Печать

Проблеми ресурсу i безпеки експлуатації конструкций, споруд та машин (2015)

Цільова комплексна програма НАН України. Проблеми ресурсу i безпеки експлуатації конструкций, споруд та машин
К.: IE3 ім. Є. О. Патона НАНУ, 2015. — 816 с.
інтернет-видання, 200x290 мм.

До збірника ввійшли статті, які підготовлені за результатами цільової комплексної програми НАН України «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин», отриманими впродовж 2013—2015 рр., до реалізації якої було залучені інститути НАН України. Мета програми – розробка методологічних основ прогнозування залишкового ресурсу конструкцій, створення методів, технічних засобів і технологій для оцінки технічного стану та подовження термінів експлуатації техногенно та екологічно небезпечних об’єктів.
Для наукових співробітників, інженерів, студентів старших курсів, зайнятих розробкою та експлуатацією конструкцій, споруд та машин.

ЗМІСТ

Передмова ... 9

Розділ 1. Розробка методологічних основ оцінки і подовження ресурсу конструктивних елементів об'єктів підвищеної небезпеки та авіакосмічної техніки (керівник розділу – чл.-кор. НАН України В.В. Харченко) ... 11

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

Розділ 2. Розробка методів і нових технічних засобів неруйнівного контролю та діагностики стану матеріалів і виробів тривалої експлуатації (керівник розділу – академік НАН України З.Т. Назарчук) ... 113

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

Розділ 3. Розробка методів захисту від корозії елементів конструкцій об'єктів тривалої експлуатації (керівник розділу – чл.-кор. НАН України В.І. Похмурський) ... 183

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

Розділ 4. Розробка ефективних методів оцінки та продовження ресурсу об’єктів атомної енергетики (керівник розділу – академік НАН України І.М. Неклюдов) ... 229

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

Розділ 5. Підвищення надійності та подовження ресурсу енергетичного обладнання і систем (керівник розділу – академік НАН України А.А. Долінський) ... 367

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список докладов)

Розділ 6. Створення систем моніторингу технічного стану трубопроводів і об'єктів газо- та нафтопереробної промисловості (керівник розділу – чл.-кор. НАН України А.Я. Красовський) ... 455

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список докладов)

Розділ 7. Підвищення надійності та подовження ресурсу мостів, будівельних, промислових і транспортних конструкцій (керівник розділу – академік НАН України Л.М. Лобанов) ... 539

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список докладов)

Розділ 8. Розробка технологій ремонту та відновлення елементів конструкцій об'єктів підвищеної небезпеки з метою подовження терміну їх експлуатації (керівник розділу – академік НАН України К.А. Ющенко) ... 679

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

Розділ 9. Підготовка нормативних документів і науково-технічних посібників з питань оцінки ресурсу об'єктів тривалої експлуатації (керівник розділу – академік НАН України В.В. Панасюк) ... 771

( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть список статей)

ПЕРЕДМОВА

У збірнику наведено результати, отримані на четвертому етапі роботи за програмою «Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин» («Ресурс») в 2013–2015 рр. До виконання цієї програми, що складалася з дев'яти розділів і містила 126 проектів, було залучено 25 інститутів 8 відділень НАН України. Частину робіт було присвячено впровадженню результатів попередніх етапів програми у відповідні галузі господарства України та подальшому вдосконаленню моніторингу технічного стану відповідальних об'єктів. У процесі виконання проектів Програми отримано важливі наукові, науково-технічні і практичні результати. Дозвольте представити деякі з них. ( Нажмите, чтобы просмотреть/скрыть продолжение)
Для галузі залізничного транспорту в межах комплексного проекту, що виконуються інститутом чорної металургії, фізикотехнологічним інститутом металів і сплавів та фізико-механічним інститутом, розроблена нова зносостійка сталь для залізничних коліс та методи визначення їх експлуатаційного ресурсу за наявності пошкоджуваності поверхні кочення дефектами типу вищербина. Створено лабораторний металургійний комплекс, який дозволив виготовити дослідні зразки сталі, які по хімічному складу, неметалевим включенням, шкідливим домішкам,параметрам гарячого деформування відповідають вимогам промислового виробництва коліс та відрізняються від базової сталі зменшеним вмістом вуглецю та застосуванням технологій дисперсійного нітридного та твердо розчинного зміцнення марганцем та кремнієм. Прогнозується суттєве підвищення експлуатаційного ресурсу і надійності коліс. Фахівцями фізико-технологічного інституту металів і сплавів доведено, що підвищення ресурсу сильно-струмового ковзаючого контакту базується на застосуванні вставок на основі міді з легуючими добавками заліза, хрому і вуглецю,які забезпечують підвищені трибологічні властивості при меншому зносі контактного дроту. Створено технологічне обладнання, виготовлені дослідні зразки вставок і проведені дослідження їх властивостей відповідно для потреб Укрзалізниці. Спільно з підприємством, що виготовляє контактні пластини пантографів, розроблені технологічні рекомендації для промислового освоєння виробництва запропонованих контактних деталей, що використовуються на залізничному транспорті.
Інститутом проблем матеріалознавства розроблено технології виготовлення елементів фрикційних пар із порошкових композиційних матеріалів з підвищеним експлуатаційним ресурсом для гальмівних пристроїв рухомого складу залізничного транспорту. Виконано комплекс лабораторних та стендових випробувань фізико-механічних і триботехнічних характеристик отриманих матеріалів системи метал-скло та дослідно-промислова апробація розробленої технології в заводських умовах і розпочата підготовка до їх серійного виробництва.
Створена система керування процесом контактного зварювання оплавленням рейок у стаціонарних і польових умовах, що забезпечує підвищення експлуатаційного ресурсу та надійності залізничних колій. Вона дозволяє виявляти відхилення параметрів й попередити їх вихід за нормативні допуски, що стабілізує процес зварювання і поліпшує якість та довговічність зварних з’єднань. Система пройшла випробування в промислових умовах і впроваджується на рейкозварювальних підприємствах Укрзалізниці.
Створено комплекс технічних засобів для автоматизованої ультразвукової дефектоскопії залізничних рейок із використанням сучасних інформаційних технологій. Розроблено математичне забезпечення мікропроцесорних вузлів та засобів інтерактивної взаємодії оператора з органами управління ультразвукового рейкового дефектоскопа. Проведено комплексне дослідження розроблених механічних і електронних вузлів дефектоскопа на зразках рейок з різними типами дефектів. Створено дослідний зразок автоматизованого ультразвукового дефектоскопа для застосування у колійному господарстві України при виявленні дефектів в рейках залізничної колії. Для галузі трубопровідного транспорту досліджені причини руйнування кільцевих зварних з’єднань магістральних газонафтопроводів. Встановлено, що вони обумовлені наявністю технологічних дефектів через низьку якість складально-зварювальних робіт та експлуатаційних, головним чином, корозійних дефектів. Рівень механічних властивостей металу зварних з’єднань, у тому числі після тривалої експлуатації газонафтопроводів, є достатнім і не може розглядатися в якості причин їх руйнування. Надані рекомендації щодо усунення причин виникнення дефектів та попередження руйнування кільцевих з’єднань під час експлуатації.
Створене перше вітчизняне обладнання для безсканівного низькочастотного ультразвукового контролю стану технологічних трубопроводів та інших протяжних об’єктів. Його суттєвою перевагою є далекодійність і ефективність діагностики протяжних об’єктів у місцях, де інші методи є непридатними. Наприклад, в місцях підземного перетину трубопроводами автошляхів і залізничних колій, проходженні трубопроводів через річки та інші перешкоди. Здійснено випробування та проведено адаптацію розробленої апаратури до застосування у виробничих умовах. Встановлено, що вона забезпечує підвищену чутливість до корозійно-ерозійних пошкоджень та за точністю визначення відстані до дефектів відповідає кращим зарубіжним аналогам.
Інститутом електрозварювання розроблена система безперервного акустико-емісійного моніторингу технічного стану високотемпературних компонентів енергетичного обладнання. Вона дозволяє на основі даних акустоемісії в реальних умовах експлуатації конструктивних елементів визначити передруйнівне навантаження матеріалу у будь-який момент часу і незалежно від терміну напрацювання та коливань температури. Система впроваджена у промислову експлуатацію для моніторингу паропроводів гарячого перегріву пари енергоблоку № 1 Київської ТЕЦ-6. Також проводяться роботи щодо її застосування для безперервного моніторингу барабана котла на Київській ТЕЦ-5.
Створено комплекс технічних заходів для високочастотної та оптико-акустичної діагностики композитних елементів конструкцій авіакосмічної техніки. Комплекс включає надвисокочастотний рефлектометр міліметрового діапазону довжин хвиль, оптико-акустичний інтерференційний корелятор і програмне забезпечення для виявлення у реальному часі розшарувань та інших внутрішніх дефектів у композитах. Проведено дослідження з виявлення дефектів у композитних зразках багатошаруватої та чарункуватої структури. Заплановано випробування розробленого комплексу технічних засобів надвисокочастотної та оптико-акустичної діагностики у виробничих умовах на ДП «Антонов» та КБ «Південне».
Розроблена технологія діагностики методом електронної ширографії елементів авіаційних конструкцій із металевих та композиційних матеріалів. Її ефективність підтверджена дослідженнями як на тестових зразках, так і на натурних елементах обшивки фюзеляжу крила літака тощо. Вона може використовуватись при виробництві конструкцій, а також при їх експлуатації та ремонті. В теперішній час технологія впроваджується для діагностики компонентів авіаційного обладнання на ДП «Антонов». Розроблена гібридна технологія, що поєднує електронно-променеве зварювання та зварювання тертям з перемішуванням для відновлення ресурсу конструкцій авіаційної та космічної техніки з алюмінієвих і магнієвих сплавів. Розроблені типорозмірний ряд інструментів і методологія попередньої обробки тертям з перемішуванням поверхневих шарів, що дозволяє отримати дрібнозернисту структуру сплавів і значно підвищити міцність з’єднань після електронно-променевого зварювання. Гібридна технологія впроваджена на підприємстві «Мотор-Січ». Проблемі оцінювання та продовження ресурсу машин і конструкцій присвячено низку науковотехнічих посібників та нормативних документів.
В цілому за проектами програми одержано багато інших корисних результатів. Ці результати є актуальними і дають підставу вважати за доцільне продовжити роботу з програми на наступному етапі.

Науковий керівник програми академік Б.Є. Патон



Доступен для скачивания ПДФ файл сборника (88Mb)

Проблеми ресурсу i безпеки експлуатації конструкций, споруд та машин 2006, 2009, 2012, 2015