Повышение износостойкости наплавленных покрытий путём выбора рациональных технологических параметров на основе диагностики сверхзвуковых газопорошковых струй

• Автор: Киселев, Вадим Сергеевич
• Шифр специальности: 05.02.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 129 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Анализ газотермических методов нанесения защитных покрытий

1.2 Принцип получения сверхзвуковой газовой струи при наплавке

1.3 Анализ технологий и оборудования для нанесения защитных покрытий методами газопорошкового напыления и наплавки

1.4. Физико-химические свойства сжиженных горючих газов,

используемых в установках для нанесения защитных покрытий

1.5. Материалы, используемые для создания защитных покрытий

1.6. Основные подходы к измерению температуры сверхзвуковых газовых струй
1.7. Постановка цели и задач исследования
2. МЕТОДИКИ И АППАРАТУРА ДИАГНОСТИКИ СВЕРХЗВУКОВЫХ ГАЗОВЫХ СТРУЙ В ПРОЦЕССЕ НАПЛАВКИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
2.1. Оборудование для измерения расхода рабочих газов при
сверхзвуковой газопорошковой наплавке
2.2. Оборудование для измерения температуры сверхзвуковой
газопламенной струи
2.3. Оборудование для регистрации спектра сверхзвуковой струи
2.4. Оборудование для измерения скорости пролета порошковых материалов в газопорошковой струе
2.5. Методы исследования наплавленных покрытий
2.6. Обеспечение достоверности результатов измерения
ВЫВОДЫ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СВЕРХЗВУКОВЫХ ГАЗОВЫХ И ГАЗОПОРОШКОВЫХ СТРУЙ В ПРОЦЕССЕ НАПЛАВКИ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
ЗЛ. Исследования расхода рабочих газов при сверхзвуковой газопорошковой наплавке
3.2. Исследования температуры нагрева сверхзвуковой газовой струи
3.3. Исследования спектра излучения сверхзвуковой газовой струи
3.4. Исследования спектра излучения сверхзвуковой газопорошковой струи
3.5. Исследование распределения частиц порошкового сплава в сверхзвуковой газопорошковой струе
4. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Анализ существующих видов износа деталей насосного оборудования
4.2. Практическая апробация рациональных режимов сверхзвуковой газопорошковой износостойкой наплавки на изнашиваемых поверхностях промышленного изделия
4.3. Предварительные экспериментальные исследования структуры и свойств покрытий, наплавленных на рациональных режимах
4.4. Практическое использование технологии сверхзвуковой газопорошковой наплавки износостойких покрытий на предприятии ООО «Энерготех» (г. Барнаул)
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ГПН - газопорошковая наплавка,
СГП-наплавка - сверхзвуковая газопорошковая наплавка,
атм - атмосфера,
ра,р - время нагрева металла, с,
Енапл. " рабочее расстояние от среза сопла до наплавляемой детали при наплавке, мм,
Енагр. - рабочее расстояние от среза сопла до наплавляемой детали при нагреве металла, мм,
ргп- плотность газопорошкового потока, кол-во частиц/см2 1П - длина сверхзвукового пламени, мм, с1п - диаметр пятна нагрева, мм,
Ь - ширина наплавленного слоя, мм,
Ь - толщина наплавленного слоя, мм,
Ун. - скорость наплавки, м/ч,
(2 - общий расход газов, м3/ч,

нанесения покрытия, практически не используются в отечественных серийно выпускаемых установках для наплавки.
1.4. Физико-химические свойства сжиженных горючих газов, используемых в установках для нанесения защитных покрытий
Природные газы, в частности, используемый в установках для нанесения защитных покрытий пропан-бутан, лишены цвета, запаха и вкуса. Также горючие газы имеют ряд важных показателей: состав, теплота сгорания, плотность, границы взрываемости, температура горения и воспламенения [31].
Горючий газ в своем составе имеет горючие (углеводороды и водород) и негорючие вещества (углекислый газ, кислород, азот и водяной пар) [32].
Теплота сгорания - тепло, выделяемое при полном сгорании 1 м3 газа. Единица измерения теплоты сгорания ккал/м3, кДж/м3 газа. Температура воспламенения - это температура топливовоздушной смеси, при которой смесь загорается самостоятельно, без источника воспламенения. Для природного газа предел не выше 645... 700 °С. Границы взрываемости определяются
процентным содержанием горючего газа в окислителе. Газовая смесь, в которой количество горючего газа доходит до 5% - не горит; 5 - 15% - взрывается; больше 15% - горит при подаче воздуха. При взрыве давление природного газа достигает 0,8-1,0 МПа.
Использование природного газа требует соблюдения техники безопасности по причине возможных утечек в местах присоединения арматуры и через неплотности в соединениях газопровода. Неполное сгорание газовой смеси несет за собой образование токсичного угарного газа СО, который даже при небольших концентрациях приводит к отравлению.
Горение газообразного топлива состоит из ряда физических и химических процессов:
- смешения горючего газа с воздухом;
- подогрева смеси;
- термического разложения горючих компонентов;