Search

When welding aluminum, highly active flux is widely used, consisting of chlorides and fluorides of alkali and alkaline earth metals. The basis of these fluxes is artificial cryolite, with an increase in the content of which in the flux, its refining ability increases. Plants produce technical cryolite with different modulus (molar ratio NaF / AlF3), which leads to a change in the physicochemical properties of fluxes (melting point, density, electrical conductivity, viscosity). This affects the stability of the welding process, weld formation and the properties of welded joints. In order to optimize the cryolite module when welding aluminum with a closed arc, the artificial cryolite module was studied for some of the physicochemical properties of the flux. For the experiments, eight batches of fluxes of the same composition were made, but cryolite with a modulus from M = 1.52 to M = 2.13 was used. With an increase in the cryolite modulus above M = 1.65, the melting temperature of the flux increases, which approaches the melting temperature of the metal being welded at the cryolite modulus M = 1.75. With a cryolite modulus M = 2.13, it significantly exceeds it and is almost 1000 ° C. The electrical conductivity of the flux also increases. An increase in the cryolite modulus leads to an increase in the density of the flux; with an increase in the cryolite modulus by 0.1, the flux density increases by 0.04-0.06 g/cm3, however, the obtained flux density values ​​do not exceed the density of the molten welded metal. As the temperature rises, the flux density decreases linearly. A decrease in the cryolite modulus entails an increase in the fluidity of the flux, which is explained by an increase in the content of AlF3-6 complex anions. With increasing temperature, the fluidity of all fluxes increases. In electric arc welding of aluminum with a closed arc, the flux must have a melting point and density lower than that of the metal being welded, a certain fluidity and low electrical conductivity that ensures a stable arc welding process. According to the results of studies of the physicochemical properties of fluxes with different cryolite modulus, fluxes made on cryolite with a modulus of 1.55-1.70 meet most fully these requirements.., При сварке алюминия широко используются высокоактивные флюс, состоящие из хлоридов и фторидов щелочных и щелочноземельных металлов. Основой этих флюсов является искусственный криолит, с увеличением содержания которого во флюсе возрастает его рафинирующая способность. Заводы изготавливают технический криолит с различным модулем (молярным соотношением NaF/AlF3), что приводит к изменению физико-химических свойств флюсов (температуры плавления, плотности, электропроводности, вязкости). Это влияет на стабильность процесса сварки, формирование шва и на свойства сварных соединений. С целью оптимизации модуля криолита при сварке алюминия закрытой дугой проведены исследования модуля искусственного криолита на некоторые физико-химические свойства флюса. Для проведения экспериментов были изготовлены восемь партий флюсов одинакового состава, но при этом использовался криолит с модулем от М=1,52 до М=2,13. При увеличении модуля криолита свыше М=1,65 происходит рост температуры плавления флюса, которая приближается к температуре плавления свариваемого металла при модуле криолита М=1,75. При модуле криолита М=2,13 значительно превышает ее и составляет почти 1000°С. Так же возрастает электропроводность флюса. Увеличение модуля криолита приводит к возрастанию плотности флюса, при увеличении модуля криолита на 0,1 плотность флюса возрастает на 0,04-0,06 г/см3,однако полученные значения плотности флюса не превышают плотности расплавленного свариваемого металла. С превышением температуры плотность флюса понижается линейно. Уменьшение модуля криолита влечет за собой увеличение жидкотекучести флюса, что объясняется повышением содержания комплексных анионов AlF3-6. С увеличением температуры жидкотекучесть всех флюсов растет. При электродуговой сварке алюминия закрытой дугой флюс должен обладать температурой плавления и плотностью ниже чем у свариваемого металла, определённой жидкотекучестью и незначительной электропроводностью обеспечивающей устойчивый дуговой процесс сварки. По результатам исследований физико-химических свойств флюсов с различным модулем криолита наиболее полно этим требованиям отвечают флюсы, изготовленные на криолите с модулем 1,55-1,70., При зварюванні алюмінію широко використовуються високоактивні флюс, що складаються з хлоридів і фторидів лужних і лужноземельних металів. Основою цих флюсів є штучний кріоліт, зі збільшенням вмісту якого у флюсі зростає його рафінуюча здатність. Заводи виготовляють технічний кріоліт з різним модулем (молярним співвідношенням NaF/AlF3), що призводить до зміни фізико-хімічних властивостей флюсів (температури плавлення, густини, електропровідності, в'язкості). Це впливає на стабільність процесу зварювання, формування шва і на властивості зварних з'єднань. З метою оптимізації модуля криолита при зварюванні алюмінію закритою дугою проведені дослідження модуля штучного кріоліту на деякі фізико-хімічні властивості флюсу. Для проведення експериментів були виготовлені вісім партій флюсів однакового складу, але при цьому використовувався кріоліт з модулем від М = 1,52 до М = 2,13. При збільшенні модуля криолита понад М = 1,65 відбувається зростання температури плавлення флюсу, яка наближається до температури плавлення зварюваного металу при модулі криолита М = 1,75. При модулі криолита М = 2,13 значно перевищує її і становить майже 1000 °С. Так само зростає електропровідність флюсу. Збільшення модуля криолита призводить до зростання щільності флюсу, при збільшенні модуля криолита на 0,1 щільність флюсу зростає на 0,04-0,06 г/см3,проте отримані значення щільності флюсу не перевищують щільності розплавленого металу, що зварюється. З перевищенням температури щільність флюсу знижується лінійно. Зменшення модуля криолита тягне за собою збільшення жидкотекучести флюсу, що пояснюється підвищенням змісту комплексних аніонів AlF3-6. Зі збільшенням температури вологотекучість всіх флюсів зростає. При зварці алюмінію закритою дугою флюс повинен володіти температурою плавлення і щільністю нижче ніж у зварюється, певною жидкотекучестью і незначною електропровідністю забезпечує стійкий дугового процес зварювання. За результатами досліджень фізико-хімічних властивостей флюсів з різним модулем криолита найбільш повно цим вимогам відповідають флюси, виготовлені на кріоліті з модулем 1,55-1,70.

В магістерській роботі проведено дослідження температурної стабільності наночастинки за допомогою комп’ютерного моделювання методами молекулярної динаміки. Комп’ютерне моделювання проводилось з використанням потенціалу міжатомної взаємодії в рамках моделі зануреного атома. Під час моделювання була досліджена поведінка зразків при нагріванні в інтервалі від 300 – 2450 К. В результаті розрахунку були отримані температурні залежності потенціальної енергії системи, а також атомістичні конфігурації при різних температурах. Встановлено, що плавлення досліджуваного зразка відбувається при температурі приблизно 1200 К.

Детально розглянуто фізико-хімічні властивості високов'язких нафт, аномальність яких значною мірою впливає на процес їх перекачування магістральними трубопроводами. Розкрито суть процесу парафіноутворення, включаючи особливості молекулярної будови нафтових парафінів, та їх фізико-хімічні властивості. Доведено, що для адекватної характеристики аномальності високов'язких нафт необхідно враховувати вміст в ній всіх 17 індивідуальних компонентів парафіну. Оскільки температура плавлення компонентів парафіну змінюється від 18,2 °С (гексадекан) до 93,0 °С (пентаконтан), то загальноприйняте значення для нафтового парафіну tпл = 52-55 °С може суттєво відрізнятися від реального значення. Запропоновано метод визначення температури плавлення парафіну та зв'язаної з нею температури підігріву високов'язкої нафти в процесі термопідготовки до транспортування трубопроводами. Доведено, що врахування компонентного складу нафтового парафіну дозволить об'єктивно оцінити властивості високов'язких нафт та дасть можливість спрогнозувати дійсні втрати тиску в магістральних нафтопроводах, що транспортують такі нафти. Проаналізовано процес упакування молекул нафтових парафінів в залежності від умов кристалізації в нафті. Визначено основні чинники, що впливають на процес кристалоутворення парафіну в нафті. Встановлено, що чисті нормальні парафінові вуглеводні можуть утворювати при кристалізації чотири різні форми кристалів: гексагональну (a-форма), орторомбічну (b-форма), моноклинну (g-форма) і триклинну (s-форма). Розглянуто вплив поверхнево-активних речовин на ріст кристалів парафіну, що проявляється, в першу чергу, в глибоких змінах форми та структури кристалічної гратки твердих алканів., Детально рассмотренны физико-химические свойства высоковязких нефтей, аномальность которых в значительной мере влияет на процесс их перекачивания магистральными трубопроводами. Раскрыта суть процесса парафинообразования, включая особенности молекулярного строения нефтяных парафинов и их физико-химические свойства. Доказано, что для адекватной характеристики аномальности высоковязких нефтей необходимо учитывать содержание в ней всех 17 индивидуальных компонентов парафина. Поскольку температура плавления компонентов парафина меняется от 18,2 °С (гексадекан) до 93,0 °С (пентаконтан), то общепринятое значение для нефтяного парафина tпл = 52-55 °С может существенно отличаться от реального значения. Предложен метод определения температуры плавления парафина и связанной с ней температуры подогрева высоковязкой нефти в процессе термоподготовки к транспортировке трубопроводами. Доказано, что учет компонентного состава нефтяного парафина позволит объективно оценить свойства высоковязких нефтей и спрогнозировать действительные потери давления в магистральных нефтепроводах, транспортирующих такие нефти. Проанализирован процесс упаковки молекул нефтяных парафинов в зависимости от условий кристаллизации в нефти. Определены основные факторы, влияющие на процесс кристаллообразования парафина в нефти. Установлено, что чистые нормальные парафиновые углеводороды могут образовывать при кристаллизации четыре разные формы кристаллов: гексагональную (a-форма), орторомбическую (b-форма), моноклинную (g-форма) и триклинную (s-форма). Рассмотрено влияние поверхностно-активных веществ на рост кристаллов парафина, который проявляется, в первую очередь, в глубоких изменениях формы и структуры кристаллической решетки твердых алканов., The physical and chemical properties of high-viscosity oils have been examined in detail, because their abnormality significantly affects the process of pumping over by main pipelines. We’ve defined the main paints of the paraffin formation process including the peculiarityes of petroleum paraffin molecular structure and their physical and chemical properties. It is proved that it is necessary to take into account all of the 17 separate components of the paraffin in order to make an adequate characteristic of the high-viscosity oil abnormality. Since the melting point of the paraffin components varies from 18.2° C (hexadecane) to 93.0°C (pentakontan) the standard value of tmp = 52-55° C for oil paraffin may substantially differ from the actual value. We’ve suggested the method for determining the paraffin melting temperature and the related temperature of heating high viscosity oil during the thermal preparation for the transportation by pipelines. It is proved that taking into the account the componential structure of petroleum paraffin will allow us to evaluate fairly the properties of high viscosity oils and enable us to predict the actual pressure loss in main pipelines that transport such oil. The dependence of the process of petroleum paraffin molecular packing on the crystallization conditions in oil has been analyzed. The key factors that affect the process of paraffin crystallization in oil are defined. It is found that during the crystallization the pure standard paraffin hydrocarbons may form four different crystal forms: hexagonal (a-shape), orthorhombic (b-shape), monoclinic (g-shape) and triclinic (s-shape). We’ve considered the influence of surface-active substances on the growth of paraffin crystals that leads to significant changes of the shape and structure of the solid alkenes crystal lattice.