Эффективность управления движением фронта кристаллизации при сварке полиэтиленовых труб в условиях низких температур


Авторы

Старостин Н. П., Аммосова О. А.*

ФГБУН ФИЦ «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»,

*e-mail: ammosova_o@mail.ru

Аннотация

Нелинейные обратные задачи теплопроводности (ОЗТ) применяются для реализации технологии сварки полиэтиленовых труб при температурах окружающего воздуха ниже рекомендуемых нормативными документами. Функция управления движением фронта кристаллизации в разработанном прототипе сварочного аппарата для соединения полиэтиленовых труб различного диаметра в интервале естественно низких температур определяется на основе решений ОЗТ. Расчетами определено расстояние точек задания температурной информации от нагревателя, при котором решение обратной задачи обеспечивает минимум функционала качества и динамику температур в зоне термического влияния в допустимом «коридоре» изменения. Термическим анализом установлена близость кривых скоростей изменения степени кристалличности материалов соединений, выполненных стандартной сваркой и с управлением кристаллизацией. Экспериментально показано, что реализация управления кристаллизацией обеспечивает прочность сварных соединений, выполненных при низких температурах, не ниже, чем при сварке в нормальных условиях.

Ключевые слова:

тепловой процесс, сварка, полиэтилен, закладной нагреватель, кристаллизация, обратная задача, зона термического влияния, дифференциальная сканирующая калориметрия, прочность

Список источников

  1. Старостин Н.П., Аммосова О.А. Управление движением фронта кристаллизации при сварке полиэтиленовых труб в условиях низких температур // Тепловые процессы в технике. 2024. Т. 16. № 4. С. 162–169.

  2. Старостин Н.П., Аммосова О.А., Петров Д.Д. и др. Сварка полиэтиленовых труб муфтами с закладными нагревателями при низких температурах. 1. Реализация управления фронтом кристаллизации // Сварка и диагностика. 2024. № 6. С. 44–49. DOI: 10.52177/2071-5234_2024 _06_44

  3. Старостин Н.П., Аммосова О.А. Моделирование предварительного подогрева и нагрева при соединении полиэтиленовых труб электросварными муфтами // Нефтегазовое дело. 2024. Т. 22. № 5. С. 149–158. DOI: 10.17122/ ngdelo-2024-5-149-158

  4. Алифанов О.М. Идентификация процессов теплообмена летательных аппаратов. Москва: Машиностроение, 1979. 216 с.

  5. Бубнов В.А., Соловьев И.А. Об использовании гиперболического уравнения в теории теплопроводности // Инженерно-физический журнал. 1977. Т. 33. № 6. С. 1131–1135.

  6. Самарский А.А. Теория разностных схем. Москва: Наука, 1977. 656 с.

  7. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. Москва: Наука, 1976. 279 с.

  8. Хартман К. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. Моск-ва: Мир, 1997. 278 с.

  9. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров. Москва: Химия, 1976. 216 с.

  10. Петров Д.Д., Ботвин Г.В., Старостин Н.П. и др. Способ испытания муфтового сварного соединения полимерных труб. Патент RU 2802888: G01L1/00 F16L21/00, 47/00. № 2022130847. Бюл. № 25, 05.09.2023. 


mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2025