Немаловажными в трубопроводных системах являются трубопроводные арматуры, к которым относятся поворотные обратные затворы (далее ПОЗ). Основная функция данного конструктивного элемента - предотвращение аварийных ситуаций в трубопроводных системах. Принцип работы основан на закрытии запорного устройства в случае изменения направления потока транспортируемой среды. Это обеспечивает надежное управление потоком и предотвращение обратного потока среды в трубопроводе. ПОЗ обеспечивают надежность, герметичность и безопасную эксплуатацию систем, а также долговечность с учетом требований безопасности. В статье рассматривается проектирование и расчёт поворотных обратных затворов. Целью разработки такого модельного ряда является создание долговечной и надёжной конструкции, которая сможет обеспечить во время всего срока службы безопасную эксплуатацию на производстве с различными параметрами рабочей среды. Для подтверждения параметров надёжности и работоспобности конструкции проведён прочностной расчёт поворотных обратных затворов. В результате числового моделирования всех разработанных обратных затворов, рассчитанные показатели позволяют дать затворам положительную оценку и подтверждают соответствие техническим требованиям.

Ключевые слова: поворотный обратный затвор, моделирование, математическое моделирование, метод конечных элементов, расчёт показателей надёжности

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.6 - Гидротехническое строительство, гидравлика и инженерная гидрология (технические науки)

Ресурс запорной арматуры, эксплуатируемой на участках опасных производственных объектов со сверхвысокими параметрами рабочей среды, во многом ограничивается износостойкостью контактных поверхностей. В связи с этим, для повышения долговечности контактных поверхностей используют технологические приемы для модификации поверхности и используют специальные функциональные покрытия. Разработка и выбор новых функциональных покрытий неразрывно связаны с их сравнительным исследованием на основе определения наиболее значимых характеристик путем проведения испытаний. Целью настоящей работы является аналитический обзор наиболее распространенных методов проведения испытаний для оценки характеристик многокомпонентных нанокомпозитных покрытий, наносимых на контактные поверхности запорной арматуры для повышения её износостойкости. По результатам проведенного аналитического обзора даны рекомендации по проведению испытаний многокомпонентных нанокомпозитных покрытий.

Ключевые слова: трубопроводная арматура, функциональные покрытия, методы испытаний, ресурс, износ, трение, твердость, коррозия, трибология

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.5.10 - Гидравлические машины, вакуумная, компрессорная техника, гидро- и пневмосистемы

Трубопроводная арматура, являющаяся одним из основных элементов любого типа трубопроводных сетей, бывает различного назначения: запорная, обратная, предохранительная, регулирующая, разделительная, отключающая и т.д. В целях контроля работоспособности данного элемента необходимо в установленном порядке проводить различные испытания, к основным из которых относят пневматические. Данное исследование посвящено разработке оборудования для внутризаводских пневматических испытаний поворотных обратных затворов для трубопроводных систем опасных производственных объектов со сверхвысокими параметрами рабочей среды. Для данной конструкции установки было проведено моделирование напряженно-деформированного состояния элементов установки, а также газодинамический расчет испытательного контура установки.

Ключевые слова: поворотный обратный затвор, трубопроводная арматура, трубопроводная система, математическое моделирование, метод конечных-элементов, прочностной анализ, напряжённо-деформированное состояние, вычислительная гидрогазодинамика, пневматические испытания

2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами , 2.5.10 - Гидравлические машины, вакуумная, компрессорная техника, гидро- и пневмосистемы

Рост глобальной экономики и активное развитие промышленности ограничены среди прочего возможностями существующей техники. При этом потенциал улучшения функциональных характеристик классических материалов практически исчерпан, а широкое применение новых композиционных материалов и высокоэнтальпийных сплавов ограничено высокой стоимостью и сложностью технологического процесса их изготовления и обработки. Таким образом, актуален вопрос разработки технологий и оборудования для модификации поверхностного слоя и создания многокомпонентных покрытий специального назначения, в том числе нанокомпозитных. В статье приводятся результаты исследования, посвященного созданию установки для нанесения подобных покрытий методом плазменного напыления. Одним из ключевых элементов конструкции установки является вакуумная камера, корпус которой в процессе эксплуатации подвергается интенсивному термическому нагружению. Для сокращения затрат материальных и временных ресурсы на этапе проектирования и экспериментальной отработки было проведено моделирование температурного состояния корпуса камеры, за счет которого удалось исключить из рассмотрения нерелевантные варианты системы охлаждения. Результаты моделирования подтверждают работоспособность системы охлаждения корпуса вакуумной камеры в условиях эксплуатации. Определены следующие рабочие параметры системы: давление на входе составляет 0,6 МПа, расход воды – 2 л/с, а среднемассовая температура воды на выходе – около 40°C.

Ключевые слова: плазменное напыление, моделирование температурного состояния, вакуумная камера, система охлаждения

01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В связи с постоянным развитием сферы производства, появлением новых конструкционных материалов и нарастающими темпами потребления невозобновляемых ресурсов актуальной является задача разработки средств повышения ресурса техники. Одним из приоритетных направлений в данном ключе становится разработка и внедрение технологий создания покрытий специального назначения, улучшающих функциональные характеристики изделий, в частности, ударную прочность, микротвердость, стойкость износу, коррозии и другим факторам внешней среды за счет модификации структурно-фазового состояния поверхностного слоя. В работе рассматриваются вопросы создания установки по нанесению многокомпонентных нанокомпозитных покрытий. Проектирование и отработка подобной техники требует значительных затрат временных и материальных ресурсов. В связи с этим целесообразным представляется применение современных программно-вычислительных комплексов, позволяющих проводить моделирование мультифизических процессов, имеющих место при работе установки. Проведено моделирование катодно-анодного узла, на основе результатов которого показана необходимость учета при проектировании блока плазменного напыления физических процессов в межэлектродной области, поскольку ресурс катодно-электродного узла и производительность процесса напыления напрямую зависят от параметров разряда и образующейся плазменной струи. Так, высокие температура и плотность тока, а также скачкообразный характер перемещения пятна дуги приводят к повышенному износу и выходу из строя медных сопел.

Ключевые слова: плазменное напыление, многокомпонентные нанокомпозитные покрытия, мультифизические процессы, математическое моделирование