Инженерные науки

Секция 3. Инженерные науки

Р.К.Алексеев ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ РАБОЧИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ИНСТРУМЕНТА
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Практически любой инструмент, который работает при ударных нагрузках, в агрессивных и абразивных средах, подвергается усиленному износу. Это является одним из основных факторов, ограничивающий срок его службы и надёжность. 
Цель работы – увеличить срок службы инструмента, применив физико-химическим метод повышения износостойкости.
В данном докладе описывается обработка рабочих поверхностей пресс-форм и вырубных штампов составом «Валкон», изготавливаемых в инструментальном производстве завода ВНИИЭФ. Этот процесс называется эпиламированием и относится к физико-химическим методам повышения износостойкости. 
Необходимо увеличить стойкость штампов, так как их режущие кромки притупляются от ударных нагрузок, а пресс-форм так как их формующие поверхности изнашиваются вследствие адгезии с пресс-материалом.
Метод основан на энергетической модификации поверхностей с целью придания им антифрикционных, антиадгезионных, антикоррозионных и некоторых других специфических свойств.
За 2010г. в инструментальном цехе завода ВНИИЭФ было изготовлено и отремонтировано с применением технологии эпиламирования 60 пресс-форм и 5 вырубных штампов. Износостойкость первых - повысилась в 2-3,5раза, вторых - 2,5-4 раза.

В.Н.Волков ПЕРСПЕКТИВЫ ВНЕДРЕНИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ КОММЕРЧЕСКОГО И ТЕХНИЧЕСКОГО УЧЕТА ЭНЕРГОРЕСУРСОВ НА ПРЕДПРИЯТИИ ВНИИЭФ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

В связи с реформированием электроэнергетики России чрезвычайно привлекательным для промышленных предприятий становится участие в существующем оптовом рынке электрической энергии и мощности (ОРЭМ). При этом стоимость электроэнергии, получаемой нашим предприятием, будет существенно ниже стоимости электроэнергии, получаемой от гарантирующего поставщика. Одним из основных требований предъявляемых к участникам является наличие АИИС КиТУЭ.
Данная Система предоставит возможность получения экономии по объему потребления электроэнергии, внедрить и использовать на предприятии современные средства энергоменеджмента и снизить за счет этого величину оплаты за потребленную электроэнергию.
Создание АИИС КиТУЭ – серьезный и необходимый шаг в повышении эффективности управления энергетической структурой предприятия и снижении затрат на энергоресурсы.

А.В. Грузинцев, А.В. Андронов АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИСПЫТАНИЙ НА КОМПЛЕКСНЫЕ ВОЗДЕЙСТВИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВИБРАЦИИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

Подход к разработке перспективных приборов систем автоматики предполагает проведение экспериментальных исследований на влияние воздействий различных внешних факторов. Такие воздействия, как правило, не являются изолированными, а значит, существует необходимость исследования влияния комплексных воздействий двух или нескольких факторов. В докладе представлен опыт разработки автоматизированной системы исследования влияния комплексного воздействия температуры и вибрации на характер изменения выходной частоты исследуемого объекта. 
Впервые создается система, обеспечивающая проведение испытаний многоканальных приборов автоматики с частотным выходом (до 12 каналов) при комплексном воздействии температурных и вибрационных воздействий. Аппаратная часть системы представляет собой климатическую камеру со встроенным вибростолом. Управление работой системы осуществляется при помощи разработанного программного модуля. В качестве регистраторов используются серийные измерительные приборы,  взаимодействующие с основным модулем системы при помощи библиотеки виртуальных образов измерительных приборов с цифровыми интерфейсами.
Система принята в эксплуатацию, на ней проводятся исследования перспективных приборов систем автоматики.

А.А.Душина ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ХИМИЧЕСКОГО НИКЕЛИРОВАНИЯ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

Покрытие деталей из пьезокерамики в гальваническом производстве завода ВНИИЭФ осуществляется с помощью технологии нанесения покрытия химического никелирования. При использовании данной технологии существовала недостаточная прочность сцепления с основой, равномерность осаждаемого покрытия, его гладкость и однородность. Необходимо было повысить качество покрытия химического никелирования пьезокерамики. С этой целью было рассмотрено влияние различных растворов химического никелирования и выбор оптимального, из которого при определенных концентрациях его компонентов получается покрытие, удовлетворяющее всем предъявляемым к нему требованиям.
Был проведен ряд опытов с различными растворами химического никелирования, рассмотрено введение некоторых смачивателей и их влияние на равномерность покрытия.
В результате проведенных физико-химических испытаний было показано, что покрытие Ni-P,осаждаемое на пьезокерамическую основу из раствора предложенного состава, удовлетворяет всем предъявляемым требованиям.

М.Н.Ереев, А.В.Козин, В.А.Панов, В.А.Пахомов, А.С.Судаков ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕТОДИКА ПО ОТРАБОТКЕ И ВЕРИФИКАЦИИ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ЭКСПЛУАТАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА РЕСУРСА
ОАО “ОКБМ Африкантов”, г. Н.Новгород

Эксплуатационный мониторинг ресурса это информационная система, позволяющая на базе:

• достоверных данных о конструктивном исполнении и начальном состоянии металла оборудования и систем РУ после изготовления и монтажа;
• результатов экспериментальных исследований изменения физико-механических свойств конструкционных материалов в эксплуатационных условиях;
• данных по фактической нагруженности и модели эксплуатации оборудования и систем РУ

осуществлять постоянный контроль за выработанным ресурсом РУ путем математического моделирования процессов деформирования, накопления и развития повреждений в материале конструкций и периодического диагностирования их технического состояния в доступных местах.
Методология контроля выработанного и прогноза остаточного ресурса конструктивных элементов и систем РУ основана  на расчетном анализе процессов развития поврежденности в опасных зонах по различным механизмам деградации. Однако точность расчетных оценок зависит от адекватности принимаемых математических моделей физическому механизму деградации материала в каждой критической зоне в условиях её фактической нагружености. С целью верификации разработанных для системы эксплуатационного мониторинга ресурса математических моделей, расчетных кодов, методов и средств неразрушающего контроля был создан так называемый лабораторный образец системы ЭМР.
Лабораторный образец системы ЭМР состоит из моделей и стендов для их термоциклического и гидроциклического нагружения, которые позволяют проводить:

• ресурсные испытания моделей критических зон конструктивных элементов оборудования и систем РУ с параметрами нагружения, близкими к эксплуатационным;
• периодический контроль технического состояния материала;
• периодический контроль топологии и геометрии развивающихся дефектов;
• металлофизические исследования состояния материала испытываемых моделей.

С.В. Ефремова, В.П. Леушев, А.В. Иванов МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ РЕЖИМОВ ТЕПЛОНАГРУЖЕННЫХ РАДИОЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В современных условиях к радиоэлектронным средствам (РЭС), предъявляется ряд жестких требований, направленных на обеспечение функционирования в условиях тепловых воздействий. Внешние тепловые воздействия, высокие внутренние тепловыделения, возникающие в процессе работы электрорадиоизделий (ЭРИ), оказывают существенное влияние на функционирование РЭС. 
В решении задачи оценки теплового поведения РЭС важную роль играет моделирование тепловых процессов.
В докладе приводятся подходы к исследованию тепловых режимов РЭС и  оценивается возможность их применения к разрабатываемым конструкциям. Предлагается алгоритм тестирования программного обеспечения на простых моделях при известных результатах физического моделирования с последующим переходом к  более сложным конструкциям. Для оценки теплового режима численным методом используется программный комплекс ТРиАНА. В данной работе приводятся результаты численного моделирования теплового состояния тепловой модели радиатора с тепловыделяющими ЭРИ и конструктивных элементов модулей источника вторичного электропитания.

Е.В.Забавин, В.В.Мокрушин, М.В.Царев, П.Г.Бережко ИЗМЕНЕНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ ПОРОШКОВЫХ МЕТАЛЛОВ В ПРОЦЕССЕ ИХ ГИДРИРОВАНИЯ И ДЕГИДРИРОВАНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В работе исследовано влияние цикла гидрирования и дегидрирования порошковых металлов на средний размер частиц и их распределение по размерам. Исследовались металлические порошки скандия марки СкМ-1-7, палладия марки ППд-1, и электролитического циркония. Исходные порошки подвергались термической активации с целью перевода металлов в активное состояние, после чего проводилось их насыщение водородом в количествах, соответствующих их поглотительной способности, а также последующее термическое разложение. Фракционный состав порошков в исходном состоянии, а также после однократного цикла гидрирования и дегидрирования определялся микроскопическим методом на анализаторе «Микан».
По результатам работы показано, что после гидрирования и последующего дегидрирования всех исследованных в работе металлических порошков средний размер их частиц отличается от исходного, при этом форма кривой распределения частиц по размерам также изменяется. Характер наблюдаемых отличий определяется природой металла и средним размером частиц исходного порошка.

А.В.Зубанков, В.А.Николаев СПОСОБ ЗАПУСКА ПИРОТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ РАКЕТНЫХ ПОЕЗДОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

При проведении экспериментов на ракетно-катапультирующей установке РКУ РФЯЦ-ВНИИЭФ одним из важнейших направлений является проведение испытаний образцов вооружений в условиях, максимально приближенных к условиям летных натурных пусков, с моделированием свободного полета в атмосфере.
Система запуска пиротехнических устройств ступеней РП обеспечивает срабатывание пиротехнических устройств при разгоне ракетных поездов по направляющим ракетно-катапультирующей установки с катапультированием головной части (объекта испытания) в свободный полет.
Используемая в настоящее время система запуска пиротехнических устройств ступеней ракетного поезда является системой контактного типа. Применяемая система проста в исполнении и эксплуатации и, что важно, обеспечивает выдачу исполнительных команд по пути движения РП, но она работоспособна при малых скоростях разгона, до 1200 м/с. 
Практика создания современных средств вооружений требует проведения высокоскоростных испытаний. Энергетические возможности новых отечественных ракетных двигателей позволяют их реализовать на РКУ РФЯЦ-ВНИИЭФ. 
В связи с этим необходимо переходить на системы, обеспечивающие бесконтактный запуск пиротехнических устройств ракетных поездов.
В докладе приведены способ запуска пиротехнических устройств и результаты исследования (графики зависимостей напряжения от времени U(t) информационных сигналов, полученных в результате проведения экспериментов).

Л.В. Канафеева, Е.В. Морозова, А.И. Коршунов ТЕХНОЛОГИЯ НАНЕСЕНИЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО МЕДНОГО ПОКРЫТИЯ НА ТИТАН, ТАНТАЛ, НЕРЖАВЕЮЩУЮ СТАЛЬ ДЛЯ РАВНОКАНАЛЬНОГО УГЛОВОГО ПРЕССОВАНИЯ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», г. Саров

В настоящее время наметились новые пути повышения свойств конструкционных материалов за счет целенаправленного формирования микро- и нано-кристаллической структуры, в частности, способ равноканального углового прессования, который обеспечивает широкие возможности для улучшения механических свойств.
Однако при этом ряд материалов, такие как титан, тантал, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т при РКУ прессовании в результате трения о стенки пресс-инструмента плохо поддаются прессованию. Для облегчения прессования применяют, например, медные оболочки. Однако этот способ нетехнологичен и эффект применения подобного способа незначителен. 
Была предложена идея использовать в качестве пластичного слоя гальваническое медное покрытие. Поставленная задача потребовала отработки технологии нанесения гальванического медного покрытия, которое позволило бы выполнить роль пластичного слоя при проведении равноканального углового прессования. 
Для получения качественного медного покрытия, прочносцепленного с основой, в первую очередь исследовались вопросы, связанные с выбором способа подготовки поверхности представленных материалов. Критерием для выбора режимов подготовки поверхности служила адгезия покрытия с основой. 
Угловое прессование заготовок с пластичным слоем проводилось при давлении 500-1000 МПа в диапазоне температур 450 - 500°С, при этом промежуточный и пластичный металлические слои сохранялись до момента получения готовых изделий. Опытные образцы выдерживали 12-14 проходов.
Пластичный слой гальванической меди обеспечивает возможность уменьшения усилий прессования, улучшение технологичности за счет снижения износа штампа, повышение числа проходов, что позволяет существенно улучшить условия прессования. В итоге была решена проблема РКУ прессования таких труднодеформируемых материалов, как титан, тантал, нержавеющая сталь и др., при этом измельчается зерно металлов до 300-500 нм, что весьма существенно повышает механические характеристики материалов.
На основании работ по гальваническому меднению тантала, титана, нержавеющей стали12Х18Н10Т выявлено новое техническое решение - «Способ равноканального углового прессования образцов конструкционных металлов».

Н.Н.Карпова БЕСЦИАНИСТЫЕ ЭЛЕКТРОЛИТЫ КАДМИРОВАНИЯ КАК ЗАМЕНА ЦИАНИСТЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ» г. Саров

В гальваническом производстве завода ВНИИЭФ существует технология нанесения кадмиевого покрытия из цианистого электролита.
Цианистый электролит является токсичным и экологически опасным. Смертельная доза для человека цианистого натрия составляет 0,01 г, синильной кислоты – 0,05 г. Также требуются большие усилия и затраты на обезвреживание циансодержащих сточных вод. Поэтому в настоящее время встает вопрос о замене токсичных цианистых электролитов кадмирования на менее токсичные и безвредные бесцианистые электролиты.
Целью работы является исследование бесцианистых электролитов кадмирования с возможностью замены токсичного цианистого электролита и получения качественных покрытий.
Электролит должен отвечать следующим требованиям:

• быть нетоксичным и экологически безопасным;
• отличаться простотой состава;
• иметь высокую рассеивающую способность;
• иметь хорошую кроющую способность;
• давать качественные осадки.