Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях

РОЗРОБКА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ТА ПЕРЕВІРКА ЇЇ МЕТРОЛОГІЧНОЇ НАДІЙНОСТІ МЕТОДОМ ДИСПЕРСІЙНОГО АНАЛІЗУ

Ігор Григоренко — 2025-04-22

Представлено розроблену інформаційно-вимірювальну систему для технологічного процесу виготовлення молочного пломбіру, яка може бути використана на підприємствах молочної промисловості та наведено варіант перевірки метрологічної надійності такої системи методом дисперсійного аналізу. Необхідність постійного моніторингу метрологічного стану інформаційно-вимірювальних систем пов’язана із необхідністю забезпечення високою якості кінцевого продукту, що можливо лише при надійній роботі вимірювальних каналів таких систем. Метрологічна надійність вимірювальних каналів, які забезпечують надходження оперативної інформації про стан технологічного процесу дає можливість дотримуватись технології виробництва і таким чином забезпечувати якість кінцевого продукту. Виробництво молочного пломбіру включає різну кількість етапів технологічного процесу у залежності від рецептури. Основними етапами при виробництві є: перевірка якості сировини для пломбіру, підготовка базової суміші, пастеризація, гомогенізація, охолодження і дозрівання суміші, фризерування, фасування і гартування морозива. Поставлена задача метрологічного контролю вирішена шляхом використання дисперсійного аналізу результатів вимірювань, що отримані завдяки запропонованій інформаційно-вимірювальній системі. Наведено структурну схему розробленої системи і визначено основні її елементи. Виконано дисперсійний аналіз результатів вимірювання температури на сими основних етапах технології виробництва пломбіру. Аналіз здійснено за допомогою критерію Кохрена. На підставі отриманих експериментальних даних побудовано графіки законів розподілу результатів вимірювання і випадкових похибок вимірювання. Виконано розрахунки сумарної і розширеної невизначеності для некорельваних даних результатів вимірювання температури. Складено бюджет невизначеності. Проведено розрахунки систематичної похибки вимірювання. Впровадження запропонованої інформаційно-вимірювальної системи дає можливість уникати аварійних ситуацій під час виробництва пломбіру та забезпечувати підтримку високої якості продукції.

СИСТЕМА ЗБОРУ СТАТИСТИЧНИХ ДАНИХ ПРО ДЕФЕКТИ МЕТАЛОКОНСТРУКЦІЙ НА ОСНОВІ TELEGRAM BOT

Лілія Зайцева — 2025-04-22

Проаналізовано роль чат-ботів у процесах автоматизації, зокрема для збору даних про дефекти у виробничих системах. Розглянуто технологічні аспекти створення чат-бота для моніторингу якості продукції, його переваги та функціональні можливості. Показано, що чат-боти спрощують введення даних, знижують витрати часу на рутинні операції та мінімізують помилки користувачів. Функціональність бота дає змогу видаляти записи, що дозволяє користувачам управляти своїми даними, а також отримувати звіти про кількість дефектів, їх типи та динаміку змін у часі. Інформація про дефекти зберігається у зручному для аналізу вигляді. Це дозволяє здійснювати швидкий доступ до даних і проводити детальний аналіз інформації про дефекти, що в свою чергу дає змогу приймати обґрунтовані рішення щодо покращення процесів виробництва.. Розглянуто застосування платформ Telegram, Node.js та бази даних MongoDB у процесі розробки. Акцентовано увагу на простоті інтеграції чат-ботів із системами управління підприємством. У даного бота є можливість інтеграції з іншими системами. Це означає, що дані, зібрані через бот, можуть бути автоматично передані до системи управління якістю, що зменшує ймовірність помилок, пов'язаних із ручним введенням даних. Завдяки цьому підприємство може швидше реагувати на виявлені дефекти та вживати заходів для їх усунення. Підтверджено ефективність використання чат-бота для автоматизації аналізу дефектів, зменшення навантаження на співробітників та формування статистичних звітів. Обґрунтовано доцільність використання чат-ботів для підвищення продуктивності виробництва та задоволеності клієнтів. Спеціальні статистичні звіти, які формуються ботом, дають змогу керівництву отримувати інформацію про типи дефектів, частоту їх виникнення та інші важливі параметри Підтверджено, що інтерактивний інтерфейс дозволяє користувачам швидко взаємодіяти із системою, а автоматизоване оброблення даних сприяє ухваленню ефективних управлінських рішень. Результати роботи демонструють потенціал чат-ботів для вдосконалення процесів управління якістю та оптимізації ресурсів у сучасному конкурентному середовищі.

АНАЛІЗ СПЕКТРАЛЬНИХ МЕТОДІВ ОБРОБКИ КОДОВИХ ПОСЛІДОВНОСТЕЙ В ЦИФРОВИХ КАНАЛАХ ЗВ’ЯЗКУ

Крилова Вікторія — 2025-04-22

Розглядаються класичний алгоритм Герцеля обчислення прямого та зворотнього дискретного перетворення Фур'є для елементів кінцевого поля GF(2^m), а також його модифікація. Показано, що модифікований алгоритм знаходження позицій помилок в кодовій послідовності належить скоріше до класу швидких алгоритмів обчислення дискретного перетворення Фур'є, ніж до класу напівшвидких. Проведено аналіз існуючих методів декодування кодових послідовностей циклічних двійкових кодів, що дозволяють визначити та виправити помилки, які виникають у результаті дії зовнішніх завад. Представлено для оцінки ефективності роботи засоби обчислення поліному локаторів помилок в часовій та в спектральній області. Визначено основні переваги спектрального підходу, що дає можливість використання прямого перетворення Фур’є у кінцевих полях Галуа. Показано, що декодування БЧХ-кодів у спектральній області з використанням перетворення Фур'є для знаходження помилок та виправлення кодових слів значно пришвидшує декодування, особливо для довгих кодів. Розглянуто метод обчислення спектральних компонент з визначенням вектору синдрому за допомогою поліному залишку від ділення на мінімальний многочлен. Алгоритм дає можливість отримати значення многочлена в усіх точках кінцевого поля Галуа за меншу кількість операцій додавання та множення, за рахунок того що поліном залишку обчислюється один раз для кожного сполученого класу. Запропоновано алгоритм знаходження
n–2t спектральних компонент вектора помилок через відомі t коефіцієнтів поліному локаторів помилок та відомі 2t сіндромних компонент, обчислених на першому етапі декодування. Підтверджено, що запропонований спектральний метод декодування БЧХ-кодів базується на використанні швидкого перетворення Фур'є у полях Галуа дозволяє прискорити обчислення синдромів та знаходження поліному локаторів помилок без ітерацій, а саме використовуючи перетворення Фур'є замість алгоритму Берлекемпа-Мессі.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ТА ЧИСЕЛЬНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ ПЛАЗМОВОЇ ПЕРЕРОБКИ РАДІОАКТИВНИХ ВІДХОДІВ

Степан Лис — 2025-04-22

Розглядається технологія плазмової переробки радіоактивних відходів (РАВ) як перспективний метод вирішення екологічних проблем, повʼязаних з їх утилізацією. Представлено основні принципи роботи плазмової технології, яка використовує високотемпературну плазму для переробки РАВ. Описано процес, при якому органічні сполуки розкладаються на газоподібні компоненти, а неорганічні речовини переходять у склоподібний шлак. Проаналізовано переваги методу, включаючи значне зменшення об'єму відходів (до 90%), екологічну безпеку та можливість утилізації енергії. Розглянуто основні недоліки технології, такі як технологічна складність та висока енергоємність процесу. Представлено математичну модель фізико-хімічних процесів у плазмовому реакторі, що базується на рівняннях Нав'є-Стокса та системі рівнянь Максвелла. Описано механізми розкладу радіоактивних сполук та кінетику процесів у плазмовому реакторі. Наведено результати чисельного моделювання, які демонструють ефективність процесу плазмової переробки РАВ. Представлено оптимальні режимні параметри роботи установки та їх вплив на продуктивність процесу. Проаналізовано енергетичні характеристики та масовий баланс процесу. Показано, що технологія забезпечує високий ступінь очистки газових викидів (99.95%) та низьку залишкову активність шлаку (<10⁻⁶ Кі/кг). Досліджено вплив температури на швидкість розкладу РАВ та ефективність іонізації. Представлено схему плазмової установки та описано її основні компоненти. Проаналізовано процеси тепло- та масопереносу в реакторі. Показано, що впровадження даної технології сприятиме вирішенню проблеми утилізації радіоактивних відходів та покращенню екологічної ситуації.

МОДЕЛЮВАННЯ BLDC МОТОРУ ІЗ ЗАДАВАННЯМ ЗВОРОТНЬОЇ ЕРС І ВИКОРИСТАННЯМ JULIA

Pavlo Trofimov — 2025-04-22

Сучасні технології в сфері електротехніки та автоматизації вимагають постійного вдосконалення та розвитку. Одним із ключових аспектів цього розвитку є використання безколекторних постійних магнітних (BLDC) моторів. Ці мотори знайшли широке застосування у різних галузях, включаючи автомобільну промисловість, промислову автоматизацію, медичні пристрої та багато інших. Методи керування BLDC моторами відіграють ключову роль у забезпеченні ефективності та надійності їх роботи. До недавнього часу контроль цих моторів був складним завданням, що вимагає великих витрат на спеціалізоване обладнання та програмне забезпечення. Однак, завдяки постійному розвитку технологій, сьогоднішні методи керування стали більш доступними та ефективними. Важливою задачею при розробці систем керування моторами є розробка й використання моделей мотору. В сучасних системах керування моторами моделювання використовується не лише у процесі розробки - модель мотору може бути складовою частиною системи керування за якою обчилсюються сигнали керування у режимі реального часу. Процеси у моторах описуються системами диференційних рівнянь й інснує багато методів чисельного вирішення даних рівнянь. Переважна більшість даних систем вбудована у відносно складні системи автоматичного проектування а моделювання систем керування потребує суттєвої кількості обчислювальних ресурсів й вивчення специфіки даних систем. Пошук ефективного інструмента для моделюванння мотору й системи керування має враховувати також його доступність для наукової спільноти й розробників с точки зору проприєтарності програмного забеспечення.У статті представлено імітаційну модель електродвигуна BLDC зі спрощеним постійним струмом і повною 3-фазною електричною частиною. Наведена модель створена з використанням мови програмування Julia, вдосконаленої для математичних розрахунків. Наведена модель описує мотор безпосередньо на мові диференційних рівнянь й дозволяє швидко моделювати процеси у моторі та їх зміни під впливом зовнішніх змінних параметрів. Модель дозволяє моделювати роботу двигуна під змінною напругою та навантаженням, а також реалізовано керування від 3-фазного інвертора.

АНАЛІЗ ОБ’ЄМНИХ ЗМІН КОМПОЗИЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ СИСТЕМИ MgO – Al2O3 – FeO – TiO2 ПІД ЧАС ФАЗОУТВОРЕННЯ

Оксана Борисенко — 2025-04-22

Під час випалу та експлуатації композиційні матеріали зазнають різноманітних хімічних змін, що супроводжуються зміною об’єму, що впливає на фізичні, механічні та експлуатаційні властивості вогнетривів. У роботі проаналізовано об’ємні зміни композиційних матеріалів на основі системи MgO – Al₂O₃ – FeO – TiO₂ під час фазоутворення в різних діапазонах температур. Встановлено, що при зміні температури композити зазнають різноманітних змін об’єму. При формуванні шпінелей різного складу відбуваються значні зміни об’єму. Крім того, при роботі з матеріалами, що містять тіаліт, слід враховувати значні зміни об’єму. Тобто, щоб отримати матеріал певного складу, необхідно враховувати не тільки фазові зміни та можливі твердофазні реакції, але й одночасні зміни об’єму. Детальніше розглянуто фазові перетворення, що відбуваються в периклазошпінельних вогнетривах під час випалу та експлуатації, які в свою чергу залежать від виду та кількості вихідної сировини для їх виробництва. Під час експлуатації фазові переходи в матеріалах стають більш складними через вплив механічного навантаження, теплових коливань, хімічних реакцій і мікроструктурних змін. Тривале нагрівання та охолодження може змінити рівновагу фаз, що призводить до утворення нових структур або деградації існуючих структур. Процеси дифузії, корозія та окиснення змінюють хімічний склад матеріалу, а рекристалізація, ріст зерна та розділення вторинної фази впливають на його механічні властивості, що ускладнює прогнозування поведінки матеріалу. Тому для отримання матеріалу певного складу та прогнозування його поведінки під час експлуатації необхідно враховувати не лише фазові зміни та можливі твердофазні реакції, а й об’ємні зміни, що відбуваються

ТЕХНОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ ПЕРІОДИЧНИХ МІКРОСТРУКТУР ТИПУ «ЛУСКА РИБИ» НА ПОВЕРХНІ НЕРЖАВІЮЧОЇ СТАЛІ 12Х18Н10Т НАНОСЕКУНДНИМ ЛАЗЕРНИМ ОПРМІНЕННЯМ

Сергій Добротворський — 2025-04-22

Розглянуто технологічні особливості формування періодичних мікроструктур типу «луска риби» на поверхні нержавіючої сталі 12Х18Н10Т шляхом наносекундного лазерного опромінення. Проаналізовано закономірності взаємодії лазерного випромінювання з матеріалом, що включають процеси нагріву, фазових переходів, абляції та формування рельєфу поверхні. Запропоновано математичну модель процесу, що враховує рівняння теплопровідності, кінетику фазових переходів та механізми абляції. Акцентовано увагу на методах чисельного моделювання, зокрема методах скінченних елементів та скінченних різниць, для прогнозування поведінки матеріалу під впливом лазерного опромінення. Підтверджено кореляцію між енергетичними параметрами лазера та глибиною абляції, що дозволяє визначити оптимальні режими обробки для створення періодичних мікроструктур із заданими геометричними характеристиками. Виконано чисельне моделювання розподілу температурного поля та динаміки змін рельєфу поверхні, що демонструє ефект насичення матеріалу та вплив перекриття імпульсів на формування мікроструктури. Експериментально досліджено формування лазерних мікроструктур на поверхні нержавіючої сталі за допомогою наносекундного лазера Мінімаркер 2. Підтверджено, що отримані мікроструктури добре корелюють із результатами чисельного моделювання. Встановлено, що зміна параметрів сканування, таких як крок між імпульсами та швидкість обробки, дозволяє керувати морфологією та періодичністю отриманих структур. Виявлено, що мікрорельєф поверхні має характерний профіль, близький до Гаусового розподілу інтенсивності лазерного випромінювання. Результати дослідження підтверджують можливість використання лазерної мікротекстуризації для модифікації експлуатаційних характеристик металевих поверхонь, що може бути застосовано в авіаційному, автомобільному, медичному та енергетичному машинобудуванні. Отримані дані можуть слугувати основою для подальшої оптимізації процесів лазерного мікротекстурування та розробки нових технологій поверхневої обробки матеріалів.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПОБУТОВОЇ АВТОНОМНОЇ СОНЯЧНОЇ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЇ ПОТУЖНІСТЮ 5 КВТ БЕЗ ОКРЕМОГО ЗАРЯДНОГО КОНВЕРТОРА

Володимир Івахно — 2025-04-22

Дається оцінка параметрів силової частини перетворювача у складі автономної сонячної фотоелектричної установки з номінальною потужністю 5000 Вт, призначеної для живлення споживачів однофазною синусоїдальною напругою 220 В 50 Гц за без-трансформаторною схемою. Структура фотоелектричної установки, що пропонується, відрізняється від традиційних структур тим, що, що перетворювач постійної напруги, який своїм входом під’єднаний до послідовного з’єднання сонячних панелей і здійснює функцію максимізації вихідної потужності, своїм виходом під’єднаний до ланки постійного струму – акумуляторної батареї. До цієї ж ланки під’єднано автономний інвертор напруги з широтно-імпульсною модуляцією за синусоїдальним законом, його вихідна напруга є напругою живлення споживачів. Мінімальна напруга акумулятора дещо вища за амплітуду вихідної напруги інвертора напруги. У такій структурі, на відміну від розповсюджених систем з акумуляторною батареєю напругою 48В, нема необхідності у окремому двоспрямованому перетворювачі постійної напруги з функціями забезпечення узгодження напруг акумулятора і внутрішньої ланки постійної напруги (біля 400 В, від якої живиться автономний інвертор напруги) і забезпечення заряду – розряду акумулятора з встановленою потужністю від половини номінальної потужності та вище. Відсутність окремого перетворювача постійної напруги спрощує систему і дозволяє помітно підвищити ККД в режимі живлення навантаження від акумулятора. Проведені оцінки параметрів сонячної фотоелектричної установки запропонованої структури: визначено необхідну кількість послідовних сонячних панелей номінальною потужністю 500 Вт, обґрунтовано використання схеми перетворювача постійної напруги понижуючого типу, обрана його частота ШІМ (25 кГц), дана оцінка величини ємності вхідного накопичувального конденсатора. Для ключів перетворювача постійного струму запропоновано використання сучасних польових транзисторів з ізольованим затвором та діодів Шотткі на базі карбіду кремнію (SiC); вибрані типи напівпровідникових приладів та надана оцінка потужності втрат у них: приблизно 12 Вт. Визначена необхідна кількість послідовно зʼєднаних комірок акумуляторної батареї. Для інвертора напруги за мостовою схемою обрано тип MOSFET, частоту ШІМ 25 кГц. Запропоновано використання алгоритму трирівневої (одно полярної) ШІМ, який дозволяє подвоїти частоту пульсації вихідного струму. Надані оцінки потужності втрат у ключах інвертора напруги: орієнтовно 50 Вт. Запропоновано для дроселя вихідного фільтра використання сендастового кільцевого осердя, визначені параметри дроселя, в тому числі оцінка потужності втрат: біля 7 Вт. Надана оцінка ККД автономної сонячної фотоелектричної установки: у режимі живлення від сонячних панелей 98,3% проти 97,6% у аналога та 98,8% при живленні від АБ проти 94% у аналога, що відповідає зменшенню втрат потужності у 1.4 – 5 разів.

НЕКАТАЛІТИЧНА І КАТАЛІТИЧНА ВЗАЄМОДІЯ МОНОЕТАНОАМІНУ ТА 2-ЕТИЛГЕКСАНОВОЇ КИСЛОТИ

Назар Захарко — 2025-04-22

Алканоламіди й аміноестери одержують взаємодією карбонових кислот, їх естерів чи хлорангідридів з етаноламінами за відсутності та за умови каталізу реакції гомогенними, гетерогенними каталізаторами і ферментами. Досліджено закономірності некаталітичної та каталізованої гомогенними і гетерогенними кислотами й основами взаємодії між моноетаноламіном і 2-етилгексановою кислотою. Для каталізу реакцій в нестаціонарних умовах використовували п-толуенсульфонову кислоту, гідроксид калію, Н-катіоніт КУ-2-8 і ОН-аніоніт АВ-17-8. Контроль за перебігом реакції здійснювали за кількістю утвореної води, встановленою хроматографічним аналізом, і амінним числом продуктів реакції, визначеним потенціометричним титруванням, відповідно. Встановлено, що змішування моноетаноламіну і 2-етилгексанової кислоти супроводжується виділенням значної кількості теплоти очевидно внаслідок реакції з утворенням етаноламонієвої солі. Гомогенні каталізатори, на відміну від іонообміних смол, суттєво прискорюють її розпад. Зокрема за відсутності каталізатора, практично еквівалентного співвідношення реагентів і температури реакції 150–155^оС за 80 хв реакції ступінь перетворення 2-етилгексанової кислоти становить 15 %, у присутності п-толуенсульфонової кислоти – 30 %, гідроксиду калію – 22 %, катіоніту КУ-2-8 – 16 %, аніоніту АВ-17-8 – 18 %, відповідно. Встановлено, що основним продуктом реакції між моноетаноламіном і 2-етилгексановою кислотою є 2-(N-гідроксіетил)-2-етилгексаноатамід. Порівняння кількості виділеної води і зміни амінного числа вказує на незначний перебіг естерифікації 2-етилгексанової кислоти мноетаноламіном за умови каталізу реакції п-толуенсульфоновою кислотою, гідроксидом калію й аніонітом АВ-17-8.

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЯКОСТІ ВИХІДНОЇ СИРОВИНИ НА ПРОЦЕС КАТАЛІТИЧНОГО ОКИСЛЕННЯ SO2 ДО SO3 В КОНТАКТНОМУ АПАРАТІ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА СІРЧАНОЇ КИСЛОТИ

Дмитро Носальский — 2025-04-22

У сучасній промисловості виробництва сірчаної кислоти важливу роль відіграють ванадієві каталізатори, що використовуються для окислення сірки діоксиду (SO₂) до триокису сірки (SO₃). Однак, ефективність роботи цих каталізаторів може значно знижуватися через наявність домішок, таких як кальцій та залізо. У цій статті ми розглянемо вплив цих домішок на експлуатацію першого шару каталізатора ванадієвого і постараємося виявити оптимальні умови для забезпечення стабільної роботи процесу, починаючи з вихідної сировини і закінчуючи сполуками, що утворюються в результаті горіння в печах. Особлива увага приділяється вимогам до вихідної сировини, тому що вони можуть суттєво впливати спочатку на тепловіддачу, а потім активність каталізатора та його гідравлічний опір. Було показано, що такі фактори, як походження сірки, спосіб її транспортування та температура горіння можуть бути основними джерелами утворення кальцієвих домішок, в той час як температура процесу спалювання сірки, продукти корозії металевих деталей печі та утилізатора котла є основними джерелами утворення залізних домішок. Крім того, слід звернути увагу на вплив фізико-хімічних властивостей вихідної сировини на процес утворення сполук кальцію та заліза. Важливо враховувати не лише склад сировини, а й умови її видобутку, транспортування та зберігання, оскільки це може суттєво вплинути на якість кінцевої продукції та ефективність виробничого процесу. Слід зазначити, що контроль та мінімізація рівня кальцієвих та залізних домішок мають важливе значення для забезпечення стабільності виробництва сульфатної кислоти та запобігання можливим технологічним збіям. Для цього необхідно розробити ефективні методи моніторингу та регулювання змісту даних елементів на різних етапах виробництва. Дослідження показують, що домішки кальцію та заліза можуть призводити до утворення опадів на поверхні каталізатора, що ускладнює доступність активних центрів реакції та зменшує його активність. Це негативно впливає на конверсію SO₂ в SO₃ і, відповідно, на вихід продукту. Розуміння механізмів дії цих домішок допоможе оптимізувати склад ванадієвих каталізаторів та розробити методи запобігання можливим негативним наслідкам їх використання.

ОБРОБКА ОПТИЧНОГО СКЛА ШЛЯХОМ РІЗКИ ТА ГАРЯЧОГО ПРЕСУВАННЯ: КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ

Дмитро Петров — 2025-04-22

Досліджено вторинні процеси обробки у технологічному циклі виробництва оптичного скла. Виробництво оптичного скла є складним багатоетапним процесом, що включає плавлення, формування скломаси та подальші технологічні операції, необхідні для досягнення кінцевих характеристик матеріалу. Окрім первинного виготовлення, скло проходить додаткові етапи механічної обробки, що дозволяють надати йому необхідну геометрію та, в окремих випадках, коригувати оптичні параметри. Розглянуто особливості механічної обробки кольорового та безкольорового оптичного скла, включаючи методи різання, шліфування та полірування. Механічна обробка оптичного скла потребує високої точності та відповідності вимогам до гладкості поверхні та відсутності внутрішніх дефектів. Процес шліфування і полірування суттєво впливає на світлопропускання скла та рівень розсіювання світла, що є критичним для оптичних систем високої точності. Важливу роль відіграють також характеристики абразивних матеріалів, що використовуються при обробці, а також швидкість та параметри різання, які визначають рівень залишкових напружень у матеріалі. Проведено порівняльний аналіз механічної обробки та гарячого пресування, як альтернативного методу формування оптичних компонентів. Проаналізовано вплив температурних режимів та тиску при гарячому пресуванні на спектральні характеристики та механічну міцність виробів. Визначено основні переваги та недоліки обох методів залежно від типу вихідного матеріалу, необхідної точності розмірів та параметрів поверхні. Проведено техніко-економічний аналіз застосування механічної обробки та гарячого пресування у промислових умовах. Розраховано гіпотетичні витрати на використання кожного з методів, включаючи витрати на обладнання, енергоспоживання та втрати матеріалу. Отримані результати дозволяють сформулювати рекомендації щодо оптимального вибору технології обробки оптичного скла з урахуванням вимог до кінцевого продукту та економічної доцільності.

КОМПЛЕКСНИЙ АНАЛІЗ ВИРОБНИЦТВА АВТОМОБІЛЬНОГО СКЛА: ВИКЛИКИ, ДЕФЕКТИ ТА СТРАТЕГІЇ УПРАВЛІННЯ ЯКІСТЮ

Дмитро Петров — 2025-04-22

Стаття присвячена дослідженню ключових технологічних етапів виробництва автомобільного скла, їх взаємозв’язку та впливу на кінцеву якість продукції. Розглянуто основні процеси, включаючи виготовлення флоат-скла, молірування, триплексування, автоклавування, а також фінальні етапи комплектації та пакування. Особливу увагу приділено ідентифікації основних факторів, що впливають на утворення дефектів на різних стадіях виробництва, та методам їхнього усунення. На початкових етапах акцент зроблено на критичній ролі якості флоат-скла як основного матеріалу. Етап молірування описано як один із найскладніших у технологічному ланцюгу. Окреслено фактори, що визначають якість геометрії лобового скла, включаючи стан формувального інструменту, параметри температурного режиму та правильність групування скла у вагонетках. Розглянуто методи контролю температури за допомогою пірометрів, а також ризики, пов’язані з некоректним коригуванням режимів у процесі молірування. Особливе місце у статті приділено триплексуванню та автоклавуванню як критичним етапам, що формують механічні та естетичні властивості скла. Висвітлено важливість взаємодії між попередніми процесами та триплексуванням, а також вплив якості ПВБ-плівки на адгезію та візуальні характеристики. Описано ризики, пов’язані зі зміщенням внутрішнього та зовнішнього скла під час укладання плівки, що може призводити до утворення мікропустот і тріщин у процесі автоклавування або подальшої експлуатації. Заключний етап комплектації та пакування описано як фінальний контрольний пункт якості, де здійснюється перевірка продукції на відповідність стандартам та підготовка до транспортування. Наголошено на важливості роботи відділу контролю якості на цьому етапі для запобігання відвантаженню некондиційної продукції. Підкреслено взаємозалежність усіх стадій виробництва та необхідність системного підходу до управління якістю. Запропоновано методи усунення дефектів і оптимізації процесів, що дозволяють мінімізувати втрати та покращити продуктивність. Робота може бути корисною для інженерів, технологів і фахівців у галузі виробництва скла, які прагнуть удосконалити свої технологічні процеси.

КАТОДНІ ПРОЦЕСИ В РОЗЧИНАХ МЕТАНСУЛЬФОНАТІВ Fe(II)

Геннадій Тульський — 2025-04-22

Проведена порівняльна оцінка електролітів нанесення покриттів залізом при ремонті зношених деталей машин в практиці ремонтного виробництва вказала на не повну відповідність показників покриттів залізом з існуючих електролітів вимогам, що висуваються до відновлених деталей техніки. Зокрема, основними недоліками хлоридних електролітів є їхня висока корозійна активність, а борфтористоводневих – значна екологічна небезпека. Сульфатні електроліти позбавлені цих недоліків, проте вони не дозволяють реалізувати високі густини струму внаслідок порівняно низької розчинності солей заліза. Перспективними є електроліти на основі органічних сульфокислот, в першу чергу на основі метансульфонової кислоти (МСК). Метилсульфонатні розчини є надзвичайно привабливими в сенсі використання їх при гальванообробці поверхонь конструкційних матеріалів. У водних розчинах метилсульфонат-аніон електрохімічно неактивний і хімічно стійкий. Солі метансульфонової кислоти мають високу розчинність у воді, а метилсульфонат-аніон відноситься до екологічно безпечних сполук. Це значно спрощує очистку стічних вод, зменшує вимоги до корозійної стійкості гальванічного обладнання та спрощує технологію. Однак, на теперішній час відсутні технології електрохімічного осадженню заліза та сплавів на його основі з метансульфонатних електролітів для відновлення деталей техніки. Дослідження, спрямовані на обґрунтування технологічних показників таких покриттів є актуальними. Для обґрунтування необхідної концентрації заліза (ІІ) метасульфонату в електролітах та визначення технологічних параметрів електрохімічного процесу осталення на основі водних розчинів метансульфонової кислоти проведені дослідження кінетики суміщених катодних процесів в діапазоні концентрації 0,5…2,0 моль·дм^–3 заліза (ІІ). Робочі розчини електролітів готувалися прямим травленням порошку заліза марки ПЖРВ2-200 розчином МСК. Отриманий розчин мав концентрацію заліза (ІІ) метасульфонату – 2,1 моль·дм^–3та рН 1,6. В подальшому цей електроліт розбавлявся дистильованою водою до необхідної концентрації. Вольтамперні катодні залежності у досліджуваних розчинах на сталевому катоді показали значний вплив концентрації заліза (ІІ) метансульфонату на електрохімічні показники відновлення заліза. Так, підвищення концентрації заліза (ІІ) метансульфонату призводить до зниження катодного потенціалу. Це вказує на зростання концентрації Fe²⁺ у складі прикатодного шару, що позитивно впливає на перебіг цільового процесу – відновлення заліза і гальмує побічний процес – виділення водню. Для кожної концентрації Fe²⁺ визначено густини струму, за якими катодний процес лімітується електрохімічною стадією – відновлення Fe²⁺. Для оцінки впливу на катодний процес суміщеного виділення водню було досліджено вольт амперні характеристики катодного процесу у розчині 0,5 моль·дм^-³ заліза (ІІ) метансульфонату на мідному електроді. Тафелевська дільниця виділення заліза на мідному катоді характеризується низькою перенапругою близько 80 мВ та широким діапазоном густин струму – від 0,004 до 0,1 А·см^-². Аналогічні показники для сталевого катоду в досліджуваному електроліті склали: перенапруга – близько 120 мВ, діапазон густин струму – від 0,001 до 0,01 А·см^-². Наведені результати вказують на суттєвий негативний вплив суміщеної реакції виділення водню на осадження заліза з метансульфонового електроліту. Встановлено доцільність використання 2 моль·дм^-3 заліза (ІІ) метансульфонату для проведення подальших досліджень з розробки технологічних показників гальванічного осадження заліза. Саме така концентрація заліза (ІІ) метансульфонату дозволяє максимально гальмувати суміщений катодний процес – виділення водню.

ДОСЛІДЖЕННЯ АНТИКОРОЗІЙНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ СПОЛУК В СИСТЕМІ Fe2О3 -MgО-Al2О3

Лілія Фролова — 2025-04-22

Найбільш відомі антикорозійні фарби зазвичай містять інгібітори на основі сполук шестивалентного хрому або свинцю. Застосування цих сполук обмежено, оскільки вони забруднюють навколишнє середовище та спричиняють ризики для здоров’я людей. Все більшого поширення набувають шпінельні сполуки як альтернативні продукти для захисту сталі від корозії. Наприклад, ферити мають загальну формулу MFe₂O₄ (М = Co, Ni, Mg, Zn або Ca) і структуру шпінелі. В роботі за допомогою експериментальних досліджень встановлено вплив катіонів на антикорозійні властивості у системі Fe₂О₃-MgО-Al₂О₃. Для одержання сполук використовували метод співосадження з подальшим прокалюванням. Для синтезу співосаджених гідроксидів використовували водні розчини солей. Умови синтезу варіювали за наступними параметрами: природа вихідних солей металів, співвідношення катіонів металів. Протикорозійну активність пігментів оцінювали потенціодинамичним методом, шляхом співставлення анодних та катодних поляризаційних кривих, а також розрахованих на підставі тафелівських ділянок кривих потенціалів і струмів корозії. Фазовий склад пігментів визначали рентгенофазовим аналізом. Для вивчення впливу катіонного складу на властивості феритів було використано симплекс-решітчастий план, який вимагає мінімальної кількості експериментів для вивчення впливу факторів на вибрані функції відгуку. Електрохімічні випробування показали, що всі пігменти в системі Fe₂О₃-MgО-Al₂О₃захищають сталь від корозії. Такий висновок можна зробити відповідно до зсуву потенціалу корозії до більш позитивних значень проти сталевого зразку у фоновому розчині. Низькі потенціали корозії відповідають високим значенням рН водної витяжки, причому високий антикорозійний ефект спостерігається для складів, що вміщують катіони магнію. Співставлення ізоліній для захисного ефекту і рН водної витяжки показують, практично повне співпадіння. Складні оксидні сполуки магнію уповільнюють як катодний, так і анодний процес.