Safety in Technosphere

Безопасность в техносфере

1998-071X

42440

10.12737/1998-071X-2021-9-2-43-48

Методы и средства обеспечения безопасности

Methods and means of safety

Методы и средства обеспечения безопасности

Combined Porous Mesh Metals and Products Made fromThem

Комбинированные пористые сетчатые металлы и изделия из них

Девисилов

Владимир Аркадьевич

Devisilov

Vladimir Arkad'evich

devisil@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Новиков

Ю. М.

Novikov

Yu. M.

spir-vs0346@yandex.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

Большаков

Вадим Александрович

Bolshakov

Vadim Александрович

Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана Bauman Moscow State Technical University

Федеральное учебно-методическое объединение в системе высшего образования «Техносферная безопасность и природообустройство» Россия Federal Educational and MethodologicalAssociation in the System of Higher Education «Technospheric Safety and Environmental Management» Russian Federation

Научно-исследовательский институт энергетического машиностроения МГТУ им. Н. Э. Баумана Москва Россия Research Institute of Power Engineering of Bauman Moscow State Technical University Moscow Russian Federation

9 2 43 48

https://zh-szf.ru/en/nauka/article/42440/view

Рассматриваются технологические аспекты и особенности разработки уникальных конструкций оболочечного типа без силового опорного каркаса на основе нового комбинированного пористого сетчатого материала (металла) (КПСМ). Изложен концептуальный комплексный подход получения новых проницаемых материалов и изделий из них под конкретные условия их последующей эксплуатации. Подход реализован и реализуются в рамках кооперации организаций «Проект КПСМ» с головной ролью МГТУ им. Н. Э. Баумана, имеющего приоритет в созданиии исследовании пористых сетчатых металлов (ПСМ), изготовленных методом горячей прокатки в вакууме металлических сеток. Для создания новых материалов используется комбинации на основе сочетания различных типов проницаемых металлических сетоки непроницаемых металлических материалов. Технологические аспекты заключаются в создании надежных изделий с прогнозируемыми прочностными, фильтрационными, фильтровальными и структурными характеристиками и включают большое количество технологических операций, разделяющихся на операции изготовления материала и операции изготовления из него готового изделия требуемого назначения. Изготовление КПСМ осуществляться в жестких диапазонах режимов — температурных, степени обжатия пакета и других. Созданы и внедрены новый фильтр-фазоразделитель (ФФР), ряд фазоразделителей (ФР) для топливных баков (ТБ) космических изделий. Создан и внедрен конический бескаркасный фильтроэлемент (ФЭ) двустороннего действия из КПСМ для очистки компонентов топлива (жидкого кислорода и керосина). Разработаны и внедрены ФЭ для очистки маселв агрегатах закачки природного газа в подземные хранилища. Самые новые разработки по этому направлению — ФЭ из КПСМ новой сериис последовательно расположенными обечайками с тонкостью очистки до 10 мкм в системе подготовки буферного газа для сухих газодинамических уплотнений газоперекачивающих агрегатов.

In this paper are considered the essence and design-technological features of products made from new types of porous mesh metals (PMM) based on combination of various permeable and impermeable metallic materials interconnected by hot rolling in the vacuum. To create new materials, a combination of different types of metal grids is used. Therefore, these materials have received the name - combined porous mesh metals (CPMM). The technological problem is to create reliable products with predictable strength, filtration and structural characteristics. The technology of manufacturing products from CPMM is complex and includes a large number of technological operations divided into operations for material manufacture and operations for manufacturing from this material a finished product of required application. Material production includes several operations for preparing the initial metal grids (washing, degreasing, marking-out, grid packaging), and complex technological operations for material manufacturing, consisting in joint the grids and embedded materials between themselves (vacuuming, heating to a predetermined temperature, grid package rolling in vacuum and in hot condition, etc.). Each of technological operations for material manufacturing should be carried out in rigid mode ranges, such as temperature mode, package drafting degree mode, etc. A slight deviation from the mode leads to rejected material or significant deviation from the specified parameters. A difficult problem is the interconnection of metallic grids of various types (distinguishing by thickness, wire diameter, etc.), as well as interconnection of solid metallic embedded elements necessary for products formation from the obtained material. As a result of numerous experiments, it has been able to achieve success and develop the technology for CPMM material manufacturing. The developed material and products made from it have been imbedded at the enterprises of those industries, where highly reliable and efficient constructions, made from permeable materials and having specified functional parameters, are required. A new phase separator filter (PSF) for the fuel tank (FT) of a space item has been created and implemented. Currently, sets including 20 typical sizes of PSF of various modifications are delivered. Using of capillary intakes (CIs) with PSF made from CPMM provides reduction of residual rests of fuel liquid components in fuel tanks. CIs with PSF are almost 2 times lighter than CIs, carried out according to traditional frame-grid design.

фильтрующий материал сетчатые фильтры фильтрующие элементы капиллярные впускные устройства пористые металлы

filter material mesh filters filter elements capillary intake devices

Девисилов В.А., Спиридонов В.С. Металлические проволочные сетки для фильтрования жидкостей и газов часть 1. структурные характеристики и их расчет // Безопасность в техносфере. 2009. № 3. С. 46-55.

Devisilov V.A., Spiridonov V.S. Metallicheskie provolochnye setki dlja fil'trovanija zhidkostej i gazov chast' 1. strukturnye harakteristiki i ih raschet [Metal wire mesh for filtering liquids and gases, part 1. Structural characteristics and their calculation]. Bezopasnost' v tehnosfere [Safety in the technosphere]. 2009, I. 3, pp. 46-55. (in Russian).

Александров А.А., Графодатский О.С., Крылов В.И., Лемешевский С.А., Лоханов И.В., Новиков Ю.М., Ягодников Д.А.создание научно-производственного центра перспективных изделий из пористых сетчатых материалов для объектов космической отрасли и общепромышленного назначения на базе кооперации ФГУП "НПО имени С.А. Лавочкина" и МГТУ им. Н.Э. Баумана (история, современное состояние и перспективы)/ Вестник НПО им. С.А. Лавочкина. 2017. № 2 (36). С. 17-23.

Aleksandrov A.A., Grafodatskij O.S., Krylov V.I., Lemeshevskij S.A., Lohanov I.V., Novikov Ju.M., Jagodnikov D.A.sozdanie nauchno-proizvodstvennogo centra perspektivnyh izdelij iz poristyh setchatyh materialov dlja ob#ektov kosmicheskoj otrasli i obshhepromyshlennogo naznachenija na baze kooperacii FGUP "NPO imeni S.A. Lavochkina" i MGTU im. N.Je. Baumana (istorija, sovremennoe sostojanie i perspektivy) [creation of a research and production center for promising products from porous mesh materials for objects of the space industry and general industrial purposes on the basis of cooperation between FSUE "NPO named after SA Lavochkin" and Moscow State Technical University named after N.E. Bauman (history, current state and prospects)]. Vestnik NPO im. S.A. Lavochkina [Bulletin of NPO im. S.A. Lavochkin]. 2017, I. 2 (36), pp. 17-23. (in Russian).

Спиридонов В.С., Новиков Ю.М., Большаков В.А. Эксплуатационные характеристики фильтровальных перегородок из проволочных сеток с ячейками микронных размеров / Безопасность в техносфере. 2013. Т. 2. № 6. С. 52-57

Spiridonov V.S., Novikov Ju.M., Bol'shakov V.A. Jekspluatacionnye harakteristiki fil'troval'nyh peregorodok iz provolochnyh setok s jachejkami mikronnyh razmerov [Performance characteristics of micron-sized wire mesh filter screens]. Bezopasnost' v tehnosfere [Safety in the technosphere]. 2013, V. 2, I. 6, pp. 52-57. (in Russian).

Новиков Ю.М., Большаков В.А. Новые материалы для систем очистки газов и жидкостей от механических примесей / Экология и промышленность России. 1999.

Novikov Ju.M., Bol'shakov V.A. Novye materialy dlja sistem ochistki gazov i zhidkostej ot mehanicheskih primesej [New materials for systems for cleaning gases and liquids from mechanical impurities]. Jekologija i promyshlennost' Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 1999. (in Russian).

Белов С.В., Новиков Ю.М., Колесников А.Г., Большаков В.А. Многослойные комбинированные фильтрующие материалы / Вестник машиностроения. 1991. № 6. С. 31.

Belov S.V., Novikov Ju.M., Kolesnikov A.G., Bol'shakov V.A. Mnogoslojnye kombinirovannye fil'trujushhie materialy [Multilayer combined filtering materials]. Vestnik mashinostroenija [Bulletin of mechanical engineering]. 1991, I. 6, p. 31. (in Russian).

Новиков Ю.М., Большаков В.А. Комбинированные пористые сетчатые металлы / Безопасность в техносфере. 2010. № 5. С. 34-37.

Novikov Ju.M., Bol'shakov V.A. Kombinirovannye poristye setchatye metally [Combined porous mesh metals]. Bezopasnost' v tehnosfere [Safety in the technosphere]. 2010, I. 5, pp. 34-37. (in Russian).

Devisilov V.A., Belov S.V., Pavlikhin G.P., Spiridonov V.S., Novikov Yu.M. HYDRAULIC RESISTANCE OF POROUS RETICULATED MATERIALS TO THE FLOW OF NON-NEWTONIAN LIQUIDS / Chemical and Petroleum Engineering. 1979. Т. 15. № 11. С. 843-849.

Новиков Ю.М., Богданов А.А., Большаков В.А., Галаганов В.Н., Дашунин Н.В., Крылов В.И. Инженерная школа МГТУ им. Н.Э. Баумана: проект «комбинированные пористые сетчатые металлы (кпсм)» 20 лет: инновационные достижения и ближайшие задачи / Вооружение и экономика. 2011. № 1. С. 194.

Novikov Ju.M., Bogdanov A.A., Bol'shakov V.A., Galaganov V.N., Dashunin N.V., Krylov V.I. Inzhenernaja shkola MGTU im. N.Je. Baumana: proekt «kombinirovannye poristye setchatye metally (kpsm)» 20 let: innovacionnye dostizhenija i blizhajshie zadachi [Engineering School of the Moscow State Technical University N.E. Bauman: project "combined porous mesh metals (cpsm)" 20 years: innovative achievements and immediate challenges]. Vooruzhenie i jekonomika [Armament and economy]. 2011, I. 1, p. 194. (in Russian).

Новиков Ю.М., Большаков В.А. Концепция создания высоконадежных фильтров для объектов повышенной опасности / Экология и промышленность России. 2001. № 11. С. 27.

Novikov Ju.M., Bol'shakov V.A. Koncepcija sozdanija vysokonadezhnyh fil'trov dlja ob#ektov povyshennoj opasnosti [The concept of creating highly reliable filters for hazardous facilities]. Jekologija i promyshlennost' Rossii [Ecology and Industry of Russia]. 2001, I. 11, p. 27. (in Russian).

10.

Большаков В.А., Спиридонов В.С., Новиков Ю.М. Фильтровальные перегородки из спеченных металлических сеток для встроенных фильтров авиационных гидросистем / Безопасность в техносфере. 2015. Т. 4. № 4. С. 39-45. DOI: 10.12737/14433

Bol'shakov V.A., Spiridonov V.S., Novikov Ju.M. Fil'troval'nye peregorodki iz spechennyh metallicheskih setok dlja vstroennyh fil'trov aviacionnyh gidrosistem [Sintered Metal Mesh Filter Baffles for Inline Filters for Aviation Hydraulic Systems]. Bezopasnost' v tehnosfere [Safety in the technosphere]. 2015, V. 4, I. 4, pp. 39-45. DOI: 10.12737/14433. (in Russian).

11.

Новиков Ю.М., Большаков В.А., Партола И.С. Стабильность параметров созданных из комбинированных пористых сетчатых металлов длинномерных капиллярных устройств для забора компонентов топлива / Известия высших учебных заведений. Машиностроение. 2015. № 11 (668). С. 106-113.

Novikov Ju.M., Bol'shakov V.A., Partola I.S. Stabil'nost' parametrov sozdannyh iz kombinirovannyh poristyh setchatyh metallov dlinnomernyh kapilljarnyh ustrojstv dlja zabora komponentov topliva [Stability of parameters of long-length capillary devices for the intake of fuel components created from combined porous mesh metals]. Izvestija vysshih uchebnyh zavedenij. Mashinostroenie [Bulletin of higher educational institutions. Mechanical engineering]. 2015, I. 11 (668), pp. 106-113. (in Russian).

12.

Сапожников В.Б., Гришко Я.П., Корольков А.В., Большаков В.А., Новиков Ю.М., Константинов С.Б., Мартынов М.Б. Применение комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков // Решетневские чтения. 2010. Т. 1. С. 126-127.

Sapozhnikov V.B., Grishko Ja.P., Korol'kov A.V., Bol'shakov V.A., Novikov Ju.M., Konstantinov S.B., Martynov M.B. Primenenie kombinirovannyh poristo-setchatyh materialov v konstrukcii vnutribakovyh ustrojstv dvigatel'nyh ustanovok kosmicheskih apparatov, verhnih stupenej raket-nositelej i razgonnyh blokov [The use of combined porous-mesh materials in the design of in-tank devices for propulsion systems of spacecraft, upper stages of launch vehicles and upper stages]. Reshetnevskie chtenija [Reshetnikov readings]. 2010, V. 1, pp. 126-127. (in Russian).

13.

Александров А.А., Хартов В.В., Новиков Ю.М., Крылов В.И., Ягодников Д.А. Современное состояние и перспективы разработки капиллярных топливно-заборных устройств из комбинированных пористо-сетчатых материалов для космических аппаратов с длительным сроком активного существования/ Вестник Московского государственного технического университета им. Н.Э. Баумана. Серия Машиностроение. 2015. № 6 (105). С. 130-142

Aleksandrov A.A., Hartov V.V., Novikov Ju.M., Krylov V.I., Jagodnikov D.A. Sovremennoe sostojanie i perspektivy razrabotki kapilljarnyh toplivno-zabornyh ustrojstv iz kombinirovannyh poristo-setchatyh materialov dlja kosmicheskih apparatov s dlitel'nym srokom aktivnogo sushhestvovanija [The current state and prospects for the development of capillary fuel-intake devices from combined porous-mesh materials for spacecraft with a long active life]. Vestnik Moskovskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta im. N.Je. Baumana. Serija Mashinostroenie [Bulletin of the Moscow State Technical University named after M.V. N.E. Bauman. Series Mechanical Engineering]. 2015, I. 6 (105), pp. 130-142. (in Russian).

14.

Сапожников В.Б., Крылов В.И., Новиков Ю.М., Ягодников Д.А. Наземная обработка капиллярных фазоразделителей на основе коминированных пористо-сетчатых материалов для топливных баков жидкостных ракетных двигателей верхних ступеней ракет-носителей, разгонных блоков и космических аппаратов / Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. № 4 (16). С. 41

Sapozhnikov V.B., Krylov V.I., Novikov Ju.M., Jagodnikov D.A. Nazemnaja obrabotka kapilljarnyh fazorazdelitelej na osnove kominirovannyh poristo-setchatyh materialov dlja toplivnyh bakov zhidkostnyh raketnyh dvigatelej verhnih stupenej raket-nositelej, razgonnyh blokov i kosmicheskih apparatov [Ground processing of capillary phase separators based on combined porous-mesh materials for fuel tanks of liquid-propellant rocket engines of the upper stages of launch vehicles, booster blocks and spacecraft]. Inzhenernyj zhurnal: nauka i innovacii [Engineering journal: science and innovations]. 2013, I. 4 (16), p. 41. (in Russian).

15.

Сапожников В.Б., Гришко Я.П., Корольков А.В., Большаков В.А., Новиков Ю.М., Константинов С.Б., Мартынов М.Б. Применение комбинированных пористо-сетчатых материалов в конструкции внутрибаковых устройств двигательных установок космических аппаратов, верхних ступеней ракет-носителей и разгонных блоков / Вестник Сибирского государственного аэрокосмического университета им. академика М.Ф. Решетнева. 2011. № 3 (36). С. 122-126.

Sapozhnikov V.B., Grishko Ja.P., Korol'kov A.V., Bol'shakov V.A., Novikov Ju.M., Konstantinov S.B., Martynov M.B. Primenenie kombinirovannyh poristo-setchatyh materialov v konstrukcii vnutribakovyh ustrojstv dvigatel'nyh ustanovok kosmicheskih apparatov, verhnih stupenej raket-nositelej i razgonnyh blokov [The use of combined porous-mesh materials in the design of in-tank devices of propulsion systems for spacecraft, upper stages of launch vehicles and upper stages]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo ajerokosmicheskogo universiteta im. akademika M.F. Reshetneva [Bulletin of the Siberian State Aerospace University named after I.I. Academician M.F. Reshetnev]. 2011, I. 3 (36), pp. 122-126. (in Russian).