[ предыдущая статья ] [ следующая статья ] [ содержание ] [ подшивка за 1997 год ] [ "" ] [ поиск ]

No 4, 1 мая 1997

ПЛАЗМА И ТЕХНОЛОГИИ БУДУЩЕГО
П.А.Тополянский Генеральный директор НПФ лПламацентр╩ Уникальный метод, гарантирующий защиту от коррозии в течение 30-50 лет Сущность процесса состоит в нанесении на воздухе (на монтаже или в закрытых помещениях сверхэффективных коррозионностойких алюминиевых, цинковых, алюминиево-цинковых покрытий любой толщины с использованием малогабаритных ручных горелок (пистолетов, плазмотронов), обеспечивающих создание направленных высокоскоростных и высокотемпературных газовых потоков, в которые подаются порошковые или проволочные исходные материалы. Покрытие может быть нанесено на металлоконструкции любых габаритов и конфигураций. Эффективность от напыленного покрытия достигается за счет использования процесса катодной защиты, основанном на термодинамическом подходе борьбы с явлением коррозии металла, когда на поверхность защищаемого изделия наносится покрытие из материала с более электроотрицательным электродным потенциалом. В этом случае, покрытие, выполняя функцию анода, лжертвует╩ собой в пользу катода (стали), подвергаясь окислению с образованием плотных и прочных плохо растворимых продуктов, заполняющих возможную пористость в покрытии. В результате оно становится непроницаемым для влаги и доступ кислорода к основному металлу полностью прекращается, что обеспечивает его надежную защиту от коррозии. В случае механического нарушения покрытия срабатывает механизм самозалечивания, аналогичный действию заполнения пор, и дефектное место в покрытии лзарубцовывается╩. При окислении алюминиевого покрытия образуется инертный оксид алюминия, после образования которого дальнейшее окисление быстро прекращается. В среде, загрязненной промышленными отходами, скорость коррозии алюминиевого покрытия составляет 2-5 мкм в год. Для сравнения - сталь коррозирует со скоростью 200-250 мкм в год. Скорость коррозии цинкового покрытия в атмосфере промышленных объектов составляет около 15 мкм в год. Исключительно высокую коррозионную стойкость обеспечивают алюминиево-цинковые покрытия, положительный эффект которых объясняется быстрым заполнением пор в нанесенном покрытии плотным слоем продуктов коррозии и алюминия и цинка.

В качестве оборудования для напыления применяются различные установки для газоплазменного, электродугового и плазменного напыления, адаптированные к условиям нанесения коррозионностойких покрытий. Минимальная производительность оборудования, например, при напылении алюминиевого порошка - 5 кГ/ч, что при оптимальной толщине покрытия 0.15 мм соответствует примерно 20 кв.м./ч обработанной площади.

По сравнению с аналогами - цинкованием, лакокрасочными покрытиями процесс газотермического напыления обеспечивает двойной эффект защиты от коррозии на основе электрохимической природы и в качестве преграды для проникновения коррозионных возбудителей; имеет более длительный срок службы защищаемого изделия, подчас равный сроку его эксплуатации (для сравнения, срок службы лакокрасочных покрытий не превышает 3-8 лет); способствует сохранению в порах продуктов коррозии и тем самым значительно замедляется коррозионный процесс (по сравнению с цинкованием, где отсутствует пористость); используется для защиты зон сварки непосредственно на месте в процессе монтажа конструкций; за счет шероховатости, пористости нанесенного покрытия обеспечивает хорошее сцепление с любым лакокрасочным материалом.

Особенно эффективен данный метод, который нашел применение, в основном, за рубежом, для металлоконструкций мостов, решеток, осветительных столбов, бензохранилищ, кровли, автомобильных кузовов, трубопроводов, резервуаров и т.д.

Универсальность - главное достоинство плазменной резки Процесс плазменной резки заключается в высококонцентрированном интенсивном расплавлении металла вдоль линии реза теплом сжатой электрической дуги и удалении жидкого металла потоком сжатого воздуха. При этом обеспечивается получение высококачественных заготовок из листового материала, труб проката; выборка дефектов; создание отверстий в заготовках; уменьшение габаритов изделий при их утилизации; отрезка литниковых прибылей; снятие фасок под сварку и др. Эффективность плазменной резки достигается за счет максимальной производительности до 6 м/мин, обеспечении высокого качества реза, универсальности процесса резки любого материала (конструкционных и высоколегированных сталей, чугуна, закаленных инструментальных сталей, сплавов алюминия, меди, титана) толщиной до 130 мм при резке с края и толщиной до 80 мм при пробивке отверстий. При использовании плазменной резки на обратной полярности толщина разрезаемого металла достигает 250 мм.

Оборудование для плазменной резки включает в себя источник тока, блок аппаратуры, ручной или механизированный плазмотрон, компрессор (при отсутствии стационарной воздушной магистрали), блок автономного охлаждения для плазмотронов с водяным охлаждением (при отсутствии системы водоснабжения), устройство механизации перемещения плазмотрона. Плазмотроны, в зависимости от мощности, имеют воздушное или водяное охлаждение. Механизированный плазмотрон может быть размещен на стационарных установках портально, портально-консольного, шарнирно-пантографического типа с использованием различных систем управления перемещением: от персонального компьютера, с ЧПУ, фотоэлектронной, линейной с ручным регулированием скорости, с магнитным копированием.

Технологический процесс плазменной резки может осуществляться в цеховых, монтажных или полевых условиях, в ручном или автоматическом режимах, при нахождении изделий в любом пространственном положении. В качестве плазмообразующего и охлаждающего газов для ручного плазмотрона используется сжатый воздух давлением 3,5-6 ати.

По сравнению с газовой резкой, данный процесс является универсальным, т.е. позволяет вести резку различных электропроводных материалов; имеет в 2-3 раза большую скорость резки металлов малых и средних толщин; проводиться с применением недефицитного сжатого воздуха; создает минимальное коробление конструкций; является мобильным при использовании малогабаритных установок с воздушным охлаждением.

Плазменная модификация - новая технология повышения износостойкости изделий Плазменная струя, которая может генерироваться малогабаритным воздушно-дуговым плазмотроном, обладает уникальными особенностями, а именно: Хвозможность теплового и газодинамического воздействия; Хпростота ввода любых газообразных соединений или паров жидких реагентов; Хналичие низкочастотных и высокочастотных пульсаций плазмы; Хобеспечение направленного потока ионизированных, возбужденных частиц и озона; Хтермическая неоднородность и неоднородность структуры потока; Хтурбулентное перемешивание плазменного потока с холодным газом окружающей среды; Хиспускание инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения.

Все эти факторы способствуют возможности использования плазменного потока для упрочнения металлических поверхностей любых изделий, при обеспечении характеристик финишного процесса, т.е. не изменяя шероховатости поверхности и не деформируя ее (температура нагрева деталей в процессе плазменной модификации не превышает 2000 С).

Упрочняющий эффект базируется на повышении микротвердости поверхностного слоя, создании сжимающих остаточных напряжений, получении высоких антикоррозионных свойств, регуляризации топографии субмикрорельефа и параметров поверхностного слоя, уменьшении коэффициента трения, возможности нанесения тонкопленочных (1-3мкм) аморфных износостойких покрытий.

Оптимизация технологии плазменной модификации обеспечила повышение долговечности и надежности поверхностей трения изделий из низко- и среднеуглеродистых (а также инструментальных) сталей, таких, как колесные пары железнодорожного транспорта, рельсы и стрелочные переводы железных дорог, поверхности трения крупногабаритных деталей экскаваторов и др.

Оборудование для плазменной модификации включает в себя источник тока, блок аппаратуры, воздушно-дуговой плазмотрон, устройство механизации взаимного перемещения плазмотрона и изделия.

Технологический процесс плазменной модификации проводиться при атмосферном давлении и состоит из операций предварительной очистки (любым известным методом) и непосредственно модификации обрабатываемой поверхности путем взаимного перемещения изделия и плазмотрона.

Внедрение плазменной модификации в Санкт-Петербургском метрополитене при упрочнении колесных пар вагонов показало исключительную перспективность новой технологии за счет значительного (не менее 2 раз) повышения срока их службы. Плазменная модификация используется как на новых колесных парах, так и на колесных парах, проточенных в ремонтный размер.


[ предыдущая статья ] [ следующая статья ] [ содержание ] [ подшивка ] [ поиск ]
ъМДЕЙЯ ЖХРХПНБЮМХЪ