4 Технические требования

4 Технические требования

4.1 Общие требования

4.1.1 ОЦР должно соответствовать требованиям настоящего стандарта.

4.1.2 Конструкторская, технологическая и программная документация на ОЦР должна соответствовать ЕСКД, ЕСТД, ЕСПД.

4.2 Назначение и область применения

4.2.1 ОЦР предназначено для получения порошков сферической формы из жаропрочных никелевых сплавов, тугоплавких металлов и сплавов.

4.2.2 ОЦР может применяться на моторостроительных заводах и заводах общего машиностроения.

4.3 Требования к составу оборудования

4.3.1 Состав ОЦР, представленного на рисунке 1, приведен в таблице 1.

Рисунок 1 - Схема технологической установки для получения

порошка методом плазменного распыления быстро вращающейся

заготовки

Таблица 1

Состав ОЦР

4.4 Требования к конструкции ОЦР

4.4.1 ОЦР должно устанавливаться на фундамент, выполненный в соответствии с конструкторской документацией.

4.4.2 Источником нагрева заготовки должен являться плазмотрон.

4.4.3 Положение пятна плазменной струи на торце изделия обеспечивается механизмом смещения плазмотрона относительно оси заготовки.

4.4.4 Камера распыления ОЦР должна представлять собой сосуд, работающий под давлением [1], который, не подлежит регистрации в органах Ростехнадзора, в соответствии с требованиями [2].

4.4.5 Охлаждение частицы распыляемого металла должно осуществляться в смеси инертных газов.

4.4.6 Прямое визуальное наблюдение за процессами, происходящими в вакуумной камере, должно осуществляться через смотровое окно.

4.4.7 Наряду с прямым визуальным наблюдением должно быть установлено телевизионное наблюдение с помощью видеокамеры. Основным назначением видеонаблюдения является контроль зазора между торцом заготовки и плазмотроном. Видеокамера является источником измерительной информации для контура поддержания заданного зазора между торцом заготовки и плазмотроном.

4.4.8 Система водоохлаждения предназначена для охлаждения точек ОЦР с повышенной тепловой нагрузкой (плазмотрон и рубашка камеры распыления).

4.4.9 Требования к качеству охлаждающей воды:

- значение составляет 7 - 8 pH;

- содержание механических взвесей - не более 20 мг/л;

- содержание солей - не более 300 мг/л;

- в том числе сульфатов - не более 60 мг/л;

- хлоридов - не более 30 мг/л.

4.4.10 Температура охлаждающей воды должна быть не ниже 15 °C, но не выше 25 °C на входе и не более 50 °C на выходе из установки, при использовании прямоточной или оборотной системы водоснабжения.

4.4.11 Система электропитания предназначена для питания и управления ОЦР.

4.4.11.1 Электрическая схема защиты должна предусматривать звуковую и световую сигнализации при нарушении работы ОЦР.

4.4.11.2 Система электропитания ОЦР должна иметь выделенную подсистему электропитания плазмотрона, обеспечивающую напряжение и ток электрической дуги и, соответственно, - параметры плазмы.

4.5 Требования к системе управления

4.5.1 Система управления ОЦР должна быть выполнена на базе ПК и программируемого логического контроллера.

4.5.2 Автоматизированное рабочее место оператора должно быть организовано на базе терминала управления и соответствовать эргономическим требованиям по ГОСТ 12.2.033 и требованиям безопасности по ГОСТ 12.2.061.

4.5.3 СУ предусматривает наличие блокировок, обеспечивающих безопасную работу всех узлов и элементов оборудования, а также перевод оборудования в безопасное состояние при возникновении внештатной ситуации.

4.5.4 СУ обеспечивает проведение технологического процесса в следующих режимах:

а) наладочный режим - управление механизмами и устройствами ОЦР для выполнения наладочных, ремонтно-профилактических работ;

б) ручной режим - управление элементами ОЦР с соблюдением всех блокировок, исключающих возникновение внештатных ситуаций;

в) автоматический режим - реализация автоматического цикла получения порошка.

4.6 Общие требования к ОЦР

4.6.1 Конструкторская, технологическая и программная документация на ОЦР должна соответствовать стандартам и техническим условиям на конкретные ее виды.

4.6.2 Общие требования безопасности к ОЦР должны соответствовать ГОСТ 12.2.003, общие эргономические требования - ГОСТ 12.2.049, общие требования пожарной безопасности - ГОСТ 12.1.004, санитарно-гигиенические требования - ГОСТ 12.1.005.

4.6.3 Требования к системе управления и автоматике оборудования должны выполняться в соответствии с функциональным назначением по ГОСТ 24686.

4.6.4 Нанесение покрытий на оборудование должно быть выполнено в соответствии с требованиями, указанными в конструкторской документации.

4.6.5 Отделка и окраска ОЦР должна выполняться в соответствии с функциональным назначением по ГОСТ 24686.

4.6.6 Окраска поверхностей должна соответствовать классу IV по ГОСТ 9.032.

4.6.7 Монтаж электрооборудования ОЦР должен соответствовать [3].

4.6.8 Корпуса ОЦР должны быть изолированы от токоведущих частей и заземлены. Сопротивление изоляции между токоведущими частями и корпусом агрегата должно быть не менее 500 кОм согласно ГОСТ 12.2.007.9.

4.6.9 Материалы, применяемые для изготовления деталей оборудования, должны соответствовать требованиям стандартов и технических условий.

4.6.10 Твердость термически обработанных деталей оборудования должна соответствовать требованиям конструкторской документации.

4.7 Процесс получения порошков

4.7.1 Рассмотрение процесса получения порошков опирается на рисунок 1 и таблицу 1.

4.7.2 Узел вращения заготовки выполнен на двух опорных вращающихся барабанах 7 и 8.

4.7.3 Электромеханические приводы обеспечивают вращение заготовки 5, широкий диапазон скоростей продольного перемещения заготовки и быстрый отвод толкателя 6 после распыления.

4.7.4 Удержание вращающейся заготовки 5 на барабанах осуществляется прижимным роликом, компенсирующим вибрации.

4.7.5 Специально подготовленные заготовки 5 поочередно подаются из ЗУ 13 на барабаны и перемещаются в продольном направлении с помощью ПППЗ 10.

4.7.6 Вращающаяся с частотой до 34000 об/мин заготовка 5 подается в КР 1, где в результате оплавления плазменной струей на торце заготовки образуется жидкая пленка металла.

4.7.7 Отделение частицы от заготовки происходит с торцевого жидкого венца, диаметр которого больше диаметра заготовки.

4.7.8 Частицы расплава, оторвавшиеся от венца вращающейся заготовки, перемещаясь в газовой среде, образуют порошок сферической формы.

4.7.9 На первом этапе формирования частицы до момента ее отделения от венца практически отсутствует ее взаимодействие с газовой средой, что исключает образование частиц с газовыми и прочими включениями.

4.7.10 Охлаждение и кристаллизация в смеси инертных газов происходит на втором этапе. При скоростях кристаллизации свыше 103 - 104 °C/с образуются частицы с мелкозернистой структурой.

4.7.11 При более высоких скоростях охлаждения размеры элементов микроструктуры частиц порошка уменьшаются, что связано с изменением в условиях роста кристаллов.

4.8 Основные этапы и параметры технологии получения порошка

4.8.1 ТП получения порошка состоит из следующих этапов:

- создание вакуума в камере распыления;

- заполнение объема камеры распыления смесью аргона и гелия;

- загрузка на барабаны новой заготовки;

- прижим заготовки к барабанам роликом;

- разгон заготовки до рабочей частоты вращения;

- включение плазмотрона;

- задание рабочего зазора между торцом заготовки и плазмотроном с помощью ППТ;

- начало процесса распыления;

- продольное перемещение распыляемой заготовки;

- контроль длины огарка;

- останов вращения заготовки;

- сброс огарка.

4.8.2 Технические требования к допустимому отклонению значений параметров ТП получения порошка представлены в таблице 2.

Таблица 2

Технические требования к отклонению значений параметров ТП

получения порошка

4.9 Техника безопасности

4.9.1 Безопасность труда при проведении испытаний и эксплуатации ОЦР должна соответствовать ГОСТ 12.2.007.9, [4], [5], [6].

4.9.2 Эксплуатация ОЦР должна вестись с учетом специфики получаемых порошков и пыли. Титановые порошки особенно взрывоопасны во взвешенном состоянии (нижний предел взрываемости титановой пыли - 4,5 г/м³). При проведении ТП распыления и в процессе обслуживания ОЦР следует руководствоваться правилами [7].

4.9.3 Конструкция ОЦР должна исключать попадание воды из СВО плазмотрона в КР: взаимодействие воды с плазмой сопровождается образованием гремучего газа (смесь двух объемов водорода и одного объема кислорода), который взрывоопасен.

4.9.4 Пожарная безопасность ОЦР должна обеспечиваться в соответствии с ГОСТ 12.1.004.

4.9.5 По способу защиты от поражения электрическим током ОЦР должно относиться к классу I по ГОСТ 12.2.007.0.

4.9.6 Перед включением ОЦР оператор должен убедиться в исправном состоянии оборудования и в отсутствии посторонних предметов, из-за которых возможна поломка механизмов или короткое замыкание.

4.9.7 Эксплуатация электрической части ОЦР должна соответствовать [8], [9].

4.9.8 При проведении любых работ, связанных с ремонтом ОЦР, дежурный электрик обязан его обесточить, а на вводном автомате повесить плакат "Не включать! Работают люди!".

4.9.9 Всем работникам, обслуживающим ОЦР, должны быть присвоены соответствующие квалификационные группы после обучения и сдачи экзаменов.

4.9.10 При проведении испытаний и эксплуатации ОЦР для обработки металлических деталей необходимо обеспечить бесперебойное электро- и водоснабжение во избежание создания аварийной ситуации и выхода оборудования из строя.

4.9.11 Давление воды должно быть не менее 0,2 МПа.

4.10 Основные нормируемые параметры, размеры и характеристики:

- диапазон частоты вращения заготовки, об/мин;

- внутренние размеры камеры, мм:

- диаметр,

- длина;

- величина перемещений заготовки в продольном направлении, мм;

- скорость перемещения заготовки, мм/мин, не более;

- остаточное давление в рабочей камере, Па (мм рт. ст.);

- натекание воздуха в камеру, л·Па/с (л мкм рт. ст./с);

- давление газовой смеси в камере распыления, Па (мм рт. ст.);

- уровень шума от работы блока приводов, дБ, не более;

- напряжение питающей сети, В;

- частота, Гц;

- установленная мощность установки, кВт;

- давление охлаждающей воды, МПа (кгс/см²);

- расход воды, м³/ч, не менее;

- давление сжатого воздуха, МПа (кг/см²);

- энергетический комплекс:

- максимальная мощность плазменной дуги, кВА;

- ток плазменной дуги, А;

- габаритные размеры установки, мм, не более:

- длина,

- ширина,

- высота;

- масса, кг.

4.11 Требования устойчивости к внешним воздействиям

4.11.1 Оборудование должно сохранять свои параметры в пределах норм, установленных настоящим стандартом после воздействия механических факторов внешней среды по группе M1 ГОСТ 17516.1.

4.11.2 Оборудование соответствует климатическому исполнению УХЛ категории 4.2 по ГОСТ 15150.

4.11.3 По условиям электромагнитной совместимости оборудование соответствует группе C по ГОСТ 29192.

4.12 Требования надежности

4.12.1 Нормируемые показатели надежности ОЦР должны быть не менее:

4.12.2 Надежность и долговечность работы оборудования определяются работоспособностью деталей и сборочных единиц, вакуумных уплотнений, подвижных элементов, электроизоляционных материалов, токоподводов, термопар, затворов и клапанов вакуумной системы, комплектующих изделий.

4.12.3 Средний ресурс до первого капитального ремонта и среднюю наработку на отказ подтверждают раз в три года в соответствии с методикой, разработанной для конкретного оборудования.

4.12.4 Критериями списания должны быть создание и освоение нового технологического оборудования с более высокими технико-экономическими показателями и выработка ресурса.

4.12.5 Критерием для проведения капитального ремонта является замена силовых трансформаторов, камеры распыления, комплектующих, выработавших требуемый ресурс, и т.д.

4.13 Требования к составным частям ОЦР

4.13.1 Габаритные размеры оборудования должны соответствовать габаритным размерам для транспортировки.

4.13.2 Масса отдельных сборочных единиц оборудования должна соответствовать возможностям транспортировки их в процессе сборки и разборки в цехах предприятия-изготовителя и проведения монтажных (сборочных) работ у потребителя.