Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
8 results
Search Results
Item Науково-технологічні основи підвищення якості та експлуатаційних характеристик деталей машин формуванням зміцнених нанокристалічних шарів(Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Гурей, Володимир Ігорович; Кузьо, Ігор Володимирович; Національний університет "Львівська політехніка"; Кальченко, Володимир Віталійович; Оргіян, Олександр Андрійович; Роп’як, Любомир ЯрославовичУ дисертаційній роботі вирішена актуальна науково-технічна проблема в області технології машинобудування – розроблення технологічного забезпечення підвищення експлуатаційних характеристик деталей машин шляхом формування зміцненого поверхневого шару з нанокристалічною структурою на масивних деталях фрикційним обробленням. Вперше запропоновано технологічний метод формування поверхневих шарів з нанокристалічною структурою у якому поєднується їх високошвидкісне нагрівання і охолодження з інтенсивною пластичною деформацією, яка реалізується використанням інструментів з перервними робочими поверхнями. Розроблені математична модель термопружного стану в поверхневих шарах металу під зоною контакту інструмент-деталь; математичні моделі динамічних процесів під часоброблення плоских і циліндричних поверхонь деталей. Досліджено формування структури, фазового і хімічного стану шарів, параметрів якості оброблених поверхонь і поверхневих шарів, їх вплив на експлуатаційні характеристики, а саме, зносотривкість під час тертя з різними видами мащення і контактному втомному навантаженні. Розроблено і впроваджено у виробництво технологічні процеси поверхневого зміцнення робочих поверхонь деталей машин та технологічного спорядження. В диссертационной работе решена актуальная научно-техническая проблема в области технологии машиностроения - разработка технологического обеспечения повышения эксплуатационных характеристик деталей машин путем формирования упрочненного поверхностного слоя с нанокристаллической структурой на массивных деталях фрикционной обработкой. Впервые предложено технологический метод формирования поверхностных слоев с нанокристаллической структурой в котором сочетается их высокоскоростной нагрев и охлаждения с интенсивной пластической деформацией, которая реализуется использованием инструментов с прерывистыми рабочими поверхностями. Разработанные математическая модель термоупругого состояния в поверхностных слоях металла под зоной контакта инструмент-деталь; математические модели динамических процессов при обработке плоских и цилиндрических поверхностей деталей. Исследовано формирование структуры, фазового и химического состояния слоев, параметров качества обработанных поверхностей и поверхностных слоев, их влияние на эксплуатационные характеристики, а именно, износостойкость при трении с различными видами смазки и контактной усталостной нагрузке. Разработаны и внедрены в производство технологические процессы поверхностного упрочнения рабочих поверхностей деталей машин и технологического оснастки. During friction treatment, due to the high-speed friction of the tool with the part, high temperatures occur in their contact zone, which is higher than the phase transition points. The zone in which thermomechanical processes take place can be divided into three sections: the first is the zone of elevated temperature in front of the thermal energy source; the second – the area of intense thermal energy flow; the third is the zone of intensive cooling, which occurs after the cessation of the thermal energy flow. The mathematical model of the thermoelastic state in the surface layers of metal under the tool-part contact zone, on the basis of the modified theory of thermoelasticity is developed. The main disadvantage of the classical heat resistance theory is the assumption of an infinite rate of heat expansion in the material. To overcome it, Green and Lindsay proposed a modified theory of thermoelasticity (GL-theory), the propagation of thermal conductivity became hyperbolic with the introduction of so-called "relaxation times" parameters. Numerical solutions for different tool groove widths are presented. Also based on the method of determining the temperature by the depth of the sample using the thermocouples, experimental studies of the temperature at three different depths and several passes of the tool with transverse feed were determined. The three-mass model of the surface grinding machine used for flat parts’ frictional treatment is presented, the differential equations of which are written based on Lagrange equations of the second kind. The clamping force of the tool to the part is given as the vertical movement of the spindle head to the part by some value, where the total stiffness corresponds to some value of clamping force, as well as subtraction of movement, which is formed due to grooves on the periphery of the tool. The analysis of numerical solutions shows that the greatest value of the amplitude of the impact occurs when the width of the groove increases and the number of grooves decreases. The frequency response of the machine’ three-mass oscillating system is developed, it is determined that the dangerous number of grooves is 8-10, which can cause resonance. A three-mass model of a lathe is presented, on which instead of the tool-post the special device with an autonomous tool drive for frictional treatment of cylindrical machine parts is installed, the differential equations of which are written based on Lagrange equations of the second kind. The clamping force is given as the movement of the carriage in the horizontal direction to the workpiece by some value, where the total stiffness corresponds to some value of clamping force, as well as subtraction of movement, which is formed due to grooves on the periphery of the tool. The frequency response of the machine’ three-mass oscillating system is developed, it is determined that the dangerous number of grooves is 9-12, which can cause resonance. The change of structure, depth, and also microhardness of surface layers depending on the feed’ type of the technological medium and its structure and type of the tool’ periphery is shown. The redistribution of chemical elements by the depth of the strengthened layer are shown. The phase composition of the surface layers after strengthening and alloying, as well as residual stresses in the strengthened surface layers, are presented. After using various tools, the parts’ surfaces were scanned and then the 3D view of the scanned surfaces, the topography, profiles of waviness and roughness in the longitudinal and transverse directions, peaks count distribution, volumes of the holes or the peaks, textures directions, averaged power spectrum density, textures isotropy, Abbott-Firestone curves, Sk parameters, etc. are investigated. The studies of the friction pairs’ wear resistance according to the "ring-ring" and "ring-insert" schemes of wearing without lubrication, with maximum lubrication, as well as in an oil-abrasive medium were showed. Wear resistance studies were performed for pairs of steel – cast iron, cast iron – cast iron, steel – steel. Experimental studies of the contact strength of the strengthened layers after friction treatment were performed by using the special equipment where a test-sample is mounted, which is run-in by three spring-loaded rollers. The friction treatment technology and microalloying have been tested and new improved results of increased wear resistance of friction pairs after this friction treatment have been obtained.Item Наукові засади забезпечення міцності та збільшення експлуатаційного ресурсу котлоагрегатів теплоелектростанцій з пошкодженнями(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Будз, Степан Федорович; Дробенко, Богдан Дем'янович; Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я.С. Підстригача НАН України; Андрейків, Олександр Євгенович; Гевко, Іван Богданович; Пилипенко, Олег ІвановичКомплекс здійснених у дисертаційній роботі досліджень спрямовано на вирішення важливої науково-технічної проблеми – розроблення наукових засад забезпечення міцності котлоагрегатів енергоблоків ТЕС з пошкодженнями та збільшення їх експлуатаційного ресурсу шляхом адекватного оцінювання міцності деталей, вузлів та механізмів котлоагрегатів за різних режимів промислової експлуатації, отримання кількісної оцінки залишкового ресурсу, а також розроблення теоретичних основ їх ремонту та відновлення. Для оцінювання міцності котлоагрегату, враховуючи його високотемпературні навантаження і наявність зон пластичного деформування, використано варіант тривимірної теорії неізотермічної термопружно-пластичності, що враховує складну геометричну форму елементів котлоагрегату, експлуатаційних пошкоджень чи змін форми в них після ремонтних впливів, а також зміну властивостей матеріалу в часі і пружно-пластичний характер деформування. На цій основі розроблено методику моделювання процесів деформування елементів котлоагрегату за різних нестаціонарних режимів його експлуатації та оцінки його експлуатаційного ресурсу шляхом визначення його стану за рівнем накопиченої пошкоджуваності металу. Досліджено напружено-деформований стан конкретних діючих котлоагрегатів. Розроблена методика дала можливість виявити ділянки найбільш ймовірної появи дефектів в елементах котлоагрегатів та з’ясувати причини їх виникнення. Теоретично обґрунтовано технологію ремонту елементів котлоагрегату шляхом виконання в них технологічних вибірок матеріалу з пошкодженнями. Визначено раціональні форми вибірок з погляду мінімізації концентрації напружень. Досліджено можливість продовження термінів експлуатації котлоагрегатів енергоблоків ТЕС і встановлено умови їх безпечної експлуатації на постремонтній стадії. Виявлено режими, які роблять найістотніший внесок в накопичену пошкоджуваність металу. Запропоновано раціональні значення параметрів різних режимів експлуатації, які дозволяють ощадливіше витрачати його експлуатаційний ресурс. Запропонована методологія дослідження міцності і збільшення залишкового експлуатаційного ресурсу пройшла апробацію в конкретних виробничих умовах і впроваджена на ТЕС «Західенерго». Комплекс проведенных в диссертационной работе исследований направлен на решение важной научно-технической проблемы – разработка научных основ обеспечения прочности котлоагрегатов энергоблоков ТЭС с повреждениями и увеличения их эксплуатационного ресурса путем адекватной оценки прочности деталей, узлов и механизмов котлоагрегатов при различных режимах промышленной эксплуатации, получения количественной оценки остаточного ресурса, а также разработка теоретических основ их ремонта и восстановления. Для оценки прочности котлоагрегата, учитывая его высокотемпературные нагрузки и наличие зон пластического деформирования, использовано вариант трехмерной теории неизотермической термоупругопластичности, который учитывает сложную геометрическую форму элементов котлоагрегата, эксплуатационных повреждений или изменений формы в них после ремонтных воздействий, а также изменение свойств материала во времени и упругопластическое деформирование. На этой основе разработана методика моделирования процессов деформирования элементов котлоагрегата при различных нестационарных режимах его эксплуатации и оценки его эксплуатационного ресурса путем определения его состояния по уровню накопленной повреждаемости металла. Исследовано напряженно-деформированное состояние конкретных котлоагрегатов. Разработанная методика позволила выявить участки наиболее вероятного появления дефектов в элементах котлоагрегатов и выяснить причины их возникновения. Теоретически обоснована технология ремонта элементов котлоагрегата путем выполнения в них технологических выборок материала с повреждениями. Определены рациональные формы выборок с точки зрения минимизации концентрации напряжений. Исследована возможность продления сроков эксплуатации котлоагрегатов энергоблоков ТЭС и установлены условия их безопасной эксплуатации на постремонтний стадии. Выявлено режимы, которые делают существенный вклад в накопленную повреждаемость металла. Предложены рациональные значения параметров различных режимов эксплуатации, которые позволяют экономно расходовать его эксплуатационный ресурс. Предложенная методология исследования прочности и увеличения остаточного эксплуатационного ресурса прошла апробацию в конкретных производственных условиях на ТЭС «Западэнерго». The research carried out in the thesis is aimed at solving an important scientific and technical problem – the development of scientific bases for ensuring the durability of boiler units of thermal power plants units (TPP) with damage and increasing their operational resource by adequately assessing the strength of parts, units and mechanisms of boiler production units resource, as well as developing a theoretical basis for their repair. In the first section, the current state of the problem of ensuring the durability of boiler units of TPPs with damages and evaluating their residual life has been analyzed. In the second section, a mathematical model of the description of thermomechanical processes in the thermosensitive elastic-plastic solids under thermo-force loading has been formulated, which is proposed to be used in the study of the strength and residual operational life of the boiler. As the basis for this is taken a spatially three-dimensional approach, which allows us to adequately quantitatively describe the temperature field and the stress-strain state in structural elements of complex shape and structure. Using the finite element method and the sets of difference algorithms, a method for numerical modeling of thermomechanical processes in elements of a boiler unit under thermo-force loading has been suggested. On this basis, the corresponding software has been developed. In the third section, the results of investigations of the strength of the TP-10 and TP-100 types of boilers are presented, which take into account material degradation, operational damage, and repair cases. The strength of the drum under different modes of operation of the boiler has been investigated. The stationary regime with taking into accounts the thermal cycling, modes of scheduled start-stop, hydraulic tests, and emergency stops have been considered. It is shown that the presence of stress concentration in the vicinity of the holes leads to the local accumulation of damage, to the formation and development of cracks in these places. The rational in terms of stresses forms of cutting-outs of cracks and crack-shape damages in the holes and in their vicinities are suggested, in the course of which the deterioration of the strength characteristics of the drum does not occur or is minimal. In the fourth section, the results of investigations on the strength of collectors with existing defects in the form of cracks under operational loads are presented and the parameters of damage, with which the further their operation is possible, are determined; the probable causes of the damages to the collectors are indicated (with a view of further influence on them and their minimization). In the fifth section, the results of the calculation of the durability of the screen tubes with operational thinning are presented. The tube strength investigation has been performed in a three-dimensional spatial formulation, taking into account the real geometry of the thinning zone. The dependence of maximum stresses on the depth of thinning is determined, as well as the maximum permissible thinning of the tube at which its operation is still possible. In the sixth section, the strength of the fittings at the post-repair stage under operational conditions has been investigated. The dependences between the parameters of the cutting-outs and the maximum stresses in the fittings are presented, with the use of which it is possible to determine such geometrical parameters of the cutting-outs, for which the stresses in the fitting do not exceed the permissible ones. These dependencies make it possible to determine such combinations of geometric parameters of cutting-outs where the maximum stresses do not exceed the permissible level. In the seventh section, the results of evaluating the suitability and determination of the possibility of further operation of boiler units are presented. The description of analytical procedures performed to evaluate the suitability of the metal of these boilers for further industrial operation is given. Due to the adequate modeling of the deformation processes in structural elements of complex geometric shape with holes and technological cutting-outs within the three-dimensional model, the optimal (from the point of view of durability) shapes of techno-logical cutting-outs have been suggested, the scientifically substantiated quantitative estimates of the residual operational life of the considered boiler units at the post-repair stage have been obtained, and their operation for the fixed terms has been recommended under clearly defined conditions (forecast intensity of the basic cyclic modes).Item Лужноактивовані композиційні портландцементи з високою ранньою міцністю та наномодифіковані бетони на їх основі(Національний університет "Львівська політехніка", 2020) Кропивницька, Тетяна Павлівна; Саницький, Мирослав Андрійович; Національний університет "Львівська політехніка"; Рунова, Раїса Федорівна; Нетеса, Микола Іванович; Кровяков, Сергій ОлексійовичДисертаційна робота присвячена розробленню теоретичних основ одержання лужноактивованих композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю та наномодифікованих швидкотверднучих бетонів на їх основі з покращеними показниками якості. Обгрунтовано принципи композиційної побудови технологічно оптимізованих мікроструктурно-спроектованих мультимодальних портландцементів з високою ранньою міцністю з врахуванням особливостей речовинного та гранулометричного складів, впливу фізичних чинників (пуцоланова активність, водопотреба, водовідділення та ін.) на комплекс властивостей цементуючої системи. Розкрито фізико-хімічні закономірності процесів раннього структуроутворення лужноактивованих композиційних портландцементів, що полягають в утворенні цеолітоподібних лужних гідроалюмосилікатів, нанодисперсних фаз C-S-H(І) та етрингіту, які загалом визначають основні структурні характеристики модифікованого цементного каменю. Встановлено принципи наномодифікування цементного каменю на мікро- та наномасштабному рівнях і за методом золь-гель технології синтезовано лужний нанокомпозит N-C-S-H-PCE, що забезпечує суттєве збільшення ранньої міцності та визначає покращені технічні властивості та довговічність бетону. Розроблено основи технології наномодифікованих клінкер-ефективних бетонів різного функціонального призначення, що полягають у застосуванні фізико-хімічного та нанотехнологічного підходів для покращення експлуатаційних властивостей. Здійснено промислово-дослідне впровадження і визначено техніко-економічну ефективність використання лужноактивованих композиційних портландцементів з високою ранньою міцністю та наномодифікованих бетонів на їх основі. Дисcертационная работа посвящена разработке теоретических основ получения щелочеактивованных композиционных портландцементов с высокой ранней прочностью и наномодификованих быстротвердеющих бетонов на их основе с улучшенными показателями качества. Обоснованы принципы композиционного построения технологически оптимизованных микроструктурно-спроектированных мультимодальных портландцементов с высокой ранней прочностью с учетом особенностей вещественного и гранулометрического составов, влияния физических факторов (пуццолановая активность, водопотребность, водоотделение и др.) на комплекс свойств цементирующей системы. Раскрыты физико-химические закономерности процессов раннего структурообразования щелочеактивованных композиционных портландцементов, что заключаются в образовании цеолитоподобных щелочных гидроалюмосиликатив, нанодисперсных фаз C-S-H(I) и эттрингита, которые в целом определяют основные структурные характеристики модификованого цементного камня. Установлены принципы наномодифицирования цементного камня на микро- и наномасштабных уровнях и по методу золь-гель технологии синтезирован щелочной нанокомпозит N-C-S-H-PCE, обеспечиваюший существенное увеличение ранней прочности и определяющий улучшенные технические характеристики и долговечность бетона. Разработаны основы технологии наномодификованих клинкер-эффективных бетонов различного функционального назначения, заключающиеся в применении физико-химического и нанотехнологического подходов для улучшения эксплуатационных свойств. Осуществлено промышленно-опытное внедрение и определена технико-экономическая эффективность щелочеактивованих композиционных цементов с высокой прочностью и наномодификованных бетонов на их основе. The dissertation is devoted to the development of theoretical bases for obtaining alkali - activated composite Portland cements with high early strength and nanomodified rapid hardening concretes with improved quality parameters. There were substantiated the principles of composite construction of technologically optimized, microstructurally-engineered multimodal Portland cements with high early strength, taking into account the peculiarities of the substance and particle size composition, the influence of physical factors (pozzolanic activity, water demand, bleeding etc.) on the complex properties of the cementitious systems (workability, early and standard strength, durability, cost, environmental impact). It was shown that technological optimization due to the combination of mineral additives (GGBFS, superzeolite and limestone) with different surface energy (Kisa are 7,85; 9,71 and 11,52 μm-1.vol.%) provides microstructurally-designed multimodal composite Portland cement with high early strength of type CEM II/ B-M (S-P-L) 42,5R– LH, characterized by uniformity and stability without separation and delamination. It has been proved, the effectiveness of complex influence of alkali metal salts and polycarboxylate type superplasticizer on the processes of early structure formation of Portland composite cement. It was shown that the replacement of 1.0-1.5 wt.% SO3 from gypsum dihydrate in the CEM II/B-M composition with more soluble sodium sulfate in the amount of 1.77-2.65 wt.% opens the way to increase the efficiency of alkaline sulfate activation. The improved characteristics of the modified alkali-sulfate activated cement stone are ensured by the formation of zeolitic alkaline hydroalumosilicates, nanodispersed C-S-H(I) phases and ettringite. There were established the principles of nanomodification of cement stone on micro- and nano-scale levels and by the method of sol-gel technology was synthesis alkaline nanocomposite N-C-S-H-PCE. Alkaline nanocomposite is shown to be nanodispersed alkaline calcium hydrosilicates with high surface activity (Kisa=45 μm-1.vol.%), which provides directional control of structure formation processes in the R2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O system and determines (from nano- to micro- and macrolevels) the technical properties and long-term performance characteristics of cementitious matrix. Alkali-activated Portland composite cement with high early strength has been developed with taking into account the nanotechnological approach. It is shown that the combination of physical and chemical approaches by using alkaline activator, polycarboxylate superplasticizer, nanosilica and alkaline nanocomposite creates the possibility of obtaining super rapid hardening High-strength Portland composite cements ACEM II/B-M (S-P-L) 52,5 R (CF = 0,65; Rc1/Rc28 = 44,9%; Rc2/Rc28 = 96,2%, Rc28 = 68,2%, Rc28 = 68,2 MPa), rapid hardening clinker-effective composite cement CEM V/A 42,5 R (CF=0.50; Rc2/Rc28=51,5%; Rc28=61,2 MPa); ultra high performance heat and corrosion resistant pozzolanic cement CEM IV/A (P) 52,5R-SR (CF =0,78; Rc1/Rc28 = 61.9%; Rc2/Rc28 = 90.1%, Rc28=97.2 MPa); decorative composite cements. Nanomodified rapid hardening clinker-efficient concretes have been developed, characterized by improved technological, technocal and performance properties - S4 consistency class, rapid hardening (fcm2/fcm28 = 0,51-0,53), high strength classes C50/60, C60/75), high water resistance (W14 - W18), frost resistance (F300 - F400). The modulus of elasticity of nanomodified concrete increases to 49.6 GJ, the fracture toughness increases to Ki = 0.90 MPa · m1/2. It was shown that the introduction of complex nanomodifiers (liquid alkaline nanocomposites NCSH-PCE) allows to obtain nanoengineered composites (flexural / compressive strength - 20/160 MPa, abrasion - 0.02… 0.04 g/cm2) for using as a lining material in conditions of extreme abrasive wear at temperatures up to 400oC (cement industry, etc.). The industrial implementation has been carried out and the technical and economic efficiency of the use of alkali-activated Portland composite cement with high early strength and nanomodified concretes based on them has been determined.Item Підвищення корозійної стійкості бетону захисними покриттями на основі наповненого поліметилфенілсилоксану(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Сташко, Наталія ПетрівнаДисертація присвячена розробленню теоретичних основ підвищення корозійної стійкості бетонів захисними покриттями на основі поліметилфенілсилоксану, наповненого алюмінію та цинку оксидами. Встановлено технологічні властивості вихідних композицій для захисних покриттів, способи нанесення на поверхню бетону та досліджено умови формування. Підтверджено високу ізолюючу та гідрофобізуючу здатність захисних покриттів, яка залежить від вмісту поліметилфенілсилоксану та гексафлюорсилікату натрію. Проведено оптимізацію складу захисного покриття та досліджено вплив добавок Na2SiF6 та каолінового волокна на показники водопоглинання, хімічної та біологічної стійкості обробленого бетону. Експериментально підтверджено підвищення корозійної стійкості обробленого бетону до дії іонів Mg2+ та SO42- відповідно на 20–35 та 18–21 %. Встановлено вплив складу вихідної композиції на адгезійну міцність, суцільність та довговічність захисного покриття. Розроблено проект технічних умов отримання вихідних складів захисних покриттів та технологічний регламент їх виготовлення. Проведено промислову апробацію розроблених складів захисних покриттів в умовах ТзОВ “Західнафтохімбуд”, оцінено їх корозійну стійкість та економічну ефективність. Диссертация посвящена вопросу разработки и принципов получения защитных покрытий на основе наполненного алюминия и цинка оксидами полиметилфенилсилоксана для повышения коррозионной стойкости бетона. Методом математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов исследований проведена оптимизация составов исходных композиций для защитных покрытий. С использованием комплекса методов физико-химического анализа изучены технологические свойства исходных составов для защитных покрытий, способы их нанесения на поверхность бетонных конструкций влияние внешних факторов на процессы формирования защитного слоя. Установлено, что формирование матрично-оксидной структуры покрытия в процессе отверждения происходит за счет полимеризации полиметилфенилсилоксана. Определена оптимальная толщина защитного слоя покрытия на поверхности бетона. Установлено, что наличие в составе покрытия цинка оксида существенно повышает его биологическую стойкость, а натрия гексафлюорсиликата - коррозионную стойкость. Введение в состав покрытия до 2,5 масс. % каолинового волокна увеличивает его адгезионную прочность к бетону на 15–25 % за счет армирования структуры защитного слоя. Изучен фазовый состав и микроструктура обработанного бетона после воздействия коррозионных сред. Предложены составы защитных покрытий на основе наполненного оксидами полиметилфенилсилоксана, модифицированные биостойкой добавкой Na2SiF6 и армирующей – каолиновым волокном. Изучено влияние состава защитного покрытия на адгезионную прочность, целостность, долговечность, химическую и биологическую стойкость обработанного бетона. Проведено оценку влияния состава защитного покрытия на коррозионную стойкость бетона согласно ДСТУ Б В.2.6–145:2010. Разработан проект технических условий получения исходных составов для защитных покрытий и технологический регламент их изготовления. В условиях ООО «Западнафтохимбуд» проведено промышленную апробацию разработанных составов защитных покрытий, оценено их коррозионную стойкость, экономическую эффективность и рекомендовано к внедрению. The thesis is devoted to the development of theoretical bases of the corrosion resistance of concrete by protective coatings on the base of polymethylphenylsiloxane filled with aluminum and zinc oxides. The technological properties of protective coatings compositions were investigated by methods of physical and chemical analysis, methods of the concrete surface coating and form conditions were shown. Optimization of the composition of the protective coating was done and the effect of additives on the performance of water absorption, chemical and biological corrosion resistance of the treated concrete were investigated. The influence of composition on adhesive strength, integrity and durability of the protective coating were established. The technical specifications for obtaining initial compositions of protective coatings and technological regulations of its production were designed. The industrial approbation of protective coatings was done and their corrosion resistance and cost-effectiveness was carried out.Item Силіційорганічні покриття на основі наповненого поліметилфенілсилоксану для вогнезахисту залізобетону(Національний університет "Львівська політехніка", 2014) Демидчук, Людмила БогданівнаДисертація присвячена питанням розроблення компонентного складу поліфункціональних покриттів на основі наповнених поліметилфенілси-локсанів з регульованими властивостями для захисту будівельних конструкційних матеріалів від дії атмосферних агресивних чинників, високих температур та вогню. Методами фізико-хімічного аналізу підтверджено утворення при нагріванні покриття стійких до дії високих температур мулітової та цирконової фаз. Встановлено закономірності формування мікро- та макроструктури матриці покриття за рахунок поліфункціональності, проведено оптимізацію компонентних добавок у складі поліметилфенілсилоксанового покриття для залізобетону, що підвищує його довговічність при дії зовнішніх агресивних факторів та високих температур. Розроблено проект технічних умов ТУ У 243-02071016-116:2011 отримання вихідних складів захисних покриттів та методи їх нанесення на поверхню матеріалу, який захищається. Вивчено експлуатаційні властивості захисних покриттів у широкому інтервалі температур та методи їх регулювання модифікуючими додатками. Здійснено промислову апробацію розроблених компонентних складів покриттів для захисту залізобетонних конструкційних матеріалів, які працюють в умовах високотемпературного нагрівання. Диссертация посвящена вопросам разработки компонентного состава полифункциональных покрытий на основе наполненных полиметилфенилсилоксанов с регулированными свойствами для защиты строительных конструкционных материалов от действия атмосферных агрессивных факторов, высоких температур и огня. Методом математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов исследований предложены составы композиций для огнестойких защитных покрытий. Установлены закономерности и количественные зависимости процессов взаимодействия компонентов в наполненных силицийорганических композициях при температуре нагревания 1273 К с образованием высокотемпературных муллитовой и цирконовой фаз для формирования защитного слоя. Предложены составы исходных композиций с использованием наполнителей (Al2О3, ZrО2), модификаторов - каолина и каолинового волокна, обеспечивающие высокую атмосферо- температуро- и огнестойкость покрытий для защиты железобетонных конструкционных материалов в условиях природных агрессивных факторов и высокотемпературного действия газовой среды. Установлены эффективные методы интенсификации процессов структуро- и фазообразования защитных покрытий путем введения оксидов и силикатных добавок для регулирования их эксплуатационных свойств в широком интервале температур за счет направленной кристаллизации муллитовой и цирконовой фаз. Структура полученного защитного покрытия представлена переплетенными игольчатыми кристаллами муллита, пластинчатыми - циркона, остатками оксидного наполнителя и порами. Пористость защитного покрытия зависит от его толщины, температуры и скорости нагревания. Установлено, что с увеличением толщины покрытия от 300 до 800 мкм показатель пористости возрастает в 3,2–5,3 раза, а с возрастанием скорости нагревания от 20 до 60 град/мин. – в 8,2–9,4 раза. Установлены общие закономерности формирования микро- и макроструктуры матрицы покрытия за счет полифункциональности, проведена оптимизация компонентных добавок для наполненного полиметилфенилси¬локсанового покрытия для железобетонных строительных конструкционных материалов, которые повышают их долговечность при воздействии внешних агрессивных факторов и изменении температур. Проведено оценивание уровня эксплуатационных свойств полученного защитного покрытия с улучшенными эксплуатационными показателями (атмосферную стойкость, адгезионную прочность, сплошность и жаростойкость) за счет использования соответствующих оксидных силикатных компонентов и силицийорганических соединений. Полученные данные указывают, что покрытия всех предложенных составов имеют высокий показатель обобщенной оценки эксплуатационных и защитных свойств при температурах нагревания до 1273 К и могут использоваться в качестве температуро- и огнезащитных покрытий для строительных конструкционных материалов. Проведена промышленная апробация разработанных компонентных составов покрытий для конструкционных железобетонных строительных материалов, подтверждающая возможность их использования для высокотемпературной защиты в промышленных условиях. Разработан проект технических условий ТУ У 243-02071016-116:2011, технологический регламент получения покрытий и инструкция по их использованию. Получен экономический эффект от внедрения разработанных композиций для защитных покрытий, составляющий для 1 м2 металла 562 грн., а 1 м2 бетона – 83,4 грн. The thesis deals with the problem component composition of multifunctional covers based on polymethylphenilsyloxan for the regulation of their properties (atmospheric, temperature and fireproof) for the protection of building construction materials against the action of atmospheric aggressive factors, high temperatures and fire. The possibility of the formation of high temperature resistant mullite and zirconium phases was determined by methods of physical-chemical methods. The regularities of the formation of micro and macrostructure of covering matrix due to polyfunctionality were defined. Optimization of component additives for the polymethylphenilsyloxan covering for metals and concrete that increase their durability under the action of outer aggressive factors and high temperature was made. Technological conditions for the obtaining of the initial composition of the protection coverings were developed as well as the methods of their application over the protected material. Maintenance properties of the protection coverings in the wide temperature range and methods of the regulation by the modification additives were investigated. Approbation of the developed component composition of the protection covering for the construction building materials that work in the high temperature conditions was carried out.Item Силіційорганічні покриття для високотемпературного захисту залізобетону на основі наповненого поліметилфенілсилоксану(Національний університет "Львівська політехніка", 2013) Демидчук, Людмила БогданівнаДисертаційна робота присвячена питанням розробленню компонентного складу поліфункціональних покриттів на основі наповнених поліметилфенілсилоксанів з метою регулювання їх властивостей (атмосферо-, температуро- і вогнестійких) для захисту будівельних конструкційних матеріалів від дії атмосферних агресивних чинників, високих температур та вогню. Методами фізико-хімічного аналізу встановлено можливість утворення при нагріванні у покритті стійких до дії високих температур мулітової та цирконової фаз. Встановлено закономірності формування мікро- та макроструктури матриці покриття за рахунок поліфункціональності, проведено оптимізацію компонентних добавок для поліметилфенілсилоксанового покриття для залізобетону, що підвищує їх довговічність при дії зовнішніх агресивних факторів та високих температур. Розроблено проект технологічних умови отримання вихідних складів захисних покриттів та методи їх нанесення на поверхню матеріалу, який захищається. Вивчено експлуатаційні властивості захисних покриттів у широкому інтервалі температур та методи їх регулювання модифікуючими додатками. Здійснено промислову апробацію розроблених компонентних складів покриттів для захисту залізобетонних конструкційних будівельних матеріалів, які працюють в умовах високотемпературного нагрівання. Диссертационная работа посвящена вопросам разработки компонентного состава полифункциональных покрытий на основе наполненных полиметилфенилсилоксанов с целью регулирования их свойств (температуро- и огнестойких) для защиты строительных конструкционных материалов от действия атмосферных агрессивных факторов, высоких температур и огня Методом математического планирования эксперимента и статистической обработки полученных результатов исследований предложены составы исходных композиций для высокотемпературных защитных покрытий, установлены закономерности и количественные зависимости процессов взаимодействия компонентов в наполненных силицийорганических композициях за температуры нагревания 1273 К с образованием высокотемпературных муллитовой и цирконовой фаз для формирования защитного слоя. Предложены составы исходных композиций с использованием наполнителей заданного состава (Al2О3, ZrО2), модификаторов - каолина и каолинового волокна, которые обеспечивают высокую атмосферо- температуро- и огнестойкость покрытий для защиты железобетонных конструкционных материалов в условиях природных агрессивных факторов и высокотемпературного действия газовой среды, а также эффективные методы интенсификации процессов структуро- и фазообразования защитных покрытий путем введения оксидов и силикатных добавок для регулирования их эксплуатационных свойств в широком интервале температур за сет направленной кристаллизации муллитовой и цирконовой фаз. Структура защитного покрытия представлена переплетенными игольчатыми кристаллами муллита, пластинчатыми - циркона, остатками оксидного наполнителя и порами. Пористость защитного покрытия зависит от температуры нагревания, его толщины и скорости нагревания. Установлено, что с увеличением толщины покрытия от 300 до 800 мкм показатель пористости возрастает в 3,2-5,3 раза, а скорость нагревания от 20 до 60 град/мин. - в 8,2-9,4 раза. Проведено оценивание уровня эксплуатационных свойств защитного покрытия на основе наполненного полиметилфенилсилоксана, которое имеет улучшенные эксплуатационные показатели (атмосферная стойкость, адгезионная прочность, сплошность и жаростойкость) за счет использования соответствующих оксидных силикатных компонентов и силицийорганических соединений. Полученные данные указывают, что покрытия всех предложенных составов имеют высокий показатель обобщенной оценки эксплуатационных и защитных свойств при температурах нагревания до 1273 К и могут использоваться в качестве температуро- и огнезащитных покрытий для строительных конструкционных материалов. Установлены общин закономерности формирования микро- и макроструктуры матрицы покрытия за счет полифункциональности, проведена оптимизация компонентных добавок для наполненного полиметилфенилсилоксанового покрытия для железобетонных строительных конструкционных материалов, которые повышают их долговечность при действии внешних агрессивных факторов и изменении температур; а также предложен метод комплексной оценки уровня качества эксплуатационных защитных свойств. Осуществлена промышленная апробация разработанных компонентных составов покрытий конструкционных железобетонных строительных материалов, которая подтверждает возможность их использования для высокотемпературной защиты в промышленных условиях. Разработан проект технических условий, технологический регламент получения покрытий и инструкция из их использования. Экономический эффект от внедрения разработанных композиций для защитных покрытий составляет для 1т металла 562 грн, а 1м3 бетона – 83,4 грн. The thesis deals with the problem component composition of multifunctional covers based on polymethylphenilsyloxan for the regulation of their properties (atmospheric, temperature and fireproof) for the protection of building construction materials against the action of atmospheric aggressive factors, high temperatures and fire. The possibility of the formation of high temperature resistant mullite and zirconium phases was determined by methods of physical-chemical methods. The regularities of the formation of micro and macrostructure of covering matrix due to polyfunctionality were defined. Optimization of component additives for the polymethylphenilsyloxan covering for metals and concrete that increase their durability under the action of outer aggressive factors and high temperature was made. Technological conditions for the obtaining of the initial composition of the protection coverings were developed as well as the methods of their application over the protected material. Maintenance properties of the protection coverings in the wide temperature range and methods of the regulation by the modification additives were investigated. Approbation of the developed component composition of the protection covering for the construction building materials that work in the high temperature conditions was carried out.Item Підвищення ефективності роботи машин для великогабаритного пакування з плівкозварювальними механізмами(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Валецький, Богдан ПетровичПроведені дослідження ефективності роботи ПМ з ПЗМ у виробничих умовах показали, що їх надійність в основному визначається надійністю ПЗМ, а при пакуванні великогабаритних вантажів – механізмами стягування пакета перед його зварюванням та стає необхідним стягування великогабаритних вантажів під час утворення шва. Розроблена модель для синтезу компонувань ПМ дозволила створити гаму машин із спеціальними властивостями з невеликої кількості типових механізмів та оцінити їх за комплексним критерієм для вибору найбільш придатної машини залежно від умов експлуатації. Розроблено новий спосіб пакування великогабаритного вантажу, який покращує ефективність роботи ПМ з ПЗМ. Розроблено засади проектування ПЗМ з механізмами стягування пакетів. Запропоновано оцінку якості зварних з’єднань плівкових матеріалів проводити за допомогою комплексного показника, який враховує міцність шва, хвилястість та герметичність. Спроектована і виготовлена промислова установка для пакування великогабаритних вантажів у плівкову упаковку. Работа посвящена созданию научных принципов проектирования оборудования для крупногабаритной упаковки, используя синтез модульной структуры машин в целом, так и отдельных ее узлов, увеличению эффективности их работы. Проведенные исследования эффективности работы упаковочных машин (УМ) с пленкосварными механизмами (ПСМ) в производственных условиях показали, что их надежность в основном определяется надежностью ПСМ, а при упаковке крупногабаритных грузов – механизмами стягивания пакета перед сваркой шва. Разработанная модель для синтеза компоновок УМ позволила создать гамму машин со специальными свойствами из небольшого количества типовых узлов, а также оценить их по комплексному критерию (отношение стоимости к технической производительности) для выбора наиболее пригодного в конкретных условиях. Применение полученных результатов синтеза структуры УМ для крупногабаритных грузов с ПСМ и использования базы данных разработанных узлов в Pro/Engineer WF позволило сократить сроки проектирования. Разработан новый способ упаковки крупногабаритных грузов, улучшающий эффективность работы УМ с ПСМ благодаря использованию механизма стягивания крупногабаритного груза при сварке оберточного материала, защищенный двумя патентами Украины на изобретение. Разработаны принципы проектирования ПСМ с механизмами стягивания грузов. Предложено оценку качества сварных соединений пленочных материалов производить с помощью комплексного показателя, учитывающего прочность шва, волнистость и герметичность, что может использоваться для оценки различных видов упаковок. Установлена зависимость усилия привода механизма обертывания от толщины пленки, параметров упаковываемого груза и конструктивных параметров коромысла с упругим элементом этого механизма. Построены компьютерные модели основных деталей, узлов и механизмов УМ для крупногабаритных грузов с ПСМ с целью автоматизированного проектирования УМ с использованием Pro/Engineer WF, создающие базу данных компьютерного проектирования УМ с ПСМ. Спроектированная и изготовленная промышленная установка для упаковки крупногабаритных грузов в пленочную упаковку используется в производстве упаковки пенополистирольных плит. The completed researches of efficiency of work of packing machines with welding mechanisms in manufacturing conditions showed that their reliability was generally determined by reliability of welding mechanisms, and at the packing of huge cargo - mechanisms of film shifting before its welding, and shifting huge cargo while seaming becomes necessary. The developed model for the synthesis of arrangements of packing machines allowed to create a variety of packing machines with the special properties with small amount of typical blocks and to estimate them on a complex criterion for a most suitable choice of suitable for concrete terms. The new method of packing of huge cargo is developed which improves the efficiency of work of packing machines with welding mechanisms. The principles of designing of welding mechanisms with the mechanisms of film shifting are also developed. The estimation of welded connections quality of film materials is suggested, with the help of complex index, which includes durability of seam, waviness and impermeability. The industrial installation for huge cargo packing in film package is designed and made.Item Зчеплення бетону з арматурним прокатом серповидного профілю при короткочасних одноразових і повторних навантаженнях(Національний університет "Львівська політехніка", 2010) Чапюк, Олександр СергійовичThe work is dedicated to the research of peculiarities of concrete with rolled metal of falcate profile under repeated loading. Dependence of the rolled metal with concrete on the length of anchoring, effect of repeated loads of different levels upon the limit of cohesion, dependence of cohesion on the class of concrete and rolled metal diameter under short-term and repeated loads have been investigated as well as the low-cycled fatigue of rolled metal and concrete cohesion. Comparison of cohesion of A-III class rolled metal and class A500C rolled metal and concrete is made. New experimental data are obtained. The semblance of theoretical data obtained by the offered methods and experimentally obtained results is statistically confirmed. Диссертация посвящена исследованию особенностей сцепления арматурного проката класса А500С с бетоном при повторных нагрузках, оценке и разработке методики расчета сцепления при повторных нагрузках. Исследовались зависимости сцепления проката с бетоном зависимо от длины анкеровки, влияния повторных нагрузок разных уровней на границу сцепления арматурного проката с бетоном, исследовано сцепление арматуры и бетона зависимо от класса бетона и диаметра арматуры при одноразовых и повторных нагрузках, впервые исследовано малоцикловую усталость сцепления арматуры и бетона, проведено сравнение сцепления арматуры классов А-ІІІ и А500С с бетоном при одноразовых и повторных нагрузках. Во введении обоснована актуальность темы, цель и задачи исследования, научная новизна, практическая ценность, подана общая характеристика диссертации. Первый раздел посвящен обзору и анализу трудов отечественных и зарубежных ученых, в которых изучалось сцепление арматуры с бетоном. Выяснено, что исполнено большое количество экспериментальных исследований сцепления бетона с арматурой классов А-ІІ, А-ІІІ, А-VІ и другими при одноразовых кратковременных нагрузках, которые уже почти не производятся и не используются при изготовлении железобетонных конструкций. Сцепление бетона с традиционной арматурой при повторных нагрузках изучено мало, а с арматурным прокатом не проводилось. Во втором разделе разработана методика проведения экспериментальных исследований, определены механические характеристики бетона и арматуры. Изложены обьем и программа экспериментальных исследований, описана установка для испытания образцов, методика измерения проскальзывания свободного конца стержней относительно бетонной призмы. В третьем разделе приведены результаты экспериментальных исследований сцепления бетона с арматурным прокатом класса А500С. Получены новые экспериментальные данные о сцеплении бетона с прокатом зависимо от длины анкеровки, уровня нагрузки, прочности бетона и диаметра арматуры. Впервые получены результаты малоцикловой усталости сцепления бетона с арматурой. Четвертый раздел посвящен анализу экспериментальных исследований сцепления бетона с арматурным прокатом класса А500С. Предложено формулу для описания малоцикловой усталости сцепления бетона с арматурой. Установлено, что между максимальными косвенными напряжениями и прочностью бетона установлена линейная зависимость. Предложена формула зависимости косвенных напряжений сцепления арматурного проката с бетоном зависимо от диаметра арматуры. Статистическая оценка сходимости теоретических и экспериментальных данных автора свидетельствует об их удовлетворительном совпадении. В выводах приводятся основные результаты экспериментальных и теоретических исследований.Дисертаційна робота присвячена дослідженню особливостей зчеплення арматурного прокату серповидного профілю з бетоном при повторних навантаженнях, оцінці та розробці методики розрахунку зчеплення при повторних навантаженнях. Досліджено залежність зчеплення прокату з бетоном залежно від довжини анкерування, вплив повторних навантажень різних рівнів на межу зчеплення арматурного прокату з бетоном, досліджено зчеплення арматури і бетону залежно від класу бетону і діаметра арматури при одноразових і повторних навнтаженнях, вперше досліджено малоциклову втомленість зчеплення арамтурного прокату з бетоном, зроблено порівняння зчеплення арматури класів А-ІІІ і А500С з бетоном при одноразових і повторних навантаженнях. Отримано нові експериментальні дані про зчеплення бетону з арматурним прокатом серповидного профілю при короткочасних одноразових і повторних навантаженях. Статистично підтверджено задовільну збіжність між теоретичними даними, отриманими за запропонованою методикою, і експериментальними даними автора.