Введение к работе
Актуальность. Большинство аварийных ситуаций в нефтегазовой промышленности связано с сероводородной коррозией. По данным ВНИ-ИСГГСнефти, сроки службы оборудования в сероводородсодержащих средах (СВСС) от 5 месяцев до 4-х лет. Использование вакуумной ион-но-плазменной технологии(НЕП) для зашиты от коррозии является одним из новейших методов, существенно повивающих надежность оборудования. Однако разработка технологии нанесения коррозионнос-тойких ионно-плазменных покрытий(КС ИПП) требует принятия решений с учетом фактов в узкоспециальных научных областях: высокоэнергетическое воздействие низкотемпературной плазмы на материалы, формирование пленочных металлических покрытий из особочисгых металлов, коррозионные процессы и др. Недостаточность, противоречивость знаний о закономерностях коррозионного поведения ИПП в СВСС, влиянии различных консгрукторско-технологических факторов (металла, структуры и состава покрытия,технологических режимов) на защитные свойства., заставляет проводить полный цикл дорогостоящих лабораторных и натурных испытаний для обеспечения надежности и гарантируемой стойкости новых вариантов покрытий.
Кардинальным направлением, позволяющим повысить эффективность КС ИПП, является автоматизация процессов поиска закономерности формирования требуемых свойств покрытий. В работе высказана гипотеза о том, что закономерности, выявленные статистической обработкой обобщенных результатов исследований, автоматизация поиска решения с помощью современных информационных технологий(экспертных систем) позволят сократить затраты материальных и трудовых ресурсов при разработке новых вариантов многослойных ИПП. имеющийся опыт решения задач такой сложности в смежных отраслях, подтверждает перспективность выбранного направления.
Поэтому проблемы управления качеством, автоматизации процессов адаптации конструкций ИПП к условиям эксплуатации актуальна.
Представленная работа является частью общего научного направления исследований Оренбургского университета,выполнена в рамках научно-технических программ N50.24"Технологии,машины и производства будущего"(1990-1996), Государственный заказчик: Миннауки России;"Компьютерные интегрированные производственные систе-мк'ЧПриказ ГособрааоЕания СССР N 349 от 23.05.90) и региональной программы научнш исследований ло Оренбургской области.
Цель работы: исследование закономерностей формирования коррозионной стойкости деталей с ионно-плаэменными покрытиями в се-роводородсодержацих средах и автоматизация процессов поиска конс-трукторско-технологических решений с помощью экспертных систем.
Для постижения это» дели необходимо решить следующие задачи:
1.Исследовать возможность и эффективность выявления знаний о закономерностях коррозионного поведения ионно-плазменных покрытий
2. Разработать метод создания и использования экспертных систем для прогнозирования КС ШП в СБСС на основе анализа, в том числе сгатис7теското, экспериментальной информации, для этого:
-выявить закономерности и степень елияния конструкгорско-технологических переменных на поведение образцов с ИГО в СВСС, различными методами исследований и оценить их эффективность для разработки правил бае званий экспертных систем(КЗ ЭС),
-разработать экспериментальный вариант экспертной системы (ЭС) для оценки эффективности прогнозирования КС ИШІ в СВСС.
3.Обосновать структуру автоматизированного комплекса для решения задач управления качеством деталей с ИПП, эксплуатируемых : высокоагрессивных СВСС.
Научная ноЕизна заключается:
1. В разработке концепции решения гадач управления качеством деталей с ионно-плазменными покрытиями с помощью ЭС и использовании продукционных ЭС, для прогнозирования КС ИПП в СВСС.
2.В компьютеризации процессов создания технологий КС ИПП и разработке основ системного решения проблей с помощью автоматизированного комплекса.
З.В разработке методики оценки состояния покрытия по степени коррозионного повреждения(СКЮ: легкой, средней и тяжелой, отличающихся фрактографической картиной повреждений и интервалами СК. Использование процентного соотношения СКП для ранжирования различных выборок экспериментов.
Основные положения, выносимые на защиту.
-метод разработки продукционных ЭС для коррозионных исследований, основанный на использовании результатов комплексного анализа экспериментальной информации;
-методика оценки эффективности и качества КС ИПП в СВСС по процентному соотношению количества деталей с различной СКБ:
-результаты статистического(включая многофакторный и регрессионный') анализа экспериментальных данных о поведении КПП в СВСС,
-ранжирование конструкторско-технологических факторов по степени влияния на потребительские свойства изделий;
-метод решения проблем разработки и совершенствования КС ИПП для конкретных условий эксплуатации с помощью автоматизированного комплекса.
Практическая ценность результатов работы.
Совокупность результатов исследования является информационно-алгоритмической базой для создания интегрированных научно-производственных комплексов, реализующих идеологию CAD-CAM, позволя-
- 6 -ющих существенно сократить время освоения ЭЛИОНЯЫХ технологий и целенаправленно совершенствовать качество продукции.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на заседании кафедр: "Автоматики и автоматизированных производств","Технология машиностроения" Оренбургского государственного университета. Основные положения работы представлялись на межотраслевых и отраслевых научно-практических, научно-технических.научно-методических конференциях: "Сокращение ручного труда на основе повышения эффективности использования режущего, штампового инструмента, деталей машин и оборудования "(Оренбурге 986); "Повышение надежности и долговечности машин на основе новых методов термической и химико-термической обработки"(Хмельницкий,1988);"Повышение эффективности технологических процессов машиностроительных проиа-водств"(Барнаул,1989);"Пути повышения эффективности использования оборудования с ЧТУ"(Оренбург, 1989);"Инструментальное обеспечение автоматизированных систем механообработки" (Иркутск,1990) ^'Повышение износостойкости инструмента и деталей машин путем нанесения упрочняющих и антикоррозионных покрытий"(Оренбург,1991) ^'Состояние и перспективы развития Уральского региона"(Оренбург, 1992);"Проблемы создания и эксплуатации технологического оборудования к ГПС"(Хабаровск,1902);"Экологически чистая вакуумная технология - процессы, оборудование, свойства, методы контроля,области применения"(Москва,1993);"Концепция развития и технологии ремонта транспортных средств"(Оренбург,1993); "РК ученых Урала и Поволжья, посвященной 250-летию Оренбургской губернии и 60-легию образования Оренбургской области"(Оренбург,1994);"Наука и учебный процесс" (Оренбург, 1994);. "Концепции развития и высокие технологии производства и ремонта транспортных средств в условиях постиндустриальной зкономики"(0ренбург,1997).
Результаты исследований представлялись на ВДНХ СССР (Свидетельство участника N23588.постановление от 4.12.85r.N993-H); на Всероссийской Еыставке "Машиностроительная технология-87"(прис-тендовый информационный листок 3-181, Уфа 1937г); на областном конкурсе научных работ им.Н. Е.Жуковского(2 место - 1993г), на областном конкурсе научных работ им.И.И.Мечникова (3 место -1994г).
Публикации.Результаты исследований отражены в 30 публикациях.
Объем и структура работы.Работа изложена на 159 страницах машинописного текста; содержит 39 рисунков, 25 таблиц, список использованных источников, включающий 135 наименований и 8 приложений, занимающих 59 страниц. Общий объем работы 218 страниц.