Использование композиций

166. Бугай Д. Е., Лаптев А. Б., Эйдемиллер Ю. Н., Селимое Ф. А, Нечаева О. Е., Габитов А. И., Рахманкулов Д. Л. Использование комплексных солей переходных металлов в качестве ингибиторов сероводородной коррозии сталей // Тез. докл. 10-й Всерос. конф. по химическим реактивам, Москва-Уфа, 1997.— С. 94.

Известны несколько групп средств защиты от коррозии: масла, смазки, осушители, инертные газы, ингибиторы, пленочные покрытия (снимаемые или смываемые). Они обеспечивают различные возможности защиты и сроки хранения. Поэтому в технические условия на поставку оборудования должны включаться сроки его сохранности с учетом требований соответствующих ГОСТов. Все средства консервации, имеющие практическое применение, обладают определенными преимуществами и недостатками. Одни эффективны на короткое время, другие обеспечивают сохранность длительное время, но сложны в нанесении и т. д. Наиболее эффективным способом защиты от коррозии компрессорных машин (и другого оборудования) следует признать использование комплексных средств — смазок в сочетании с осушением (или ингибитированием) с применением внутренней упаковки или созданием инертных атмосфер.

Подведем итог сказанному. Выбор расчетной модели упругой среды зависит от того, какова реальная зависимость модуля С о ((а) и коэффициента потерь ц((л) от частоты. Если она имеет вид, близкий к (7.9) — (7.12), в качестве расчетной модели удобно использовать соединения идеальных пружин и вязких демпферов, изображенные на рис. 7.2. В этом случае правомерно получать решения волновых уравнений с произвольной, в том числе и случайной, правой частью. Если реальные зависимости С о (а) и т] (и) не могут быть удовлетворительно описаны функ* циями вида (7.9) — (7.12), то применяются аналогичные модели, но с частотно зависимым вязким трением. В частности, если т]((в) = const, наиболее удобным для расчетов представляется использование комплексных моделей упругости и соответствующих волновых уравнений с комплексными коэффициентами. Следует иметь в виду, однако, что такие модели верны, вообще говоря, только для гармонического движения. Отметим также, что если среда имеет сложную зависимость ri(co), но рассматривается в узкой полосе частот, то в качестве ее расчетной модели можно использовать одну из моделей с вязким трением (см. рис. 7.2), например модель Фохта.

Векторный характер G * допускает использование комплексных переменных для описания модуля сдвига, чем часто пользуются. На фиг. 5.29 иллюстрируются тригонометрическое и комплексное представления изменения напряжения и деформации при заданной частоте.

Для того чтобы использование комплексных расчетов было эффективным по сравнению с уже имеющимися библиотеками программ расчета отдельных деталей, комплексные расчеты должны: 1) охватывать достаточно широкий круг вопросов, в пределе — все вопросы, связанные с каким-либо узлом; 2) обеспечивать получение интегральных характеристик узла, определение которых невозможно при использовании отдельных программ; 3) содержать анализ результатов счета, а также предусматривать возможность изменения хода расчета в зависимости от результатов этого анализа; 4) предусматривать существенное уменьшение затрат ручного труда при заполнении бланков исходных данных и при обработке результатов по сравнению с использованием отдельных программ.

195. R i p i a n u А. Использование комплексных чисел в кинематике плоского движения. Доказательство теоремы подобия при помощи комплексных чисел. Lucrari stiint Inst. politehn. Cluj., 1959.

Использование комплексных боро-стеклонитей позволяет в несколько раз повысить производительность процесса намотки н сократить общую продолжительность технологического цикла изготовления материала, но при этом увеличивается толщина монослоя и несколько уменьшается содержание борного волокна в композиционном материале, что вызывает незначительное снижение его упруго-прочностных свойств (см. табл. 145), В зависимости от температуры эксплуатации изделий указанные наполнители сочетают с модифицирован ныМЯ

Необходимо отметить, что использование комплексных критериев и выявление запретных зон для них, определяемых на основе экспериментального исследования самых различных механизмов, позволяет уточнить допустимую область диагностических параметров и для новых механизмов и предотвратить этим поломки механизмов при их сертификационных и диагностических испытаниях.

В первом случае измеряют амплитуды импульсов или их энергию и по ним оценивают степень опасности дефекта. Во втором случае измеряют суммарную АЭ (либо число импульсов), скорость счета (либо активность). Возможно использование комплексных показателей, включающих те и другие системы параметров. Все эти показатели сводят в систему классификации источников АЭ. Каждому классу соответствуют свой набор и величины параметров АЭ. Для классификации источников АЭ используют следующие параметры сигналов: суммарный счет, число импульсов, амплитуда (амплитудное распределение), энергия (либо энергетический параметр), скорость счета, активность, концентрация источников АЭ. В систему классификации также входят параметры нагружения контролируемого объекта и время.

В литературе в настоящее время достаточно подробно освещены основные результаты решений краевых задач для линейно-упругих тел [79, 90, 191]. Наиболее эффективным способом решения краевых задач для линейно-упругих тел с трещинами явилось использование комплексных функций напряжений, развитых в работах Мусхелишви-ли и Вестергарда [79, 341].

Использование комплексных боро-стгклонитей позволяет в несколько раз повысить производительность процесса намотки и сократить общую продолжительность технологического цикла изготовления материала, но при этом увеличивается толщина монослоя и несколько уменьшается содержание борного волокна в композиционном материале, что вызывает незначительное снижение его упруго-Прочностных свойств (см. табл. 145), В зависимости от температуры эксплуатации изделий указанные наполнители сочетают с модифицированными

Лучше всего использовать потенциальные возможности композиционных материалов, если начать с предэскизной проработки. Так как для вывода одного килограмма полезной нагрузки на окололунную орбиту требуется почти 600 кг конструкций и топлива, а для вывода на околоземную орбиту — около 100 кг, то существенное облегчение верхних ступеней приводит к соответствующему облегчению нижних. Если использование композиций в верхней ступени позволит сократить число или размер нижних ступеней, размер силовой установки или количество топлива, то тем самым создаются условия для удешевления системы в целом.

Требуется ли снижение массы? Как свидетельствует опыт прошлого, масса конструкции быстро растет по мере того, как идет детальная проработка. Вскоре приходится применять серьезные меры для снижения массы, и по мере того, как она приближается к предельным возможностям силовой установки (или превосходит их), заново прорабатывать многое. Если же увеличение массы не влияет серьезно на полезную нагрузку или эксплуатационную характеристику, то шансы на использование композиций весьма малы.

Можно ли практически снизить массу? Опыт разработки космических кораблей свидетельствует, что во многих случаях использование композиций не приводит к облегчению конструкции. В 1968 г. был специально проведен анализ конструкции командного модуля «Апполона», чтобы выявить места, где композиции помогли бы снизить массу. Модуль в целом весил около 3 т, однако меньше 100 кг можно было бы успешно заменить на детали из композиций. Действительно, около 680 кг из этой массы приходится на разрушающееся покрытие. Около 450 кг — это ненесущие конструкции, где используется алюминий минимальной толщины, к которому не предъявляется особых требований по прочности и жесткости. Около 90 кг весят затворы и механизмы, от материалов которых требуются высокая твердость поверхности, ударная вязкость и изотропность, присущие металлам. Значительная часть массы приходится на тепловой экран из коррозионно-стойкой стали (в то время такая сталь превосходила по теплостойкости композиционные материалы). Другую большую долю составляла внутренняя оболочка, образующая кабину, высокую степень герметичности которой могла обеспечить только сварка. Из оставшегося существенную долю составляла клееная слоистая

Много внимания уделяется в настоящее время полной стоимости системы с учетом срока ее службы. Сюда входят не только капитальные затраты, но и эксплуатационные расходы, включая топливо, ремонт, обслуживание, запасные части, инспекцию, перемонтаж, уязвимость, размер флота (парка) и т. д. Хотя параметрические исследования часто указывают, что использование композиций может повысить экономическую эффективность системы, однако опытных данных еще недостаточно.

Предполагается, что использование композиций будет осторожным. Решающими факторами могут оказаться цена, безопасность и надежность, а также масса. В связи с ограниченным размером финансирования «Шатла» бблыпую часть несущих конструкций планируется изготовить из алюминия. В узлах, работающих в диапазоне 170—340° С, предполагается использовать титан.

Брус успешно выдержал расчетные нагрузки: 30 000 кгс в осевом направлении и 13 600 кгс в вертикальном направлении. Использование композиций сократило прогиб бруса наполовину и повысило частоту собственных колебаний бруса на 26%. Хотя прямое использование этого бруса не планируется, результаты его испытаний свидетельствуют о возможности применения подобных конструкций в ракетах-носителях.

Советскими и зарубежными исследователями показана принципиальная возможность существенного уменьшения взаимодействия путем легирования матриц. Кардинальным решением этой задачи является создание специальных матриц, которые обладали бы не только меньшей реакционной способностью по сравнению с существующими матричными сплавами, но и одновременно имели бы меньшую плотность. Последнее связано с тем, что существенная жаропрочность никелевых композиций, армированных вольфрамовыми волокнами, достигается в том случае, когда объемное содержание последних составляет 40—60 об. %. Это естественно, вызывает значительное повышение плотности и снижение удельной жаропрочности, что накладывает ограничение на использование композиций в некоторых конструкциях.

Большой вклад в этот процесс вносят не только работники научно-исследовательских и специализированных организаций, но и теплоэнергетики и химики энергетических систем. В качестве примера можно указать на использование растворов композиций для локальных очисток по упрощенной технологии вместо монорастворов ком-плексонов (см. гл. 8), а также на использование композиций для очисток «на ходу» вместо монорастворов комплексонов (см. § 12-7).

ложения, варьируя составом компонентов и их соотношением. Малая коррозионная агрессивность композиций с комплексонами в употребительных концентрациях с использованием ингибиторов делает число промывок для одного котлоагрегата неограниченным. Композиции применимы для любых конструкционных материалов, в том числе и для аустенитных нержавеющих сталей. Большие преимущества имеют композиции с комплексонами для эксплуатационных очисток прямоточных котлов. Прямоточные котлы докритических параметров по существу своей работы неизбежно имеют отложения в основном в пределах переходной зоны. Периодические (3—6 раз в год) водно-паровые промывки не удаляют из котла нерастворимые в воде соединения, которые, накапливаясь, приводят к необходимости кислотных промывок. В сравнении с минеральными кислотами композиции с комплексонами имеют большие преимущества для таких промывок, особенно если проводить эти очистки по растопочной схеМе «отла б'ез монтажа специальных промывочных схем с использованием для организации циркуляции питательного насоса котла.

12-4. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПОЗИЦИЙ

Использование композиций на основе комплексонов для предпусковой очистки маслосистем позволило сократить время на монтаж и демонтаж промывочных схем, улучшить качество промывки.