eng
Technologies and Technology Equipment
Tехнологии и технологическое оборудование
E. V. Zemlyakov, N. R. Alymov, A. M. Vildanov, K. D. Babkin, S. Yu. Ivanov, N. G. Kislov, D. S. Tarasov, A. S. Myatlev, A. A. Ivanovsky
Application of Laser and Additive Technologies in the Manufacturing of Advanced Industrial Gas Turbine Units DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.436.452
To ensure the competitiveness of high-tech industries, the introduction of new technologies of materials processing is required. The technological capabilities of advanced laser and additive technologies are shown by the example of manufacturing the gas collector of the combustion chamber of the GTE‑65.1 gas turbine unit. The main stages of preparation for the production of high-precision blanks by direct laser deposition from heat-resistant nickel alloy and stainless steel, and their subsequent processing are described. The results of metallographic studies, mechanical tests and geometry control are presented, confirming the high level of quality of the products obtained. The article demonstrates possibility of combining additive technologies, laser welding and cutting technologies, and technologies of thermal, mechanical and electroerosion processing in the manufacture of technically complex assemblies and parts.
Application of Laser and Additive Technologies in the Manufacturing of Advanced Industrial Gas Turbine Units DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.436.452
To ensure the competitiveness of high-tech industries, the introduction of new technologies of materials processing is required. The technological capabilities of advanced laser and additive technologies are shown by the example of manufacturing the gas collector of the combustion chamber of the GTE‑65.1 gas turbine unit. The main stages of preparation for the production of high-precision blanks by direct laser deposition from heat-resistant nickel alloy and stainless steel, and their subsequent processing are described. The results of metallographic studies, mechanical tests and geometry control are presented, confirming the high level of quality of the products obtained. The article demonstrates possibility of combining additive technologies, laser welding and cutting technologies, and technologies of thermal, mechanical and electroerosion processing in the manufacture of technically complex assemblies and parts.
Е. В. Земляков, Н. Р. Алымов, А. М. Вильданов, К. Д. Бабкин, С. Ю. Иванов, Н. Г. Кислов, Д. С. Тарасов, А. С. Мятлев, А. А. Ивановский
Опыт применения лазерных и аддитивных технологий для изготовления элементов современных промышленных газотурбинных установок DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.436.452
Для обеспечения конкурентоспособности высокотехнологичных производств требуется внедрение новых технологий обработки материалов. На примере изготовления газосборника камеры сгорания газотурбинной установки ГТЭ‑65.1 показаны технологические возможности современных лазерных и аддитивных технологий. Описаны основные стадии подготовки к изготовлению высокоточных заготовок методом прямого лазерного выращивания из жаропрочного никелевого сплава и нержавеющей стали и их последующей обработки. Приведены результаты металлографических исследований, механических испытаний и контроля геометрии, подтверждающие высокий уровень качества получаемых изделий. Продемонстрирована возможность комбинации аддитивных технологий, технологий лазерной сварки и резки и технологий термической, механической и электроэрозионной обработки при изготовлении технически сложных узлов и деталей.
Опыт применения лазерных и аддитивных технологий для изготовления элементов современных промышленных газотурбинных установок DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.436.452
Для обеспечения конкурентоспособности высокотехнологичных производств требуется внедрение новых технологий обработки материалов. На примере изготовления газосборника камеры сгорания газотурбинной установки ГТЭ‑65.1 показаны технологические возможности современных лазерных и аддитивных технологий. Описаны основные стадии подготовки к изготовлению высокоточных заготовок методом прямого лазерного выращивания из жаропрочного никелевого сплава и нержавеющей стали и их последующей обработки. Приведены результаты металлографических исследований, механических испытаний и контроля геометрии, подтверждающие высокий уровень качества получаемых изделий. Продемонстрирована возможность комбинации аддитивных технологий, технологий лазерной сварки и резки и технологий термической, механической и электроэрозионной обработки при изготовлении технически сложных узлов и деталей.
Теги: additive technologies direct laser deposition gas turbine units heat-resistant nickel alloys laser technologies stainless steels аддитивные технологии газотурбинная установка жаропрочные никелевые сплавы лазерные технологии нержавеющие стали прямое лазерное выращивание
V. P. Biryukov
The Effect of Laser Alloying and Surfacing on the Mechanical and Tribotechnical Properties of Steel Surfaces DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.454.463
The paper presents the results of metallographic and tribotechnical studies of the samples of 20Kh13 steel alloyed with Fe-Cr-V-W-Mo powder using a laser beam and with the addition of 5 vol. % nano-powder of tantalum carbide to the charge. Elemental analysis showed that the alloying elements in the charge are distributed evenly over the depth of the layer. Transverse oscillations of the laser beam led to an increase in the productivity of the laser alloying process. The analysis of the tribotechnical tests tesults revealed that the alloyed layers had lower friction coefficients when adding tantalum nano carbides to the charge, and higher wear resistance compared to the main charge and the initial steel.
The Effect of Laser Alloying and Surfacing on the Mechanical and Tribotechnical Properties of Steel Surfaces DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.454.463
The paper presents the results of metallographic and tribotechnical studies of the samples of 20Kh13 steel alloyed with Fe-Cr-V-W-Mo powder using a laser beam and with the addition of 5 vol. % nano-powder of tantalum carbide to the charge. Elemental analysis showed that the alloying elements in the charge are distributed evenly over the depth of the layer. Transverse oscillations of the laser beam led to an increase in the productivity of the laser alloying process. The analysis of the tribotechnical tests tesults revealed that the alloyed layers had lower friction coefficients when adding tantalum nano carbides to the charge, and higher wear resistance compared to the main charge and the initial steel.
В. П. Бирюков
Влияние лазерного легирования и наплавки на механические и триботехнические свойства поверхностей сталей DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.454.463
В работе представлены результаты металлографических и триботехнических исследований образцов стали 20Х13 легированной с помощью лазерного луча порошком Fe-Cr-V-W-Mo и с добавлением в шихту 5 об. % нано-порошка карбида тантала. Элементный анализ показал, что легирующие элементы, находящиеся в шихте распределены равномерно по глубине слоя. Поперечные колебания лазерного луча привели к повышению производительности процесса лазерного легирования. В результате анализа результатов триботехнических испытаний, установлено, что легированные слои имели более низкие коэффициенты трения при добавке в шихту нано карбидов тантала, и более высокую износостойкость по сравнению с основной шихтой и исходной сталью.
Влияние лазерного легирования и наплавки на механические и триботехнические свойства поверхностей сталей DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.454.463
В работе представлены результаты металлографических и триботехнических исследований образцов стали 20Х13 легированной с помощью лазерного луча порошком Fe-Cr-V-W-Mo и с добавлением в шихту 5 об. % нано-порошка карбида тантала. Элементный анализ показал, что легирующие элементы, находящиеся в шихте распределены равномерно по глубине слоя. Поперечные колебания лазерного луча привели к повышению производительности процесса лазерного легирования. В результате анализа результатов триботехнических испытаний, установлено, что легированные слои имели более низкие коэффициенты трения при добавке в шихту нано карбидов тантала, и более высокую износостойкость по сравнению с основной шихтой и исходной сталью.
Теги: laser alloying power equipment surface microstructuring triboengineering лазерное легирование микроструктурирование поверхности триботехника энергетическое оборудование
Optical Devices & Systems
Оптические устройства и системы
V. Yu. Venediktov, B. Nyamweru, R. A. Larichev, Yu. V. Filatov, E. V. Shishalova
Optical null-indicators for goniometric systems: a review DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.464.474
Nowadays, high-precision angle measurement is necessary in many fields of science and industry. Precision angle measurements are especially important when checking and controlling various optical parts and angular measures. One of the most accurate devices at the moment is a goniometer, which allows you to measure angles by non-contact methods. This article discusses various types of null-indicators used in goniometric systems, their advantages and disadvantages are indicated. The review is intended to provide a basic understanding of goniometric systems and null-indicators used in angular measurements.
Optical null-indicators for goniometric systems: a review DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.464.474
Nowadays, high-precision angle measurement is necessary in many fields of science and industry. Precision angle measurements are especially important when checking and controlling various optical parts and angular measures. One of the most accurate devices at the moment is a goniometer, which allows you to measure angles by non-contact methods. This article discusses various types of null-indicators used in goniometric systems, their advantages and disadvantages are indicated. The review is intended to provide a basic understanding of goniometric systems and null-indicators used in angular measurements.
В. Ю. Венедиктов, Б. Ньямверу, Р. А. Ларичев, Ю. В. Филатов, Е. В. Шишалова
Оптические нуль-индикаторы для гониометрических систем: обзор DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.464.474
В настоящее время высокоточное измерение углов необходимо во многих областях науки и промышленности. Прецизионные измерения углов особенно важны при поверке и контроле различных оптических деталей и угловых мер. Одним из самых точных приборов на данный момент является гониометр, позволяющий измерять углы бесконтактными методами. В данной статье рассматриваются различные типы нуль-индикаторов, применяемых в гониометрических системах, указываются их преимущества и недостатки. Обзор предназначен для того, чтобы дать базовое представление о гониометрических системах и нуль-индикаторах, используемых в угловых измерениях.
Оптические нуль-индикаторы для гониометрических систем: обзор DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.464.474
В настоящее время высокоточное измерение углов необходимо во многих областях науки и промышленности. Прецизионные измерения углов особенно важны при поверке и контроле различных оптических деталей и угловых мер. Одним из самых точных приборов на данный момент является гониометр, позволяющий измерять углы бесконтактными методами. В данной статье рассматриваются различные типы нуль-индикаторов, применяемых в гониометрических системах, указываются их преимущества и недостатки. Обзор предназначен для того, чтобы дать базовое представление о гониометрических системах и нуль-индикаторах, используемых в угловых измерениях.
Теги: autocollimator goniometric systems null-indicator optical polygon автоколлиматор гониометрические системы многогранная призма нуль-индикатор
Fiber Optic Devices & Technoligies
Волоконно-оптические устройства и технологии
V. V. Grishachev, A. D. Zabolotskaya
Information Security Concern of Fiber-Optic Technologies DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.484.500
The paper presents an analysis of information security threats to the critical information infrastructure operating on the basis of fiber-optic technologies. The proposed model identifies three areas of privacy threats, including traffic interception in the optical networks; fiber optic channel of information leakage circulating at the protected facility; unauthorized access to the information using the fiber-optic technical intelligence means.
Information Security Concern of Fiber-Optic Technologies DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.484.500
The paper presents an analysis of information security threats to the critical information infrastructure operating on the basis of fiber-optic technologies. The proposed model identifies three areas of privacy threats, including traffic interception in the optical networks; fiber optic channel of information leakage circulating at the protected facility; unauthorized access to the information using the fiber-optic technical intelligence means.
В. В. Гришачев, А. Д. Заболотская
Проблема информационной безопасности волоконно-оптических технологий DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.484.500
В работе представлен анализ угроз безопасности информации критической информационной инфраструктуры, функционирующей на основе волоконно-оптических технологий. В предложенной модели выделены три направления угроз конфиденциальности – перехват трафика в оптических сетях; волоконно-оптический канал утечки информации, циркулирующей на защищаемом объекте; несанкционированный доступ к информации с помощью волоконно-оптических средств технической.
Проблема информационной безопасности волоконно-оптических технологий DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.484.500
В работе представлен анализ угроз безопасности информации критической информационной инфраструктуры, функционирующей на основе волоконно-оптических технологий. В предложенной модели выделены три направления угроз конфиденциальности – перехват трафика в оптических сетях; волоконно-оптический канал утечки информации, циркулирующей на защищаемом объекте; несанкционированный доступ к информации с помощью волоконно-оптических средств технической.
Теги: fiber-optic information leakage channel fiber-optic technical intelligence means information security of fiber-optic technologies traffic interception in the optical networks волоконно-оптические средства технической разведки волоконно-оптический канал утечки информации информационная безопасность волоконно-оптических технологий перехват трафика в оптических сетях
Optical measurements
Оптические измерения
F. G. Agaev, I. H. Asadov
On the Possibility of Satellite Spectrophotometric Estimation of the Volume of the Trace Gase Emission into the Atmosphere During the Hydrocarbon Gas Flaring DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.476.482
The article is devoted to the improvement of previously developed methods of satellite spectrophotometric control of volumes of hydrocarbon gases burned in flares by assessing and registering an increase in the content of trace gases in the atmosphere. A new method for determining the volumes of gases NO2 and SO2 emitted into the atmosphere during the combustion of associated hydrocarbon gas is proposed. To implement the proposed method, an on-board IR spectroradiometer VIIRS and an on-board spectroradiometer of the OMI type or other similar devices can be used. Before calculating the concentrations of gases NO2 and SO2 emitted into the atmosphere, the source of their occurrence is to be determined: whether the results of spectrophotometric measurements relate exclusively to the flaring of the associated hydrocarbon gas or to the operation of diesel engines. Using the detection criterion in the form of the ratio of the initially calculated values of the volumes NO2 and SO2, the source of the emission is determined: Based on belong of the sources to the associated hydrocarbon gas flaring or to the operation of diesel engines, the measurement results will contribute to the monitoring of oil and gas production zones where significant anomalies in the concentration of trace gases are observed.
On the Possibility of Satellite Spectrophotometric Estimation of the Volume of the Trace Gase Emission into the Atmosphere During the Hydrocarbon Gas Flaring DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.476.482
The article is devoted to the improvement of previously developed methods of satellite spectrophotometric control of volumes of hydrocarbon gases burned in flares by assessing and registering an increase in the content of trace gases in the atmosphere. A new method for determining the volumes of gases NO2 and SO2 emitted into the atmosphere during the combustion of associated hydrocarbon gas is proposed. To implement the proposed method, an on-board IR spectroradiometer VIIRS and an on-board spectroradiometer of the OMI type or other similar devices can be used. Before calculating the concentrations of gases NO2 and SO2 emitted into the atmosphere, the source of their occurrence is to be determined: whether the results of spectrophotometric measurements relate exclusively to the flaring of the associated hydrocarbon gas or to the operation of diesel engines. Using the detection criterion in the form of the ratio of the initially calculated values of the volumes NO2 and SO2, the source of the emission is determined: Based on belong of the sources to the associated hydrocarbon gas flaring or to the operation of diesel engines, the measurement results will contribute to the monitoring of oil and gas production zones where significant anomalies in the concentration of trace gases are observed.
Ф. Г. Агаев, И. Х. Асадов
Возможности спутниковой спектрофотометрической оценки объемов эмиссии малых газов в атмосферу при сжигании углеводородного газа в факелах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.476.482
Статья посвящена вопросам усовершенствования разработанных ранее методов спутникового спектрофотометрического контроля объемов сжигаемого в факелах углеводородных газов путем оценки и регистрации увеличения содержания в атмосфере малых газов. Предложен новый способ определения объемов эмитируемых в атмосферу газов NO2 и SO2 при сжигании попутного углеводородного газа. Для реализации предложенного способа может быть использован бортовой ИК спектрорадиометр VIIRS и бортовой спектрорадиометр типа OMI или другие аналогичные приборы. Перед вычислением концентраций эмитируемых в атмосферу газов NO2 и SO2 определяют источник их появления: относятся ли результаты спектрофотометрических измерений исключительно к факелу сжигания попутного углеводородного газа или к работе дизельных двигателей. Используя критерий детектирования в виде отношения исходно вычисленных значений объемов NO2 и SO2, определяют источник эмиссии. По признакам принадлежности источников к факелу сжигания попутного углеводородного газа или к работе дизельных двигателей результаты измерений дадут вклад в мониторинг нефтегазопроизводственных зон, где наблюдаются существенные аномалии концентрации малых газов.
Возможности спутниковой спектрофотометрической оценки объемов эмиссии малых газов в атмосферу при сжигании углеводородного газа в факелах DOI: 10.22184/1993-7296.FRos.2022.16.6.476.482
Статья посвящена вопросам усовершенствования разработанных ранее методов спутникового спектрофотометрического контроля объемов сжигаемого в факелах углеводородных газов путем оценки и регистрации увеличения содержания в атмосфере малых газов. Предложен новый способ определения объемов эмитируемых в атмосферу газов NO2 и SO2 при сжигании попутного углеводородного газа. Для реализации предложенного способа может быть использован бортовой ИК спектрорадиометр VIIRS и бортовой спектрорадиометр типа OMI или другие аналогичные приборы. Перед вычислением концентраций эмитируемых в атмосферу газов NO2 и SO2 определяют источник их появления: относятся ли результаты спектрофотометрических измерений исключительно к факелу сжигания попутного углеводородного газа или к работе дизельных двигателей. Используя критерий детектирования в виде отношения исходно вычисленных значений объемов NO2 и SO2, определяют источник эмиссии. По признакам принадлежности источников к факелу сжигания попутного углеводородного газа или к работе дизельных двигателей результаты измерений дадут вклад в мониторинг нефтегазопроизводственных зон, где наблюдаются существенные аномалии концентрации малых газов.