Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования



Контактный обмен как новое средство неразрушающего
контроля теплоэнергетического оборудования


Даринцева А.Б.1, Артамонов В.В.2

1Екатеринбург, Наша родина; 2Санкт-Петербург, Наша родина


Ответственные узлы теплоэнергетического оборудования работают при больших температурах и при завышенном давлении. В Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования таких критериях в металлах происходят необратимые конфигурации структуры, которые сопровождаются возникновением микропор, которые потом равномерно соединяются в микротрещины, перерастающие равномерно в макротрещины. Это приводит к нарушению прочностных параметров металла и Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования появлению аварийных ситуаций. В связи с этим нужен постоянный мониторинг микроструктуры поверхности теплоэнергетического оборудования.

Классические методы контроля поверхности металла [1] требуют вырезок из подлежащих контролю деталей. Таковой метод контроля вероятен только для сравнимо Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования дешевеньких труб поверхности нагрева. Для дорогостоящего оборудования целенаправлено использовать неразрушающий контроль микроструктуры поверхности металла.

Понятно огромное количество способов неразрушающего контроля [2], но не все из их владеют достаточной точностью. Нужная точность достигается только средствами Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования оптической металлографии. Но внедрение портативных микроскопов конкретно в критериях запыленности цеховых помещений и вибрации оборудования делает таковой метод контроля неосуществимым. Более всераспространен метод контроля при помощи анализа реплик. Может быть получение железных и Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования полимерных реплик. Полимерные высказывания владеют наименьшей отражательной способностью по сопоставлению с металлическими, не считая того, они прозрачны и владеют рассеивающей способностью, что усугубляет контраст изображения. Потому предпочтение отдается железным репликам Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования.

Железные высказывания можно получать, к примеру электроосаждением. Как понятно [3], при электрокристаллизации 1-ые слои выделяющегося металла стопроцентно повторяют поверхность микроструктуры металла-основы. Проведено исследование свойства железным реплик, приобретенных способом гальванического осаждения металла. Показано, что если Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования на поверхность железного шлифа нанести медное, цинковое либо никелевое покрытие, а потом отделить покрытие от шлифа, то соприкасающаяся со шлифом поверхность покрытия вполне повторяет микроструктуру шлифа. Предложена разработка получения гальванических реплик Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования, которая опробована в производственных критериях с положительным результатом [4 - 6].

По отражательной возможности гальванические высказывания превосходят не только лишь полимерные высказывания, да и железные шлифы. Но гальваническое осаждение реплик связано с рядом проблем. Чтоб нанести Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования покрытие на шлиф, приготовленный конкретно на поверхности действующего оборудования, к шлифу приклеивают пластмассовую обечайку – это корпус ванны, дно которого (шлиф) является катодом. В ванну заливают электролит, помещают растворимый анод и ведут электролиз. После Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования электролиза обечайку отрывают от шлифа, промывают и высушивают покрытие, наносят на него узкий слой клея, а потом отделяют покрытие от шлифа вкупе с пленкой клея [4].

Вышеперечисленные технологические приемы демонстрируют, что Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования гальванические высказывания, имея высочайшие оптические характеристики, сложны в получении и тут проигрывают сопоставление с полимерными репликами, которые имеют низкие оптические характеристики, но процесс получения которых наименее сложен. Отсюда следует, что для Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования электроосаждения реплик следует использовать более обычной метод.

Являющееся личным случаем электроосаждения контактное вытеснение либо цементация в аппаратурном оформлении проще гальванического осаждения – оно не просит растворимых анодов и источника неизменного тока, отпадает необходимость сооружать Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования над шлифом гальваническую ванну, т. к. раствор можно наносить на шлиф тампоном либо струйным способом. Следует ждать также, что цементационный осадок в виде пленки не будет настолько крепко сцеплен со шлифом, как гальваническое покрытие Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования, и, как следует, его отделение от поверхности шлифа будет происходить легче.

В работе рассмотрена возможность получения металлом контактного обмена медных железных реплик. Контактно вытесняемый металл осаждается за счет сопряженного растворения металла Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования-основы (анализируемой поверхности). Модельное описание процессов, протекающих на границе раздела фаз, представлено на рис. 1. В предлагаемой математической модели учитываются последующие химические процессы: растворение более электроотрицательного металла (ia), восстановление более электроположительного металла Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования и сопутствующее выделение водорода на обоих металлах.



Рис. 1. Схематичное представление границы раздела фаз металл-раствор
при контактном вытеснении металла


В момент контакта на поверхности металла-основы образуются центры кристаллизации-зародыши. Пусть N0 – плотность образующихся в Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования момент контакта микрогальванопар, дающих начало предстоящему развитию контактного осадка. По мере развития процесса контактного осаждения плотность размещения неровностей возрастает и составляет N на единице геометрической поверхности металла-цементатора. Вокруг каждой образующейся в Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования момент контакта микрогальванопары развивается сплошная пленка, радиус которой r возрастает во времени. В итоге поверхность металла-цементатора заполняется сплошной тангенциально-направленной пленкой высотой h. Восстановление металла на верхушках эмбрионов Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования при плотности тока iВ приводит к образованию дендритов, а распространение плотной пленки протекает за счет восстановления металла при плотности тока iБ. Ионы водорода восстанавливаются на всей поверхности осаждаемого металла (iН2) и на Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования свободной поверхности металла-цементатора (iН1). Скорости представленных химических процессов описаны в определениях химической кинетики: затруднения кристаллизации на верхушках дендритов имеют смешанный активационно-диффузионный нрав, восстановление водорода и растворение металла-цементатора контролируется замедленным разрядом Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования – ионизацией, а закрытие поверхности цементирующего металла малогабаритной пленкой протекает при диффузионном контроле.

Для описания динамики процесса контактного вытеснения металлов привлекается решение системы дифференциальных уравнений. При построении системы дифференциальных уравнений в качестве Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования независящих переменных выбраны последующие характеристики: высота слоя выделившегося осадка – у, радиус распространения тангенциально направленной пленки – r, радиус вершин неровностей – rB, кинетическая плотность тока восстановления осаждающегося металла – iк, плотность тока растворения металла базы – iа, плотностей Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования тока восстановления водорода как на поверхности металла-цементатора – iH1, так и на поверхности осаждающегося металла – iH2.

При выводе выражений для производных привлекаются главные принципы: равенство катодного и анодного токов в Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования хоть какой момент цементации и эквипотенциальность поверхности электрода. Составленную задачку решают численным интегрированием в ППП «MathCAD» способом Рунге-Кутта. Для решения системы уравнений нужно задать исходные условия: токи обмена и коэффициенты переноса протекающих химических Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования реакций, исходный потенциал, плотность размещения микрогальванопар, образующихся в момент контакта (N0).

Предложенная выше модель динамики процесса цементации позволяет найти условия, более подходящие для получения медных реплик [7]. Задачей контактного обмена в данном Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования случае является получение плотной сплошной пленки восстановленного металла, воспроизводящего поверхность базы с наибольшей точностью [8, 9]. При всем этом интенсивность дендритообразования должна быть малой. Как следует, скорость линейного распространения контролируемого доставкой роста пленки должна быть значительно Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования увеличена, а длительность осаждения – уменьшена, чтоб на поверхности осадка не успели развиться дендриты металла М2 и не смогла приметно раствориться анализируемая поверхность цементатора. Модельный расчет динамики процесса цементации показал Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования, что процесс в особенности стремительно протекает в растворе, с добавкой серной кислоты.

Преимущественное восстановление осаждаемого металла в виде сплошной пленки либо в форме дендритного осадка можно оценить по величине катодных токов 2-ух Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования процессов: распространения пленки (Iпл) и развития дендритов (IM2). Согласно предлагаемой модели катодный ток восстановления металла на верхушках неровностей рассчитывается по уравнению (1):

IM2 = iB · N · 2 · p · rB2 , (1)

а катодный ток восстановления металла на боковой поверхности Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования сплошной пленки по уравнению (2):

Iпл = iБ · N0 · 2 · π · r. (2)

В выражении (1) N – плотность размещения возрастающих вершин на фронте роста дендритного осадка, значение которой определяется в процессе модельного расчета.



а б

Рис. 2. Сопоставление токов Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования роста дендритного осадка (IM2) и развития сплошной пленки (Iпл) при контактном вытеснении. Условия модельного расчета:

а) С2 = 0,05 М и i02 = 30 А/м2; б) С2 = 0,8 М и i02 = 3 · 10-5 А/м2


Выставленные на рис. 2. зависимости Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования демонстрируют, что в ординарном разбавленном электролите ток на верхушках дендритов (IM2) приметно опереждает ток формирования сплошной пленки (Iпл) уже через 8 сек восстановления. Напротив, в концентрированном электролите с током обмена металла М Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования2 3 · 10-5 А/м2 дендритный осадок фактически не успевает сформироваться, в то время как катодная составляющая распространения тангенциальной пленки (Iпл) является преобладающей (рис. 2 б).

На шаге лабораторных исследовательских работ использовали шлифы, приготовленные из контрольных вырезок Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования основных паропроводов Павлодарской ТЭЦ-1 котлов №4 и №5 (из стали 12Х1МФ и 15Х1М1Ф). Размер шлифов составлял 30х15 мм. Методика изготовления шлифов – принятая в теплоэнергетике [10]. Температура раствора во всех опытах комнатная. Раствор наносили Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования на поверхность шлифа ватным тампоном. Длительность выдержки раствора на поверхности шлифа составляла во всех опытах 2 мин. За этот период времени поверхность шлифа покрывалась слоем меди соответствующего бледно-розового цвета Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования. Потом поверхность промывали дистиллированной водой и этиловым спиртом. После испарения спирта на поверхность находящегося на шлифе медного слоя наносили коллодиевый раствор. Образовавшуюся после высыхания раствора пленку снимали со шлифа пинцетом. Совместно с коллодиевой Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования пленкой со шлифа снималась и медная пленка-реплика. В итоге получали собственного рода композиционный материал, состоящий из 2-ух слоев – коллодиевой базы и прикрепленной к ней медной пленки-реплики. Реплику просматривали и документировали на Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования металлографическом микроскопе ЛВ-32, сравнивая микроструктуру поверхности медной высказывания с микроструктурой железного шлифа-оригинала.

Цементационное осаждение меди на поверхности железного шлифа происходит только постольку, так как поверхность железного шлифа растворяется, т Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования. е. с металлографической точки зрения портится. Микроскопичные исследования соприкасающейся с поверхностью железного шлифа контактно осажденной медной пленки проявили, что не вся поверхность шлифа является анодом. На части поверхности происходит катодный процесс – осаждение Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования меди. Другими словами, эта часть поверхности шлифа в процессе цементации катодно защищена от коррозии, если рассматривать цементацию как разновидность химической коррозии. Эта самая часть поверхности полностью правильно показывает микроструктуру железного шлифа. Эта «катодная» зона занимает Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования от 10 до 60 % общей поверхности медной пленки зависимо от критерий проведения реакции цементации. На условия реакции цементации накладывают ограничения реальные условия производства: температура поверхности теплоэнергетического оборудования, выведенного из эксплуатации для Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования контроля состояния металла. С неким допущением ее можно принять равной цеховой, т. е. комнатной. Принудительное смешивание медьсодержащего раствора исключено, так как для цементации употребляются малые объемы раствора.

Если подразумевать процесс цементационного получения Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования медных реплик, т. е. малогабаритных пленочных осадков, то воздействие времени (длительности) двойственно. С одной стороны, повышение длительности процесса наращивает склонность малогабаритного осадка трансформироваться, вырасти в пылеобразный. Тут целенаправлено длительность процесса принимать как Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования можно наименьшей. С другой стороны, медная пленка должна повторить все микровыступы и микровпадины поверхности шлифа, т. е. правильно показать микроструктуру стали – для этого требуется определенное время. Подготовительные опыты проявили, что длительность 2 мин – это время, достаточное Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования как для заслуги адекватности высказывания, так и для сохранения компактности осадка.

Изложенная выше методика получения реплик цементацией на стадии лабораторных исследовательских работ опробована конкретно в производственных критериях, а именно, для Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования неразрушающего контроля микроструктуры металла головного паропровода котла № 4 Павлодарской ТЭЦ-1. При всем этом микроструктуру по приготовленным на гибах паропровода шлифам за ранее просматривали портативным микроскопом. Перед получением медных реплик цементацией на этих же Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования шлифах делали также классические полимерные высказывания. Потом медные и полимерные высказывания просматривали на стационарном металлографическом микроскопе в Лаборатории металлов и сварки АО «Евроазиатская энергетическая корпорация». Исследования микроструктуры портативным микроскопом и исследование микроструктуры Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования по медным и полимерным репликам на стационарном микроскопе дают однообразный итог, т. е. подтверждают, что цементационные медные высказывания правильно показывают исследуемую микроструктуру.




а



б в

Рис. 3. Поперечный срез шлифа (а); шлиф-оригинал (б Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования) и реплика (в), материал сталь 12Х1МФ, повышение 500


Приобретенные в процессе лабораторных исследовательских работ медные высказывания представлены на рис. 3. Как видно из рис. 3, цементационная реплика правильно показывает микроструктуру железного шлифа.

Результатам работы внедрены на производстве Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования для неразрушающего контроля микроструктуры металла теплоэнергетического оборудования.


Литература


1. Е.В. Панченко, Ю.А. Скаков и др. Лаборатория металлографии. М.: Металлургиздат. 1957, 695 с.

2. В.В. Артамонов, В.П. Артамонов. Неразрушающий контроль микроструктуры Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования металла теплоэнергетического оборудования. Дефектоскопия. 2002, № 9, с. 34 – 43.

3. А.И. Левин. Теоретические базы электрохимии. М.: Металлургия. 1972, 543 с.

4. В.В. Артамонов. Общие принципы гальванического осаждения железных реплик для неразрушающего контроля микроструктуры металла теплоэнергетического оборудования. Электронные станции. 2003, № 11, с Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования. 40 – 44.

5. В.В. Артамонов. Медные высказывания для неразрушающего контроля микроструктуры металла теплоэнергетического оборудования. Теплоэнергетика. 2004, № 4, с. 29 – 32.

6. В.В. Артамонов, А.Б. Даринцева. Электроосаждение как метод получения реплик для неразрушающего контроля микроструктуры металла теплотехнического оборудования Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования. Тезисы докладов 3-й интернациональной выставки и конференции «Неразрушающий контроль и техно диагностика в промышленности». Москва, 2004, с. 41.

7. В.В. Артамонов, В.П. Артамонов, А.Б. Даринцева. Железные высказывания для неразрушающего контроля микроструктуры Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования теплотехнического оборудования. Контроль. Диагностика. 2005, № 2 (80), с. 5-7.

8. А.Б. Даринцева, В.В. Артамонов, В.П. Артамонов, И.Б. Мурашова. Выбор состава электролита меднения для получения медных реплик для неразрушающего контроля микроструктуры металла теплотехнического оборудования. Тезисы докладов Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования научно-практической конференции «Теория и практика химических технологий. Современное состояние и перспективы развития». Екатеринбург. 2003, с. 22.

9. А.Б. Даринцева, И.Б. Мурашова, В.В. Артамонов, В.П. Артамонов. Выбор состава электролита для получения медных Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования реплик при неразрушающем контроле микроструктуры металла теплотехнического оборудования. Вестник УГТУ-УПИ. Серия хим. «Теория и практика химических процессов». 2004, № 14, с. 53-58.

10. ОСТ 34-70-690-96. Металл паросилового оборудования электрических станций. Способы металлографического анализа в критериях Контактный обмен как новое средство неразрушающего контроля теплоэнергетического оборудования эксплуатации. М.: ВТИ. 1997.

kontaktnie-dannie-dannie-dlya-otpravki-materialov-dlya-uchastiya.html
kontaktnie-dannie-orgkomiteta-konkursa.html
kontaktnie-lica-frej-lyubov-vladimirovna-yakusheva-zhanna-borisovna-nasedkina-margarita-viktorovna.html