Компьютерный аналитический мониторинг химических противогололедных материалов и дорожных пропиток

Библиографические ссылки

1. Рябенко Е.А. Применение экспертных систем при выборе метода глубокой очистки и аппаратурного оформления / Е.А. Рябенко, A.M. Бессара-бов, О.В. Алексеева. - Высокочистые вещества, 1994, № 1. - С. 48-52.

2. Бессарабов А.М. Разработка базы данных аналитических приборов для CALS-системы компьютерного менеджмента качества химических реактивов и особо чистых веществ / A.M. Бессарабов, Л.В. Трынкина, В.Е. Трохин, А.Г. Вендило. - Промышленные АСУ и контроллеры, 2011, №11. - С. 45-56.

УДК 004.9: 625.768.6

А.В. Лобанова, А.Н. Глушко, А.В. Квасюк, А.В. Поляков, A.M. Бессарабов

Государственный НИИ химических реактивов и особо чистых химических веществ» (ФГУП «ИРЕА»), Научный центр «Малотоннажная химия» (НЦМХ), Москва, Россия

КОМПЬЮТЕРНЫЙ АНАЛИТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ

ХИМИЧЕСКИХ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДОРОЖНЫХ ПРОПИТОК

Для поддержания оптимального состояния муниципальной автодорожной инфраструктуры на основе современных CALS-технологий и информационного стандарта ISO-10303 STEP были разработаны компьютерные системы противогололедных материалов и пропиточных составов для дорожных покрытий.

To maintain an optimal state of the municipal road infrastructure computer systems of anti-icing materials and impregnating compositions for road surface were developed based on modern CALS-technologies and information standard ISO-10303 STEP.

Расширение сети автомобильных дорог, вызванное постоянным ростом автомобильного парка, увеличением объема грузооборота и перевозок пассажиров, предъявляет все более высокие требования к содержанию автомобильных дорог, а также обеспечению безопасности движения по ним. Решение этой проблемы связано с двумя комплексами задач: борьба с зимней скользкостью с применением противогололедных материалов (ПГМ) и поддержание дорожных покрытий в оптимальном состоянии с помощью специализированных пропиток. Для практической реализации этих задач создаются соответствующие муниципальные системы компьютерного менеджмента качества, осуществляющие системный анализ и выбор оптимальных ПГМ и дорожных пропиток.

Для автоматизации процедуры аналитического мониторинга химических ПГМ во ФГУП «ИРЕА» разрабатывается система компьютерного менеджмента качества (КМК-система). Разработка проводится на базе наиболее современной информационной системы компьютерной поддержки CALS-технологии (Continuous Acquisition and Life cycle Support непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукта). Ввод, редактирование и анализ информации по различным показателям качества проводился в комплексе PDM STEP Suite Enterprise Edition (PSS-EE), на который нами была приобретена лицензия (APL-3451631-01).

В основу структуры КМК-системы (см. рис. 1) положена группировка ПГМ по химическому составу, включающая следующие 4 основные категории: хлориды (хлориды кальция, натрия, магния); ацетаты (ацетаты аммония, калия, кальция); карбамиды (мочевина, карбамидно-аммиачная селитра); нитраты (нитраты кальция, магния). Каждый из этих, занесенных в КМК-систему химических ПГМ, оценивается по ряду показателей, объединенных в четыре подкатегории: органолептические (внешний вид, цвет, запах), физико-химические (массовая доля растворимых солей, зерновой состав, температура начала кристаллизации, влажность, массовая доля нерастворимых в воде веществ, водородный показатель, плотность, динамическая вязкость), технологические (плавящая способность, гигроскопичность, сле-живаемость) и экологические (коррозионная активность на металл, показатель агрессивного воздействия на цементобетон, удельная эффективная активность естественных радионуклидов, допустимое содержание химических веществ, не относящихся к действующему веществу ПГМ (фтор - водорастворимая форма, валовое содержание цинка, свинца, ртути и др.). Нормы по этим показателям устанавливаются, исходя из особенностей применения ПГМ для обработки дорожных покрытий в условиях мегаполиса (г. Москва).

Рассматриваемый для Москвы ассортимент включает в себя 5 наименований ПГМ на основе хлоридов и ацетатов (см. рис. 1, а). Важнейшей стороной анализа является оценка ПГМ по критериям «стоимость-эффективность», что позволяет остановить выбор на более приемлемой категории.

Анализируя имеющуюся на данный момент информацию по вопросу защиты дорожного покрытия от воздействия климатических и эксплуатационных факторов, можно сделать вывод о том, что одним из наиболее эффективных и экономически выгодных является способ пропитки верхнего слоя дорожного покрытия специальным пропиточным составом. При этом было установлено, что составы разняться между собой как по составу и основным физико-химическим характеристикам компонентов пропитки, так и по технологическим и эксплуатационным свойствам._

ф КМК химических nrM.std.bak - Р5М

- Категории

- КМК химических ПЩ г. Москва - ^ 1, Флориды

1,1, Хлориды кальция + ХКМ жидкость - ^ ХКФ твердый

+ 1. Органолептические показатели + 2. Физико-химические показатели + Технологические показатели

- у 4, Экологические показатели

+ 4,1, Коррозионная активность на металл - 4.2. Показатель агрессивного возденете* + Щ] 4,2,1, Сталь + Щ] 4,2,2, Бетон + 4,3, Удельная эффективная активность е + 4,4, Допустимое содержание химических + ^ 1,2. Хлориды натрия + 1,3, Хлориды магмия + ^ 2, Ацетаты + 3, Карбамиды + 4. Нитраты

1<:

Агпвгсивнпгть воздействия*рисунки - ШсгояоА У/ог<1

ВШ

Вид Вставка Формат Сервис Таблица

--

№ п/п Наименование Состав Нормы расхода Агрессивность к

стали бетону

1 хкм жидкость раствор хлористого кальция модифицированный, 32 % 40-110 мл/м2 + +

2 Антиснег-1 жидкость раствор ацетата аммония, 30 % 20-45 мл/м2 - +

3 Нордикс-П жидкость раствор ацетата калия, 30 % 20-45 г/м2 - +

4 ХКФ твердый хлористый катции. ингибир ов энньет фосфатами 20-70 г/м2 + +

5 Биомаг твердый хлористый магний мо дифицир об анный 30-80 г/м2 + +

>

На 6,5см Ст 14 Кол 1 I Ё

Рис. 1. Элемент КМК-системы ПГМ по г. Москве. Экологические показатели: агрессивность ПГМ к стали и бетону

В рассматриваемый CALS-проект «Пропиточные составы для дорожных покрытий» (см. рис. 2) были занесены данные о дорожных пропитках различных марок. Категориями верхнего уровня CALS-проекта являются страны-производители пропиточных составов: Израиль, Россия и США. В качестве подкатегорий 1 уровня представлены фирмы-производители. В базу данных CALS-системы также занесены характеристики конкретных пропиток, что позволяет провести сравнительный анализ материалов по выбранным критериям и выявить состав, удовлетворяющий требованиям конкретной задачи. Упомянутые выше пропитывающие составы CRF, Reclamite производства фирмы CRAFCO (США), ASP - производитель Chem-Crete Corporation и AsPenAC Concentrate, ПАБ «Дорсан» - производитель ООО «Базис» г. Казань были исследованы в лаборатории ФГУП ИРЕА.

Основными принципами выбора перспективных пропиточных составов являются: цель их назначения; удобство и простота в применении; срок службы. В связи с этим, при выборе пропиточного состава необходим компьютерный системный анализ его основных характеристик: физико-химических (состав компонентов и свойства пропиточного состава); технологических (способ устройства пропитки) и эксплуатационных (срок службы пропитки).

Пропиточные составы для дорожных покрытии - PSM

Файл Правка Вид Настройки ?

©* й H

Нави

гатор

g¡] Категории Й- цЭ] Израиль

В [jhj] Halik LTD.

Ш -fel TL-2ÜÜÜ EEI ' BBi Россия

В ÍÜH] ООО "Базис"

B -fel ПАБ "Дорсан Й íl°h ТОР-Импекс

E] - ¡bh США ........................

- CRAFCO

Ш-fel 1. CRF + É^J] 2. Reclarmite ^t] Chenn-Crete Corpc g Д5Р

Й í&Hl ICS/Penetron Inte

Ш-'fell Penetron Й ÍÜ"h 5ealMaster

É| -j^Ji AsPen AC Coi

Наименование: Описание:-

Щ Характеристики ГЭКОС-М - Microsoft Word

M

Вид Вставка Фориат Adobe PDF Комиентарии програмиы Acrobat Введите вопрос

Наименование показателя Требования ТУ

1. Внешний вид Однороднаяжидкость й! бесцветного до коричневого цвета. Допускается незначительный осадок.

2 Условная вязкость по ВЗ-246 при температуре от 19,5 до 20,5 0С,£, не менее 10

3. Содержание сухого остатка, % не менее 15

4 Время высыхания до степени 3 при температуре от 18 до 23 °С, ч, не более 2

5. рН состава Не нормируется, определяется обязательно

s з g s w \£

Стр. 1 Разд 1

a

русский (Po ШЕ

Рис. 2. Элемент CALS-проекта «Пропиточные составы для дорожных покрытий»

Для поддержания муниципальной автодорожной инфраструктуры в оптимальном состоянии разработаны CALS-системы для своевременного проведения комплекса мероприятий по обеспечению бесперебойного и безопасного дорожного движения на автомобильных дорогах и улицах, включая очистку дорог от снега и борьбу с зимней скользкостью, а также обработку дорожных покрытий пропиточными составами с целью продления срока службы дорожного полотна. Разработанные нами CALS-проекты химических ПГМ и пропиточных составов позволяют проводить сравнительный анализ материалов по множеству характеристик, выбирая наиболее приемлемые составы ПГМ и пропиток для поддержания оптимального состояния дорожного полотна.