Технические науки/2.Механика

Циганкова Л.І.

Криворізький коксохімічний технікум НМетАУ, Україна

Залежність довговічності роботи обладнання від заданих матеріалів

Сучасна холодильна техніка перебуває на межі зміни знаків пріоритетів щодо використання дозволених існуючих холодильних агентів. Сьогодні наукова думка направлена на пошук оптимальних відношень компонентів відомих холодоагентів у сервісних сумішах для створення необхідних умов роботи холодильного обладнання. Кожен з компонентів суміші є хімічно чистою речовиною з власною характеристикою та чітко вираженими властивостями, які враховують при розробках відсоткового складу суміші та факторів, які впливатимуть на умови роботи суміші як робочого тіла.

Умови роботи обладнання холодильної техніки обмежуються заданими низькими та реально існуючими додатними температурами охолоджує мого та охолоджуючого середовищ. Крім того, умови роботи реальної холодильної машини є термо динамічно пропорційними теоретичним умовам класичного оберненого холодильного циклу Карно, тож поступова зміна температур та коливання їх по лінійному потоку робочої речовини мало впливає на фізичний стан матеріалів, з яких виготовлено вузли холодильних машин. Більше непокоїть агресивність холодильних агентів до матеріалів, що з них виготовлено деталі та вузли холодильних машин та агрегатів.

Вимоги до матеріалів, що використовуються в холодильній техніці, шикуються в залежності від властивостей робочих речовин та їх суміші, тому необхідно впроваджувати високоефективні методи підвищення надійності матеріалів, корозійної стійкості, тепло- та холодостійкості матеріалів (металів, сплавів, прокладочних матеріалів та ін.).

З цієї точки зору цікавим напрямком представляється створення матеріалів із заданими властивостями, метою використання яких є цільове використання їх в машинах та апаратах, що працюють на визначених хладонах.

«Задані властивості» - це категорія чи поняття яке більш-менш точно характеризує завдання і можливо навіть розумніше говорити про «оптимальні властивості» заданих сплавів, які мають найвищий рівень однієї важливішої властивості порівняно з іншими при контролі визначених обмежень відносно інших контролюємих характеристик.

До умов синтезу сплавів потрібно вказати головну властивість, що повинна мати найвище оптимальне значення, а також обмеження для інших контролюємих властивостей. Для технологічних умов потрібно знайти склад сплаву та режим термічної обробки, що забезпечать виконання цих умов.

Вибір складу сплавів – це складна задача, яку можна вирішити комбінаторним сполученням компонентів аналітично, передбачаючи характеристики сплавів та практично перевіряти на експериментальних зразках трибо технічних досліджень.

Традиційна теорія формування сплавів заснована на моделі рівноважного процесу. Для здійснення статичної рівноваги всієї системи в цілому необхідно, щоб температура і тиск були постійними, зберігалась рівність хімічних потенціалів всіх її фаз та концентрацій всіх компонентів всіх точок кожної фази, що реально досягти неможливо.

Одночасне забезпечення визначеного рівня кількох властивостей вимагає доцільності і необхідності комплексного легірування. Деякі елементи, підвищуючи одну з потрібних властивостей, знижують інші, рівень яких теж повинен бути забезпечений. Це потребує компромісного підходу до рішення задач. Кожна властивість підвищується елементами, які складають свій ряд легіруючих добавок. Окремі елементи можуть входити в одні ряди, але займати в них різні положення.

В якості прикладів вибору такого роду можна привести забезпечення максимальної міцності конструкційного сплаву при заданому рівні пластичності та в’язкості і обмеження вартості легіруючих елементів, підвищення технологічних характеристик сплаву при збереженні існуючого рівня механічних властивостей і т. ін.

Обов’язково при виборі комплексу легіруючих компонентів, необхідно спів поставляти властивості легіруючих елементів та властивості холодильних агентів, конкретно для яких розробляються сплави, тому що деякі речовини є хімічно активними до інших чи навіть агресивними в певних фізичних умовах і термін працездатності вузлів та деталей холодильних машин та агрегатів, які працюють на хладонах, значно скорочується.

Окремим пунктом є застосування сучасних прокладочних матеріалів, які мають бути нейтральними до холодильних агентів, мастил, що циркулюють по системі холодильної машини разом з холодильними агентами, повинні витримувати високі (+100˚С) та низькі (-40˚С) температури. Ринок пропонує широкий вибір прокладочних матеріалів і для того, щоб вибрати потрібний, необхідно пам’ятати умови роботи холодильної машини та властивості робочої речовини – холодильного агента.

Литература:

1 Гуляев А. П. Металловедение. Изд-во «Металлургия», 1966.

2Дубинин Н.П. и др. Технология металлов и других конструкционных материалов. Изд-во «Высшая школа», 1969.

3 Сучков О.К. и др. Технология металлов и конструкционные материалы. Изд-во «Металлургия», 1973.