Информация
Saved in:
| Published in: | Автоматическая сварка |
|---|---|
| Date: | 2012 |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2012
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101230 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Информация // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 58-64. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859460660096663552 |
|---|---|
| citation_txt | Информация // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 58-64. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Автоматическая сварка |
| first_indexed | 2025-11-24T02:11:41Z |
| fulltext |
ПЛАЗМЕННАЯ ОЧИСТКА ЗАГРЯЗНЕННЫХ ВОД
При содействии Хомма Масато, директора Ассоциации дружбы между Японией, Украиной и
Молдовой, изготовлен специализированный плазменный комплекс и выполнены тестовые испыта-
ния в префектуре Фукусима влияния плазменной очистки на радиоактивность воды. Перспектива
использования плазмохимических процессов в сложных задачах очистки загрязненных вод в основ-
ном базируется на высокоэффективной окислительной технологии. Плазменные методы являются
наиболее эффективными для очистки или уничтожения в промышленных масштабах любых отхо-
дов, в том числе содержащих микрооганизмы, так как температура плазмы может быть выше тем-
пературы диссоциации и ионизации любых молекул, что обеспечивает распад любого устойчивого
загрязняющего соединения. Кроме того, в газовой плазме образуется большое количество хими-
чески активных радикалов, ионов и колебательно-возбужденных молекул, что существенно ускоряет
протекание химических реакций. В частности, наиболее распространенной и широко известной про-
мышленной плазмохимической окислительной технологией является озонирование. Озон генериру-
ется в барьерном электрическом разряде, горящем между металлическими электродами, разделен-
ными твердым диэлектриком, под действием переменного напряжения с частотой несколько кило-
герц. В настоящее время изготавливаются мощные высокопроизводительные озонаторы, в которых
на выработку 1 кг озона расходуется около 10 кВт⋅ч электроэнергии, вводимой в электрический
разряд. Однако окислительный потенциал озона такой, что он является селективным окислителем.
Существует много соединений, с которыми он практически не взаимодействует. Кроме того, про-
дуктом реакций с озоном могут быть озониды, относящиеся к веществам, опасным для здоровья
человека.
Авторы этой информации развивают новое направление в водоочистке, основанное на исполь-
зовании рассеянного плазменно-дугового разряда в проточной газонасыщенной водной среде. Элек-
тродуговой разряд в воде (парах воды) — это эффективное средство генерирования различных
химически активных соединений (радикалов), мощного ультрафиолетового излучения и ударных
волн (рис. 1). Таким образом, плазма газонасыщенного водяного пара является уникальным источ-
ником химико-термической обработки материалов благодаря генерированию химически активных
частиц, таких как О, О3, ОН, Н2О2 и др., УФ-излучению и акустическому воздействию в виде удар-
ных волн.
Наиболее высокий окислительный потенциал имеют радикалы ОН.
Образующиеся при определенных условиях в электрическом разряде радикалы ОН не погибают
мгновенно при взаимодействии между собой. Среднее время снижения концентрации ОН в три
раза составляет около 0,1 с. Время уменьшения исходной концентрации озона в три раза при
движении смеси, извлеченной из реактора, будет порядка около 1…2 с. Таким образом, озоногид-
роксильную смесь при стационарной концентрации активных частиц, получаемую в электрическом
разряде, можно транспортировать на значительные расстояния, и время жизни такой смеси поряд-
ка секунды. В принципе в течение этого времени, не превосходящем времени жизни локальных
фрагментов структуры, должны пройти все целевые химические реакции. Опыт свидетельствует о
том, что этого времени достаточно для окисления растворенных в воде солей тяжелых металлов
и перевода их в нерастворимые гидрооксиды, которые выпадают в осадок. Описанные особенности
создают предпосылки для универсальной технологии, очищающей воду от тяжелых металлов, со-
лей, органических соединений, продуктов жиз-
недеятельности человека и животных и однов-
ременно обеззараживающей (гибнут бактерии,
вирусы). Плазменную технологию отличает ин-
тегрируемость, т. е. для повышения произво-
дительности и глубины очистки набирается не-
обходимое количество «плазменных модулей».
На базе японской компании (АО) «Канадза-
ва» при участии с украинской стороны киевс-
ких фирм «ЛИКОМ» и «Представительской
фирмы Институт газа», а с японской стороны
«Ohmi Industry Engineering», Global Energy
Trade Co. LTD был разработан и изготовлен
мобильный передвижной комплекс для плаз-
менной очистки радиоактивно зараженной во-
ды (рис. 2).
Рис. 1. Электродуговой разряд в воде
58 6/2012
С использованием указанного комплекса
были проведены публичные испытания процес-
са плазменной очистки радиоактивной воды в
два этапа с участием представителей электро-
генерирующей компании «Tokyo Electric Power
Company», (АО) «Токио Дэнрёку», лаборатории
технических разработок «Группа технологий
энвиронике», представителей Муниципалитета
города Дате, журналистов газет «Йомиури син-
бун Токио», «Никкан коугё синбун», «Фукусима
минхоуся» и заинтересованных компаний АО
«Токио Денрёку», АО «Сато Коугё», АО «Д’нйо Кёсан» (рис. 3). Первый этап испытаний был про-
веден 28 февраля 2012 г. в городе Дате, префектура Фукусима, а второй — 08 марта 2012 г. в
городе Камагая, префектура Чибо. В таблице приведены результаты оценки влияния плазменной
очистки на активность радионуклидов зараженной воды. Способ замера: спектрометрия гамма-из-
лучения с помощью датчика с германиевым полупроводником.
Таким образом, использование плазмы в технологии обеззараживания воды является перспек-
тивным в отношении промышленного применения и имеет ряд преимуществ: отсутствие образова-
ния побочных продуктов, высокую эффективность. Установки для плазмохимической обработки во-
ды не требуют специальных помещений и могут эксплуатироваться в стационарном или мобильном
вариантах для очистки и обеззараживания сточных вод различного происхождения и в различном
количестве. Затраты на обработку воды по данной технологии не превышают затрат в сравнении
с традиционными методами.
С. В. Петров, д-р техн. наук, М. Хомма, инж.
Рис. 2. Плазменный модуль:
а — общий вид мобильной плазменной установки для очистки радиоактивной воды;
б — блочно-модульное исполнение плазменной установки
Рис. 3. Публичные испытания процесса плазменной очистки зараженной воды в префектуре Фукусима
Место забора: г. Дате преф. Фукусима.
Дата забора: 28.02.2012, время забора:
10:30 — загрязненная вода, 14:30 — очищенная вода
Позиции
анализа
Результаты анализа, Бк/кг
загрязненная вода очищенная вода
Йод-131 Не обнаружен Не обнаружен
Йод-134 7400 110
Цезий-137 11000 160
6/2012 59
ИННОВАЦИОННАЯ РАЗРАБОТКА SPEED — ПРОЦЕССЫ LORCH
Процесс SpeedPulse призван расширить возможности приме-
нения импульсной сварки для различных сталей и повысить
ее производительность.
Применение импульсной дуги при сварке MIG/MAG сталей
в основном было связано с необходимостью обеспечения чет-
ко дозированного переноса электродного металла и, как след-
ствие, обеспечения минимальных тепловложений, связанных с
этим минимальных деформаций и т. п. При этом производи-
тельность и скорость сварки были существенно ниже, чем при
сварке со струйным переносом электродного металла. Функция
SpeedPulse объединила
качество и применяемость импульсной дуги со скоростью
струйной дуги. При этом обеспечиваются уменьшенное теп-
ловложение, улучшенный провар и четкое формирование шва.
Отличие от традиционного импульсного процесса заключается
в том, что во время пауз между импульсами на долю милли-
секунды включается струйный процесс сварки, тем самым пе-
ренос электродного металла происходит также между импуль-
сами. Таким образом, более эффективно используется энер-
гия самой дуги, при этом количество переносимого металла
остается контролируемым. Это можно увидеть на кадрах вы-
сокоскоростной съемки (рис. 1). Очень важно, что при процес-
се SpeedPulse обеспечивается более высокое и концентриро-
ванное давление электродного металла на заготовку и фор-
мируется более глубокое проплавление основного металла.
Это наглядно демонстрируется сравнением макрошлифов двух
угловых сварных швов (рис. 2). На одинаковом режиме сварки
функция SpeedPulse обеспечивает более высокую скорость
подачи сварочной проволоки по сравнению со стандартной
импульсной сваркой: 11,9 против 9,5 м/мин, а также более высокую производительность наплавки:
6,37 против 5,09 кг/ч. Эффект от применения функции Speed-
Pulse более заметен на более высоких режимах сварки
(рис. 3). Например, при одинаковой мощности сварочных дуг
(10000 Вт) производительность расплавления с функцией Spe-
edPulse выше на 10%, а при одинаковой скорости подачи про-
волоки (режиме сварки) функция SpeedPulse обеспечивает
меньшее на 20 % тепловложение в изделие по сравнению со
стандартной импульсной сваркой. Таким образом, объединение
импульсной и струйной дуг функцией SpeedPulse существенно
повлияло на производительность и скорость сварки, а именно:
до 48 % быстрее автоматизированной импульсной сварки; до
35 % быстрее ручной импульсной сварки; до 10…15% быстрее обычной сварки MIG/MAG; до 30 %
быстрее при сварке нержавеющей стали в отличие от ручной импульсной сварки; до 20 % быстрее
при сварке алюминия в отличие от ручной импульсной.
Процесс SpeedArc нацелен на повышение качества сварных
соединений из толстолистового металла, обусловленного
обеспечением гарантированного проплавления корня шва,
а также возможность выполнения сварки MIG/MAG в узкую
разделку.
Функция SpeedArc в отличие от стандартной струйной дуги
поддерживает уверенный струйный процесс переноса металла
более короткой дугой (рис. 4). Дуга становится более сфокуси-
рованной, очень устойчивой (рис. 5). Благодаря высокому плаз-
менному давлению в дуге обеспечивается более глубокое
60 6/2012
проплавление (рис. 6). При этом снижа-
ется как тепловложение в основной ме-
талл, так и вероятность возникновения
таких дефектов, как подрезы.
Сварка возможна на больших выле-
тах (до 40 мм), что позволяет выполнять
сварку «в узкую разделку» и при этом
получать гарантированный провар корня
шва (рис. 7). Возникает возможность сни-
жения угла разделки с 60 до 40° в тех
случаях, в которых это допускается (рис.
8). Это позволяет не только существенно
снизить расход сварочных материалов,
но и повысить производительность свар-
ки за счет уменьшения количества про-
ходов при многопроходной сварке. За
один проход возможна сварка металла
толщиной до 15 мм.
SpeedArc — высокопроизводительный
процесс сварки со струйным переносом
металла короткой дугой с высокой плот-
ностью энергии, который в результате
более эффективного использования эне-
ргии дуги допускает увеличение скорости
сварки до 30 % в сравнении с обычной
сваркой MIG/MAG.
Процесс SpeedUp предназначен для повышения качества и од-
новременно упрощения техники сварки швов в вертикальном
и потолочном положениях.
Обычно сварка вертикальных швов требует от сварщика мак-
симального умения и квалификации. С функцией SpeedUp свар-
щику не нужно выполнять сложные движения горелкой (техникой
сварки «елочка» или поперечными колебаниями), ему необходи-
мо лишь перемещать горелку вдоль стыка с постоянной ско-
ростью (рис. 9). Сварочный аппарат выстроит алгоритм импуль-
сов так, чтобы обеспечить уверенный провар корня и получить
качественное фор-
мирование шва с
плавным перехо-
дом на основной металл (рис. 10). Возможность
сварки MIG/MAG без сложных движений горелкой
(техникой сварки «елочка» или поперечными коле-
баниями) достигается комбинированием двух техно-
логий или, точнее, двух фаз сварочной дуги. Первая
фаза — «горячая» фаза тока большой силы с вы-
6/2012 61
сокой подачей энергии — для оптимального расплавления материала. Затем без переходов и, та-
ким образом, практически без брызг наступает вторая, «холодная» фаза благодаря идеальному
автоматическому регулированию (рис. 11).
Периодически возникающая высокая концентрация энергии дуги, колебания сварочной ванны и
циклическое целенаправленное удлинение дуги обеспечивают надежное схватывание боковых кро-
мок (рис. 12). Уменьшенная подача энергии на завершении каждого цикла обеспечивает надежный
провар, точное объемное заполнение шва и почти оптимальный катет шва. SpeedUp — высокоп-
роизводительный процесс сварки MIG/MAG в вертикальном и потолочном положениях. Упрощением
техники сварки вертикальных или потолочных швов достигается существенное повышение скорости
сварки — до 100 % в сравнении с обычной сваркой MIG/MAG (рис. 13).
SpeedRoot предназначен для сварки MIG/MAG корня шва с высокой про-
изводительностью заполнения зазора и гарантированным образованием об-
ратного валика заданной геометрии.
Обычные процессы сварки MIG/MAG короткой дугой мало пригодны для
этого, так как перенос материала происходит, как правило, со взрывом шей-
ки капли, из-за этого сварочная ванна провисает или шов слишком сильно
и неравномерно продавливается через
зазор. Процесс SpeedRoot осуществля-
ется практически без брызг при сварке
с минимальным энерговложением. При
этом используются такие сила тока и
напряжение, которые обеспечивают
идеальную стабильность процесса и отличный слегка выпук-
лый шов. Технология регулировки высокопроизводительных
источников тока для сварки MIG/MAG обеспечивает «холод-
ный» перенос материала с помощью ограничения времени
(делается процессором) короткого замыкания с уменьшенной
энергией. Решающую роль при этом играет точный расчет
времени низкого тепловложения и оптимальных условий для
отделения и переноса капли. Процесс SpeedRoot обеспечива-
ет комбинацию минимального тепловложения, максимальных
значений допусков по зазору и заполнение зазора. Так, нап-
ример, зазор 4 мм при толщине материала 3 мм можно за-
полнить без проблем без применения колебательного движе-
ния. Оптимальный внешний вид шва при этом гарантирован. Даже при зазоре в 8 мм SpeedRoot
обеспечивает оптимальный контроль за сварочной ванной, а значит маятниковое движение при
этом выполнять легко и просто. Высокая стабильность процесса делает возможным простое уп-
равление горелкой и позволяет даже неопытным сварщикам добиться высокого качества сварки
корневого шва и тонких материалов. Значительно минимизирует затраты на последующую обра-
ботку изделия. Процесс SpeedRoot почти в 3 раза быстрее, чем применяемый на практике для
заварки корня шва процесс TIG, SpeedRoot способствует повышению производительности и уско-
рению производственного процесса и является логичным завершение семейства Speed-процессов
фирмы LORCH.
Процессы SpeedPuls, SpeedArc, SpeedUp и SpeedRoot не только существенно упрощают
технику сварки, значительно повышая качество и производительность, но и, самое главное,
позволяют нивелировать низкую квалификацию или отсутствие опыта сварщиков.
62 6/2012
6/2012 63
Подписку на журнал «Автоматическая сварка» можно оформить непосредственно через
редакцию или по каталогам подписных агентств «Пресса», «Идея», «Саммит», «Прессцентр»,
KSS, «Блицинформ», «Меркурий» (Украина) и «Роспечать», «Пресса России» (Россия).
ПОДПИСКА — 2012 на журнал «Автоматическая сварка»
Украина Россия Страны дальнего зарубежья
на полугодие на год на полугодие на год на полугодие на год
480 грн. 960 грн. 2700 руб. 5400 руб. 90 дол. США 180 дол. США
В стоимость подписки включена доставка заказной бандеролью.
РЕ КЛАМА в ж у р н а л е «Ав т ом а т и ч е с к а я с в а р к а »
Реклама публикуется на
обложках и внутренних вклей-
ках следующих размеров
• Первая страница обложки
(190×190 мм) 700$
• Вторая (550$), третья (500$) и
четвертая (600$) страницы
обложки (200×290 мм)
• Первая, вторая, третья, четвер-
тая страницы внутренней
обложки (200×290 мм) 400$
• Вклейка А4 (200×290 мм) 340$
• Разворот А3 (400×290 мм) 500$
• 0,5 А4 (185×130 мм) 170$
Технические требования к
рекламным материалам
• Размер журнала после обрези
200×290 мм
• В рекламных макетах, для текс-
та, логотипов и других элементов
необходимо отступать от края
модуля на 5 мм с целью избе-
жания потери части информации
Все файлы в формате IBM PC
• Corell Draw, версия до 10.0
• Adobe Photoshop, версия до 7.0
• QuarkXPress, версия до 7.0
• Изображения в формате TIFF,
цветовая модель CMYK, разре-
шение 300 dpi
Стоимость рекламы и оплата
• Цена договорная
• По вопросам стоимости разме-
щения рекламы, свободной пло-
щади и сроков публикации прось-
ба обращаться в редакцию
• Оплата в гривнях или рублях
РФ по официальному курсу
• Для организаций-резидентов
Украины цена с НДС и налогом
на рекламу
• Для постоянных партнеров пре-
дусмотрена система скидок
• Стоимость публикации статьи
на правах рекламы составляет
половину стоимости рекламной
площади
• Публикуется только
профильная реклама (сварка и
родственные технологии)
• Ответственность за содер-
жание рекламных материалов
несет рекламодатель
© Автоматическая сварка, 2012
Подписано к печати 07.05.2012. Формат 60×84/8. Офсетная печать.
Усл. печ. л. 8,75. Усл.-отт. 9,04. Уч.-изд. л. 9,64 + 6 цв. вклеек.
Печать ООО «Фирма «Эссе».
03142, г. Киев, просп. Акад. Вернадского, 34/1.
Контакты:
тел./факс: (38044) 200-82-77; 200-54-84
E-mail: journal@paton.kiev.ua
Подписка на электронную версию журнала «Автоматическая сварка» на сайте:
http://www.rucont.ru.
По подписке доступны выпуски журнала, начиная с 2009 г. в формате *.pdf.
Подписка возможна на отдельные выпуски и на весь архив,
включающий все выпуски за 2009–2011 гг. и текущие выпуски 2012 г.
Подписка доступна физическим и юридическим лицам.
64 6/2012
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-101230 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0005-111X |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T02:11:41Z |
| publishDate | 2012 |
| publisher | Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | 2016-06-01T08:24:16Z 2016-06-01T08:24:16Z 2012 Информация // Автоматическая сварка. — 2012. — № 6 (710). — С. 58-64. — рос. 0005-111X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101230 ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Автоматическая сварка Хроника Информация Information published earlier |
| spellingShingle | Информация Хроника |
| title | Информация |
| title_alt | Information |
| title_full | Информация |
| title_fullStr | Информация |
| title_full_unstemmed | Информация |
| title_short | Информация |
| title_sort | информация |
| topic | Хроника |
| topic_facet | Хроника |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/101230 |