Разработка новейших технологий по локализации и нейтрализации сварочного аэрозоля при наплавке

Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733

Teoriia i praktika svarochnogo proizvodstva. Sb. nauchnykh trudov - Theory and practice of welding production. Collection of scientific works, 1969, no. 82, pp. 131-134.

5. Erokhin A.A. Osnovy svarki plavleniem [Basics of fusion welding]. Moscow, Mashinostroenie Publ., 1973. 445 p.

6. Oparin L.I., Frumin I.I. Issledovanie raspredeleniia legiruiushchikh elementov v naplavlennom metalle [Investigation of distribution of alloying elements in the weld metal]. Avtomaticheskaia svarka - Automatic welding, 1969, no. 5, pp. 21-24.

7. Patskevich I.R., Kheifets L.A. O khimicheskoi makroneodnorodnosti sloia, naplavlennogo poroshko-voi lentoi v uglekislom gaze [About chemical macroinhomogeneity layer of deposited powder tape in carbon dioxide]. Avtomaticheskaia svarka - Automatic welding, 1971, no. 11, pp. 66-67.

8. Tarlinskii V.D., Sbarskaia N.P., Ibragimov E.N., Demin V.V. Poroshkovaia provoloka [Cored wire]. Patent USSR, no. 315552, 1971.

9. Muratov V.A., Chigarev V.V., Trapeznikova L.A., Malikov L.S., Manov V.M., Zarechen-skiy A.V., Kolechko A.A., Tarasov V.V. Poroshkovaia lenta dlia naplavki [Powder feed for surfacing]. Patent USSR, no. 521101, 1976.

10. Karpenko V.M., Kassov V.D. Klassifikatsiia sviazuiushchikh shikhty poroshkovykh provolok [Classification of binders charge cored wires]. Tekhnologicheskie osnovy sovremennogo svarochnogo proizvodstva: Sb. Statei - Technological foundations of modern welding production: Collection of articles, 1992, pp. 48-52.

11. Kassov V.D., Karpenko V.M., Bilyk G.B., Presnyakov V.A., Gavrilov A.V. Sposob izgotovleniia poroshkovoiprovoloki [Cored wire manufacturing method]. Patent USSR, no. 1174217, 1985.

12. Chigarev V.V., Kaplanov V.I. Opredelenie kontaktnykh napriazhenii pri prokatke poroshkovykh elektrodnykh lent [Determination of contact stress in the rolling powder electrode tapes]. Avtomaticheskaia svarka - Automatic welding, 1986, no. 7, pp. 19-21.

Рецензент: В.Н. Матвиенко

д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»

Статья поступила 17.10.2016

УДК 621.791.92

© Логвинов Ю.В.*

РАЗРАБОТКА НОВЕЙШИХ ТЕХНОЛОГИЙ ПО ЛОКАЛИЗАЦИИ И НЕЙТРАЛИЗАЦИИ СВАРОЧНОГО АЭРОЗОЛЯ ПРИ НАПЛАВКЕ

В статье рассмотрены вопросы разработки новейших технологий по локализации и нейтрализации сварочного аэрозоля при наплавке согласно требованиям Киот-ского протокола по выбросу в атмосферу вредных веществ. Новая технология очистки сварочного аэрозоля (СА) отвечает требованиям Киотского соглашения по выбросу в атмосферу вредных веществ в результате применения замкнутой системы вентиляции, снабженной тройной фильтрацией, при которой вредные вещества не выбрасываются в атмосферу, а нейтрализуются. Значительно улучшается санитарно-гигиеническое состояние рабочего места наплавщика. Предложено практическое решение вопросов. Разработанная технология прошла апробацию в различных отраслях народного хозяйства.

Ключевые слова: новейшие технологии, нейтрализация, локализация, сварочные аэрозоли, наплавка, замкнутая система вентиляции.

Логвшов Ю.В. Розробка HoeimHix технологш по лошлiзацu i нейтралiзацu зва-рювального аерозолю при наплавленш. У статтi розглянутi питання розробки новттх технологт i нейтралiзацii та локалiзацii зварювального аерозолю при на-

канд. техн. наук, докторант, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, log77@yandex.ua

плавленм зг1дно з вимогами Шотсъкого протоколу щодо викиду в атмосферу шюд-ливих речовин. Нова технолог1я очищення зварювалъного аерозолю (ЗА) в1дпов1дае вимогам Шотсъко! угоди щодо викиду в атмосферу шюдливих речовин в резулъта-mi використання замкнуто! технологи i пристрою, системи фшътрацп, при яКй шюдлив речовини не викидаютъся в атмосферу, а нейmралiзуюmъся. Значно по-кращуетъся санimарно-гiгieнiчний стан робочого мiсця наплавщика. Запропоноване практичне виршення питанъ. Розглянута mехнологiя пройшла апроба^ю в рiзних галузях народного господарства.

Ключовi слова: новтш технологи, навколишне середовище, нейmралiзацiя, зварю-валън аерозолi, наплавлення, замкнута система вентиляцИ

Y. V. Logvinov. Development of the newest technologies of welding aerosols localization and neutralization at surfacing. In the article the questions of the newest development of welding aerosols localization and neutralization at surfacing have been considered in obedience to the requirements of the Kyoto protocol. New technology of welding aerosols (WA) cleaning, which meets the requirements of the Kyoto protocol as to harmful matters emissions has been worked out. It provides for a closed system of ventilation with triple filtration, at which harmful matters do not get out in the atmosphere, but are neutralized. The sanitary state of the workplace of the welder improves considerably. Practical solution of the questions has been offered. The presented technology has been tested in various industries. A new concept of welding aerosol (WA) cleaning has been worked out, making it possible to use a limited amount of air due to its frequent pumping through the closed system of ventilation which is in line with the provisions of the Kyoto protocol. The closed process of sucking off gases, aerosols and harmful substances, their filtration, localization and neutralization has been applied as well as the clean air supply without any emissions into atmosphere. Powerful vent devices are not needed, because the volume of air is insignificant. The sanitary state of workplace of the welder improves considerably. Keywords: latest technology, neutralization, localization, welding aerosols, surfacing, closed system ventilation.

Постановка проблемы. Актуальность разработки малоотходных технологий, отвечающих требованиям по выбросу в атмосферу вредных веществ международным стандартам и Ки-отскому протоколу, не вызывает сомнения и требует практического решения. Практическое решение проблемы заключается в реализации замкнутых техологий очистки и фильтрации СА и утилизация вредных веществ.

Анализ последних исследований и публикаций. Важнейшими являются исследования [1-2] по решению вопросов по охране окружающей среды, в частности, по локализации и нейтрализации СА.

Весомый вклад в решение этой проблемы внесли труды М.Кобаяши, Р.Хейл, Д.Хилл, а также отечественных исследователей - Чигарева В.В., Левченко О.Г., Пилюшенко В.Л., Олей-ниченко К.А., Носовского Б.И. и др. В работе детально изучены условия труда и предложены способы по локализации и нейтрализации сварочных аэрозолей при наплавке коленчатых валов.

Дальнейшее развитие наплавочного производства невозможно без создания для наплав-щиков условий труда, которые отвечают мировым требованиям и законам.

На чем строится предлагаемая технология? Пути решения, задачи по созданию новейших технологий:

- во-первых, в основе лежат принципы квотирования. Каждое предприятие имеет квоты на выбросы вредных веществ в атмосферу, и ежеквартально в статистический отдел города и области предоставляются данные, которые контролируются;

- во-вторых, следует разрабатывать малоотходные, экологически чистые технологии. Цель статьи - разработка новейших технологий по локализации и нейтрализации сварочного аэрозоля при наплавке.

Изложение основного материала. Ставится вопрос о создании новейших технологий для очистки сварочного аэрозоля от вредных веществ, разработке соответствующих устройств

Серiя: Техшчш науки

ISSN 2225-6733

[3], выполняющих одновременно две функции: всасывание твердой составляющей сварочного аэрозоля (ТССА), газообразной составляющей сварочного аэрозолю (ГССА) и других вредных элементов, а после фильтрации - подача чистого воздуха в зону наплавки. Основными вредными веществами при наплавке являются ТССА и ГССА. Предлагаемое устройство простое и надежное в эксплуатации.

Технология [4] очистки ТССА и ГССА осуществляется устройством, корпус которого разделен на три отсека, при этом предлагаются три степени очистки:

- механическая очистка: мелко-дисперсные частицы улавливаются с помощью двух сеток, которые периодически чистят;

- электростатический способ основывается на действии электрического поля, которое создается с помощью полюсов, реально ТССА проходит через два электрических поля. Новые исследования [5] по применению разряда позволили на 10,5% повысить степень очистки от вредных веществ;

- химический способ очистки ГССА базируется на создании специального зернистого, абсорбирующего материала, который помещается в контейнер. Очищенный воздух с помощью электронасоса по нижней части корпуса выходит к гибкому шлангу и непосредственно в точке конусного входа отфильтрованный воздух поступает на выход. Устройство выполнено таким образом, что одновременно забирает вредные вещества и подает отфильтрованный воздух.

Остановимся детальнее на устройстве, представленном на рис. 1, где 1 - наплавочный электрод; 2 - движение ТССА и ГССА; 3 - обратный поток очищенного воздуха; 4 - центробежный вентилятор (насос); 5а - механический фильтр; 5б - электрический фильтр; 5в - химический фильтр; 6 - наплавленная поверхность; 7 - ионизирование; 8 - сетка; 9 - электрические поля; 10 - контейнер для сбора пыли и включений; 11 - контейнер с сорбентами; 12 - дуга источник аэрозолей; 13 - ультразвуковая коагуляция.

Рис. 1 - Схема замкнутой системы вентиляции для улавливания сварочных аэрозолей при наплавке

Предлагается воздушный поток, выбрасываемый в атмосферу, прокачивать через трехступенчатый фильтр и возвращать в зону наплавки.

11

12

На рис. 2 представлен внешний вид установки для локализации и нейтрализации вредных веществ и СА при наплавке. Предлагаемая система вентиляции имеет замкнутый вид и за счёт многократного его прокачивания по замкнутой системе вентиляции в зоне образования аэрозолей значительно улучшается санитарно-гигиеническое состояние зоны наплавки.

Рис. 2 - Установка для локализации и нейтрализации вредных веществ и СА при наплавке: а) - принципиальная замкнутая фильтровентиляционная система удаления вредных веществ и СА

Возможно применение предлагаемой установки в металлургическом производстве с корректировкой сорбента и планировкой приспособления под оборудование.

Выводы

1. Разработана новая концепция очистки ТССА, позволяющая использовать ограниченное количество воздуха за счет многократного его прокачивания по замкнутой системе вентиляции, которая отвечает требованиям по выбросу в атмосферу вредных веществ согласно Киотскому соглашению.

2. Не требуется установка мощных вентиляционных устройств, так как объем воздуха незначителен.

3. Значительно улучшается санитарно-гигиеническое состояние рабочего места наплав-

щика.

Список использованных источников:

1. Левченко О.Г. Способы и средства локализации и нейтрализации сварочных аэрозолей : дис. .. .д-ра техн. наук : 05.26.01 / Левченко Олег Григорьевич. - К., 2002. - 283 с.

2. Чигарев В.В. Металлургические и технологические основы наплавки износостойких сплавов порошковыми лентами : дис. ...д-ра техн. наук : 05.06.05 / Чигарев Валерий Васильевич. - М., 2001. - 532 с.

3. Пат. 19867 Укра'на, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для очищення твердо!' та газоподiбно'í складових зварювальних аерозолiв при наплавленш / Ю.В. Логвшов. - № и200510339; за-явл. 02.11.05; опубл. 15.01.07, Бюл. № 1. - 4 с.

4. Пат. 19101 Украша, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для замкнуто!' системи уловлювання, фь льтрацп i нейтралiзацГí зварювальних аерозолiв при наплавленш / Ю.В. Логвшов. -№ и200510341; заявл. 02.11.05; опубл. 15.12. 06, Бюл. № 12. - 4 с.

5. Пат. 86222 Украша, МПК В 23 К 37/00. Пристрш для очищення зварювальних аерозолiв при наплавленнi / О.С. Поважний, В.Л. Пiлюшенко, Ю.В. Логвшов, С.Ю. Логвiнов. -№ u201304870; заявл. 16.04.13; опубл. 25.12.13, Бюл. № 24. - 4 с.

References:

1. Levchenko O.G. Sposoby i sredstva lokalizatsii i neitralizatsii svarochnykh aerozolei. Diss. dokt. techn. nauk [Ways and means of localization and neutralization of welding aerosols. Doct. tech. sci. diss.]. Kyiv, 2002. 283 p.

2. Chigarev V.V. Metallurgicheskie i tekhnologicheskie osnovy naplavki iznosostoikikh splavov poroshkovymi lentami. Diss. dokt. techn. nauk [Metallurgical and process fundamentals of surface deposition of wear-resistance alloys with powder bands. Doct. tech. sci. diss.]. Moscow, 2001. 532 p.

3. Logvinov Iu.V. Pristrii dlia ochishchennia tverdoi ta gazopodibnoi skladovikh zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [Device for treating solid and gaseous components of aerosols during surfacing welding]. Patent UA, no. 19867, 2007.

4. Logvinov Iu.V. Pristrii dlia zamknutoi sistemi ulovliuvannia, fil'tratsii i neitralizatsii zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [Closed system device for capturing, filtering and neutralizing welding aerosols when surfacing]. Patent UA, no. 19101, 2006.

5. Povazhnii O.S., Piliushenko V.L., Logvinov Iu.V., Logvinov S.Iu. Pristrii dlia ochishchennia zvariuval'nikh aerozoliv pri naplavlenni [A device for cleaning of welding aerosols when surfacing]. Patent UA, no. 86222, 2013.

Рецензент: В.Я. Зусин

д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»

Статья поступила 28.10.2016

УДК 621.341.572

© Малинов В.Л.1, Савенко О.С.2

ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ УСТАНОВКИ ИНДУКЦИОННОГО НАГРЕВА

В работе предложено схемное решение источника питания для установки индукционного нагрева. Разработанный источник питается от трехфазной сети и имеет малые искажения формы потребляемого тока. Характерной особенностью устройства является использование непосредственного преобразования трехфазного напряжения питающей сети в высокочастотное напряжение «накачки» выходной резонансной цепи с индуктором. Силовая часть преобразователя состоит из шести идентичных полупроводниковых диодно-транзисторных коммутаторов - по два на фазу. Система управления преобразователем обеспечивает формирование сетевых токов таким образом, что они пропорциональны мгновенным фазным напряжениям сети. Таким образом, по отношению к питающей сети разработанный источник представляет симметричную активную нагрузку. Ключевые слова: индукционный нагрев, инвертор, непосредственный преобразователь, коэффициент мощности, индуктор.

Малшов В.Л., Савенко О.С. Джерело живлення установки тдукцшного нагрiву.

В робот1 запропоновано схемне ршення джерела живлення для установки тдукцшного нагр1ву. Розроблене джерело отримуе живлення в1д трифазног мереж1 7

1 д-р техн. наук, инспектор по материалам и сварке, ПИИ ООО «Бюро Веритас Украина», malinov. V. ЩятаИ сот

2 специалист отдела техн. средств обучения, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, savenko-olja@yandex.ги