По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 621.77 DOI:10.33920/pro-2-2008-02

Методология разработки комбинированного технологического процесса, основанная на модификации свойств и изменении параметра поверхностного слоя

Гадалов В. Н., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск, е-mail: Gadalov-VN@yandex.ru
Филатов Е. А., аспирант, Юго-Западный государственный университет, Курск
Филонович А. В., д-р техн. наук, профессор, Юго-Западный государственный университет, Курск

В работе выявлены информационные взаимосвязи между акустическими характеристиками и параметрами микроструктуры металла. Большое число нормативных документов, отсутствие научной концепции приводят к системным ошибкам при оценке состояния не только длительно работающего металла, но и изделия в целом. Рассмотрена методология разработки комбинированного технологического процесса, основанная на модификации свойств и изменении параметров поверхностного слоя покрытий, с оценкой уровня их эффективности по критериям полезности на базе критериального использования принципов полезности. Анализ технологических мероприятий по коэффициенту полезности и критериальным оценкам подтвердил их эффективность.

Литература:

1. Гилмор, Р. Прикладная теория катастроф: в 2 т. / Р. Гилмор. — Москва: Мир, 1984. — Т. 1. — 350 с., т. 2. — 285 с.

2. Хенли, Э. Дж. Надежность технических систем и оценка риска / Э.Дж. Хенли, Х. Кумамото // Под ред. В.С. Сыромятникова [пер. с англ.]. — Москва: Машиностроение, 1984. — 528 с.

3. Ахназарова, С.Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии / С.Л. Ахназарова, В.В. Кафаров. — Москва: Высшая школа, 1985. — 327 с.

4. Когаев, В.П. Расчеты деталей машин на прочность и долговечность/В.П. Когаев, Н. А. Махутов, А. П. Гусенков. — Москва: Машиностроение, 1985. — 224 с.

5. Гребеник, В. М. Надежность металлургического оборудования (оценка эксплуатационной надежности и долговечности): справочник / В. М. Гребенник, В. К. Цапко. — Москва: Металлургия, 1989. — 592 с.

6. Дэвид А. Марка, Клемент Мак-Гоуэн. Методология структурного анализа и проектирования: пер. с англ. — Москва, 1993. — 240 с.

7. Коралев, В.П. Теоритические основы инженерных расчетов стальных конструкций на коррозионную стойкость и долговечность / В. П. Коралев // Научные труды ДГАСА. Вып. 1. — Макеевка: РИС ОМС ДГАСА, 1995. — 108 с.

8. Вендров, А. М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. — Москва: Argussoft Co, 1999. — 86 с.

9. Братухин, А. Г. CALS-непрерывная информационная поддержка жизненного цикла изделий/А. Г. Братухин, Ю. Б. Давыдов, Ю. С. Елисеев [и др.]. — Москва: Изд-во МАИ, 2000. — 304 с.

10. Кутаков, С. Е. Информационно-аналитические системы магистральных трубопроводов / С. Е. Кутаков. — Москва: СИП РИА, 2002. — 324 с.

11. Смирнов, А.Н. Акустический критерий предельного состояния длительно работающего металла технических устройств опасных производственных объектов / А.Н. Смирнов, В. В. Муравьев, Н.А. Хапонен // Контроль. Диагностика. — 2004. — №5. — С. 19–23.

12. Зайнулин, Р.С. Критерий безопасного разрушения элементов трубопроводных систем с трещинами [Текст] / Р.С. Зайнулин, Е. М. Морозов, А.А. Александров. — Москва: Наука, 2005. — 316 с.

13. Алимов, С. В. Оценка технического состояния и определение сроков безопасности эксплуатации трубопроводов / С. В. Алимов, Б.Н. Антипов, А. В. Захаров [и др.] // Газовая промышленность. — 2009. — №1. — С. 60–61.

14. Игнатенко, В.Э. Применение метода SSRT для оценки влияния состава коррозионной среды на склонность трубной стали Х70 к растрескиванию под напряжением [Текст] / В. Э. Игнатенко, Ю.И. Кузнецов, А. Б. Арабей [и др.] // Коррозия: материалы, защита. — 2011. — №9. — С. 16–25.

15. Гадалов, В.Н. Оптимизация технического обслуживания оборудования и снижение технологического риска / В.Н. Гадалов, О.Н. Болдырева // Технология машиностроения. — 2011. — №1. — С. 39–41.

16. Белецкая, С.Ю. Преобразование оптимизационных моделей при проектировании производственных систем / С. Ю. Белецкая, В.Н. Гадалов, Н. В. Боковая [и др.] // Труды ГОСНИТИ. — 2013. — Т. 112, ч. 1. — С. 145–150.

17. Гадалов, В.Н. Повышение эксплуатационной надежности и качества тяжелонагруженных деталей / В.Н. Гадалов, С.В. Сафонов, Ю. В. Скрипкина, Б. Н. Квашнин // Вестник Воронеж. гос. ун-та. — 2013. — Т. 9, № (6-2). — С. 121–123.

18. Гвоздев, А. Е. Универсальный программный комплекс прогнозирования экстремальных эффектов в металлических, композиционных и металлических материалах / А. Е. Гвоздев, В.Н. Гадалов, А. С. Пустовгор [и др.] // Свид-во о госуд. регистрации программы для ЭВМ № 2013661397. Регистрация 06.12.2013. — Москва: Реестр программ для ЭВМ, 2013.

19. Болдырева, О.А. Кинетические закономерности износа технологического оборудования из конструкционных сталей / О.А. Болдырева, А.В. Звягинцева, В.Н. Гадалов // Материалы и упрочняющие технологии. — Курск: ЮЗГУ, 2014. — С. 232–237.

20. Бигус, Г.А. Исследование поврежденности металла в процессе малоциклового нагружения / Г.А. Бигус, Д.И. Галкин // Материалы и упрочняющие технологии. — Курск: ЮЗГУ, 2014. — С. 237–244.

21. Болдырева, О.А. Оценка остаточного ресурса металлоконструкций / О.А. Болдырева, А. В. Звягинцева, В.Н. Гадалов // Материалы и упрочняющие технологии. — Курск: ЮЗГУ, 2014. — С. 244–250.

22. Гибаленко, А.Н. Обеспечение показателей долговечности стальных конструкций при установленном уровне коррозионной опасности промышленного объекта / А.Н. Гибаленко // Материалы и упрочняющие технологии. — Курск: ЮЗГУ, 2014. — С. 250–255.

23. Сафонов, С.В. Технологическое обеспечение эксплуатационных характеристик изделий / С. В. Сафонов. — Воронеж: ИПЦВГУ, 2015. — 224 с.

24. Сафонов, С. В. Критериальная система проектирования и использование технологических процессов для повышения эксплуатационных характеристик поверхностного слоя / С. В. Сафонов // Вестник Воронеж. гос. ун-та. — Воронеж: ВГТУ, 2015. — Т. 11, №3. — С. 4–10.

25. Сафонов, С.В. Моделирование процесса проектирования технологии модификации и изменения толщины покрытия / С. В. Сафонов // Вестник Воронеж. гос. ун-та. — Воронеж: ВГТУ, 2015. — Т. 11, №5. — С. 8–12.

26. Григорьев, С. Н. Проектирование комбинированных процессов модификации поверхностного слоя типовых деталей / С.Н. Григорьев, С.В. Сафонов, В.П. Смоленцев // Вестник Воронеж. гос. ун-та. — Воронеж: ВГТУ, 2016. — Т. 12, №4. — С. 54–61.

27. Гадалов, В. Н. Тонкая структура и долговечность монокристаллов алюминия при ультразвуковом воздействии / В.Н. Гадалов, А. В. Филонович, И. В. Ворначева [и др.] // Упрочняющие технологии и покрытия. — 2016. — №8. — С. 3–6.

28. Гадалов, В. Н. Применение теплового и ультразвукового способов контроля для оценки прочности сцепления многофункциональных покрытий / В.Н. Гадалов, О. А. Бредихина, С. В. Шеставина [и др.] // Прогрессивные технологии и процессы. — Курск: ЗАО «Университетская книга», 2014. — Т. 1. — С. 125–127.

29. Гадалов, В.Н. Оптимизация электроакустического нанесения покрытий для повышения эксплуатационных свойств композитов из жаропрочных сплавов на основе никеля / В.Н. Гадалов, С. Г. Есельянов, С. В. Сафонов [и др.] // Вестник машиностроения. — 2017. — №6. — С. 7–9.

30. Gadalov, V.N. Decrease in technological risk by optimization of maintenance of the equipment of objects of oil and gaz complex / V.N. Gadalov, D.N. Romanenko, O.N. Boldyreva // Chemical and Petrobum Engineering Springer. — 2017. — №9. — Р. 35–37.

31. Сафонов, С.В. Оптимизация выбора технологических процессов на базе принципа подобия в машиностроении / С. В. Сафонов, С.Н. Григорьев // Вестник РГАТУ им. П.А. Соловьева. — Рыбинск: РГАТУ, 2017. — Т. 2 (41). — С. 37–42.

32. Сафонов, С.В. Методология проектирования комбинированных технологических процессов. Модификации поверхностного слоя изделий: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн. наук. — Рыбинск: РГАТУ, 2018. — 32 с.

33. Шелобаев, С.И. Математические методы и модели в экономике, финансах, бизнесе / С.И. Шелобаев. — Москва: ЮНИТИ — ДАНА, 2000. — 367 с.

34. Краснощеков, П. С. Иерархические схемы проектирования и декомпозиционные численные методы / П. С. Краснощеков, В. В. Морозов, Н. М. Попов // Теория и системы управления. — 2001. — №5. — С. 80–89.

35. Хоботов, Е.Н. Моделирование в задачах реинжиниринга производственных систем / Е.Н. Хоботов // Автоматика и телемеханика. — 2001. — Вып. 8. — С. 168–178.

36. Семашко, Н.А. Акустическая эмиссия в экспериментальном материаловедении / Н.А. Семашко, В.И. Шпорт, Б.Н. Марьин [и др.]; под общ. ред.: Н.А. Семашко, В.И. Шпорт. — Москва: Машиностроение, 2002. — 240 с.

37. Чернышов, С. Л. Моделирование экономических систем и прогнозирование их развития / С. Л. Чернышов. — Москва: Изд-во Моск. гос. техн. ун-та им. Н. Э. Баумана, 2003. — 232 с.

38. Гадалов, В.Н. Повышение эксплуатационных характеристик титановых сплавов из порошков, полученных электроэрозионным диспергированием / В.Н. Гадолов, С.В. Сафонов, В. Р. Петренко [и др.]. — Москва: АРГАМАКМЕДИА, 2018. — 136 с. (научное сообщество).

39. Гадалов, В.Н. Модернизация процесса технологии электроискрового легирования / В.Н. Гадалов, И. В. Ворначева, И.А. Макарова [и др.] // Ремонт. Восстановление. Модернизация. — 2019. — №5. — С. 41–48.

40. Гадалов, В.Н. Прогнозирование надежности металлоконструкций методами статистического моделирования / В.Н. Гадалов, И. В. Ворначева, А. В. Филонович [и др.] // Научная жизнь. — 2019. — Т. 14, №4 (92). — С. 457–462.

41. Гадалов, В.Н. Повышение эффективности работы деталей и инструмента многоцелевого назначения путем изменения параметров структуры и свойств материала износостойких покрытий / В.Н. Гадалов, А.В. Ляхов, И.А. Макарова // Главный механик. «Оборудование и материалы» М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020. — №3 (199). — С. 70–79.

В данной области накоплен обширный эмпирический материал по применяемым конструкционным материалам, процессам, в них протекающим, закономерностям изменения микроструктуры и свойств металлов при длительной службе, по типам эксплуатационных разрушений и их причинам, видам, методам неразрушающего контроля и выявляемым дефектам. При решении задач управления безопасной эксплуатацией опасно промышленных объектов (ОПО) возникает потребность в разработке различных моделей и критериев, формирования исходных данных для расчета остаточного ресурса, что является трудоемкой и в то же время необходимой задачей [1–41].

Достоверность и качество получаемых результатов могут быть повышены, а трудоемкость оценок снижена при использовании современных информационных технологий [1–21, 26–29, 32–35, 37].

Для формирования требований к системе и ее функциям, а затем для разработки собственно системы, которая соответствует заданным требованиям и исполняет заданные функции, использована методология структурного анализа (Struktured Analisis & Design Technique) [6]. В наибольшей мере решению этой проблемы соответствует методология стандарта IDEFO, которая представляет собой совокупность методов, правил и процедур, предназначенных для построения функциональной модели объекта какой‑либо предметной области. Результат применения методологии − модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текстов и глоссария, имеющих ссылки друг на друга [8] (рис. 1).

Определены и описаны главные взаимодействия, которые активируют основную функцию:

1. В качестве ресурса принят расчетный ресурс (РР) технических устройств (до начала эксплуатации на ОПО). Эта характеристика задается в зависимости от применяемых материалов, их химического состава, режимов термической обработки и физико-механических свойств, а также вектора {α1, α2,, αij,…} = {αi} совокупности эксплуатационных параметров, таких как температура α1, внутреннее давление α2, действующее напряжение α3, вид напряженно-деформированного состояния α4, агрессивность среды α5 и т.д.

Для Цитирования:
Гадалов, Филатов, Филонович, Методология разработки комбинированного технологического процесса, основанная на модификации свойств и изменении параметра поверхностного слоя. Главный механик. 2020;8.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: