|

Математическое моделирование кинетики нагрева системы полимерный материал-металл трубопровода при СВЧ-обработке

Авторы: Абуталипова Е.М., Александров А.А., Лисин Ю.В., Павлова И.В., Шулаев Н.С. Опубликовано: 12.04.2017
Опубликовано в выпуске: #2(71)/2017  
DOI: 10.18698/1812-3368-2017-2-118-128

 
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ  
Ключевые слова: трубопровод, электромагнитное поле, антикоррозионное полимерное покрытие, СВЧ-обработка, энергообмен

Исследован процесс нагрева системы полимерное покрытие-металл трубопровода в условиях воздействия сверхвысокочастотного электромагнитного поля. Разработана математическая модель теплофизических процессов при сверхвысокочастотной обработке неоднородных по составу и свойствам многослойных систем. Разработаны и обоснованы режимные параметры технологии термической обработки внутренних антикоррозионных полимерных покрытий трубопроводов путем сверхвысокочастотного нагрева, позволяющие обеспечить улучшение физико-механических свойств покрытия. Разработано мобильное сверхвысокочастотное устройство для обработки внутренней поверхности изолированного трубопровода. Выполнены экспериментальные исследования влияния режимов сверхвысокочастотной обработки на особенности протекания теплофизических процессов в системе полимерное покрытие-металл трубопровода, а также на формирование высоких эксплуатационных свойств покрытия. Исследованы характеристики и свойства покрытий в широком диапазоне мощности сверхвысокочастотного воздействия, определены температурные зависимости нагрева системы от времени и мощности сверхвысокочастотного воздействия. Экспериментально установлено повышение температуры в паре покрытие-праймер на 3...5°С, что способствует более прочному сцеплению ее с металлом трубы.

Литература

[1] Лисин Ю.В., Александров А.А. Мониторинг магистральных нефтепроводов в сложных геологических условиях // Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. 2013. № 2 (10). С. 22-27.

[2] Архангельский Ю.С., Девяткин И.И. Сверхвысокочастотные нагревательные установки для интенсификации технологических процессов. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та, 1983. 140 с.

[3] Рахманкулов Д.Л., Бикбулатов И.Х., Шулаев Н.С., Шавшукова С.Ю. Микроволновое излучение и интенсификация химических процессов. М.: Химия, 2003. 220 с.

[4] Калганова С.Г., Архангельский С.Г., Яфаров Р.К. Измерения в СВЧ электротехнологических установках. Саратов: СГТУ, 2008. 262 с.

[5] Абуталипова Е.М., Кузеев И.Р., Шулаев Н.С. Улучшение эксплуатационных свойств изоляционных покрытий с использованием сверхвысокочастотного излучения // Нефтегазовое дело. Электрон. журн. 2013. № 4. С. 316-322. URL: http://ogbus.ru/authors/AbutalipovaEM/AbutalipovaEM_1.pdf

[6] Ибрагимов И.Г., Абакачева Е.М., Сулейманов Д.Ф., Фахразов А.Р. Мобильная сверхвысокочастотная установка для модификации полимерных материалов // Нефтегазовое дело. Электрон. журн. 2012. № 10-2. С. 73-74. URL: http://ngdelo.ru/files/old_ngdelo/2012/2/ngdelo-2-2012-p73-74.pdf

[7] Установка для нанесения изоляционного ленточного покрытия на трубопровод / Н.С. Шулаев, Д.Ф. Сулейманов, Е.М. Абуталипова, С.П. Иванов, И.Г. Ибрагимов, А.Ю. Горина, Р.М. Маликов. Патент № 145191 РФ. Опубл. 10.09.2014. 2 с.

[8] Абакачева Е.М., Шулаев Н.С., Фахразов А.Р., Киреев К.А. Применение сверхвысокочастотной электромагнитной установки для модификации полимерных пленок и исследование их свойств // Башкирский химический журнал. 2010. Т. 17. № 5. С. 79-81.

[9] Исследование влияния энергетического потока СВЧ-излучения на строение и свойства полимерных изоляционных материалов / Е.М. Абуталипова, Д.Е. Бугай, А.Н. Авренюк, О.Б. Стрельцов, И.Р. Сунгатуллин // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2016. № 3. С. 40-43.

[10] Сверхвысокочастотная электромагнитная установка для модификации полимерных пленок / Е.М. Абакачева, К.А. Киреев, Р.М. Маликов, Д.Ф. Сулейманов, Н.С. Шулаев. Патент № 118818 РФ. Опубл. 27.07.2012. 2 с.

[11] Калганова С.В. Электротехнология нетепловой модификации полимерных материалов в СВЧ электромагнитном поле: Дис. ... д-ра. техн. наук. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. 356 с.

[12] Дмитриев Ю.К., Даминев Р.Р., Абакачева Е.М., Исламутдинова А.А. Исследование процесса нетеплового модифицирующего СВЧ-воздействия на полимерные материалы // Башкирский химический журнал. 2012. Т. 19. № 1. С. 203-206.

[13] Investigation of the effect of microwave-radiation energy flux on the structure and properties of polymeric insulating materials / E.M. Abutalipova, D.E. Bugai, A.N. Avrenyuk, O.B. Strel’tsov, I.R. Sungatullin // Chemical and Petroleum Engineering. 2016. Vol. 52. Iss. 3. P. 212-216. DOI: 10.1007/s10556-016-0177-6 URL: http://link.springer.com/article/10.1007/s10556-016-0177-6