Разработка энерго- и ресурсосберегающих методов плазменной обработки труб

• Автор: Дмитриев, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 05.09.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА ПЕРВАЯ. АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ ОТВЕТСТВЕННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
1.1. Технологические применения и зависимость качества обработки изделий от параметров плазмообразующей среды

1.2. Математическое описание плазменного разряда и процессов обработки в нем

1.3. Конструкции плазмотронов и системы их автоматического управления

1.4. Использование методов математической статистики для корректировки процессов обработки изделий

1.5. Выводы по первой главе

ГЛАВА ВТОРАЯ. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ПЛАЗМЕННОГО РАЗРЯДА КАК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АГЕНТА

2.1. Расчет распределения температуры по оси плазменной струи

2.2. Расчет распределения скоростей плазменной струи

2.3. Математическое описание процессов оплавления металлического цилиндра в плазме
2.4. Расчет процесса переработки порошковых материалов в плазме .
2.5. Выводы по второй главе
ГЛАВА ТРЕТЬЯ. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ПРОВЕРКА ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ СТРУИ С РАЗРАБОТКОЙ ОДНОПАРАМЕТРАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВЫСОКО ТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ТРУБ
3.1.Экспериментальное исследование зависимости технологической температуры вдоль плазменной струи от мощности, типа и расхода плазмообразующего газа
3.2. Разработка метода и структуры однопараметрального экспоненциального прогнозирования хода процесса плазменной обработки по температуре
3.3. Разработка авторегрессионного метода энерго- и ресурсосберегающего совершенствования процесса плазменной обработки труб
3.4. Контроль качества процесса плазменной обработки особо точных цилиндрических изделий по критерию серий
3.5. Выводы по третьей главе
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ. РАЗРАБОТКА КОМПЬЮТЕРНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ МЕТОДОВ РЕСУРСО- И ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ СЛОЖНОЛЕГИРОВАННЫХ ТРУБ С ПРАКТИЧЕСКИМИ ПРИМЕРАМИ РЕАЛИЗАЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ
4.1.Разработка метода связно-статистического управления плазменной обработкой высоко точных трубных изделий с компенсацией неучтенных накапливающихся ошибок
4.2.Разработка компьютерно-ориентированных методов особо точного фазового контроля режимов работы плазменных АЭТУ на переменном токе
4.3. Результаты внедрения проведенных исследований и распространение разработанных методов на смежные области электротехнологии
4.4. Выводы по четвертой главе
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
В современных условиях энерго- и ресурсосберегающего, малозатратного, децентрализованного хозяйствования [ 1 ] резко возросла роль высоких технологий, к которым следует отнести и плазменную обработку цилиндрических изделий, работающих в тяжелых условиях у потребителя. Потребители рассматриваемого в настоящей работе объекта исследования - трубы, относятся к различным отраслям народного хозяйства: нефтяной и газовой, авиа- и космической, энергетической и атомной промышленности, судо-, автомобиле- и другим видам машиностроения и т.п. Проблема выживания указанных отраслей из-за резко ограниченного финансирования в последнее десятилетие переходного в рынок периода решается, главным образом, путем разработки принципиально новых подходов, ориентированных на их реализацию с применением микропроцессорной техники большого быстродействия при обновлении идеологии управления процессами, и самих плазменных АЭТУ.
Результаты настоящих исследований по использованию плазменного и вакуумного-плазменного дугового разряда при обработке трубных изделий, в том числе при реализации особо точных и комплексных технологий, являются составной частью работ, проводимых в производственном предприятии «Промэнерго», являющемся коллективным членом Академии электротехнических наук РФ, на заводах-заказчиках, прежде всего в г. Электросталь и в других организациях типа Инжиниринговой нефтегазовой компании - Всесоюзного научно-исследовательского института по строительству и эксплуатации трубопроводов объектов ТЭК ( АО ВНИИСТ ) г. Москва, окружного государственного унитарного предприятия «Управление по строительству газопроводов и газификации Ямало-Ненецкого автономного округа» , г. Салехард , муниципального унитарного предприятия «ЮГО-ВОСТОК-СЕРВИС» г. Москва , НПО «ЭНЕРГОТЕРМ»,
Наиболее просто задача прогнозирования по одной существенной технологической характеристической выборке, например, среднемассовой (эффективной) температуре может быть решена экспоненциальным методом, когда по контролируемой выборке определяют направление по знаку показателя специально сформированной экспоненты, а также скорость развития прогнозируемого процесса в зависимости от абсолютной величины выше упомянутого показателя при основании е .
Более сложный и дорогой по реализации метод статистической ресурсо- и энергосберегающей коррекции по множеству контролируемых факторов основан на теореме Байеса связно-статистического управления с построением блок-схемы на принципе фильтра Калмана.
Неотъемлимой частью статистических методов совершенствования режимов работы сложных со многими изменяющимися параметрами существенно нелинейных с вероятностной природой нагрузки таких энергетических объектов, как плазменно-дуговые АЭТУ, является проверка гипотез, в частности проверка нормальности закона распределения контролируемых колебаний электрического тока.
На основе такой проверки визуально (маркером) или звуковым сигналом отмечается место в плазменно-обрабатываемом большом объекте с распределенным пространством обработки, или бракуется часть партии в серии мелкоштучных обрабатываемых в плазменной АЭТУ изделий, где проверка гипотез показала явно не равновероятностный характер колебаний контролируемой характеристики, например, отклонение выше допустимого заданного процента риска обработки.
Различные методы нахождения доверительных интервалов и проверки гипотез при допущении аппроксимирующей функции нормального распределения колебаний тока в соответствии с выражением Гаусса: