрепленные частицы, наплавленных при различных соотношениях: а) 0=1,58... 1,60; б) р=1,62... 1,97; в) 0=2,00...2,30

Таким образом, на основании сравнительного анализа качества покрытий на образцах стали выработаны технологические рекомендации по использованию газорегулируюшего блока САУ и определена эффективная область работы применительно к СГП-наплавке на элементы котлов с «кипящим» слоем:

1 Марка защитного материала: высоколегированный порошковый сплав системы Ni-Cr-B-Si (ПГ-СРЗ ОМ, фракция 40... 100 мкм).

2. Давление газов:

а. Кислород - 0,48... 0,50 МПа;

б. Пропан-0,18...0,20 МПа;

в. Сжатый воздух - 0,8. .1,1 МПа;

3. Общий расход газов - 7,6...9,1 л/мин.

4. Соотношение рабочих газов - 1,62... 1,97 отн.ед.

5. Расход защитного порошка- 2,1...3,0 кг/ч.

6. Дистанция наплавки - 25.. .30 мм.

7. Угол наклона горелки к защищаемой поверхности - 90°±5°

8. Скорость перемещения горелки вдоль поверхности - 0,2.. .0,4 см/с.

Общие выводы и основные результаты работы

Диссертационная работа посвящена решению актуальной проблемы повышения долговечности и качества деталей теплоэнергетических установок за счет создания износостойких защитных покрытий в автоматизированном режиме.

В рамках выполненных в диссертации исследований получены следующие основные выводы и результаты:

1. Проведен анализ технологического оборудования для процессов нанесения защитных покрытий с помощью газовых струй, на основании чего обоснована необходимость разработки системы автоматического управления процессом СГП-наплавки.

2. Определены основные параметры управления технологическим процессом СГП-наплавки защитных покрытий на элементы теплоэнергетического оборудования, отвечающие за качество покрытий.

3. Разработан алгоритм САУ технологическим процессом СГП-наплавки в целом.

4. Разработан алгоритм САУ расходом рабочих газов, как определяющей части технологического процесса наплавки.

5. Разработан и изготовлен опытно-экспериментальный блок САУ подачей рабочих газов для СГП-наплавки.

6. Проведена апробация разработанного блока САУ при СГП-наплавке порошкового самофлюсующегося сплава ПГ-СРЗ ОМ (фракция 40.. 100 мкм) на трубы котлов с «кипящим» слоем с определением области эффективной работы.

7. Сформулированы технологические рекомендации по использованию САУ:

• давление газов пропан - 0,18...0,20 МПа, кислород - 0,48 ..0,50 МПа, сжатый воздух-0,8...1,1 МПа;

• общий расход газов 7,6...9,1 л/мин;

• соотношение газов 1,62... 1,97;

• расход порошкового материала 2,1... 3,0 кг/ч;

• дистанция наплавки L=25.. .30 мм при скорости Vh-0,2...0,3 см/с;

• длина факела и ядра составляют соответственно 70... 110 мм и 15...30мм.

Основное содержание диссертации опубликован о в 9 научных работах.

1. Модернизация аппаратуры для газопламенного напыления и наплавки [Электронный ресурс] / Радченко М.В., Радченко Т.Б., Нагорный Д.А., Маньковский С.А., Черемисин П.С.- Режим доступа: http://edu.secna.nj/publish/gorizonty_obrazovania/ -Загл. с экрана.

2. Радченко, М. В Принципы построения системы автоматического управления процессом нанесения покрытий сверхзвуковой газопламенной струей.[Электронный ресурс]/ М. В. Радченко, А. М. Головачев, П. С Черемисин - Режим доступа: http7/edu.secna.ru/publish/gorizonty_obrazovania/ - Загл. с экрана

3. Совершенствование оборудования для газотермических способов нанесения покрытий за счет автоматизации процесса / М. В. Радченко [и др.] // Обработка металлов.- 2006.- №3(32).- С. 4-8.

4 Разработка комплекса автоматизированного оборудования и технологии создания защитных покрытий на деталях котлов с «кипящим слоем»: отчет о НИР по программе 3438р/5897 «СТАРТ-05»/ ООО «НИИ Высоких Технологий». Руководитель М.В.Радченко. Г.Р.№ 0120.0 509888 Инв № 02 2 007 00277,-Барнаул, 2006 - 82 с -исполн.: Т. Б. Радченко, М. В Радченко, Ю О. Шевцов С. А Маньковский, Д. А Нагорный, П. С. Черемисин.

5 Сберегающие технологии в электроэнергетике [Электронный ресурс] / М В. Радченко, П. С. Черемисин - Режим доступа- http //edu secna ru/publish/ - Загл. с экрана.

6. Исследование процессов сварки и наплавки с использованием современной методики сбора и обработки экспериментальных данных / М. В. Радченко (и др.| //Обработка металлов.- 2008.- №1(38).- С. 7-11

7. Разработка системы автоматического управления процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки I М. В. Радченко [и др.] // Сварка и диагностика,- 2008,-№2.-С. 14-16.

8. Стальная, М. И. Информационная оценка экспериментальных данных тепловых процессов: материалы одиннадцатой региональной конференции по математике / М. И. Стальная, А. П. Борисов, П. С. Черемисин; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Полэунова - Барнаул.: Изд-во АлтГТУ, 2008. - С. 123-125.

9. Черемисин, П. С. Разработка системы автоматизированного управления процессом сверхзвуковой газопламенной наплавки защитных покрытий / П. С. Черемин, А. П. Борисов, М. В. Радченко // Труды VIII Всероссийской школы-семинара с международным участием «Новые материалы. Создание, структура, свойства-2008».-Томек.: Изд-во ТПУ, 2008. - С. 137-141

Издано в авторской редакции.

Подписано в печать 20.11.2008 г. Формат бумаги 60x84 1/16 Печать рдаография. Тираж 100 экз Усл. п. л. 1,25 Заказ № №'¿(0?

Издательство Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова, 656038, г. Барнаул, пр. Ленина, 46. Лицензия на издательскую деятельность ЛР.Ча 0220822 от 21.09.98 г.

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ГАЗОПЛАМЕННЫМИ ПРОЦЕССАМИ

НАНЕСЕНИЯ ПОКРЫТИЙ

1.1 Анализ проблемы износа поверхности деталей и способов повышения ее износостойкости

1.2 Оборудование и системы управления газопламенными установками

2. МАТЕРИАЛЫ, АППАРАТУРА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1 Материалы и технологическая аппаратура для реализации процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки

2.2 Методика и оборудование для исследования влияния управляемых технологических параметров на свойства наносимого покрытия

2.3 Методы и средства проектирования и конструирования систем автоматического управления

2.4 Методики выполнения технологических экспериментов по наплавке защитных покрытий

2.5 Методы исследования механических свойств и структуры защитных покрытий

3. РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ПАРАМЕТРАМИ РАСХОДА РАБОЧИХ ГАЗОВ

ПРИ СВЕРХЗВУКОВОЙ ГАЗОПОРОШКОКВОЙ НАПЛАВКЕ

3.1 Анализ технологических параметров, влияющих на свойства покрытия, полученного при помощи сверхзвуковой газопорошковой наплавки

3.2 Выбор основных технологических параметров управления

3.3 Разработка алгоритма работы системы автоматического управления процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки

3.4 Анализ основных технических характеристик газопламенной аппаратуры и разработка алгоритма работы системы автоматического управления параметрами расхода рабочих газов

3.5 Разработка структурной схемы системы автоматического управления параметрами расхода газов и определение ее аппаратного состава

3.6 Описание принципиальной схемы системы автоматического управления параметрами расхода газа

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ВЛИЯНИЯ ПАРАМЕТРОВ РАСХОДА ГАЗОВ НА СВОЙСТВА ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ

4.1 Исследование зависимости расхода рабочих газов от параметров работы блока системы автоматического управления параметрами расхода газов

4.2 Исследование зависимости удельной мощности газопламенной струи от параметров расхода рабочих газов

4.3 Исследование зависимости свойств защитного покрытия от режимов работы разработанного блока системы автоматического управления параметрами расхода газов

Механическая прочность детали, как известно, гарантируется за счет применения основного материала, а специальные свойства поверхности обеспечиваются сплошным или локальным формированием на ней тонких слоев других материалов — покрытий. В результате обеспечивается повышенная долговечность детали, сочетающаяся с экономией легирующих элементов, удешевлением изделий.

В теплоэнергетике одной из основных проблем является поверхностный износ, где твердые частицы топлива и золы нередко очень быстро разрушают системы топливоподачи, трубы и стенки газоходов, лотки и трубы гидрозолоудаления котлоагрегатов. Примером тому является интенсивный абразивный износ участков трубных панелей котлоагрегатов с «кипящим» слоем (ККС). Котельные установки данного типа имеют широкое распространение, так как обладают рядом преимуществ по сравнению с иными типами котельных установок, что делает их использование экономически целесообразным. При этом основным недостатком является небольшой срок межремонтного периода (1,5.2,5 месяца), из-за того, что влияние абразивных потоков при высоких температурах и окислительное воздействие воздуха с продуктами горения на рабочие поверхности приводят к их активному изнашиванию, потере работоспособности и выходу из строя. Поэтому задача продления срока службы элементов котлоагрегатов, подверженных износу является актуальной.

Анализ способов для создания покрытий, показал, что среди существующих технологических процессов для создания защитных покрытий все более заметную роль приобретают процессы газопорошкового напыления и наплавки сверхзвуковым газовым пламенем. Они сочетают преимущества концентрированных источников нагрева и достоинства высоколегированных порошковых материалов. Но, несмотря на технологические и экономические преимущества процессов газопорошкового напыления и наплавки, свойства покрытий, полученных при помощи сверхзвуковых способов, еще мало изучены и описаны в научно-технической литературе.

Предварительные исследования свойств покрытий, полученных с помощью нового метода сверхзвуковой газопорошковой наплавки (СГП-наплавки), разработанного коллективом ООО «НИИ Высоких Технологий», показали, что свойства покрытий на порядок выше покрытий, полученных при помощи традиционных способов, к которым, прежде всего, относятся дозвуковые газопламенные способы напыления и наплавки. Однако данная технология требует дальнейшего развития, особенно в части совершенствования технологического оборудования.

Естественно, что развитие и широкое использование метода СГП-наплавки невозможно без специального технологического оборудования. Это связано, в первую очередь, с требованием нанесения защитных покрытий на поверхности изделий различной формы, а также с получением стабильных характеристик защитного слоя. Качество получаемого защитного покрытия зависит от многих параметров, основным из которых является мощность в пятне нагрева и распределение температуры по поверхности изделия. Эти параметры определяют температуру в пятне нагрева, скорости охлаждения точек в пятне, а таюке возможное и нежелательное образование трещин и несплавлений, что, в итоге, предопределяет структуру покрытия.

Как показывает практика, управление параметрами процесса СГП-наплавки вручную не может обеспечить должного качества защитного слоя на всем его протяжении из-за влияния так называемого «человеческого» фактора. Поэтому для получения более качественных покрытий и повышения производительности метода СГП-наплавки необходимо создание системы автоматического управления (САУ) технологическим процессом.

Целью данной работы является повышение качества защитных покрытий в технологическом процессе сверхзвуковой газопорошковой наплавки износостойких самофлюсующихся сплавов на элементы теплоэнергетических установок путем автоматического управления технологическими параметрами.

Для достижения поставленной цели в диссертации были определены и решены следующие задачи:

1. На основании анализа существующих способов нанесения защитных покрытий и систем управления выделить основные управляемые технологические параметры, изучить влияние этих параметров на процесс формирования покрытия и обосновать способ управления газопламенными установками.

2. Разработать методику управления и алгоритм функционирования системы автоматического управления.

3. Разработать и реализовать опытно-промышленное устройство управления.

4. Выполнить экспериментальные исследования свойств покрытий, полученных с помощью разработанного устройства управления.

5. На основании проведенных исследований разработать технологические рекомендации по применению созданной системы автоматического управления в процессе СГП-наплавки на элементы теплоэнергетических установок.

Методы исследования. Основные результаты выполненной работы получены с использованием как стандартных, так и оригинальных методик экспериментальных исследований процессов наплавки и наплавленных слоев.

Наплавку производили с помощью разработанного и запатентованного авторским коллективом ООО «НИИ Высоких Технологий» устройства для СГП-наплавки.

Процессы нагрева и охлаждения исследовались при помощи оригинальной методики, которая обеспечивает сбор данных и их обработку с использованием компьютерной техники.

Исследования микроструктуры покрытий проводились с помощью метода световой микроскопии.

Исследование свойств наплавленного покрытия проводились с помощью определения микротвердости и испытаний на сопротивление механическому изнашиванию о жестко закрепленные частицы.

Достоверность полученных результатов при решении поставленных в диссертационной работе задач обеспечивалась использованием современных серийных приборов, технологического оборудования, компьютерной техники, достаточным количеством повторений опытно-экспериментальных исследований, а также получением адекватных практических результатов.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

1. Определены основные управляемые технологические параметры процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки самофлюсующихся сплавов, отвечающие за качество покрытий (расход рабочих газов Упроп и Укисл и их соотношение (3=Укисл/Упроп), и обоснованы способы управления указанными параметрами.

2. Разработана оригинальная методика управления расходом газов и их соотношением на базе созданного алгоритма работы системы автоматического управления процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки в целом и интегрированного в него алгоритма работы системы автоматического управления подачей рабочих газов, как определяющей части технологического процесса наплавки.

3. Установлена область эффективной работы системы автоматического управления подачей рабочих газов и определены рациональные режимы технологического процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки покрытий для теплоэнергетического оборудования (общий расход газов (Упроп+Укисл)=7,6.9Д л/мин, их соотношение р= 1,62. 1,97).

Практическая значимость работы:

1. Разработаны структурная и электрическая схемы системы автоматического управления и изготовлен блок автоматического управления расходом рабочих газов при нанесении защитных покрытий методом сверхзвуковой газопорошковой наплавки на элементы теплоэнергетического оборудования.

2. Разработан и изготовлен оригинальный регулятор расхода газа с сервоприводом, обеспечивающий возможность плавного регулирования параметров для достижения рациональных режимов наплавки.

3. Выполнена апробация разработанной системы автоматического управления в опытно-экспериментальном режиме на устройстве для сверхзвуковой газопорошковой наплавки износостойких покрытий на базе ООО «НИИ Высоких Технологий», подтвердившая работоспособность системы автоматического управления в области рекомендуемых режимов наплавки.

Представленный проект «Разработка системы автоматического управления процессом газопламенной наплавки» стал призером на Всероссийском конкурсе инновационных проектов аспирантов и студентов по приоритетному направлению «Энергетика и энергосбережение» (2005 г.).

Кроме того, в 2007 году на Федеральной школе-семинаре по обучению коммерциализации проектов участников программы "УМНИК" проект «Разработка системы автоматического управления быстротекущими процессами на основе промышленных микроконтроллерных систем для сверхзвуковой газопорошковой наплавки наноматериалов» также вошел в число призеров.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Концепция построения системы автоматического управления сверхзвуковой газопорошковой наплавкой защитных покрытий.

2. Оригинальная методика управления технологическими параметрами в процессе сверхзвуковой газопорошковой наплавки.

3. Алгоритмы работы системы автоматического управления технологическим процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки в целом и системы автоматического управления расходом рабочих газов, как основной составляющей системы автоматического управления технологическим процессом наплавки в целом.

4. Совокупность результатов экспериментальных исследований и обобщений о связи эксплуатационных свойств покрытий и параметров регулирования, полученных при использовании разработанного блока системы автоматического управления расходом рабочих газов и их соотношением.

5. Рациональные технологические режимы работы блока системы автоматического управления расходом рабочих газов для процесса сверхзвуковой газопорошковой наплавки покрытий на элементы теплоэнергетических установок.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены и доложены на региональных и международных конференциях по вопросам современных технологий и автоматизации управления.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК и сборниках докладов на международных конференциях.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Диссертация изложена на 123 страницах, содержит 41 рисунок, 7 таблиц и 2 приложения.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

Диссертационная работа посвящена решению актуальной проблемы ресурсосбережения и повышения долговечности деталей за счет создания износостойких защитных покрытий.

Для достижения поставленной цели повышения износостойкости поверхности деталей был выбран способ СГП-наплавки.

В рамках выполненных в диссертации исследований получены следующие основные выводы и результаты:

1. Проведен анализ технологического оборудования для процессов нанесения защитных покрытий с помощью газовых струй, на основании чего обоснована необходимость разработки системы автоматического управления процессом СГП-наплавки.

2. Определены основные параметры управления технологическим процессом СГП-наплавки защитных покрытий на элементы теплоэнергетического оборудования.

3. Разработан алгоритм САУ технологическим процессом СГП-наплавки в целом.

4. Разработан алгоритм САУ подачей рабочих газов.

5. Разработан и изготовлен опытно-экспериментальный блок САУ подачей рабочих газов для СГП-наплавки.

6. Проведена апробация разработанного блока при СГП-наплавке порошкового сплава ПГ-СРЗ ОМ (фракция 40-100 мкм): определены области эффективной работы САУ, проведены исследования свойств покрытия методом световой микроскопии, сформулированы технологические рекомендации по использованию САУ.

7. Для рекомендуемого режима характерны следующие значения технологических параметров:

•давление газов пропан - 0,18.0,20 МПа, кислород - 0,4.0,5 МПа, сжатый воздух - 0,8. 1,1 МПа,

•общий расход газов 7,6. .9,1 л/мин,

•соотношение газов 1,62. 1,97;

•расход порошкового материала 35. .50 г/мин,

•дистанция наплавки Ь=25. .30 мм при скорости Ун=0,002. .0,003 м/с; •длина факела и ядра составляют соответственно 70. 110 мм и 15. .30 мм. 8. В результате проведенных исследований установлено, что при СГП-наплавке получение качественных защитных покрытий возможно при строгом соблюдении технологических параметров, которые могут быть обеспечены с помощью автоматического оборудования.

1. Справочник по наплавке / И. А. Толстов, В. А. Короткое. -Челябинск: Металлургия. Челябинское отделение, 1990.- 384 с.

2. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник. Киев.: изд-во Наукова думка, - 1987.- 320 с.

3. Изнашивание защитных покрытий в условиях воздействия газоабразивной среды / Л. И. Тушинский и др. // Проблемы прочности.-1988.-N.5-- С.108-110.

4. Астахов, Е. А. Исследование технологии детонационного нанесения покрытий из порошковых материалов / Е. А. Астахов, А. Н. Краснов // Защитные покрытия на металлах.- 1971.- Вып. 5.- С. 5-62.

5. Говорин, Е. В. Газопламенное напыление порошков: обзор / Е. В. Говорин- М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1981. 46 с.

6. Ивянский, Г. Б. Прочность сцепления антикоррозионных покрытий с основанием при газопламенном напылении / Г. Б. Ивянский, В. А. Анзигиров.- М. : Стройиздат, 1968.- 38 с.

7. Кречмар, Э. Напыление металлов, керамики и пластмасс / Э Кречмар.- М.: Машиностроение, 1966.- 432 с.

8. Газотермическое напыление композиционных порошков / А. Я. Кулик и др.- Л.: Машиностроение, 1985.- 197 с.

9. Стацура, В. В. Плазменная технология в машиностроении / В. В. Стацура, В. В. Моисеев.- Красноярск: Университет, 1989.-122 с.

10. Поцелуйко В. Н. Опыт газоплазменного напыления покрытий с одновременным их оплавлением при восстановлении деталей автомобилей / В. Н. Поцелуйко, Б. И. Максимович, В. Е. Лейначук //Автоматическая сварка.-1987.- №3. С.72-73.

11. Lugscheider, Е. Underwater plasma spraying of hardsurfacihg alloys / E. Lugscheider, B. Hauser, B. Buksel // Surface and Coat.-1987.-N. 1.-P.73-81.

12. ГОСТ 21448-75. Порошки из сплавов для наплавки. Технические условия.

13. ГОСТ 28377-89. Порошки для газотермического напыления и наплавки. Типы.

14. ТУ 48-19-71-78. Вольфрам металлический в виде порошка для плазменного напыления Введ. с 01.01.79 до 01.01.89.

15. ТУ 48-19-212-76. Сплавы СНГН-50, СНГН-55, СНГН-60 порошковые." Введ. с 01.09.76 до 01.09.88.

16. ТУ 48-19-313-79. Порошок молибденовый для плазменного напыления.-Введ. с 01.12.79 до 01.01.89.

17. ТУ 48-4206-156-82. Порошки для наплавки и напыления.- Введ. с 01.08.82.

18. Анциферов, В. Н. Порошковая металлургия и напыленные покрытия: учебник для вузов / В. Н. Анциферов и др. М.: Металлургия, 1987.-467 с.

19. Хасуи А. Наплавка и напыление / А. Хасуи, О. Моригаки; пер с яп.

20. B.Н. Попована. -М.: Машиностроение, 1985. -240с.

21. Солоненко, О. П. Диалоговый инженерный моделирующий комплекс плазмотрон-струя-покрытие для оптимизации режимов напыления / О. П. Солоненко // Фундаментальные науки народному хозяйству.-М.,1990.1. C.550.

22. Стацура, В. В. Плазменная технология в машиностроении / В. В. Стацура.- Красноярск: Университет, 1989.-122 с.

23. Тушинский, JI. И. Изнашивание защитных покрытий в условиях воздействия газоабразивной среды / Л. И. Тушинский и др.// Проблемы прочности, 1988.-N. 5.- С.108-110.

24. Голубев, Н. Ф. Микроструктура чугунных деталей с износостойким плазменным покрытием из самофлюсующегося сплава ПГ-Н80СР4 / Н. Ф. Голубев, О. А. Токарев // Объем, и поверхн. упрочнение деталей машин,- Новосибирск: НГТУ, 1987.- С.59-65.

25. Lugscheider Е., Hauser В.Buksei В. Underwater plasma spraying of hardsurfacihg alloys // Surface and Coat.1987.-30.-N. 1.-P.73-81.

26. Экспериментальные исследования плазмотронов. / M. Ф.Жуков-Новосибирск: Наука, 1977.-385 с.

27. Исследование детонационного нанесения покрытий: отчет о НИР (заключит.)/ Новосиб. фил. Всесоюз. н.-и. и конструкт, ин-та хим. машиностроения (НИИХИММАШ).- Новосибирск; ГР N. 01870041470, 1989.26 с.

28. Разработка детонационно-технологического комплекса с повышенной стабильностью свойств покрытий: отчет о НИР / Новосиб. фил. Всесоюз. н.-и. и конструкт, ин-та хим. машиностроения (НИИХИММАШ.-Новосибирск; ГР N. 03880024975,1989.-307 с.

29. Исследование фазового состава, структуры, пористости и напряженного состояния детонационных покрытий: отчет о НИР (заключит.) /Ленинг. политехи, ин-т (ЛПИ);.-ГР 01840074483.-150 с.

30. Разработка условий эксплуатации, аппаратурного оформления и освоение процесса детонационного напыления на установке АДК Прометей": ДСП: отчет о НИР (заключит.) / НИИ композиц. систем и покрытий (НИИ КСП); ГР N.01870011178. 55 с.

31. Порошки карбидохромовых сплавов для газотермических покрытий. Клименко В. Н.и др. //Порошковая металлургия.- 1989.- №6.-С.50-53.

32. Балдаев, Л. X. Реновация и упрочнение деталей машинметодами газотермического напыления / Л. X. Балдаев.- М.: Издательство «КХТ», 2004.-134 с.

33. Расчетно-экспериментальное исследование высокотемпературных сверхзвуковых газовых струй в технологических установках./ А.

34. B.Воронецкий и др. // Вестник МГТУ. Сер.: Машиностроение. 1997. - № 3.1. C. 15-26.

35. Борисов, Ю. С. Использование сверхзвуковых струй в технологии газотермического напыления / Ю. С. Борисов, С. В. Петров // Автоматическая сварка. 1995.- № 1. - С. 41-44.

36. От дозвукового к сверхзвуковому газопламенному напылению покрытий при восстановлении и упрочнении деталей машин: обзор / В. Н. Хромов и др. // Сварочное производство. 2001. - №2. - С. 39-48.

37. Технологические особенности методов сверхзвукового газотермического напыления: обзор / В. А. Фролов и др. // Сварочное производство. 2006. - №11. - С. 38 - 47.

38. ГОСТ 9.304-87. Покрытия газотермические. Общие требования и методы контроля.

39. Радченко M. В. Разработка технологической аппаратуры для сверхзвуковой газопорошковой наплавки / М. В. Радченко и др. // Обработка металлов.-2007.- №1.- С. 16-18.

40. Разработка системы автоматического управления процессом сверхзвуковой газопорошковой наплавки / М. В. Радченко и др. // Сварка и диагностика.- 2008.- №2. С. 14-16.

41. Оборудование для газотермического напыления: каталог. М.: ЦИНТИХимнефтемаш, 1991.-126 с.

42. Manufacturer of industrial, process and specialty gases Электронный ресурс. / Praxair Inc. Электрон, дан. Danbury, [2007].- Режим доступа: http://www.praxair.com/ - Загл. с экрана.

43. Установка для газопламенного напыления порошковых материалов / Б. И. Максимович // Автоматическая сварка.- 1984.- № 3.- С. 7475.

44. Бурякин, А. В. Совершенствование оборудования для газотермического нанесения покрытий / А. В. Бурякин // Сварочное производство.-2004.- №5.-С. 30-33.

45. Deutscher Verlag für Schweißtechnik, К. Smolka, Thermisches Spritzen Ein Leitfaden für den Praktiker, Düsseldorf, 1985.

46. ГОСТ 11966-78 Аппараты для нанесения покрытий по способу газотермического напыления. Типы и основные параметры.

47. Особенности процессов высокоскоростного газопламенного напыления / JI. X. Балдаев Н. Г. и др. // Сварочное производство. 2003. -№5.-С 43-46.

48. Синолицин, Э. К Особенности применения модифицированных струй для газопламенного напыления / Э. К Синолицин // Сварочное производство. 2004. - №9. - С. 40-42.

49. Горение в сверхзвуковом потоке/ Баев В.К. и др.. -Новосибирск: Изд-во Наука, 1984. 304с.

50. Технологические особенности нанесения покрытий методом HVOF на элементы газотурбинных двигателей / В.А. Фролов и др. // Сварочное производство. 2003. - №11. - С. 23-30.

51. Евсеев, Г. Б. Оборудование и технология газопламенной обработки металлов и неметаллических материалов: учебник для студентов вузов / Г. Б. Евсеев, Д. JI. Глизманенко. М.: Машиностроение, 1974.- 312 е.: ил.

52. Петров, Г. JI. Технология и оборудование газопламенной обработки металлов: учебник для машиностроительных техникумов / Г. JT. Петров, Н. Г. Буров, В. Р. Абрамович. JL: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.-277 е.: ил.

53. Машины, установки и аппараты для газопламенной обработки металлов : каталог.— М. : ЦИНТИХимнефтемаш, 1982.— 25 с.

54. Линник В. А. Современная техника газотермического нанесения покрытий / В. А. Линник, П. Ю. Пекшев.- М.: Машиностроение, 1985.- 128с.

55. Газосварочное оборудование, оборудование резки металла, газовые редукторы Электронный ресурс. / ОАО «Барнаульский аппаратурно-механический завод». Электрон, дан. Барнаул., [2008].- Режим доступа: http://www.bamz.su/ru/catalog/ - Загл. с экрана.

56. Установка порошковая термораспылительная УПТР-1-78- М: Проспект.; Минск : Ин-т проблем надежности и долговечности машин АН БССР, 1981.—8 с.

57. Установка для газопламенного напыления порошковых материалов / Б. И. Максимович и др. // Автоматическая сварка.- 1984.- № 3.-С. 74-75.

58. Société Nouvelle de Metallisation Industries S.N.M.I. JET P.M.R. Metalspraying gun. (P- 103) e- E.D.I.

59. Пастушенко Ю.И. Состояние и тенденции развития устройств управления газопламенной сваркой//Автоматическая сварка. -1984.-№2.-С.57-63

60. Газотермические покрытия из порошковых материалов: справочник / Е. Н. Ардатовская и др..- Киев: Изд-во Наукова думка, 1987.-544с.

61. ГОСТ 5457-75. Ацетилен растворенный и газообразный технический. Технические условия.

62. ГОСТ Р 52087-2003. Газы углеводородные сжиженные топливные. Технические условия.

63. ГОСТ 5583-78. Кислород газообразный технический и медицинский. Технические условия.

64. Состояние и тенденции развития зарубежных систем цифрового программного управления сварочным процессом / Г. А. Спыну и др. //Автоматическая сварка.-1974.- №2.-С.57-64.

65. Харламов, О. А. Экономика применения защитных и упрочняющих покрытий / О. А. Харламов // Вестник машиностроения.- 1982.-№7.-С. 62-64.

66. Шевкопляс, Б. В. Микропроцессорные структуры. Инженерные решения: справочник / Б. М. Шевкопляс. 2-е изд. перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1990. - 512с.: ил.

67. Предко, М. Руководство по микроконтроллерам: в 2-х т. / М. Предко. М.: Постмаркет, 2001. - Т. 1.-416 с.

68. Белов, А. В. Самоучитель по микропроцессорной техни / А. В. Белов.- СПб.: Наука и Техника, 2003 224 с: ил.

69. Гёлль П. Электронные устройства с программируемыми компонентами / П. Гелль М.: ДМК Пресс, 2001.- 176 с: ил.

70. Трамперт, В. Измерение, управление и регулирование с помощью АУЯ микроконтроллеров / В. Трамперт. Киев.: "МК-Пресс", 2006. - 208 с: ил.

71. Разработка технологической аппаратуры для сверхзвуковой газопорошковой наплавки / М. В.Радченко и др. // Обработка металлов. -2007.-№1.- С. 16-18.

72. Бобров, Г. В. Нанесение неорганических покрытий (теория, технология, оборудование): учеб. пособие для студентов вузов / Г. В. Бобров, А. А. Ильин- М.: Интермет Инжиниринг, 2004. 624 е.: ил.

73. ГОСТ 21448-75. Порошки из сплавов для наплавки. Технические условия.

74. Гольцман, В. А. Приборы контроля и средства автоматики тепловых процессов: учеб. для сред. проф.-техн. училищ / В. А. Голылман. -2-е изд., перераб. и доп. М.: Высш. школа, 1980. - 255 е.: ил.

75. ГОСТ 13045-81. Ротаметры. Общие технические условия.

76. ГОСТ 8.122-99. ГСИ. Ротаметры. Методика поверки.

77. Межгосударственный стандарт ГОСТ 12.4.217-2001. Средства индивидуальной защиты от радиоактивных веществ и ионизирующего излучения. Требования и методы испытания.

78. Рыкалин, Н. Н. Расчеты тепловых процессов при сварке. Государственное научно-техническое изд-во машиностроительной литературы / Н. Н. Рыкалин.- М., 1951. -298 с.

79. Теория сварочных процессов: учебник для вузов по спец. «Оборуд. и технология сврочн. пр-ва» / В.Н. Волченко, В. М. и др. М., 2006.

80. Теория сварочных процессов (с элементами физической химии) / Г. JI. Петров, А. С. Тумарев. М.: Изд-во Высш.шк., 1967. -388 е.: ил.

81. Линевес, Ф. Измерение температур в технике: справочник / Ф. Линевес.- М.: Металлургия, 1980. 544 с.

82. ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.

83. ГОСТ 1790-77 Проволока из сплавов хромель, алюмель, копель и константан для термоэлектродов термоэлектрических преобразователей. Технические условия.

84. ТРМ 202. Измеритель-регулятор двухканальный. Руководство по эксплуатации.

85. Куо, Б. Теория и проектирование цифровых систем управлении / Б. Куо. М.: Машиностроение, 1986. - 448 е.: ил.

86. Микропроцессорные системы автоматического управления/ В. А. Бесекерский и др.; под общ. ред. В. А. Бесекерского. Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. - 365 с.

87. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский и др. СПб.: Изд-во «Профессия», 2003. - 752 с .

88. Синтез дискретных САУ электропривода: учеб. пособие / Т. Б. Радченко и др.; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлгГТУ, 2003. 43 с.

89. ГОСТ Р 52219-2004. Системы управления автоматические для газовых горелок и аппаратов. Общие технические требования и методы испытания.

90. Радченко, М.В. Комплексные методы исследований в технологии и материаловедении защитных покрытий: учебное пособие / М. В.Радченко В. Г.Радченко, Ю. О. Шевцов; Алт. гос. техн. ун-т им. И. И. Ползунова.- Барнаул: Изд-во АлтГТУ, 1995. 56 с.

91. Лаборатория металлографии / Е.В. Панченко, Ю.А. Скаков, Б.И. Кример. М.: Металлургия, 1972. - 240 с.

92. ГОСТ 9.302 79. Единая система защиты от коррозии и старения. Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Правила приемки и методы контроля.

93. Коваленко, В. С. Металлографические реактивы: справочное издание / B.C. Коваленко. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1981. - 120 с.

94. Справочник по металлографическому травлению / под ред. М. Беккерт, X. Клемм.- М.: Металлургия, 1979.- 336 с.

95. ГОСТ 7513-75. Объект микрометры. Технические условия.

96. ГОСТ 9450 76. Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников.

97. Хрущев М.М. Абразивное изнашивание / Хрущев М.М., М.А Бабичев. М.: Наука, 1970.- 252 с.

98. ГОСТ 17367-71. Металлы. Метод испытания на абразивное изнашивание при трении о жестко закрепленные абразивные частицы.

99. Борисов, М.В Ускоренные испытания машин на износостойкость как основа повышения их качества / М.В. Борисов, И.А. Павлов, В.И. Постников. М.: Изд-во стандартов, 1976. - 352 с.

100. Sulzer Metco Электронный ресурс. / Sulzer Metco Ltd. Электрон, дан. Danbury, [2008].- Режим доступа: http://www.sulzermetco.com/ - Загл. с экрана.

101. Павлов А. А. Основы системного анализа и проектирования АСУ / А. А. Павлов, С. Н. Гриша, В. Н. Томашевский. М.: Изд-во Высшая школа, 1991.-367 с.

102. Информатика: учебник/ Б. В. Соболь и др. изд. 3-е, доп. и перераб. - Ростов н/Д: Феникс, 2007. - 446 с.

103. Иванов, Ю. И. Микропроцессорные устройства систем управления / Ю. И. Иванов, В. Л. Югай. Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2005.- 133 с.

104. ГОСТ 19.701-90 ЕСКД. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем. Условные обозначения и правила выполнения.

105. ГОСТ 8856-72 Аппаратура для газопламенной обработки. Давление горючих газов.

106. ГОСТ 1077-79 Горелки однопламенные универсальные для ацетилено-кислородной сварки, пайки и подогрева. Типы, основные параметры и размеры и общие технические требования.

107. ГОСТ 13861-89 Редукторы для газопламенной обработки. Общие технические условия.

108. Баранов, В. И. Применение микроконтроллеров AVR: схемы, алгоритмы, программы / В. Н. Баранов. М.: Издательский дом «Додэка -XXI», 2004.-288 с.:ил.

109. Евстифеев, А. В. Микроконтроллеры AVR семейства Tiny и Mega фирмы «Atmel» / А. В. Евстифеев. М.: Издательский дом «Додэка - XXI», 2004. - 560 с.

110. Элточприбор. Регуляторы расхода газа и давления Электронный ресурс. / ОАО «Элточприбор». Электрон, дан. М., [2006].- Режим доступа: http://eltochpribor.ru/ - Загл. с экрана.

111. Измерители и регуляторы газовых сред Электронный ресурс. /БЛМ Синержи. Электрон, дан. М., [2006].- Режим доступа: http://www.blms.ru/izmeriteliiregulyatory- Загл. с экрана.

112. РАСХОД Электронный ресурс. /ООО "Сигм плюс инжиниринг". Электрон, дан. М., [2005].- Режим доступа: http://www.massflow.ru/ - Загл. с экрана.

113. Розанов, Ю. К. Основы силовой электроники / Ю. К. Розанов. -М.: Энергоатомиздат, 1992. 296 е.: ил.

114. Кенио, Т. Шаговые двигатели и их микропроцессорные системы управления / Т. Кенио. М.: Энергоатомиздат, 1987. - 200 е.: ил.

115. Исмаилов, Ш. Ю. Автоматические системы и приборы с шаговыми двигателями / Ш. Ю. Измаилов. М.: Энергия, 1968. - 136 е.: ил.

116. Управление шаговыми двигателями Электронный ресурс./ ЗАО «Меджик Системе» СПб., [2005] Режим доступа: http://www.stepmotor.ru/ -Загл. с экрана.

117. ГОСТ Р 50402-92 Устройства предохранительные для горючих газов и кислорода или сжатого воздуха, используемые при газовой сварке, резке и аналогичных процессах. Основные понятия, общие технические требования и методы испытаний.