Анотація до роботи:

Бовсуновський Є.О. Розробка екологічно безпечних технологічних процесів очищення та антикорозійної обробки елементів авіаційної техніки. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Національний авіаційний університет. – Київ, 2007.

Дисертацію присвячено важливій науково-прикладній задачі в галузі екологічної безпеки, яка полягає у розробці екологічно безпечних технологічних процесів очищення та антикорозійної обробки елементів авіаційної техніки.

Проведено деталізацію умов формування екологічної безпеки при використанні традиційних методів очищення, обґрунтовано екологічну безпечність та можливість інтенсифікації взаємодії рідких аерозольних частинок з шаром забруднення, виконано дослідження процесу очищення аерозольними газодинамічними потоками, встановлено залежності ефективності очищення від робочих параметрів потоку.

Розроблено екологічно безпечну технологію очищення елементів авіаційної техніки за допомогою аерозольного газодинамічного суспензійного способу обробки, теоретично досліджено процес впровадження компонентів природного корозійностійкого матеріалу в металічні поверхні, а також явище підвищення корозійної стійкості поверхонь металів після обробки різними робочими сумішами.

Розроблено математичну модель теплофізичного стану поверхні матеріалів під дією потоку крижаних гранул на основі розв’язків систем диференційних рівнянь руху двофазного середовища, визначено, що обробка потоком крижаних гранул не знижує екплуатаційні характеристики поверхонь елементів авіаційної техніки.

1. Деталізовано та розширено відомості про умови формування екологічної небезпеки та визначено високий рівень екологічного ризику при використанні традиційних методів очищення поверхонь елементів авіаційної техніки від забруднення.

2. Обґрунтовано екологічну безпеку та можливість інтенсифікації взаємодії рідких аерозольних частинок з шаром забруднення. Теоретично визначена залежність сили, що підриває шар забруднення, від параметрів аерозольного потоку з врахуванням ефекту поперечного розтікання очищаючої суміші, що розширює можливості використання на виробництві екологічно безпечних аерозольних газодинамічних способів.

3. На основі результатів експериментальних досліджень процесу очищення екологічно безпечними аерозольними газодинамічними потоками отримано залежності ефективності від параметрів потоку. Визначені діапазони зміни робочих параметрів аерозольних газодинамічних установок: тиск повітря на вході в сопло 0,25 – 0,4 МПа; витрата робочої рідини (0,5 – 1)10^-3 кг/с; температура повітря на виході із сопла 40 – 90 С; відстань від зрізу сопла до поверхні, що оброблюється, по осі струменя 0,07 – 0,1 м; кут нахилу осі струменя до площини поверхні, що оброблюється, 45 – 90 .

4. Теоретично обґрунтовано процес впровадження компонентів природного корозійностійкого матеріалу в поверхню металів; встановлено, що з підвищенням швидкості аерозольних частинок до значень 300 – 400 м/с глибина впровадження частинок глинистого матеріалу у поверхню металу становить 0,5 – 1,5 мкм. Обґрунтовано еколого-економічну доцільність використання для обробки аерозольним газодинамічним способом поверхні елементів авіаційної техніки двох глинистих матеріалів: суглинок темно-бурий, глина спонділова – зелена.

5. Уперше виявлено можливість обробки поверхні елементів авіаційної техніки аерозольним газодинамічним суспензійним потоком з метою антикорозійної обробки та підвищення екологічної чистоти процесів нанесення антикорозійних покриттів. Причому, змінюючи параметри роботи аерозольної газодинамічної установки, можна реалізовувати процеси очищення поверхні та нанесення антикорозійного покриття: окремо один від одного, почергово або одночасно.

6. Уперше експериментально досліджено склад поверхні матеріалів, оброблених аерозольним газодинамічним суспензійним потоком з метою підвищення корозійної стійкості; за допомогою методу оже-спектроскопії встановлено наявність двошарового пористого алюмо-силікатного покриття на поверхні матеріалів; визначено, що глибина залягання шару оксиду кремнію h = 0,3191 мкм; глибина залягання шару оксиду алюмінію h = 0,6352 мкм. Можливість нанесення алюмо-силікатного покриття аерозольним газодинамічним суспензійним способом дозволяє виключити використання екологічно небезпечних токсичних речовин (чотирихлористий вуглець, аміак, хлор та ін.) з процесів антикорозійної обробки елементів авіаційної техніки, а отже зменшити техногенне навантаження на біосферу.

7. Уперше експериментально досліджено ефект підвищення корозійної стійкості металів після нанесення антикорозійного покриття на основі природних екологічно безпечних матеріалів (суглинок темно-бурий, глина спонділова – зелена); встановлено можливість використання аерозольного газодинамічного суспензійного способу обробки як спосіб нанесення антикорозійного покриття на металічні поверхні, який значно екологічно безпечніший порівняно з традиційним хіміко-термічним дифузійним насиченням. На основі експериментальних досліджень корозійної стійкості сплавів заліза 30ХГСА та Ст20 у 10% водних розчинах H₂SO₄ і H₃PO₄ встановлено, що зразки, оброблені суспензією зеленої та червоної глини, мають швидкість корозії приблизно у 3 рази меншу, ніж необроблені. Застосування антикорозійної обробки на основі аерозольного газодинамічного суспензійного способу сприяє раціональному використанню природних ресурсів, а саме, заощадження рідкісних та дорогих матеріалів (Mo, Ti, чистого Al, F та ін.)

8. Розроблена математична модель теплофізичного стану поверхні матеріалів під дією потоку крижаних гранул; отримано залежність температури поверхні матеріалу у зоні контакту з крижаною гранулою від параметрів аерозольного потоку (швидкість крижаних гранул); визначено можливість керування температурою в зоні контакту, а отже і ступенем впливу аерозольного потоку крижаних гранул на стан поверхні матеріалів. Це дозволяє прогнозувати наслідки взаємодії крижаних гранул та поверхні, що очищується, та підбирати параметри роботи аерозольної установки для різних матеріалів, що розширює спектр використання на виробництві екологічно безпечного процесу очищення потоком крижаних гранул та виключає використання екологічно небезпечних органічних розчинників та інших токсичних речовин.

9. Запропоновано енергозберігаючу пожежовибухобезпечну екологічно чисту технологію та обладнання для очищення поверхні елементів авіаційної техніки потоком крижаних гранул.

Публікації автора:

1. Франчук Г.М., Бовсуновський Е.О. Підвищення еколого-техногенної безпеки сертифікаційних випробувань авіаційної техніки // Людина і довкілля: Проблеми неоекології. – 2004. – № 5. – С. 68 – 70.

2. Франчук Г.М., Бовсуновский Е.А. Комплексный подход к обеспечению экологической безопасности в перспективном машиностроении // Вестник БГТУ. – 2004. – №8. – ч. III. – С. 166 – 169.

3. Франчук Г.М., Антонов А.М., Хорошилов О.В., Бовсуновський Є.О. Математична модель руху вагомих частинок в потоці завихреного газу // Вісник НАУ. – 2005. – № 1. – С. 105 – 108.

4. Деклараційний патент України № u 2005 03383 МПК 7 С 23 С 24/04. Спосіб нанесення корозійностійкого покриття на металеві поверхні деталей / Г.М. Франчук, М.О. Васильєв, В.Д. Хижко, Є.О. Бовсуновський; Заявку подано 11.04.2005, опубл. 15.11.2005., бюл. №11.

5. Бовсуновський Є.О., Франчук Г.М. Математична модель теплофізичного стану поверхні матеріалів під дією потоку крижаних гранул // Вісник НАУ. – 2005. – № 4. – С. 134 – 138.

6. Бовсуновський Є.О., Франчук Г.М .Екологічно чисті процеси експлуатації авіаційної та ракетно-космічної техніки // Екологія і ресурси: Зб.наук.праць Інституту проблем національної безпеки. – К.: ІПБН, 2006. – № 14. – С. 30 – 35.

7. Франчук Г.М., Бовсуновський Є.О. Підвищення ефективності та екологічної безпеки авіатранспортних процесів // Авіа-2001: Матеріали ІІІ міжнародної науково-технічної конференції (24 – 26 квітня 2001 р.), – К.: НАУ, 2001. – С. 17.1 – 17.3.

8. Франчук Г.М., Бовсуновський Є.О. Еколого-економічні проблеми діагностики елементів авіаційної техніки // Безпека життєдіяльності людини. Освіта, наука, практика: Матеріали І Всеукраїнської науково-методичної конференції (29 – 30 січня 2002 р.). – К.: НАУ, 2002. – С. 109 – 110.

9. Франчук Г.М., Бовсуновський Є.О., Драч О.Ю. Нові екологічно чисті технології ремонту авіаційної техніки // Безпека життєдіяльності людини. Освіта, наука, практика: Матеріали ІІ Всеукраїнської науково-методичної конференції (18 – 19 березня 2003 р.). – К.: НАУ, 2003. – С. 201 – 203.

10. Франчук Г.М., Бовсуновський Е.О., Маджд С.М. Драч О.Ю. Перспективні природоохоронні технології в аерокосмічній галузі // Міжнародна науково-практична конференція „Проблеми управління якістю підготовки фахівців – екологів у світлі інтеграції освіти України в Європейський простір та перспективні природоохоронні технології”: Тези доповідей. – Львів: Львівська політехніка, 2003. – С. 36.

11. Бовсуновський Є.О., Франчук Г.М., Хижко В.Д. Моделювання екологічно чистих процесів відновлення деталей авіаційної техніки // Авіа-2004: Матеріали VІ міжнародної науково-технічної конференції (24 – 26 квітня 2004 р.), – К.: НАУ, 2004. С. 44 – 48.

12. Бовсуновський Є.О., Франчук Г.М., Хижко В.Д. До проблеми моделювання екологічно чистих способів інтенсифікації процесів відновлення деталей авіаційної техніки // Політ-2004: Матеріали IV міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених ( квітень 2004 р.). – К.: НАУ. 2004. – С. 117.