Том 23, № 1 (2022)

Анализируется традиционная и перспективная электролитическая технология получения металлического алюминия с точки зрения экологичности производства. Дается краткая характеристика использования электролизеров с анодом Содерберга и предварительно обожженных анодов, объединяемых общим углеродным анодным материалом, окисляемым в газообразный оксид и диоксид углерода при восстановлении алюминия. С целью снижения (исключения) углеродного следа предлагается концепция инертного анода, материал которого не вступает в реакцию восстановления алюминия, а значит, не расходуется (почти), при этом допускается высвобождение кислорода в статусе конечного газообразного «отхода». Базой для разработки принимается электролизер с самообжигающимся анодом Содерберга типа С-8БМ, характеризующий наиболее старую технологию и широко представленный в России. В результате сопоставления условий эксплуатирования и технологических возможностей получения анодов подобных размеров из композитных и керамических материалов (керметов) при замещении углеродного анодного массива решено использовать классический медно-никелевый сплав МНМц43-0,5, имеющий минимальное содержание железа (снижающее сортность алюминия) и характеризуемый термической стабильностью при температуре электролиза. На основании электрических характеристик базового процесса и с учетом рекомендаций профильных специалистов «Лаборатории РУСАЛА» устанавливаются размеры металлического инертного анода и даются рекомендации по реконструкции вышеобозначенного электролизера при переходе на новую технологию получения алюминия.

Исследуется построение гидродинамических поверхностей, которые описываются аналитическими уравнениями и формируют теоретический корпус судна. Предлагается методика автоматизации построения гидродинамических поверхностей с возможностью создания широкого разнообразия форм корпусов, для чего используются кривые Ламе с произвольными степенями как образующие каркас поверхности. Поверхность образуется каркасом сечений в одной из трех взаимно перпендикулярных плоскостей, что позволяет получить три алгебраически отличающиеся, но геометрически идентичные поверхности. Впервые выводятся параметрические уравнения каждой из таких трех поверхностей, образованных каркасами теоретических шпангоутов, батоксов и ватерлиний в форме кривых Ламе. Продемонстрирован алгоритм моделирования корпуса подводной лодки замкнутой поверхностью с отличающимися носовой и хвостовой частями, а также с параллельной центральной вставкой и проиллюстрированы результаты моделирования. Представленная методика может эффективно применяться на ранних этапах проектирования судна при выборе оптимальной формы поверхности корпуса, для чего необходимо рассмотреть ряд различных форм.

Известно, что при длительной эксплуатации кривошипных машин для холодной листовой штамповки, заключающейся в циклическом нагружении конструкции механическими напряжениями, происходит усталостная деградация металла, приводящая к возникновению и росту трещин. Тем не менее основной тенденцией современных российских подходов к модернизации парка кузнечно-прессовых машин является стремление сохранить крупногабаритные металлоемкие детали штамповочных прессов при замене системы управления и узлов гидравлики и/или пневматики дополнительных исполнительных механизмов. Как показала практика, такой подход экономически и технологически оправдан. Страны, у которых нет мощностей для изготовления штамповочных машин собственных марок, покупают оборудование за рубежом (в том числе в России), как правило, из экономических соображений на рынке вторичных продаж после длительного периода эксплуатации. В этом случае требуется грамотная предпродажная подготовка, чтобы избежать аварийных ситуаций и отказов оборудования после его монтажа на предприятии-покупателе. Обеспечение долговечности кривошипных штамповочных машин после периода длительной эксплуатации - актуальная задача как для промышленности развивающихся стран, так и для российской. На примере мощного кривошипного листоштамповочного пресса, в процессе предпродажной подготовки которого выявлены трещины в ползуне, показан способ устранения причин трещинообразования при его дальнейшей эксплуатации.

Представлены результаты экспериментальных исследований по воздействию волновой нагрузки на заглубленный трубопровод. В настоящее время происходит активное освоение больших месторождений, расположенных на шельфе и северных реках (таких как Обская губа, Енисей), откуда должна производиться доставка к местам потребления. Наиболее удобным видом транспортировки жидких веществ является трубопровод. Чаще всего его трасса пересекает водные территории, размеры которых могут достигать пяти километров и более. Подобные габариты допускают возникновение волновой нагрузки, воздействующей на трубопровод. Вопрос его устойчивости особенно актуален для проектировщиков, чтобы избежать возникновения аварийных ситуаций в ходе эксплуатации. На сегодняшний день нормативная документация не рассматривает этот вопрос. Учитывается только сила Архимеда без волнового воздействия. Причины и процесс перемещения трубы в грунте вверх с большим трудом поддаются теоретическому анализу, поэтому в основном изучаются эмпирическими методами. В данной работе экспериментальным путем устанавливается зависимость между волновой нагрузкой и выталкивающей силой. Проводится серия экспериментов с меняющимися параметрами волны и заглубления трубопровода. Материалы исследования будут полезны проектировщикам подводных морских трубопроводов.