авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 | 4 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Сборник научных трудов студентов, магистрантов и молодых ученых ...»

-- [ Страница 2 ] --

Стойки каркаса из электросварных труб 159х7 по ГОСТ 10704-91, опирается на сваи из стальных труб 159х7 по ГОСТ 10704-91, балки в поперечном направлении из швеллеров № 18 пролетом 4,35 м. Прогоны приняты из швеллера № 16 по ГОСТ 8240-97.

Связи каркаса – крестообразные, составного сечения из уголка 63х5 по ГОСТ 8509 93.

Площадка навеса имеет отбортовку по всему периметру высотой 150 мм, покрытие площадки – бетонное с уклоном в сторону технологического колодца для сбора аварийных проливов.

С двух сторон навеса предусмотрены ворота распашные размером 3,0 х 3,0 м, а так же бетонные пандусы.

Основанием сооружения является площадка из сборных железобетонных плит, раз мером 30,0 х 6,0 м, уложенных на песчано-гравийную подготовку толщиной 300 мм по уп лотненному грунту. Для предохранения от неравномерной осадки основания плиты соеди няются между собой с помощью установки и приварки дополнительной арматуры в уровне монтажных петель.

Стойки каркаса из электросварных труб диаметром 159х7 по ГОСТ 10704-91, балки в поперечном направлении из швеллеров № 18 пролетом 4,35 м. Прогоны приняты из швел леров № 16 по ГОСТ 8240-97.

Для увеличения жесткости конструкции в продольном направлении предусмотрены крестообразные и портальные связи составного сечения из уголка 63х5 по ГОСТ 8509-93.

Жесткость каркас в продольном и поперечном направлениях обеспечивается нали чием вертикальных связей по стойкам каркас, наличием стеновья из жесткого профилиро ванного листа. Жесткость кровли обеспечивается наличием покрытия из стального профи лированного листа.

Стойки каркаса имеют жесткое крепление в уровне балок покрытия и шарнирное крепление в уровне фундамента.

Для крепления стеновых панелей и восприятия ветровых нагрузок предусмотрены горизонтальные ригели. Панели подвешиваются к опорным ригелям с помощью стальных элементов, к промежуточным ригелям с помощью болтов.

Фундаменты под стойки сооружения приняты столбчатыми монолитными. Основа нием фундаментов является песчано-гравийная подушка, которая опирается на грунт (песок гравелистый средней плотности средней, малой степени водонасыщения).

Объмно-планировочные решения разработаны из условий противопожарных тре бований к размещению зданий и оборудования с различными технологическими процесса ми, унификации строительных конструкций и материалов.

Согласно Федеральному закону «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» № 123-ФЗ от 22.06.2008 г. и требованиям закона № 384-ФЗ от 30.12.2009 г. Здания и сооружения относится к следующим классам и категориям:

Передвижная насосная установка с навесом:

- категория сооружения по взрывопожарной безопасности АН;

- степень огнестойкости зданий и сооружений II;

- класс конструктивной пожарной опасности СО;

- класс функциональной пожарной опасности Ф5.1;

- класс пожарной опасности строительных конструкций КО;

- коэффициент надежности по ответственности 1,0;

Предусмотрено ограждение навеса по трем сторонам из щитов по металлическим прогонам. По длинной стороне щиты из профилированного листа приняты съемными для обеспечения возможности ремонта оборудования.

Полы – бетонные с уклоном в сторону дренажного колодца для сбора возможных технологических проливов. Основание – сборные железобетонные плиты марки ПД 2-6 за вода ЖБИ ООО «Ленажилстрой» приняты из расчета нагрузки от въезда ПНУ.

Кровля навеса из профилированного листа по ГОСТ 24045-2010 по трубчатым про гонам для защиты технологического оборудования от атмосферных осадков.

В соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 «Защита строительных конструк ций от коррозии» для всех объектов антикоррозионное покрытие конструкций металличе ских каркасов, балок перекрытий, прогонов, вертикальных связей между колоннами принято из 2-х слоев эмали ПФ-133 по ГОСТ 926-82 по двум слоям грунта ГФ-0119 по ГОСТ 23343 78.

Все металлические сваи перед погружением в грунт окрашиваются за два раза крем нийорганической эмалью КО-811 по ГОСТ 23122-78.

Защита от увлажнения железобетонных плит основания площадок под технологиче ское оборудование предусматривается песчано-гравийной подсыпкой толщиной 300 мм, бе тонное покрытие плит принято с уклоном в сторону дренажных колодцев для сбора возмож ных технологических проливов.

Учитывая климатические условия строительства и эксплуатации зданий и сооруже ний, для несущих стальных конструкций принята сталь С345 по ГОСТ 27772-88, для второ степенных конструкций сталь С255 по ГОСТ 27772-88.

Для защиты конструкций фундаментов от морозного пучения предусмотрено:

- засыпка пазух котлованов непучинистым грунтом с послойным уплотнением;

- предохранение грунтов от увлажнения в период выполнения строительных работ.

Для предотвращения распространения пожара по территории приняты противопо жарные разрывы при размещении объектов и оборудования на генплане.

Библиографический список Берлинов М. В., Ягупов Б. А. Примеры расчета оснований и фундаментов: Учеб. для техникумов. – М.: Стройиздат, 1986. – 173 с.: ил.

Беленя Е. И. Металлические конструкции: Учебная литература. – М.: Стройиздат, 1986. – 560 с.: ил.

ТЕХНОЛОГИЯ ПО ПРОИЗВОДСТВУ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОГО ПЛАТИНОВОГО КАТАЛИЗАТОРА РИФОРМИНГА Худова А.С.

Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, Магистрант группы ОХПм-12-1 Худова Анастасия Сергеевна Конт. телефон: 89025678190, e-mail: khudovaanastasija@rambler.ru Описаны носитель для катализатора риформинга, содержащий частицы - оксида алю миния, на котором однородно распределены висмут и фосфор в каталитически эффективных концентрациях, технология приготовления катализатора на основе усовершенствоованного носителя производителя Criterion, преимущества катализаторов по предлагаемой технологии.

Ил. 1, таб. 1, библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: катализатор риформинга;

носитель компании «Criterion».

Введение Технологическое отставание российской нефтепереработки от развития западных стран началось не вчера, и объясняется не только разрушительной «перестройкой» 1990-х годов.

Это отставание было заложено еще в советское время. Что касается глубокой переработки нефти, то ее развитие сдерживалось необходимостью в советские годы вырабатывать боль шое количество отопительного мазута. И только в начале 1980-х годов в нашей стране поя вилась комплексная программа по углублению переработки.

Большинство наших заводов являются по сути «керосинками», они отбирают то коли чество нефтепродуктов, которое заложено в нефти. Если нефть светлая и легкая, то по ней сразу, легко можно получить глубину переработки 67%. Но в случае с сернистой тяжелой нефтью, этот показатель сразу снижается до 43%. Здесь нужны сложные процессы глубокой [1].

В настоящее время каталитический риформинг стал одним из ведущих процессов неф теперерабатывающей и нефтехимической промышленности. С его помощью удается улуч шать качество бензиновых фракций и получать ароматические углеводороды, особенно из сернистых и высокосернистых нефтей.

Он служит для одновременного получения высокооктанового базового компонента ав томобильных бензинов, ароматических углеводородов – сырье для нефтехимического син теза - и водородсодержащего газа – технического водорода, используемого в гидрогенизаци онных процессах нефтепереработки. В конце 40-х годов, когда возникла потребность в эко номическом процессе каталитического риформинга для улучшения качества автомобильных бензинов, стали впервые применять более эффективный, чем ранее применяемый алюмомо либденовый катализатор, катализатор – платиновый. Достаточно отметить, что скорость де гидрирования циклогексана (является одним из основных направлений превращения шести членных нафтеновых в условиях каталитического риформинга) на платиновых катализаторах в 500-1300 раз больше скорости той же реакции на алюмомолибденовом [2, 3] Широкие исследования привели к созданию разных модификаций платиновых катали заторов для процесса каталитического риформинга.

Первоначально в промышленных катализаторах использовали металл платиновой группы (т.е. саму платину, осажденную на носитель из оксида алюминия или подкисленного галогеном платиновый катализатор). Примерно в 1968 г. было предложено использовать ре ний вместе с платиной или иридий вместе с платиной. По меньшей мере, с 1959 г. стало из вестно, что фосфор в составе катализатора риформинга повышает выход ароматических со единений и увеличивает выходы углеводород С5+. В 1974-75 гг. стало известно, что введение висмута в катализатор риформинга, содержащий металл платиновой группы, улучшает се лективность, активность и стабильность катализаторов. Однако до сих пор никто не указал на преимущества введения как висмута, так и фосфора в катализатор риформинга нефтяного сырья на основе благородного металла [4].

Новый современный катализатор компании Criterion - одной из лидирующих в мире компаний - производителей катализаторов риформинга предложен на носителе, содержащем оксид алюминия и небольшие количества висмута и фосфора, включенные в носитель в од нородно распределенном по нему состоянии. Кроме того, Criterion предлагает композиции катализаторов, содержащие платину, хлор и, необязательно рений, нанесенные на указанные носители для процесса риформинга нефтяного сырья в присутствии указанных катализато ров с целью повышения октанового числа риформата. Использование Bi- и Р-содержащих катализаторов фирмы Criterion в каталитическом риформинге нефтяного сырья характеризу ется высокой селективностью (т.е. обеспечивающие высокие выходы жидкой фракции С5+ и Н2) и высокой стабильностью селективности и/или активности по сравнению с катализато рами, содержащими только или Bi или Р, известные ранее. Кроме того, эти промоторы в но сителе заметно снижают скорость зауглероживания и повышают способность катализаторов к регенерации после воздействия влаги [4].

Общее описание технологии Производство катализатора риформинга предусматривается по технологии фирмы «Cri terion» (США). Носитель компании «Criterion» выгружают, взвешивают и периодически за гружают в пропиточную установку. Пропиточная жидкость приготавливается в емкостях с мешалкой путем растворения в воде концентрированных растворов благородных металлов.

Для приготовления пропиточных растворов и пропитки носителя «Criterion» можно ис пользовать различные растворы Pt, Cl и Re, известные специалистам в данной области, такие как: гексахлороплатиновую (платинохлористоводородную) кислоту, гексабромоплатиновую кислоту, хлороплатинат аммония, и др. Подходит любой раствор Pt, Cl и Re, который разла гается в воде с образованием нужных ионов, отлагающихся на носителе.

Приготовленный разбавленный раствор солей благородных металлов распыляется на носитель в автоматическом устройстве-смесителе периодического действия. Пропитанный продукт, сыпучий и нелипкий, загружается в буферный резервуар и непрерывно подается на установку термообработки для удаления воды и разложения солей на катализаторе, а также потери веса при прокалывании. Термически обработанный катализатор охлаждается и про пускается на рассев через сита для удаления слишком крупных и мелкодисперсных частиц и отходов просеивания, образовавшихся в процессе производства. Очищенный свежий катали затор отбирается и упаковывается в тару.

Преимущества катализаторов по технологии Criterion Композиции катализаторов по технологии Criterion включают носители, содержащие оксид алюминия, в который введены небольшие количества висмута и фосфора, пропитан ные каталитически активными количествами платины и хлора и, необязательно, каталитиче ски активным количеством рения:

- каталитически эффективное количество Pt в катализаторе создает желаемую способ ность катализатора работать в реакции гидрирования-дегидрирования;

- каталитически эффективное количество Re (когда он присутствует) повышает устой чивость к коксообразованию и дезактивации;

- каталитически эффективное количество Cl повышает кислотность носителя, которая ответственна за реакции изомеризации и крекинга;

- использование Bi- и Р-содержащих носителей катализаторов способствует тому, что добавка фосфора к катализатору риформинга на основе благородного металла увеличивает выходы углеводородов С5+, введение висмута в катализатор риформинга, содержащий ме талл платиновой группы, улучшает селективность, активность и стабильность катализаторов, т.е. катализаторы обладают повышенной стабильностью по сравнению с катализаторами, содержащими только или Bi или Р, известных ранее.

Введение Pt, Re и Cl в катализатор риформигнга нефтяного сырья хорошо известно в данной области. Однако, когда эти элементы вводят пропиткой в носители Criterion, на этих катализаторах наблюдаются значительно меньшие скорости зауглероживания, более высокие выходы С5 + и стабильность активности, чем на катализаторах, содержащих эти же элементы, введенные пропиткой в традиционные носители. Поэтому составы катализаторов на носите лях Criterion позволяют уменьшить частоту регенераций катализатора и довести до макси мума его время работы, получение продукта риформинга и рентабельность. В редких случа ях, когда повышенная стабильность не нужна, эти составы обеспечивают существенную эко номию благодаря пониженным скоростям зауглероживания, более быстрому выжиганию кокса и сокращенному времени полного цикла в ходе регенерации по сравнению с традици онными катализаторами.

Пониженные скорости зауглероживания составов носителя Criterion были бы большим преимуществом для переработчиков, оперирующих с установками риформинга с неподвиж ным слоем двух различных типов: циклических и полурегенерирующих.

В присутствии катализатора Criterion установка риформинга будет работать при значи тельно более низких температурах при том же выходе С 5+ и желаемом октановом числе (кон версия). Кроме того, катализатор Criterion позволит существенно продлить длительность «пробега», т.е. увеличить время полного цикла и рентабельность установки. Катализатор Criterion также дает возможность повысить рентабельность аппарата риформинга путем уве личения пропускной способности аппарата (объемная скорость подачи сырья), работающего при приемлемых температурах на входе в реактор и, таким образом, производящего больше жидкого продукта риформинга с таким же октановым числом на единицу времени, как и традиционные каталитические системы. Катализатор Criterion был бы особенно ценен для аппаратов риформинга, которые ограничены в активности.

Таблица Сравнительная характеристики платиновых катализаторов Катализатор Содержание Средние часовые скорости уменьшения Pt/ Re/ Bi/ P, Активность, Выход Скорость заугле масс. % °С/ч С5+, роживания, масс.

об. %/ч %/ч Criterion 0,25/0,26/0,06/0,3 +0,184 -0,016 +0, Традиционные 0,26/0,24/0,06/0 +0,284 -0,035 +0, платиновые 0,25/0,25/0/0 +0,281 -0,027 +0, катализаторы Высокая стабильность в условиях реакционного периода, что, в конечном счете, обес печивает возможность получения более высоких выходов как высокооктановых бензинов риформинга, так и ароматических углеводородов [3].

Катализаторы по технологии «Criterion» позволяют значительно уменьшить долю во влекаемых в товарные автобензины дорогостоящих присадок, а также улучшать экологиче ские и эксплуатационные характеристики бензинов.

Библиографический список 1. Пикус Н. Это о бензине должен знать каждый [Электронный ресурс] //Авто Е1. ru:

[сайт]. [2012]. URL: http://www.e1.ru/talk/forum/read.php (дата обращения 28.11.2012).

2. Гуреев А.А.,.Жоров Ю.М,.Смидович Е.В Производство высокооктановых бензинов.

М.: Химия, 1981. 221 с.

3. Маслянский Г.Н., Шапиро Р.Н. Каталитический риформинг бензинов. Л.: нефтехи мия, 1985. 41 с.

4. Патент на изобретение № 2310506, автор — Танев Петр УДК 629.113. ПОВЫШЕНИЕ ОДНОРОДНОСТИ ПРОБ ЛИТЕЙНЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ М.П. Кузьмин Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, Иркутск, ул. Лермонтова, Изучен характер ликвации кремния, магния и титана в пробах и чушках литейных алюми ниевых сплавов. Исследовано распределение элементов по глубине при последовательном срезе донной части каждой пробы с шагом 4 мм. Обнаружено как проявляется зональная ли квация в поперечном сечении пробы на глубине среза 12 мм. Определн способ повышения однородности проб для спектрального анализа. С целью увеличения скорости охлаждения и уменьшения неоднородности химического состава были внедрены грибковые пробы, от ливаемые на медную пластину.

Табл. 3. Библиогр. 7 назв.

Ключевые слова: литейные алюминиевые сплавы, ликвация, алюминий, кремний, магний, титан, чушки, кристаллизация.

Кузьмин Михаил Петрович, аспирант кафедры химии и пищевой технологии, тел.:

89148858397, e-mail: mike12008@yandex.ru Благодаря сочетанию физико-механических и химических свойств алюминий в настоящее время является наиболее широко используемым металлом после стали и чу гуна. В числе этих свойств следует отметить его легкость и прочность при легирова нии другими металлами, стойкость против коррозии, высокую электро- и теплопровод ность, прекрасную обрабатываемость и способность к рециклированию.

C ростом объмов производства литейных сплавов на ИркАЗе возникли проблемы с проведением их химического анализа, а именно, большое число цилиндрических проб имело неоднородный химический состав. Методика спектрального анализа предполагает, что раз ница между тремя единичными определениями – прожигами не превышает определнной величины (норматив сходимости). Например, для кремния это 0,26%. При превышении дан ного норматива проба признатся неоднородной. В этом случае анализируется вторая (па раллельная) проба, и, если результат тот же – бракуется сам сплав. Для решения данной про блемы потребовался критический анализ конфигурации пробы, методики е отбора и анализа [4]. В данной статье не рассматривается технология приготовления самого сплава, которая изначально определяет его гомогенность.

Неоднородность состава металла в пределах пробы, в масштабе порядка 3–15 мм должна определяться ликвацией. Ликвацией называют неоднородность химического состава в различных точках отливки, возникающую при неравновесных условиях кристаллизации [3]. На практике любая кристаллизация является неравновесной. Ликвация разделяется на дендритную (внутрикристаллитную), зональную и гравитационную (по плотности). На лик вацию влияет: характер кристаллизации сплава, размеры и форма отливки, условия теплоот вода, газосодержащие и другие факторы, зависящие от специфики литья. Зональная ликва ция подразделяется на прямую и обратную. Прямая зональная ликвация – ликвирующие компоненты при кристаллизации концентрируются в центральной части слитка. Обратная зональная ликвация – ликвирующие компоненты концентрируются на периферии слитка.

Такая ликвация в алюминиевых сплавах характерна для меди, кремния, магния и цинка. Ха рактер и масштабы неоднородности химического состава в пробах позволяют отнести дан ное явление именно к зональной ликвации.

Был изучен характер ликвации кремния, магния и титана в пробах и чушках.

Изучено распределение элементов по глубине при последовательном срезе донной час ти каждой пробы с шагом 4 мм. Полученные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1 Содержание компонентов на различной глубине среза пробы Содержание Si, % Содержание Mg, % Содержание Ti, % при глубине среза при глубине среза при глубине среза № пробы 12 12 8 4 мм 8 мм 4 мм 8 мм 4 мм мм мм мм мм 0,11 0, 7,04 6,79 6,86 0,376 0,387 0,369 0, 3 0,11 0, 1 6,99 6,92 6,89 0,371 0,372 0,376 0, 0 0,11 0, 6,92 7,02 6,99 0,365 0,358 0,374 0, 6 сред- 7,0 6,9 6,9 0,37 0,37 0,37 0,11 0,11 0, нее 0,11 0, 7,05 6,71 6,54 0,377 0,371 0,351 0, 6 0,11 0, 6,93 6,93 6,89 0,375 0,373 0,349 0, 1 0,11 0, 7,01 6,78 6,87 0,377 0,378 0,377 0, 6 сред- 0, 7,0 6,8 6,8 0,38 0,37 0,36 0,11 0, нее 0,11 0, 6,65 6,75 6,68 0,365 0,373 0,367 0, 3 0,11 0, 3 6,72 6,71 6,72 0,371 0,373 0,373 0, 5 0,11 0, 6,76 6,68 6,78 0,370 0,359 0,374 0, 4 сред 6,7 6,7 6,7 0,37 0,37 0,37 0,11 0,11 0, нее Из таблицы 1 видно, что имеется обратная ликвация Si и Mg, (при этом разброс со держания кремния и магния составляет соответственно 0,2 % и 0,02 %).

В таблице 2 показано как проявляется зональная ликвация в поперечном сечении про бы на глубине среза 12 мм при расстоянии между центрами прожигов 8–12 мм.

Таблица 2 Содержания компонентов в поперечном сечении проб на глубине среза 12мм Содержание Si в пробе, Содержание Mg, Содержание Ti, % % % № пробы в на перифе- в на перифе- в на пе центре рии центре рии центре риферии 6,89 0,376 0, 1 6,86 0,369 0, 6,99 0,374 0, 6,89 0,349 0, 2 6,54 0,351 0, 6,87 0,377 0, 6,72 0,373 0, 3 6,68 0,367 0, 6,78 0,374 0, Из таблицы 2 следует, что Si, Mg так же, как и в предыдущем эксперименте (см. табли цу 1), при кристаллизации сплава обогащают периферию.

Ликвация исследовалась при литье малогабаритных чушек сплава на литейном конвей ере. Температура изложницы конвейера в процессе работы достигает более 350 °C, объм чушки намного больше пробы, поэтому возможно ликвация легирующих компонентов будет большой. Для исследования ликвации в чушке изготовлены темплеты поперечного среза 15 кг чушек. Затем методом спектрального анализа определно содержание Si в литниковой и донной части образцов. Результаты представлены в таблице 3.

Таблица Результаты спектрального анализа темплетов 15-кг чушек сплава Содержание Si, Точка прожига % Литниковая часть 7,0-6, Донная часть 6,6-7, Боковая часть – район замка 6, Торцевая часть 6, Литниковая часть 6,5-6, Донная часть 6,5-7, Боковая часть – район замка 7, Торцевая часть 7, Как видно из таблицы 3, разброс Si в готовой продукции (в литниковой части) состав ляет 0,5–0,6 %. Так как скорость кристаллизации чушки в боковых и торцевых частях выше, чем в донной и литниковой частях, вероятно химический состав именно этих участков бли зок к истинному среднему составу сплава.

На основе проведнных исследований был определн способ повышения однородности проб для спектрального анализа. Это увеличение скорости охлаждения сплава с соответст вующим измельчением макроструктуры металла и подавлением зональной ликвации. Повы сить скорость охлаждения можно, повысив теплоаккумулирующую способность литейной формы и уменьшив толщину стенки отливки. До сих пор речь шла о цилиндрических пробах диаметром 35 мм и высотой около 40 мм, залитых в стальные тонкостенные изложницы.

Причм эти изложницы в ходе работы могут существенно нагреваться.

С целью увеличения скорости охлаждения были внедрены грибковые пробы, отли ваемые на медную пластину. Толщина шляпки – 4 мм на порядок меньше приведнной тол щины цилиндрической пробы, а тепломкость меди почти на порядок превышает теплом кость стали. После внедрения грибковых проб неоднородность химического состава проб была снижена до допустимых пределов. С этой целью также была изменена схема контроля.

В случае неоднородности пробы теперь отбирается и анализируется металл непосредственно от чушки в месте наименьшего проявления ликвации.

Библиографический список 1. Агеев Н.В. Справочник двойных металлических систем: Справочник.: Т.1 / Под общей редакцией Н.В. Агеева. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1959 – 670 с.

2. Баталин Г.И. Термодинамика и строение жидких сплавов на основе алюминия / Г.И. Баталин, Е.А. Белобородова, Е.А. Казимиров – М.: Металлургия, 1983. – 160 с.

3. Голод В.М. Теория литейный процессов: учеб. пособие для вузов / В.М. Голод. – Л.: ЛПИ, 1983. – 88 с.

4. Кузьмин М.П. Устранение усадочных дефектов при литье малогабаритных чушек алюминия / Кузьмин М.П., Кузьмина М.Ю., Кучина В.В. // Перспективы развития техноло гии переработки углеводородных, растительных и минеральных ресурсов: материалы докл.

науч.-практ. конф. с междунар. участием, апр. 2012 г. – Иркутск, 2012. – С. 73–75.

5. Мондольфо Л.Ф. Структура и свойства алюминиевых сплавов / Мондольфо Л.Ф.;

пер. с англ. под ред. Ф.И. Квасова [и др.]. – М.: Металлургия, 1979. – 640 с.

6. Производство отливок из сплавов цветных металлов: учеб. для вузов / А В. Кур дюмов [и др.]. – М.: Металлургия, 1986. – 416 с.

7. De Young D. H., Weirauch D.A., Jr. Strontium additions to improve ingot surface quality // Light metals. – 2004. – P. 699 – 705.

УДК 665.61. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ТОВАРНЫХ МАСЕЛ Д.В. Медведев, В.Н. Сапрыгина Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, Рассмотрены возможности использования инструментальных методов анализу нефтепродук тов. Предложено для исследования физико-химических свойств растительных масел приме нять ротационный программируемый вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO. Показано, что при определении вязкости вискозиметром Брукфилда DV-II+PRO повышается точность резуль татов за счет улучшенных технических характеристик программируемого вискозиметра Брукфилда DV-II+PRO и уменьшения влияния человеческого фактора на результаты экспе римента.

Ил. 2. Библиогр. 4 назв.

Ключевые слова: товарное масло;

растительное масло;

вязкость;

вязкостно температурные свойства;

индекс вязкости;

вискозиметр.

Медведев Дмитрий Валерьевич, студент ИрГТУ химико-металлургического факультета ка федры химической технологии, тел.: 89500851877, е-mail: dima93medvedev@mail.ru Сапрыгина Вера Николаевна, кандидат технических наук, доцент кафедры химической тех нологии, тел.: Для расширения ассортимента выпускаемых масел и увеличения их тоннажности осо бый интерес представляет использование растительных масел в производстве товарных ма сел. С этой целью нами исследовалось влияние вязкости и вязкостно-температурных свойств растительных масел на готовый продукт.[1] Для исследования нами был выбран следующий ряд растительных масел: подсолнеч ное, рапсовое, гречишное, льняное, кукурузное, оливковое. [3] Основной физико-химической характеристикой масел является их вязкость. Вязкость во многом обеспечивает требуемые пределы трения в механизмах, эффективность охлажде ния и уплотнения отдельных узлов, влияет на экстремальные условия эксплуатации меха низмов (облегчая или затрудняя запуск двигателя). Вязкостные свойства оцениваются таки ми показателями, как динамическая вязкость, кинематическая вязкость, условная вязкость, температурный коэффициент вязкости и индекс вязкости.[2] С изменением температуры вязкость масел меняется, для разных продуктов изменение идет с различной интенсивностью. В связи с этим, одним из важнейших эксплуатационных показателей качества масел является вязкостно-температурная характеристика, которая га рантирует достаточную пологость температурной кривой вязкости. Это свойство оценивает ся индексом вязкости (безразмерная относительная величина), который может быть рассчи тан по формуле или определен по соответствующим таблицам (ГОСТ 25371 - 82). В ГОСТ 25371 - 82 индекс вязкости рассчитывается по результатам определения кинематической вяз кости при двух температурах. Минеральные масла без присадок имеют индекс вязкости 85…100 в зависимости от химического состава. При получении смешанных товарных масел на основе (нефтяных и растительных масел) регулирование химического состава можно осуществить введением определенного количества растительных масел. Такой способ на наш взгляд является более экономически выгодным и доступным.[1] В настоящее время известны несколько способов определения вязкости. С помощью капиллярных вискозиметров - удобно определять кинематическую вязкость, при выполнении научно-исследовательских работ. Определяют также динамическую вязкость с помощью ро тационных вискозиметров.[2] Нами определение вязкости ряда масел проводилось на ротационном программируе мом вискозиметре Брукфилда DV-II+PRO.

К преимуществу ротационных вискозиметров относится:

все они могут быть проградуированы непосредственно в пузах;

1) плотность жидкости не играет никакой роли, а потому при сравнении жидко 2) стей в отношении их вязкости не надо делать пересчетов из кинематической вязкости в абсолютную;

можно определять вязкость продуктов, содержащих взвешенные частицы, 3) эмульсии и коллоиды.[1] Ротационный вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO представлен на рисунке 1.

Принцип работы вискозиметра Брукфилда DV-II+PRO заключается во вращении спе циального измерительного шпинделя, погруженного в тестируемую жидкость, посредством калиброванной спиральной пружины. Вязкое трение жидкости о шпиндель определяется по закручиванию приводной пружины, которое измеряется датчиком угла вращения. Диапазон измерения вискозиметра DV-II+ (в сантипуазах (сПз) или миллипаскаль-секундах (мПа·с)) зависит от скорости вращения шпинделя, его размера и формы, формы контейнера с жидко стью, в которой вращается шпиндель, и линейным диапазоном момента кручения калибро ванной пружины.

Рисунок 1 – Ротационный вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO.

Вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO поставляется с уже выбранным последовательным рабочим набором скоростей. Этот рабочий набор начинается со скорости 0,0, затем скорость вращения повышается, последовательно принимая значения из набора LV, после чего снижа ется до нуля, и снова возрастает, принимая значения из набора RV. По завершении этой по следовательности она начинается сначала. Оператор может также выбрать попеременный рабочий набор скоростей, в котором чередуются значения из наборов LV и RV. Вискозиметр DV-II+PRO можно также запрограммировать на использование специального рабочего набо ра, включающего любые 18 из полного набора 54 скоростей вращения.[4] Улучшенные технические характеристики программируемого вискозиметра Брукфилда DV-II+PRO позволяют полностью исключить влияние человеческого фактора на точность проводимого эксперимента.[2] Результат исследования - реологические данные (вязкость, напряжение сдвига и скорость сдвига) отображаются в левой части верхней строки дисплея на экране прибора либо в системе СИ, либо в системе СГС (рисунок 2).[4] При определении вязкости в капиллярных вискозиметрах результат определения рассчитывается по форму лам.[2] cP 123e3 20.1C 6.0RPM % 15. Рисунок 2 – Изображение дисплея вискозиметра Брукфилда DV-II+PRO.

Важнейшим преимуществом ротационных вискозиметров нового поколения (програм мируемый вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO), является также возможность одновремен ного определения нескольких характеристик масел:

вязкость;

напряжение сдвига;

скорость сдвига;

момент кручения.

Примененого вискозиметра марки Брукфилда DV-II+PRO позволяет выводить ре зультаты измерений не только на экран прибора, но и распечатывать на принтере.[4] Все выше сказанное позволяет сделать вывод, что применение ротационных вискози метров удобно, выгодно, сокращает время проведения исследований, но самое главное по вышает точность определений. Поэтому нами для проведения исследований по определению вязкости растительных масел был вы бран второй метод. Нами показано, что результаты определения имеют высокую степень сходимости. Поэтому, в дальнейшем мы рекомендуем использовать при определении вязко сти вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO.

Библиографический список 1. Остриков В.В. Топливо, смазочные материалы и технические жидкости: учебное по собие / В.В. Остриков, С.А. Нагорнов и др. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2008. – 304 с.

2. Белянин Б. В., Эрих В. Н. Технический анализ нефтепродуктов и газа: Учебное посо бие для техникумов. - 4-е изд., перераб./ Б. В. Белянин, В. Н. Эрих - Л.: Химия, 1979. 224 с.

3. Евдокимов А.Ю., Фукс И.Г., Шабалина Т.Н. Багдасаров Л.Н. Смазочные материалы и проблемы экологии. М: Нефть и газ, 2000. 423 с.

4. Программируемый вискозиметр Брукфилда DV-II+PRO. Руководство по эксплуата ции УДК 615.322:543. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ СОСТАВА СВАРОЧНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ О.В. Кузнецова*, В.В. Потапова*, Т.В. Степанова** * Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, ** Иркутский государственный университет, 664003, г. Иркутск, ул. К. Маркса, Исследована возможность применения технологии создания образцов состава атмосферных аэрозолей для создания образцов, имитирующих сварочные аэрозоли. Проведены исследова ния по выбору носителя определяемых компонентов. Оценено влияние размера частиц и ви да соединений аналитов. Установлено, что при создании образцов, имитирующих сварочные аэрозоли, можно использовать любые соединения контролируемых компонентов. Показано, что разрабатываемые образцы состава сварочных аэрозолей могут быть использованы для градуирования недеструктивных методик РФА, что повысит эффективность контроля за грязнения воздуха рабочей зоны при сварочных работах.

Ил. 2. Библиогр. 15 назв.

Ключевые слова: сварочные аэрозоли, металлы, стандартные образцы состава, эффект мик роабсорбционной неоднородности, рентгенофлуоресцентный анализ.

Кузнецова Ольга Владимировна, кандидат химических наук, доцент кафедры химии и пи щевой технологии, тел.: 83952405277, e-mail: olvlku20@mail.ru Потапова Вероника Владимировна, студентка 3 курса гр. ТПП-10, тел.: 83952405277, e mail: olvlku20@mail.ru Степанова Татьяна Викторовна, магистрантка 2 года обучения, химический факультет, Иркутский государственный университет, тел.: 83952405277, e-mail: olvlku20@mail.ru Оценка уровня содержания тяжелых металлов в сварочных аэрозолях является важной проблемой контроля загрязнений воздуха рабочей зоны. В настоящее время сварка является одним из ведущих технологических процессов производства, не имеющим технической альтернативы в создании прочного и долговечного соединения деталей машин и конструкций.

Однако, несмотря на существенные достижения в развитии сварочной техники и технологии, более 70% работ, связанных с дуговыми, плазменными и другими высокотемпературными газопламенными способами сварки, наплавки, резки и напыления металлов, выполняются ручным способом, при этом сварщик подвергается воздействию сварочного аэрозоля [1-3].

Наибольший риск для возникновения нарушений здоровья представляет твердая составляющая сварочного аэрозоля (ТССА), которая содержит тяжелые металлы. Отбор проб для контроля состава ТССА в соответствии с рекомендациями отечественного нормативного документа (НД) МУ 4945-88 [4] осуществляется путем прокачивания определенного объема воздуха через аспирационный фильтр. Для этой цели используют аналитические аэрозоль ные фильтры: перхлорвиниловые (АФА-ХП, АФА-ВП) или ацетилцеллюлозные (АФА-ХА).

Тип фильтра, применяемого для концентрирования компонентов ТССА, определяется ходом последующего химического анализа. Следует отметить, что отобранные аэрозоли оказыва ются прочно связанными с материалом фильтра, что влияет на ход анализа. Это влияние имеет двойственный характер: с одной стороны, в самом материале фильтра содержатся эле менты, подлежащие определению в аэрозолях, с другой – преобладающая органическая со ставляющая вносит дополнительные осложнения в ход анализа. Поэтому для учета состава фильтра используют холостую пробу [5]. Очевидно, что равномерность распределения ком понентов ТССА по фильтру зависит от массы аэрозолей. В НД [4] рекомендуется отбирать пробы массой не менее 5 мг, в других работах [6] масса аэрозоля достигает 30 мг, но в любом случае объм воздуха, протягиваемый через фильтр, должен соответствовать объму, вды хаемому человеком при обычных условиях.

Контроль состава сварочных аэрозолей осуществляют с помощью атомно абсорбционного, атомно-эмиссионного, рентгенофлуоресцентного, фотометрического и электрохимического методов анализа. В отечественной аналитической практике рекоменду ются методики анализа, основанные на использовании методов атомно-абсорбционного, фо тометрического и электрохимического анализа [4]. Для стандартизированных методик атом но-абсорбционного и электрохимического анализа погрешность определения элементов со гласно НД не превышает (% отн.) ± 20;

для фотометрических методик от ± 10 до ± 25 в зави симости от элемента [4]. Следует отметить, что эти методики включают стадию предвари тельной обработки материала проб, что делает анализ с помощью указанных методик дли тельным, трудоемким, и нередко наблюдаются потери определяемых элементов на этапе подготовки проб к анализу.

Более перспективным является метод недеструктивного рентгенофлуоресцентно го анализа (РФА). Однако метод РФА редко используется для определения тяжелых метал лов в сварочных аэрозолях, собранных на фильтр, что обусловлено сложностью градуирова ния методик из-за отсутствия стандартных образцов, адекватных по физико-химическим свойствам реальным пробам ТССА. Имеется всего один стандартный образец BCR- (Бельгия), аттестованный только на Cr (VI). В связи с этим, создание синтетических образцов состава сварочных аэрозолей, собранных на фильтр, является актуальной задачей, решение которой затруднено вследствие сложности и широкой вариации фазового и химического со става ТССА.

Наиболее часто методики РФА сварочных аэрозолей градуируют с помощью об разцов, полученных нанесением растворов определяемых элементов на фильтр, например, при определении Cr (VI) используют фильтр с высушенной аликвотой раствора K2Cr2O7 [5, 6]. Вследствие того, что материал фильтров может содержать переменные количества раз личных металлов, для приготовления образцов следует использовать фильтры того же типа и коммерческой партии, что и для отбора проб. Преимущество этого приема – простота препа рирования, а основной недостаток – неадекватность таких образцов реальным пробам ТССА по физико-химическим свойствам.

Наиболее приближены к нагруженным аспирационным фильтрам образцы, полу чаемые с помощью специальных пробоотборников [7]. Для этого проводят параллельный от бор большого количества проб сварочных аэрозолей, затем часть проб анализируют различ ными методами и устанавливают значение содержаний компонентов на фильтре. Оставшую ся часть образцов используют для градуирования методик РФА. Отметим, что данным прие мом сложно приготовить большое количество идентичных экземпляров с различными ва риациями химического состава, характерными для сварочных аэрозолей.

В серии работ [8-10] описано градуирование методик РФА с помощью образцов в виде полимерных пленок, содержащих известное количество определяемых элементов.

Пленки получают на основе метилцеллюлозы [8], ацетопропината, ацетобутирата [9], поли винилового спирта [10]. Контролируемые компоненты во всех этих работах вводят в пленки в виде раствора. Это ограничивает массу компонентов, вводимых в полимер, из-за возмож ности образования кристаллов при высушивании, что нарушает однородность образцов.

Кроме того, такие пленочные образцы не адекватны реальным пробам аэрозолей, в которых определяемые компоненты представлены мелкодисперсными частицами.

Существует оригинальная технология [11] изготовления синтетических образцов состава атмосферных аэрозолей в виде тонкой органической пленки, содержащей тонкоиз мельченные порошковые частицы, несущие контролируемые в аэрозолях компоненты. Раз работанная технология позволяет готовить требуемое количество идентичных образцов с широкими вариациями химического состава и массы аэрозольных частиц. Установлено, что погрешность приготовления пленочных излучателей характеризуется коэффициентом вариа ции V, равным (%) 4,2;

4,3;

3,7;

4,1;

4,1;

3,6 и 4,8 для Zn, Fe, Cr, Mn, Co, Ni и Cu соответст венно. Поверхностная плотность создаваемых синтетических образцов равна 5-6 мг/см2, что соответствует реальным пробам аэрозолей, собранных на фильтр. Однако проблемой ис пользования данной технологии для создания образцов состава сварочных аэрозолей являет ся выбор носителя контролируемых элементов, т.к. состав ТССА зависит от условий ведения сварочных работ и требуется создание образцов состава для каждого типа сварки отдельно.

По данным физико-химических исследований в состав ТССА входят простые и сложные оксиды основного и электродного металлов, фториды, соединения типа шпинелей и силикатов, а также пыль с содержанием до 70% кристаллической или аморфной двуокиси кремния [4, 12-14], при этом в составе ТССА различают основные (Mn, Fe, Si, K, Na, Ca, Ti, Al, Mg, F, O, Cr) и примесные (As, Cu, Rb, Sn, Zr, Sr, Nb, Mo, Ag, Sb, Ba, Pb) элементы. Со держание основных элементов колеблется от n10-2 % до n10 % в зависимости от типа сва рочного материала, а для Fe и Mn достигает в отдельных случаях 55 % и 20 % соответствен но [12].

Цель данной работы заключалась в исследовании возможности использования для создания синтетических образцов состава ТССА по оригинальной технологии [11] различ ных соединений аналитов.

При создании синтетических образцов для градуирования методик рентгенофлуо ресцентного анализа следует учитывать наличие эффекта микроабсорбционной неоднород ности [15]. Данный эффект зависит от вида химического соединения, т.е. от поглощающих характеристик соединения, и от размера частиц. Специфика РФА проб аэрозолей, собранных на фильтр, заключается в том, что такие образцы являются гетерогенными и ненасыщенны ми для рентгеновского излучения и имеют переменную поверхностную плотность. Частицы ТССА являются мелкодисперсными: 85-99 % имеют размер (D) менее 1 мкм, и в основном D изменяется от 0,01 до 0,2 мкм [4, 12, 13]. Однако, следует отметить, что аэро- и гидродина мические, электростатические, гравитационные силы и термическое влияние источника теп ла могут приводить к образованию агрегатов частиц, размер которых достигает 3-4 мкм.

Следует отметить, что эффект микроабсорбционной неоднородности в этой области разме ров частиц не изучен.

Разработку технологии создания образцов, имитирующих сварочные аэрозоли, проводили на примере соединений Mn и Fe, т.к. эти элементы являются особо контролируе мыми в составе ТССА. При измерении интенсивности MnK- и FeK-линий воспроизводи мость характеризовалась коэффициентом вариации Vв, равным для 4,1% и 3,3% соответст венно.

Оценили влияние размера частиц и вида соединений Mn (MnF2, Mn2O3, MnO2) и Fe (FeO, FeS2, Fe2O3) на интенсивность (Iотн) рентгеновской флуоресценции. Для этого навес ки каждого из перечисленных соединений истирали в течение 15 и 40 мин. Затем из исход ных и истертых порошков готовили синтетические пленочные образцы, имитирующие ТССА, собранные на фильтр, согласно технологии [11].

На рис. 1 представлены графики, иллюстрирующие влияние вида соединений же леза на интенсивности флуоресценции. Как видно, для ненасыщенных образцов, приготов ленных с использованием исходных крупнозернистых порошков (рис. 1а), наблюдается су щественное расхождение точек в зависимости от вида химического соединения железа: ко эффициент вариации (V), характеризующий рассев точек, равен 12%. С уменьшением разме ра частиц порошкового носителя аэрозолей исследуемый эффект снижается: для соединений, истертых в течение 40 мин, значение V составляет 7,5%. Следовательно, можно ожидать дальнейшее уменьшение рассева точек при увеличении времени истирания порошковых препаратов.

0,12 0, I отн I отн 0,10 0, 0,08 0, 0,06 0, 0,04 0, V=12% V=12% 0, 0,02 M, мг M, мг 0, 0, 0,0 0,5 1,0 1,5 2, 0,0 0,5 1,0 1,5 2, а) б) 0,12 I отн 0, 0, 0, 0, V=7,5% 0, M, мг 0, 0,0 0,5 1,0 1,5 2, в) Рис. 1. Графики зависимости Iотн = f (MFe) а) t = 0 мин;

б) t = 15 мин;

в) t = 40 мин;

FeO;

Fe2O3;

FeS Подтверждением предположения о снижении эффекта микроабсорбционной не однородности при уменьшении размера частиц являются графики зависимости Iотн = f (M) для Mn, приведенные на рис. 2. Следует отметить, что соединения марганца изначально яв ляются мелкодисперсными порошками. Коэффициент вариации V для этих образцов состав ляет 5-6% и не зависит от времени измельчения материала.

0, 0,20 I отн I отн 0, 0, 0, 0, 0, 0,05 V=5,8% V=5,3% М, мг M, мг 0, 0, 0,0 0,5 1,0 1, 0,0 0,5 1,0 1, а) б) 0,20 I отн 0, 0, 0, V=6% М, мг 0, 0,0 0,5 1,0 1, в) Рис. 2. Графики зависимости Iотн = f (MMn) а) t = 0 мин;

б) t = 15 мин;

в) t = 40 мин;

Mn2O3;

MnF2;

MnO Таким образом, установили, что при создании образцов, имитирующих сварочные аэрозоли, можно использовать любые соединения контролируемых компонентов. Проведен ные исследования показали, что с уменьшением размера частиц порошкового препарата влияние вида химического соединения на интенсивность рентгеновской флуоресценции снижается. Это позволит готовить синтетические образцы состава сварочных аэрозолей из тонкодисперсных порошков разного химического состава. Разрабатываемые образцы состава ТССА могут быть использованы для градуирования недеструктивных методик РФА, что не сомненно повысит эффективность контроля загрязнения воздуха рабочей зоны при свароч ных работах.

Библиографический список 1. Мамедов А.Т., Рустамов Р.Д. Исследование условий труда сварщиков на монтаже // Сварка в Сибири. 2005. – № 1. – С. 90-91.

2. Бернадский В.И., Маковецкая О.К. Сварочное производство и рынок сварочных технологий в современной экономике // Автоматическая сварка. – 2007. – № 1. – С. 44-48.

3. Steel statistical yearbook – 2004 // International iron and steel institute of economic studies. – Brussels, 2004. – 192 p.

4. МУ № 4945-88 по определению вредных веществ в сварочном аэрозоле (твердая фаза и газы). – М.: МП «Рарог», 1992. – 112 с.

5. Дорошенко Н.В. Особенности проведения анализа проб пыли, выделяющейся при газовой резке металлолома // Завод. лаб. – 1998. – Т. 64, № 3. – С. 13-15.

6. Olh., Pivoluska J. Determination of chromium (VI) in welding fumes by radionuclide X-ray fluorescent analysis // J. radioanal. Nucl. Chem. – 1985. – V. 96, № 6. – P. 575-584.

7. Anglov J.T.B., Holst E., Dyg S. [et. al.] Iron, manganese, copper and titanium in welding fume dust on filters for internal and external quality assurance // Fresenins Z. Anal. Chem. – 1993. – V. 345, № 2-4. – P. 335-339.

8. Billiet J., Pams R., Hoste J. Multi-element thin film standards for XRF analysis // X-Ray Spec trom. – 1980. – V. 9, № 4. – P. 206-211.

9. Dzubay T.G., Morosoff N., Whitaker G.L. Polimer film standards for X-Ray fluorescence spec trometers // J. Trace and Microprobe Tehn. – 1987. – V. 5, № 4. – P. 327-341.

10. Rastegar B., Junolt F., Gallmann A. [et. al.] Sample homogeneity in energy-dispersive XRF trace metal analysis // X-Ray Spectrom. – 1986. – V. 15, № 2. – P. 83-86.

11. Коржова Е.Н., Смагунова А.Н., Кузнецова О.В. [и др.]. Способ изготовления стандартных образцов атмосферных аэрозолей, нагруженных на фильтр: пат. 2239170, Рос. Федерация, МПК7 G 01 N 1/28 /;

Заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Иркутский государственный университет. заявл. 30.08.2002;

опубл. 13.04.2004. Бюл. № 17.

12. Войткевич В.Г. Методы исследования сварочных аэрозолей (обзор) // Автоматическая сварка. – Киев, 1982. – № 3. – С. 51-54.

13. Левченко О.Г. Влияние состава защитного газа и режима сварки на валовые выделения сварочного аэрозоля // Автоматическая сварка. – Киев, 1986. – № 1. – С. 73-74.

14. Гигиеническая оценка сварочных материалов и способов сварки, наплавки и резки металлов: методические указания. – М.: Минздрав СССР, 1980. – 15 с.

15. Коржова Е.Н., Ставицкая М.В., Белозерова О.Ю. [и др.]. Изучение эффекта микроабсорбционной неоднородности при рентгенофлуоресцентном анализе ультрамелких частиц // Журн. аналит. химии. – 2011. – Т. 66, № 2. – С. 175-181.

УДК 541. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ АДСОРБЕРА С ПОМОЩЬЮ ПРОГРАММИРУЕМОГО ЛОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЛЕРА Мальчихин А.С., Носенко А.А, Подкаменный Ю.А, Саливон С.В., Половнева С.И.

НИ Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

Приведены результаты расчета эксперимента по регулированию температуры адсорбера на приборе сорбтометр.

Ключевые слова: настройки регулятора, ПИД – закон.

Половнева С.И. кандидат технических наук, доцент кафедры АПП, член-корр РМА.

e-mail: Polovneva_si@mail.ru Саливон С.В. студент 4 курса кафедры АПП.

Мальчихин А.С. студент 4 курса кафедры АПП.

e-mail: 777malex777@gmail.com тел: Носенко А.А. студент 4 курса кафедры АПП.

Подкаменный Ю.А. студент 4 курса кафедры АПП.

Адсорбция - это изменение (обычно повышение) концентрации вещества вблизи поверх ности раздела фаз (от лат. ad - на и sorbeo -поглощаю). Адсорбция может происходить на любой поверхности раздела между двумя фазами, например жидкость-газ или твердое тело жидкость. В данной работе для измерения удельной поверхности используется адсорбция паров на твердой поверхности пробы.

Твердое тело, на котором происходит поглощение газов и паров, называется адсорбентом, а адсорбированное вещество - адсорбатом. Процесс, обратный адсорбции, называется де сорбцией. Величину адсорбции, то есть количество адсорбированного газа (или пара), выра жают в разных единицах, но наиболее часто в молях адсорбированного вещества на 1 г ад сорбента. Величина адсорбции данного вещества тем выше, чем более доступная для этого вещества поверхность адсорбента. Поэтому в качестве характеристики твердых тел приводят величину удельной поверхности Sy (площадь поверхности на 1 г адсорбента). ( м 2 / г ) [3] Адсорбенты делят на непористые и пористые. Удельная поверхность непористых адсор бентов составляет от сотых долей до сотен м /г. Высокие значения площади поверхности тонкодисперсных материалов объясняются небольшими размерами непористых частиц (по рядка сотен нм). Можно оценить, как увеличивается поверхность кубика твердого тела с ребром в 1 см в результате раздробления на кубики одинакового размера с ребром 500 нм.


Оказывается, поверхность маленьких кубиков возрастает в 20 тыс. раз. Пористые адсорбенты отличаются наличием системы пор (каналов), которые представляют собой полости в твер дом теле, как правило, соединенные между собой и имеющие различную форму и размеры.

Действие прибора основано на использовании высокотемпературного метода тепловой десорбции. [2] Температура в термостатах катарометра и адсорбера поддерживается регуляторами.

Для повышения теплообмена термостаты адсорбера и катарометра снабжены вентилято рами и с двигателем.

Конструктивно все термостаты, панель подготовки газов и сушилка для образцов выпол нены в виде одного блока датчиков из стеклотекстолита. В качестве теплоизолятора приме нн асбестовый картон.

Терморегулятор каторометра работает по П – закону регулирования. В качестве датчика температуры катарометра используется платиновый термометр сопротивления, включенный по трехпроводной схеме в одно из плеч мостовой схемы терморегулятора.

Существуют несколько законов регулирования П-закон, И-закон, ПИ-закон, ПД-закон и ПИД-закон регулирования. Оптимальным законами считают комбинированные законы такие как ПИ-закон, ПД-закон и ПИД-закон.

ПИ-закон формирует сигнал на перемещение регулирующего органа пропорционально интегралу от отклонения.

ПД- закон формирует сигнал на перемещение регулирующего органа пропорционально скорости изменения регулируемой велечины.

ПИД-закон формирует сигнал на перемещение регулирующего органа пропорционально интегралу от отклонения и скорости изменения регулируемой велечины.

Оптимальный закон для регулирования температуры адсорбера является ПИД - закон. В его реализацию поможет программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК-154. Ниже приведена схема для регулирования температуры адсорбера:

220В Реле Нагреватель 220В ПЛК Рисунок 1. Схема регулирования температуры.

Программа для реализация закона производится в CodeSys на языке CFC:

Чтобы определить настроек регулятора необходимо, обработать кривую разгона:

Рисунок 2. Кривая разгона адсорбера.

После обработки кривой для определения настроек будем использовать АФЧХ и расчет их вести по показателю колебательности.

Im Woi 10 0 10 20 30 Re Woi Рисунок 3. АФЧХ передаточной функции адсорбера.

Показатель колебательности для данного прибора брали равный 1.5. Дальше ограничива лись частотами в 3 квадрате для того чтобы избавиться от комплексных частот.

Im Wpci Y 4 3 2 1 Re Wpci K Рисунок 4. 3-ий квадрат АФЧХ Затем вычисляем настроечные параметры регулятора. Строим график и берем максимальную точку на графике:

Рисунок 5. График настроечных параметров регулятора.

Максимальные значения с графика: 0.02714 для интегральной составляющей регулятора, 22.103 для пропорциональной составляющей, дифференциальная составляющая равна 4458.

Строим график переходного процесса.

Рисунок 6. График переходного процесса.

По графику видно, что качество регулирования улучшилось. Время регулирования уменьшилось tp=125 c. Перерегулирование 3%.

Библиографический список 1. Ротач В.Я. Теория автоматического управления. М: Изд-во МЭИ, 2004. - 400с.

2. Патент РФ на изобретение №2376582 от 20.12. 3. Кулаков М.В. Технологические измерения и приборы для химических производств.

М: Машиностроение 2008.- 424с.

УДК 581.522. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УГЛЕРОДНЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II) И (III) В.Г.Соболева, К.С. Ведерникова, И.М. Щербакова, А.О. Свитова Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

В работе изучен метод сорбционной очистки сточных вод гальванопроизводств от ионов же леза (II) и (III) углеродными сорбентами марки ИПИ-Т. Установлено, что имеет место акти вированная адсорбция, так как с ростом температуры происходит увеличение сорбции ионов железа (II). Определена оптимальная концентрация соляной кислоты для регенерации угле родного сорбента ИПИ-Т: для извлечения ионов железа (II) лучше использовать 0,56 М рас твор кислоты;

для извлечения ионов железа (III) – 0,74 М раствор.

Ил.2. Библиогр.5 назв.

Ключевые слова: сорбционная водоочистка, гальваностоки, ионы железа (II) и (III).

Соболева Вероника Геннадьевна, кандидат технических наук, доцент кафедры химии и пи щевой технологии им. Тутуриной, тел: 89500759790, e-mail: nika.sobolek@mail.ru Ведерникова Ксения Сергеевна, студент химико-металлургического факультета гр. ТПП-10-1, тел: Щербакова Ирина Михайловна, студент химико-металлургического факультета гр. ТПП-10-1, тел: Свитова Анастасия Олеговна, студент химико-металлургического факультета гр. ТПП-10-1, тел: Одной из важнейших задач, которые должны решаться на машиностроительных предприятиях - является глубокая очистка сточных вод гальванопроизводств от ионов тя желых металлов. В настоящее время очистку водостоков от ионов железа (II) и (III) осуще ствляют путем перевода их в нерастворимые в воде соединения, которые затем удаляют от стаиванием, флотацией, фильтрацией и другими способами разделения твердой и жидкой фаз. Перевод в твердую фазу в основном осуществляют введением щелочи с образованием гидроксидов, гидроксокарбонатов, карбонатов. Вместе с тем, использование реагентов для вывода ионов металлов из жидкой фазы приводит к увеличению общего солесодержания очищенной воды и затрудняет ее использование в оборотных системах водоснабжения пред приятий. Наиболее приоритетными методами обезвреживания сточных вод от ионов тяже лых металлов являются физико-химические, включающие в себя электрохимические и сорб ционные способы обработки стоков. В работе изучен сорбционный способ очистки гальво ностоков от ионов железа (II) и (III) углеродными сорбентами марки ИПИ-Т, синтезирован ными в ИрГТУ [1]. Углеродные адсорбенты ИПИ-Т представляют собой черные гранулы не правильной формы со средним размером частиц от 2 до 5 мм, с удельной поверхностью м2/г, суммарный объем пор равен 0,65см3/г, объем микропор - 0,28 см3/г.

В качестве объектов исследования использовали промывные сточные воды цеха галь ванопокрытий, с концентрацией ионов железа (II) от 20 до 50 мг/л и с концентрацией ионов железа (III) от 20 до 40 мг/л. Известно, что ионы железа (II) стабильны в воде с низким со держанием кислорода, а в загрязненных сточных водах растворенного кислорода либо не бывает совсем, либо его концентрация не превышает 0,5-1 мг/л. Концентрацию ионов железа (II) контролировали стандартным перманганатометрическим методом количественного ана лиза [2], относительная погрешность измерений не превышала ±0,1%. Исходная концентра ция ионов железа (II) составила 34 мг/л. Концентрацию ионов железа (III) контролировали спектрофотометрическим методом анализа с помощью сульфосалициловой кислоты [3]. Ис ходная концентрация ионов железа (III) составила 36,5 мг/л.

Адсорбцию ионов железа (II) и (III) из растворов выполняли в динамических и стати ческих условиях. Сорбция в динамических условиях имеет технологические, эксплуатацион ные и экономические преимущества по сравнению с сорбцией в статических условиях. Про цесс сорбции в динамических условиях проводили в колонке с внутренним диаметром 16 мм.

Колонку заполняли 10 г сорбента (высота слоя - 12 см). Адсорбат пропускали через колонку со скоростью 10 мл/мин. Динамическую активность адсорбента характеризовали временем от начала пропускания адсорбтива до его «проскока», т.е. до появления его за слоем адсор бента.

Изучение адсорбционной мкости сорбента по отношению к катионам железа в стати ческих условиях проводили с помощью изотерм и кинетических кривых адсорбции. В работе был использован метод переменных навесок (2 г, 1 г, 0,75 г, 0,5 г, 0,25 г) и неизменных кон центраций. Статическую адсорбционную емкость адсорбента (А, мг/г) вычисляли по формуле cи cк A V, m где си и ск – исходная и конечная концентрации металла в растворе, мг/л;

V – объем раствора, л;

m – навеска адсорбента, г.

На величину сорбции значительное влияние оказывает рН среды. В ходе эксперимен та было установлено, что максимальная адсорбция ионов железа (II) углеродными сорбента ми ИПИ-Т происходит в слабокислой среде при рН=3,9 [4]. Максимальная величина адсорб ция ионов железа (III) из сточных вод достигается при рН=1,79 [5]. Дальнейшее изучение сорбции продили при оптимальном значении рН.

При изучении сорбции в динамических условиях ионов железа (II) установлено, что время защитного действия сорбента ИПИ-Т составляет два часа, далее в течение часа кон центрация ионов железа (II) за слоем адсорбента остается в пределах ПДК. Время защитного действия сорбента ИПИ-Т при сорбции ионов железа (III) составило чуть меньше двух часов.

При этом время, в течение которого концентрация вещества в фильтрате изменяется от кон центрации адсорбата при допустимом проскоке, соответствующем концентрации для ионов железа (II) и (III) в пределах ПДК до начальной концентрации составило около 6 часов.

При изучении адсорбции в статических условиях, по изотермам сорбции линейной фор мы уравнения БЭТ определена предельная сорбционная емкость монослоя углеродного сорбента ИПИ-Т: для ионов железа (II) А = 0,052 ммоль/кг;

для ионов железа (III) А = 0, ммоль/кг. В ходе данной работы изучено влияние температуру на сорбцию ионов железа (II) и (III) сорбентом ИПИ-Т, полученные результаты представлены на рис. 1. и 2.

А, ммоль/кг 293 К 303 К 20 313 К 0 1 2 3 4 время, час рис. 1. Кинетические кривые сорбции ионов железа (II) Из рис. 1. видно, что с ростом температуры происходит увеличение адсорбции ионов железа (II). Вместе с тем физическая адсорбция является экзотермическим и обратимым про цессом, и повышение температуры, должно приводить к снижению скорости, однако, полу ченные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что с ростом температуры ско рость процесса увеличивается. Следовательно, при адсорбции ионов железа (II) имеет место активированная адсорбция. Нами было установлено, что максимальная величина адсорбции происходит при 343 К;


дальнейшее увеличение температуры приводит к снижению адсорб ции ионов железа (II) сорбентом ИПИ-Т.

А, ммоль/кг 293 К 313 К 333 К 0 2 4 время, час рис. 2. Кинетические кривые сорбции ионов железа (III) Из рис. 2. видно, что с ростом температуры вначале происходит увеличение адсорб ции ионов железа (III), так как нагревание всегда способствует ускорению установления рав новесия в системе. Далее, при повышении температуры адсорбция, отвечающая равновесно му состоянию, падает. Таким образом, кинетические кривые адсорбции ионов железа (III) при разных температурах пересекают друг друга, как это показано на рис. 2.

Полученные зависимости адсорбции от температуры для ионов железа (II) и (III), под тверждают тот факт, что гидроксид железа (II) является более сильным основанием, поэтому для ионов железа (II) характерна активированная адсорбция. Гидроксид железа (III), является более слабым основанием, это выражается в том, что соли железа (III) сильно гидролизуются и для ионов железа (III) характерна физическая адсорбция.

Сорбционный метод извлечения металлов экономически целесообразен лишь при ус ловии многократного использования сорбентов. Поэтому, регенерация углеродных сорбен тов является одним из основных вопросов, возникающих при сорбционном извлечении ме таллов из сточных вод. Целью регенерации является, с одной стороны, десорбция адсорби рованных ионов, или их деструктивное удаление и, с другой стороны, восстановление ад сорбционной способности сорбента. В работе изучена регенерация углеродного сорбента ИПИ-Т, насыщенного ионами железа (II) и (III), методом химической обработки. Ёмкость насыщенного сорбента ИПИ-Т по железу (II) составила – 3,41 мг/г, и по железу (III) – 1, мг/г. Процесс десорбции насыщенного сорбента ИПИ-Т ионами железа (II) и (III) (масса на весок – 0,5 г) проводили растворами соляной кислоты (объм кислоты – 40 мл) различной концентрации в статических условиях, время регенерации составило 120 минут, полученные результаты в табл. 1.

Таблица Результаты регенерации сорбента ИПИ-Т соляной кислотой при 298 К Разбавле- Концентрация НСl, ионы железа (II) ионы железа (III) ние НСl моль/л Концентрация Степень де- Концентрация Степень де % в элюате, мг/л сорбции, % в элюате, мг/л сорбции, % 1:2 12,0 3,2 18,3 21,3 3,4 31, 1:4 7,2 1,9 19,4 21,1 6,1 56, 1:6 5,1 1,4 20,0 21,8 6,4 59, 1:8 4,0 1,1 18,8 20,6 7,5 69, 1:10 3,3 0,87 21,1 23,1 7,6 70, 1:12 2,8 21,7 23, 0,74 9,2 85, 1:14 2,4 0,64 24,0 26,2 7,7 71, 1:16 2,1 7,3 68, 0,56 24,3 26, 1:18 1,9 0,51 22,9 25,0 6,2 57, 1:20 1,7 0,46 22,3 24,3 4,1 37, Из данных табл. 1 следует, что десорбция углеродного сорбента ИПИ-Т лучше всего происходит при использовании 0,56 М раствора соляной кислоты для ионов железа (II), а десорбция ионов железа (III) - при использовании 0,74 М раствора. После проведения 4 цик лов «сорбция-десорбция» снижение сорбционной активности углеродного сорбента ИПИ-Т составляет примерно 4%.

Выводы:

Установлена возможность использования углеродного сорбента ИПИ-Т, синтезиро ванного в ИрГТУ для очистки гальваностоков от ионов железа (II) и (III). При изучении ад сорбции в статических условиях, по изотермам сорбции линейной формы уравнения БЭТ оп ределена предельная сорбционная емкость монослоя углеродного сорбента ИПИ-Т: для ио нов железа (II) А = 0,052 ммоль/кг;

для ионов железа (III) А = 0,021 ммоль/кг. Определена концентрация кислоты для регенерации углеродного сорбента ИПИ-Т: для извлечения ионов железа (II) оптимальной концентрацией соляной кислоты является концентрация раствора 0,56 моль/л;

для извлечения ионов железа (III) – 0,74 моль/л.

Библиографический список Патент. 2098176 РФ. Способ получения углеродного сорбента. / Леонов С.Б. и др. – 1.

Опубл.10.12.97.

Васильев В.П. Аналитическая химия. М.: Дрофа, 2002. 366 с.

2.

Алесковский В.Б. Физико-химические методы анализа. – Л.: Химия, 1988-367с.

3.

Филатова Е.Г., Дударев В.И., Сырых Ю.С., Нгуен Нгок Ань Туан. // Ж. Водоснабже 4.

ние и санитарная техника, 2010.- № 8 - С. 42- 46.

Помазкина О.И., Филатова Е.Г., Дударев В.И., Сырых Ю.С. // Ж. Вестник ИрГТУ, 5.

2011.- № 2 - С. 156-158.

УДК 66. УСИЛЕНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ФУНДАМЕНТА ДЛЯ УСТАНОВКИ НОВОЙ КОЛОННЫ К.В. Березина, Л.В. Ганбарова, А.П. Звягинцев, А.Е. Чернов Иркутский государственный технический университет,664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, Выполнен комплекс работ по обследованию и расчету существующего фундамента колонны.

Разработаны технические решения по усилению существующего фундамента колонны для установки на него новой колонны большей массы и габаритных размеров.

Ключевые слова: расчет фундамента, техническое состояние строительных конструкций, усиление постамента, инженерно-геологические изыскания.

Березина Ксения Владимировна, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89086476280, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Ганбарова Лариса Валерьевна, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89501298330, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Звягинцев Андрей Петрович, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89140045421, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Чернов Антон Евгеньевич, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89021764446, e-mail: zapir@himmash.irk.ru В настоящее время на многих нефтеперерабатывающих предприятиях проводится ре конструкция существующих установок, в объеме которой выполняются работы по замене существующего технологического оборудования на новое.

Причиной замены является как окончание срока службы существующего оборудова ния, так и необходимость увеличения производительности производства.

Как правило, при увеличении производительности установок применяется новое обо рудование, рассчитанное на большую производительность и имеющее большую массу и га баритные размеры.

При этом в условиях стесненного расположения технологического оборудования на промплощадке необходимо новые аппараты устанавливать на существующие строительные конструкции (этажерки, фундаменты), которые стали свободными после демонтажа старого оборудования.

В большинстве случаев для выполнения проектных работ по замене оборудования не обходимо:

- выполнить диагностирование технического состояния строительных конструкций, на которые планируется установить новое оборудование;

- выполнить расчет несущей способности строительных конструкций на новые нагруз ки от устанавливаемого оборудования;

- разработать, при необходимости, решения по их усилению для восприятия новых на грузок.

Однако бывают случаи, когда выполнение вышеперечисленных работ недостаточно, чтобы принять грамотное техническое решение о возможности использования существую щих строительных конструкций.

Одним из таки случаев является работа по оценке возможности использования сущест вующего фундамента колонны К-10 установки ЭЛОУ+АВТ-6 для установки на него новой колонны большей массы и габаритных размеров.

Замена колонны выполнялась в объеме проектных работ по реконструкции ЭЛОУ+АВТ-6 для первичной переработки сернистой нефти с целью уменьшения энергоза трат производства и снижения себестоимости продукции.

Основные характеристики новой колонны приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Параметр Существующая Новая колонна К-10 колонна К- Диаметр колонны, м 9,000 8, Верхняя отметка 33,770 39, колонны, м Масса колонны, т 243,937 318, Перед проектной организацией была поставлена задача:

1. Оценить возможность использования существующего фундамента колонны К-10 для установки на него новой колонны;

2. При необходимости разработать технические решения по его усилению.

Существующий фундамент колонны К-10 состоит из подземной части и надземной.

Подземная часть представляет собой шестигранную фундаментную плиту диаметром 10,8 м и толщиной 1,5 м, подошва которой расположена на отметке -3.000 м.

Надземная часть (постамент) состоит из шести сборных железобетонных двухветвевых колонн сечением 1400х600 мм и высотой 12450 мм, которые опираются на фундаментную плиту и объединенных в верхней части железобетонным опорным кольцом внешним диа метром 12500 мм, шириной 2000 мм и толщиной 200 мм. Колонны постамента соединены между собой стальными вертикальными связями.

Для решения поставленной задачи были выполнены следующие работы:

- проведена экспертиза промышленной безопасности для оценки технического состоя ния существующего фундамента;

- проведены инженерно-геологические изыскания площадки строительства;

- определены динамические характеристики существующего фундамента;

- получены данные по сейсмическому районированию площадки строительства;

- рассчитан фундамент на существующие нагрузки и на нагрузку от новой колонны;

- разработаны технические решения по усилению фундамента.

При диагностировании технического состояния фундамента с целью определения со стояния грунтов и фундаментов был отрыт шурф на глубину 2,5 м, взят «керн» из тела фун дамента. Испытаниями определена прочность бетона на сжатие и пучинистые свойства грун тов, залегающих по боковой поверхности фундаментов. Результаты выполненной эксперти зы состояния фундамента показали, что он работоспособен и соответствует нормам и требо ваниям промышленной безопасности.

Работы по инженерно-геологическим изысканиям площадки строительства проводили в стесненных условиях застройки площадки размещения колонны во время работы техноло гической установки ЭЛОУ-АВТ6 на номинальных режимах.

Для определения основных динамических характеристик постамента колонны К-10 и уточнения сейсмичности (бальности) площадки размещения колонны была привлечена спе циализированная организация.

При выполнении расчетов подземной и надземной части фундамента выполнено моде лирование грунтового основания существующего фундамента с использованием материалов инженерно-геологических изысканий и результатов измерений динамических характеристик постамента колонны. При назначении жесткостных характеристик элементов фундамента использовались материалы обследования технического состояния фундамента и СП 52-101 2003 «Бетонные и железобетонные конструкции без предварительного напряжения армату ры».

В процессе работы было выполнено 4 отдельных варианта расчета. Во все варианты включались следующие нагрузки:

- сейсмические нагрузки;

- от собственного веса конструкций;

- от веса полов и грунтов;

- кратковременная нагрузка;

- ветровые нагрузки, включая определение пульсационной составляющей в продоль ном и поперечном направлениях, По результатам расчетов определено по каждому варианту:

- периоды и частоты собственных колебаний;

- перемещения в противоположных точках опорного кольца;

- перемещения по осям продольного и поперечного направлений:

- в противоположных точках фундаментной плиты;

- в центральной точке фундаментной плиты;

- в верхней точке колонны К-10.

Результаты расчетов показали:

- размеры фундаментной плиты существующего постамента достаточны для воспри ятия нагрузок от новой колонны К-10;

- необходимо выполнить усиление конструкции существующего постамента колонны К-10.

В расчете рассматривалось два варианта усиления постамента:

Вариант 1 – замена вертикальных связей между колоннами постамента на связи боль шего сечения;

Вариант 2 – замена вертикальных связей и увеличение поперечного сечения колонн по стамента путем их обетонирования и дополнительного армирования.

Сравнение вариантов усиления показало, что при усилении по Варианту 2 по отноше нию к Варианту 1:

- возрастает опрокидывающий момент и горизонтальная сила;

- перемещение верха постамента сокращаются незначительно;

- перемещение верха колонны К-10 незначительно возрастает.

Специалистами проектной организации выполнен анализ результатов изысканий и рас четов и рекомендовано выполнить усиление постамента колонны К-10 по Варианту 1 как достаточный с инженерной точки зрения и экономически целесообразный.

Такой комплексный подход к решению поставленной задачи позволил получить рабо тоспособное решение по усилению существующего фундамента для установки на него новой колонны.

УДК 66. УВЕЛИЧЕНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ВНУТРИПРОМЫСЛОВОЙ СИСТЕМЫ ТРАНСПОРТА НЕФТИ К.В. Березина, Л.В. Ганбарова, А.П. Звягинцев, А.Е. Чернов Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, Выполнена оценка возможности увеличения производительности внутрипромысловой сис темы транспорта нефти на основе гидравлического расчета нефтепровода. Разработаны ре комендации по режиму работы насосных станций и по количеству конденсата, подаваемого в нефть, для достижения максимальной пропускной способности нефтепровода.

Ключевые слова: гидравлический расчет нефтепровода, газовый конденсат, работа насос ных станций, физико-химические свойства.

Березина Ксения Владимировна, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89086476280, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Ганбарова Лариса Валерьевна, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89501298330, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Звягинцев Андрей Петрович, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89140045421, e-mail: zapir@himmash.irk.ru Чернов Антон Евгеньевич, магистрант группы ОХПм-12-1, тел. 89021764446, e-mail: zapir@himmash.irk.ru ООО «Иркутская нефтяная компания» планирует увеличить производительность внутрипромысловой системы транспорта нефти Ярактинского НГКМ на участке от скважины № 8 до скважины № 200 п. Верхнемарково с 300 тыс. тонн/год до 700 тыс.

тонн/год.

Общая протяженность трубопровода 95484 м. Расчетное рабочее давление в трубо проводе 4,8 МПа. Внутренний диаметр трубопровода – 0,1456 м, режим перекачки – 24 ч/сут.

В настоящее время во внутрипромысловой системе транспорта нефти Ярактинского НГКМ находятся в эксплуатации четыре насосных станции на пикетах ПК-0, ПК-320, ПК-536 и ПК-773.

Каждая насосная станция состоит из трех передвижных насосных агрегатов типа ПНУ-100/200М с дизельным приводом (2 – рабочих, 1 – резервный), соединенных последо вательно технологическими обвязками.

В процессе эксплуатации нефтепровода возможны следующие варианты его работы:

- ведется перекачка одной из трех насосных установок на насосной станции;

- ведется перекачка двумя (в любых сочетаниях) насосными установками на насос ной станции.

С целью повышения производительности нефтепровода предлагается установить но вую насосную станцию на ПК-162.

Для проверки режимов работы нефтепровода был выполнен поверочный гидравли ческий расчет работы нефтепровода с целью:

- определения возможности увеличения производительности системы транспорта нефти с 300 тыс. тонн нефти в год до 700 тыс. тонн нефти в год (производительность пере качки от 1000 до 2000 м3/сут.);

- определения технических средств и технологических параметров транспортирова ния нефтяной смеси при повышенной производительности.

Физико-химические свойства продукта Для гидравлических расчетов необходимо описание зависимости плотности и вязкости прокачиваемой по трубопроводу нефтяной смеси от температуры. Метод ра с чета этих физико-химических свойств основан на определении плотности и вязкости индивидуальных потоков, источниками которых являются скважины месторождений.

Плотность нефти Наиболее широко распространенные методы расчета зависимости плотности от температуры представлены уравнениями (1) и (2).

t 20 * t 20, [кг/м3], (1) где t – температура нефти, С;

20 – плотность нефти при 20 С;

= 1,825–0,001315 * 20 – поправочный температурный коэффициент.

Плотность нефти, описываемая уравнением Мановяна А.К.:

t 1,2 * 20 * t 20 * t 20, [кг/м3].

t 20 (2) 20 Зависимость (1) дает удовлетворительные результаты в сравнительно узком температурном диапазоне. Зависимость (2), уравнение Мановяна А. К., дает хорошую сходимость результатов расчета в широком диапазоне температур. Для дальнейших расчетов плотности нефти принята зависимость (2).

Вязкость нефти Реальная температурная зависимость вязкости нефти сложна. Имеется несколь ко методов расчета вязкости, например уравнение:

1 log A *, [сП], (3) T B где – динамическая вязкость Уравнение вязкости Вальтера:

lglgvt 0,8 a b * lgT, [сСт], (4) где v(t) - кинематическая вязкость, определяемая в зависимости от температуры (T), при этом коэффициенты "a" и "b" определяются методом регрессии по минимум двум значениям вязкости при заданных температурах.

Более точная зависимость вязкости () от температуры (T):

exp A C * ln T D * T E, [Па*с].

B (5) T Уравнение (3) дает заниженные результаты в области низких температур.

Уравнение (5) требует большего количества экспериментальных (лабораторных) исходных данных для определения коэффициентов уравнения.

При минимуме исходных данных, уравнение Вальтера (4) лучше других описы вает вязкость нефти.

Плотность смеси При смешении потоков нефти плотность смеси подчиняется закону аддитивно сти массовых объемов, однако смешение разнородных продуктов: нефть и газовый кон денсат точнее рассчитывается исходя из аддитивности мольных объемов чистых жидк о стей:

см = Мсм / ( хi * Vi ), (6) где см – плотность смеси, кг/м3;

М см – молекулярная масса смеси, кг/кмоль, (М см = ( x i * Mi ));

xi – мольная доля компонента в смеси;

Vi – мольный объем чистой жидкости, м3/кмоль;

Mi – молекулярная масса чистой жидкости, кг/кмоль.

Вязкость смеси Вязкость жидких смесей определяется уравнением:

см = exp(( x i * ln(i ))), (7) где см – динамическая вязкость смеси, Па*с;

xi – мольная доля компонента в смеси, мольная доля;

i – динамическая вязкость чистого компонента, Па*с.

Требуемая для расчета физико-химических свойств смесей молекулярная масса потока определяется по формуле Крэга:

М = 44,29 * / (1,03 - ), (8) где – удельный вес вещества при 15 С, относительно воды при 15 С.

Гидравлика Процесс перекачивания нефти по трубе определяется движущей силой – перепа дом давления. В результате трения слоев в движущейся жидкости происходит снижение давления (потеря напора) в направлении движения. Величина потерь определяется:

- скоростью движения: прямо пропорционально w 2;

- отношением длины трубопровода к диаметру: L / d;

- коэффициентом трения, который зависит от свойств жидкости (плотность, вяз кость) и шероховатости трубы;

- коэффициентом местных сопротивлений, который учитывает конструктивную специфику трассы.

В основу расчета положено преобразованное уравнение Бернулли, по которому последовательно в каждой точке трубопровода от начальной станции до последней за движки в конце трассы рассчитывается давление. При этом учитывается изменение в ы соты на расчетном участке трассы, а также потери напора на трение и местные сопр о тивления.

w2 * g L P2 P1 Z1 Z 2 * * g * * 2, (9) d где P2 – давление в конце расчетного участка, Па;

P1 – давление в начале расчетного участка, Па;

Z1 – высота трубопровода в начале расчетного участка, м;

Z2 – высота трубопровода в конце расчетного участка, м;

– плотность продукта при температуре транспортировки, кг/м 3;

g – ускорение свободного падания, м/с 2;

– коэффициент трения на расчетном участке;

L – длина трассы расчетного участка, м;

d – диаметр трубопровода, м;

– сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке;

w – скорость движения жидкости, м/с.

Описание процедуры расчета Гидравлический расчет трубопровода выполнялся с помощью компьютерной программы, которая работает в среде Microsoft Excel с использованием языка програм мирования Visual Basic.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.