краткий обзор технологического оборудования для холодного газодинамического напыления
Brief Survey OF MANUFACTURING EQUIPMENT FOR COLD GAS-DYNAMIC SPRAYING
Кузнецов Ю.А., Гончаренко В.В., Кулаков К.В., Гайдук А.А.
(ФГБОУ ВПО ОрелГАУ, г. Орел, РФ)
Kuznetsov Y., Goncharenko V., Kulakov K., Gaydyk A.
(Orel State Agrarian University, Orel, Russian Federation)
В статье приведен краткий обзор технологического оборудования для холодного газодинамического напыления, даны основные технические характеристики
The article gives the brief survey of manufacturing equipment for cold gas-dynamic spraying, the main specifications are given.
Ключевые слова: холодное газодинамическое напыление, установка, оборудование, технические характеристики, покрытие.
Кey words: cold gas-dynamic spraying, installation, equipment, specifications, coating.
В настоящее время на рынке оборудования представлены различные серийные установки для сверхзвукового газодинамического напыления (ГДН) предприятий CGT (Германия), «Интерметкомпозит» (Россия), Inovati (США), ОЦПН (Россия). Типовые характеристики некоторых установок приведены в таблице 1.
Таблица 1 – Типовые характеристики установок для ГДН [1]
|
Характеристика |
Производитель |
||||
|
CGT |
ИТПМ |
Интермет-композит |
Inovati |
ОЦПН |
|
|
Оборудование |
Kinetiks |
УХГН |
НГА-5 |
КМ |
ДИМЕТ |
|
Рабочий газ |
Азот/Гелий |
Воздух/Гелий |
Воздух |
Гелий |
Воздух |
|
Давление, МПа |
3,0…4,0 |
1,5…2,5 |
1,0…1,5 |
0,35 |
0,5…0,8 |
|
Расход, м3/мин |
2…4 |
1,3 |
2 |
0,2 |
0,4 |
|
Мощность, кВт |
47 |
15 |
18 |
2,5 |
3,5 |
Установки Kinetiks производства CGT (рис. 1) [2, 3], находят применение в промышленном производстве медных покрытий на алюминиевых радиаторах для электротехнической промышленности и используется рядом фирм для выполнения отдельных разовых заказов. При использовании данного вида оборудования, ввиду высокого уровня шума, рекомендуется использовать звукоизолирующую камеру, а рабочее сопло закреплять на манипуляторе промышленного робота.
|
|
|
Рисунок 1 – Общий вид установки Kinetiks-3000 производства CGT |
Установки НГА производства «Интерметкомпозит» (рис. 2.), получили в производстве меньшее распространение, так как общая производительность и эффективность использования порошка в этих установках значительно ниже. Однако, вследствие меньшего энергопотребления и расхода газа возможно использование этих установок при ручных работах.
|
|
|
Рисунок 2 – Общий вид установки НГ-5 |
Установки КМ (Kinetic Metallization) производства Inovati (рис. 3) применяются как для нанесения локальных алюминиевых покрытий на стальные конструкции, так и для создания специальных покрытий для космической и авиационной техники. Несмотря на высокую эффективность осаждения порошкового материала, они пока нашли ограниченное применение, что связано с необходимостью использования гелия для разгона частиц. [1].
|
|
|
Рисунок 3 – Общий вид установки КМ производства Inovati |
Значительно меньше требования к ускоряющему газу и достаточно низкое энергопотребление характеризует установки «ДИМЕТ» производства Обнинского центра порошкового напыления ОЦПН (рис. 4). Их выполняют в портативном варианте и используют главным образом в ручной работе, хотя в ряде приложений для напыления применяется автоматическое перемещение напылительного узла манипулятором. Несмотря на значительно меньшую производительность и эффективность использования порошка установки «ДИМЕТ» позволяют решать задачи и локального ремонта, и мелкосерийного производства. Вследствие компактности и относительно низких требований к газу установки «ДИМЕТ» нашли более широкое применение. Несколько сотен установок используется в России и за рубежом в ремонте и производстве.
Ниже представлены основные технические характеристики некоторых установок серии «ДИМЕТ», выпускаемые Обнинским центром порошкового напыления.
Установка «ДИМЕТ-405» (рис. 4) предназначена для нанесения алюминиевых, цинковых, медных, никелевых и баббитовых покрытий, при выполнении широкого спектра монтажных, ремонтных и восстановительных работ. Оборудование может использоваться в ручном режиме, а также может встраиваться в автоматизированные линии, рабочие посты, участки по нанесению покрытий на детали и изделия.
|
Рисунок 4 – Общий вид установки «ДИМЕТ-405» |
Таблица 2 – Технические характеристики установки «ДИМЕТ-405» [4]
|
Параметр |
Значение |
|
Габариты комплекта, мм |
550×260×470 |
|
Масса, кг: напылительный блок комплект в целом |
1,3 15 |
|
Давление потребляемого сжатого воздуха, МПа (кгс/см2) |
0,5-0,9 (5-9) |
|
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
0,45 |
|
Электропитание, В/кВт |
220/3,3 |
|
Производительность по массе наносимого покрытия на основе алюминия, г/мин (см3/мин) |
1-6 (0,3-2) |
|
Количество фиксированных температурных режимов |
5 |
|
Количество порошковых питателей |
2 |
Специализированный комплекс оборудования «ДИМЕТ-ГП-3», предназначен для проведения ремонтно-восстановительных работ на газоперекачивающих аппаратах типа ГТК-10-4, работающих в составе газоперекачивающих станций магистральных газопроводов. Оборудование обеспечивает повышение мощности и КПД ГПА до нормативных значений путем уменьшения радиальных зазоров проточной части осевого компрессора и турбин высокого и низкого давления, снижения протечек рабочего тела по плоскостям разъемов турбины.
|
|
|
Рисунок 5 – Общий вид установки «ДИМЕТ-ГП-3» |
Таблица 3 – Технические характеристики установки «ДИМЕТ-ГП-3» [4]
|
Параметр |
Значение |
|
Состав и габариты комплекса, мм |
|
|
Комплект оборудования «ДИМЕТ-405» для нанесения металлических покрытий в составе комплекса «ДИМЕТ-ГП-3» |
550×470×260 |
|
Система СППУ-3 для автоматизированного программного перемещения и управления работой напылительного блока |
2000×500×120 |
|
Пылезащитные устройства для локализации рабочей зоны при обработке статорных лопаток и поверхностей разъема турбины |
1100×600×250 |
|
Давление потребляемого сжатого воздуха, МПа (кгс/см2) |
0,5-0,9 (5-9) |
|
Расход сжатого воздуха, м3/мин |
0,45 |
|
Электропитание, В/кВт |
380/5 |
|
Масса (нетто) комплекса, кг |
150 |
Список использованных источников
1. Балдаев, Л.Х. Газотермическое напыление: Учебное пособие для вузов [Текст] / Л.Х. Балдаев, В.Н. Борисов В., В.А. Вахалин. – М.: изд-во Маркет ДС, 2007. – 344 с.
2. Кузнецов, Ю.А. Инновационные способы газотермического напыления покрытий. Монография. [Текст] / Ю.А. Кузнецов, В.В. Гончаренко, К.В. Кулаков. – Орел: изд-во ОрелГАУ, 2011. – 124 с.
3. Richter P., Hoell H. Latest technology for commercially available cold spray systems // Building on 100 Years of Success: proc. of the Intern. Thermal Spray Conf. (Seattle, WA, USA). ASM International. 2006.