Регистрация / Вход
Прислать материал

Влияние вращения анода на процесс униполярного массопереноса и разработка технических решений для формирования электроискровых покрытий с заданными свойствами

Докладчик: Беляков Анатолий Васильевич

Должность: Заведующий лабораторией "Защитные покрытия элементов оборудования ТЭС", заведующий лабораторией

Цель проекта:
1. Формулировка задачи (проблемы), на решение которой реализуется проект. 1.1 Исследование анодно-катодного массопереноса материалов при вращении анода в процессе электроискрового легирования (ЭИЛ) и создание экспериментальной установки с вращающимся аппликатором для формирования покрытий с заданными свойствами. 1.2 Разработка научно-технических основ формирования защитно-упрочняющих покрытий с заданными эксплуатационными свойствами, направленными на повышение эрозионной, коррозионной и эрозионной стойкости деталей машин, в т.ч. и энергетического оборудования; 1.3 Оптимизация параметров формирования защитно-упрочняющих электроискровых покрытий на экспериментальной установке (частота вибрации и скорости вращения электрода, характеристики единичного разрядного импульса экспериментальной установки относительно каждого из группы обрабатываемых материалов). 2. Формулировка цели реализуемого проекта; конечного продукта, создаваемого с использованием результатов, планируемых при выполнении проекта; места и роли проекта и его результатов в решении задачи. 2.1 Выполнение аналитического обзора научных и информационных источников (научно-технической, нормативной, методической литературы, публикации в научных журналах, монографии и др.), затрагивающих вопросы электромассопереноса. Проведение патентных исследований. 2.2 Теоретические исследования процесса анодно-катодного массопереноса материалов в процессе электроискрового легирования (ЭИЛ). 2.3 Анализ вариантов возможных решений задачи получения электроискровых покрытий с заданными свойствами с применением аппликаторов с вращающимся анодом и проведение их сравнительной оценки. 2.4 Обоснование выбора оптимального варианта решения задачи получения электроискровых покрытий с заданными свойствами с применением аппликатора с вращающимся анодом. Работы, выполняемые за счет средств из внебюджетных источников: 2.5 Разработка программы и методики исследовательских испытаний формирования защитно-упрочняющих покрытий на поврежденных поверхностях рабочих лопаток турбины К-210-130 ЛМЗ. Проведение исследовательских испытаний формирования защитно- упрочняющих покрытий на поврежденных поверхностях рабочих лопаток турбины К- 210-130 ЛМЗ. 2.6 Разработка эскизной конструкторской документации на лабораторный стенд для изучения процесса электромассопереноса в составе: - генератор электроискровых импульсов. Изготовление лабораторного стенда для изучения процесса электромассопереноса в составе: - генератор электроискровых импульсов. 2.7 Разработка Программы и методики экспериментальных исследований процесса электромассопереноса. 2.8 Проведение экспериментальных исследований процесса электромассопереноса. Работы, выполняемые за счет средств из внебюджетных источников: 2.9 Разработка эскизной конструкторской документации на лабораторный стенд для изучения процесса электромассопереноса в составе: - аппликатор с вращающимся анодом; 2.10 Изготовление лабораторного стенда для изучения процесса электромассопереноса при формировании покрытий с заданными свойствами в составе: - аппликатор с вращающимся анодом. 2.11 Разработка технических требований к генератору электроискровых импульсов и аппликатору с вращающимся анодом. 2.12 Разработка эскизной конструкторской документации на экспериментальный образец установки для формирования покрытий с аппликатором с вращающимся анодом. 2.13 Изготовление экспериментального образца установки для формирования покрытий с аппликатором с вращающимся анодом. 2.14 Разработка программы и методики исследовательских испытаний экспериментального образца установки для формирования покрытий с заданными свойствами. 2.15 Разработка Программы и методики экспериментальных исследований по оценке эрозионных, адгезионных и трибологических характеристик защитно- упрочняемых покрытий на экспериментальном образце установки для формирования покрытий. 2.16 Разработка лабораторной методики формирования покрытий на металлических поверхностях для проведения эрозионных, адгезионных и трибологических испытаний. 2.17 Проведение исследовательских испытаний экспериментального образца установки для формирования покрытий с заданными свойствами. Формирование защитно-упрочняющих покрытий на металлических поверхностях по разработанной лабораторной методике. 2.18 Проведение экспериментальных исследований по оценке эрозионных, адгезионных и трибологических характеристик защитно-упрочняемых покрытий на экспериментальном образце установки для формирования покрытий. 2.19 Выполнение сопоставления результатов теоретических исследований и результатов исследовательских испытаний экспериментального образца установки для формирования защитно-упрочняющих покрытий с аппликатором с вращающимся анодом. 2.20 Выполнение оценки полноты решения задачи и достижения поставленных целей ПНИ. 2.21 Выполнение оценки эффективности полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем. 2.22 Подготовка предложений и рекомендаций по реализации (коммерциализации) результатов ПНИ, вовлечению их в хозяйственный оборот. 2.23 Разработка проекта технического задания на проведение ОКР по теме: «Создание опытного образца установки по формированию защитно-упрочняющих покрытий на основе аппликатора с вращающимся анодом». 2.24 Разработка технических требований и предложений для производства и эксплуатации защитных покрытий полученных в результате анодно-катодного массопереноса, с учетом технологических возможностей и особенностей.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Установление закономерностей влияния скорости вращения, диаметра, частоты вибрации анода, энергии единичного импульса на процесс анодно-катодного массопереноса. Определение кинетики процесса массопереноса в зависимости от основы анодного материала и материала подложки.
2. Определение служебных свойств сформированных покрытий: механических характеристик, эрозионной стойкости, трибологических характеристик (коэффициент трения и износостойкость), адгезии и пр. Создание лабораторного стенда для проведения исследований анодно-катодного массопереноса при вращающемся аноде и образца экспериментальной установки для формирования покрытий при использовании в ее составе аппликатора с вращающимся анодом. Экспериментальная установка должна обеспечить большую по сравнению с ныне существующими образцами производительность и возможность формирования покрытий с заданными свойствами и превосходством достигнутых результатов эрозионной стойкости формируемых покрытий, их трибологических характеристик в и пр. в сравнении с достижениями отечественного и мирового уровня. Разработка положений проекта позволит обеспечить подачу и получение как минимум 2-х патентов на изобретения.
3. Оценка элементов новизны научных (технологических) решений, а также методик находится в стадии выполнения работы.
4. Сопоставление с результатами аналогичных работ, определяющими мировой уровень невозможно в связи с выполнением начального (1-го) этапа работ. В настоящий период времени осуществляется сбор и оценка результатов работы.
5. Путем достижения заявленных результатов является проведение теоретических и экспериментальных исследований согласно программе соглашения. Ограничений при достижении не имеется, риск достижений результатов минимальный.ю

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Применение планируемых результатов может быть использована в области машиностроения, в т.ч. энергетического машиностроения при производстве и ремонте элементов паровых турбин ТЭС и АЭС, судостроительной, авиационной, космической, сельскохозяйственном машиностроении, транспортных системах и пр.

2. Формирование защитных противоэрозионных, абразивостойких покрытий на изнашиваемых элементах проточной части газовых и паровых турбин ТЭС и АЭС, износостойких и антифрикционных покрытий на узлах трения в изделиях авиакосмической, оборонной техники, в судостроении и пр.

3. Оценку или прогноз влияния планируемых результатов научно-технических и технологических направлений осуществлять на настоящем этапе не представляется возможным. Разработка новых технологических решений прорабатывае6тся на уровне разработки заявок на подачу патентов на изобретения и промышленные образцы. На основе предполагаемых результатов исследований имеется основание для развития исследований в рамках международного сотрудничества. Уже на настоящем этапе на основе первичных результатов были опубликованы статьи, тезисы докладов, представлены доклады научной общественности на проводимых конференциях.

Текущие результаты проекта:
Выполнен аналитический обзор научных и информационных источников (научно-технической, нормативной, методической литературы, публикации в научных журналах, монографии и др.), затрагивающих вопросы электромассопереноса.
Проведены патентные исследования по ГОСТР 15.011-96.
Проведены теоретические исследования процесса анодно-катодного массопереноса материалов в процессе электроискрового легирования (ЭИЛ).
Проведен анализ вариантов возможных решений задачи получения электроискровых покрытий с заданными свойствами с применением аппликаторов с вращающимся анодом и проведение их сравнительной оценки.
Обоснован выбор оптимального варианта решения задачи получения электроискровых покрытий с заданными свойствами с применением аппликатора с вращающимся анодом.
Разработаны программы и методики исследовательских испытаний формирования защитно-упрочняющих покрытий на поврежденных поверхностях рабочих лопаток турбины К-210-130 ЛМЗ.
Проведены исследовательские испытания формирования защитно- упрочняющих покрытий на поврежденных поверхностях рабочих лопаток турбины К- 210-130 ЛМЗ.
Осуществлена публикация статьи в одном из номеров журнала "Энергетик".
На конференции "Энергоэффективность. Наука и образование" и VI Энергетическом форуме Минобрнауки России "Стандарты энергоэффективности: организации образования и науки" (г. Якутск, 12-14 ноября 2014 г.) представлено 2 доклада.