tech-2023_03(109)

№ 4 (109) апрель, 2023 г. металла, залитого в нижний ручей штампа, а также его кристаллизации; ������ - фактор, который вычисляется продолжительность процесса кристаллизации при вы- из уравнения соких давлениях, влияние давления на распределение температуры в объеме жидкого металла при его кри- ������0������2 √������ ������ = √������1������1������1(������Ж∙М − ������0) ������ −4���������2���1 + сталлизации и в процессе штамповки. Знание этих па- 2 ������ ( ������ раметров позволит определить, с одной стороны, ) максимально допустимое время между заполнением √4������1 штампа жидким металлом и установлением необходи- мого давления, а с другой – время, необходимое для + √������2������2������2(������������ − ������Ж∙М) ������−������2/(4������2) (4) кристаллизации металла заготовки. При этом оче- 1−������(������/√4������2) видно, что вопрос касается задачи, связанной с неста- ционарным теплопереносом, для решения которой здесь ������ж∙м –температура жидкого металла. могут быть использованы различные методы. В дан- Это уравнение было использовано Гребером, Эр- ном случае использовано дифференциальное уравне- ком и Григулем изменения свойств, причем во внима- ние нестационарной теплопроводности в твердых телах – уравнение Фуре. ние приняты изменения свойств материалов ������, с и р . При рассмотрении процесса кристаллизации ������������/������������ = (������/������������)∇2������ (1) для жидкой штамповки металлов следует учитывать и где ������ - температура; ������ - время; ������ - теплопровод- влияние на кристаллизацию металла высоких давле- ность; с - удельная теплопроводность; ������ – плотность. ний, присущих этому методу. Для большинства метал- лов температура повышается по мере увеличения Определение времени начала кристаллизации ������������ давления. тела простой формы может быть использовано и при расчете деталей сложной конфигурации. За начальный Повышение температурной фазовой границы между твердым и жидким агрегатными состояниями момент кристаллизации ������н принимается конец заливки на диаграмме давление – температура определяется матрицы жидким металлом. Время начала кристалли- уравнением Клаузиуса – Клапейрона: зации (затвердевания) зависит от множества факторов, а именно: ������������/������������ = ������/[������(������2 − ������1)] (5) ������������ = ������ (������ш, ������������ , ������������ ,������, ������ , ������) (2) Для сравнения могут быть использованы резуль- ������������ таты вычислений повышения температуры при литье под давлением алюминия. Установлено, что при жид- где ������ш - температура штампа; ������н– начальная (при кой штамповке алюминиевых деталей при давлении заливке) температура расплавленного металла; ������н –ко- нечная температура (затвердевания) металла; ������-коэф- ������ = 500 МПа температура жидкого металла ������ж∙н по- вышается примерно на 300 С. фициент теплоотдачи;������/(ср) (ср) – коэффициент температуропроводности; х – толщина кристаллизиру- Для расчета процесса жидкой штамповки необхо- ющегося металла. димо учитывать влияние давления и температуры на коэффициент теплоотдачи, которой показывает, какое Вычисленные с помощью уравнения (2) и пред- ставленные графически функциональные зависимости количество теплоты Q за время ������ передается с площади некоторых используемых сплавов показывают, каково поверхности А жидкого металла на штамп: влияние температур ������ш и ������н коэффициента теплоот- ������ = ������/[������(������Ж∙М − ������Ш)������] (6) дачи ������ и свойства металлов, предназначенных для жидкой штамповки, на время начала кристаллизации Коэффициент ������ не зависит от давления ������, но зави- сит материалов и формы от свойств материалов и ������н [1]. Эти зависимости могут быть использованы для формы рабочей полости штампа. практических целей. На основании представленных выше теоретиче- Определение времени, необходимого для полной ских обоснований возможностей использования тех- кристаллизации и затвердевания штампуемых дета- нологии жидкой штамповки деталей в области лей, служит важной характеристикой процесса жидкой машиностроения можно заключить, что процесс кри- штамповки. При определении времени конца кристал- сталлизации и затвердевания жидкого металла при наличии высоких давлений протекает в более бла- лизации ������н следует принять во внимание то обстоя- гоприятных условиях по сравнению с литейными про- тельство, что при переходе металла из жидкого цессами, а именно: состояния в твердое теплота плавления ������0 поглощен- ная при плавлении, освобождается (отделяется). Для а) вследствие увеличения коэффициента теплоот- вычисления передвижения фазовой границы от по- дачи повышается скорость охлаждения, в результате верхности к внутренней части металлического блока чего структура металла получается более мелкозерни- различные исследователи используют соотношение стой; ������ = ������√������ (3) б) повышение давления предотвращает появление усадочных раковин; где ������ – толщина нового агрегатного состояния, в данном случае твердого слоя штампуемой детали при в) с увеличением давления растет растворимость водорода, что предотвращает образование газовых микропор; 24

№ 4 (109) апрель, 2023 г. г) вследствие повышенных давлений при кристал- Скорость заполнения металлом рабочей полости лизации жидкого металла замедляется и предотвраща- штампа может быть вычислена, если известны ско- ется образование микроскопических раковин при росте дендритов; рость перемещения пуансона ������ и соотношение попе- речных сечений пуансона ������������12 и матрицы ������������02 т.е. д) заполнение полостей штампов и качество по- верхности штампуемых деталей улучшаются. ������1 = ������������12/(������02 − ������12) (10) Все технологические преимущества жидкой Отсюда определяем время заполнения штампа штамповки, перечисленные выше, обусловливают и повышение механических свойств отштампованных ������������∙ш = ℎ/������1 деталей. где h - путь фазовой границы в жидком металле. Самой необходимой предпосылкой и решающей В этом случае время начала кристаллизации по (7) характеристикой для правильного протекания про- может быть представлено следующим образом: цесса жидкой штамповки служит соблюдение нера- венства ������������ ≥ ������/������������������ + ������������������������������ (7) ������������ ≥ ������������∙ш + ������������������������������ (11) или где S - ход пуансона (от верхнего исходного поло- ������������ ≥ ℎ(������02 − ������12)/(������������12) + ������������������������������ (12) жения до закрытия штампа); ������������������ - средняя скорость пу- Заливка и штамповка жидкого металла. В начале ансона; ������������������������������- время, необходимое для получения процесса необходимо повысить температуру металла минимального давления в деформационном простран- до температуры заливки для обеспечения его жидкоте- стве. кучести и лучшего заполнения штампа. Перегрев рас- плавленного металла выше температуры заливки Время начала кристаллизации ������������ зависит от вида нежелателен, так как это приводит к повышенным тер- штампуемого изделия, от геометрической формы мическим перегрузкам инструментальной оснастки и штампа и от выбора технологических параметров. ухудшению структуры металла детали. Также необхо- Чтобы решить, может ли данное изделие быть отштам- димо обеспечить условия, исключающие попадание в повано из жидкого металла, необходимо определить расплавленный металл шлаковых включений. Повы- шение скорости заливки металла в штамп ухудшает время начала кристаллизации ������������ С помощью ������������ условия его работы, разрушает рабочую поверхность, oопределяются минимальные размеры штампованных а в некоторых случаях приводит к сварке заготовки со изделий. Верхний предел размеров штампованных из- штампом, что исключает последующее его использо- делий устанавливается на основе максимального уси- вание. В связи с этим для процессов жидкой штам- лия пресса и необходимого минимального давления повки рекомендуют невысокие скорости заливки металла. ������������������������ т.е. На границе раздела штамп – жидкий металл необ- ������/������ ≤ ������������������������ (8) ходимо использовать разделительный слой, обеспечи- вающий благоприятные условия для штамповой где P –усилие деформирования; А-проекция дей- оснастки. Для этой цели используют известь, графит ствительной поверхности пуансона на данной горизон- или каолин. По данным некоторых исследователей, тальной плоскости. для заливки расплавленных металлов и сплавов в штампы для жидкой штамповки оптимальными явля- Из-за повышения температуры жидкого металла в ются следующие температуры: для сталей 15800 С, для результате увеличения давления расчетную темпера- медных сплавов 10500 С и для алюминиевых сплавов туру кристаллизации при охлаждении, фазовая гра- 700 0 С. Как видно, применение различных материалов ница перемещалась лишь тогда, когда давление дифференцированно влияет на термические напряже- ния в штампах, что сказывается на их работоспособно- достигало ������������������������ . сти [2]. Из этого следует Для получения деталей методом жидкой штам- ������������ = ������������∙М + Δ������������ + Δν������������������������ (9) повки без пор и раковин рекомендует применять дав- ление в диапазоне 100-500 МПа. Давление является При определении Δν������������������������ необходимо измерить решающим фактором в улучшении структуры и повы- температуру штампа. шении механических свойств штампованных деталей. Для алюминиевых сплавов максимальное прилагаемое Применение высоких давлений при жидкой штам- давление достигает 350 МПа . повке позволяет изготовлять детали из сплавов с не- благоприятными литейными свойствами. Увеличение Установлено, что в зависимости от сложности и скорости кристаллизации действует благоприятно при жидкой штамповке деталей из сплавов с большим тем- размеров штампуемых деталей выдержка штампуе- пературным интервалом кристаллизации. Это умень- шает опасность появления ликвационных зон. мого металла под давлением изменяется в пределах 2- 10 с. 25

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Список литературы: 1. Кобелев А.Г. Теория и технология процессов ковки и прессования. Составление чертежа поковки и разработка технологии ковки: учеб.- метод. пособие / А.Г. Кобелев, М.А. Шаронов, Ю.М. Антощенков. – М.: МИСиС, 2002. – 64 с. 2. Семёнов Е.И. Технология и оборудование ковки и объемной штамповки / В.Г. Кондратенко, Н.И. Ляпунов. – М.: Машиностроение, 1978. – 311 с. 26

№ 4 (109) апрель, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15371 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ВОДНОГО РАСТВОРА ПОЛИМЕРА НА СВОЙСТВА ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ 110Г13Л Эргашев Махмуд канд. техн. наук (PhD), Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык Садуллаев Зарип Шарипович ст. преподаватель, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык Хожибекова Шохида Миродиловна ассистент, Алмалыкский филиал Ташкентского государственного технического университета имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык Рауфов Лазизбек Мухиджон угли докторант, Ташкентский государственный технический университет имени Ислама Каримова, Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected] STUDY OF THE INFLUENCE OF A COOLANT LIQUID BASED ON AQUEOUS POLYMER SOLUTION ON THE PROPERTIES OF HIGH-MANGANESE STEEL 110G13L Mahmud Ergashev PhD, Almalyk branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Almalyk Zarip Sadullaev senior lecturer Almalyk branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Almalyk Shokhida Hozhibekova Assistant Almalyk branch of Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Almalyk Lazizbek Raufov Doctoral student Tashkent State Technical University named after Islam Karimov, Republic of Uzbekistan, Almalyk __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ОХЛАЖДАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ НА ОСНОВЕ ВОДНОГО РАСТВОРА ПОЛИМЕРА НА СВОЙСТВА ВЫСОКОМАРГАКНЦОВИСТОЙ СТАЛИ 110Г13Л // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Эргашев М. [и др.]. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15371

№ 4 (109) апрель, 2023 г. АННОТАЦИЯ В работе исследовано влияние охлаждения в среде водного раствора полимера на механические свойства отливок из высокомарганцовистой стали 110Г13Л при термической обработке. В результате экспериментов уста- новлено, что применение в качестве охлаждающей среды на основе водного раствора полимера при медленных скоростях охлаждения после термической обработки способствует повышению ударной вязкости, уменьшению деформации. Медленное охлаждение в совокупности со свойствами водного раствора полимера приводит к выравниванию структуры по сравнению с охлаждением в воде или в масле. ABSTRACT In this paper, we study the effect of cooling in an aqueous polymer solution on the mechanical properties of castings from high-manganese steel 110G13L during heat treatment. As a result of the experiments, it was found that the use as a cooling medium based on an aqueous solution of a polymer at slow cooling rates after heat treatment contributes to an increase in impact strength and a decrease in deformation. Slow cooling, combined with the properties of an aqueous polymer solution, leads to a leveling of the structure compared to cooling in water or in oil. Ключевые слова: высокомарганцовистая сталь, ударная вязкость, водный раствор полимера, деформация, износостойкость. Keywords: high-manganese steel, impact strength, aqueous polymer solution, deformation, wear resistance. ________________________________________________________________________________________________ Надежность работы механизмов и машин, исполь- В промышленности для изготовления быстро- зуемых при добыче, транспортировке и переработке изнашивающихся деталей используется стали раз- рудных материалов, в высокой степени связана с личных марок [2; 4]. ресурсом работы основных узлов машин и техно- логического оборудования. Такими узлами для Одним из наиболее широко применяемых износо- экскаваторов являются коронки и передние стенки стойких материалов, признанных во многих странах, ковшей, для транспортных машин – кузова, для является высокомарганцовистая аустенитная сталь железнодорожного транспорта – крестовины и 110Г13Л и ее модификации. Сталь названа в честь сердечники стрелочных переводов. Для дробильно- шведского автора изобретения Гадфильда. Уникаль- размольного оборудования – броня, элементы футе- ные свойства высокомарганцовистых сталей нашли ровки шаровых мельниц и многое другое. применение в машиностроении для изготовления деталей, работающих в условиях интенсивного абра- Повреждение или выход из строя указанных выше зивного изнашивания. Высокое сопротивление по- отдельных узлов из-за преждевременного износа или верхности деталей в деформированном состоянии их полное разрушение снижает показатели произво- абразивному износу в сочетании с пластичностью и дительности, объемов добычи, увеличивает матери- прочностью делает данную сталь незаменимой в раз- альные и финансовые затраты на восстановление личных отраслях промышленности. рабочей функции поврежденного узла и оборудования в целом. Химический состав и механические свойства стали 110Г13Л в соответствии с назначением приве- дены в табл. 1. Таблица 1. Химический состав и механические свойства стали 110Г13Л Назначение Содержание элементов, % Ϭв , Ϭ0,2 , Ψ, % δ, % КСU, Документ C Mn Si P S МПа МПа Мж/м2 Крестовины и сердечники 1,0–1,3 11,5–16,5 0,3–0,9 Не более 720 353 20 20 1,8 ГОСТ стрелочных пе- 7370-86 реводов Детали горно- 0,9–1,4 11,5–15,0 0,3–1,0 0,12 0,05 Устанавливается по соглашению по- ГОСТ добывающего требителя с изготовителем 977-88, и дробильно- 21357-87 размольного оборудования и т.п. 28

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Эти свойства обеспечиваются упрочнением В настоящей работе исследовано влияние содер- аустенитных сталей за счет одновременного воздей- жания фосфора и режимов термической обработки, ствия различных видов нагрузок – ударных и абра- скорости и состава среды охлаждения на механи- зивных в процессе эксплуатации [1]. ческие свойства и износостойкость аустенитной марганцовистой стали. В условиях больших удельных нагрузок и удар- ных воздействий металл поверхностного слоя под- Анализ литературных источников показывает, вергается интенсивному наклепу, сталь приобретает что на ухудшение комплекса механических свойств высокую износостойкость. Однако широкие пределы влияет повышенное содержание фосфора [2]. Пре- концентрации углерода (0,9–1,4%) и марганца (11,5– дельное содержание фосфора, согласно ГОСТ 977-88, 15,0%) в химическом составе стали и ее высокая составляет 0,12%. Были проведены механические чувствительность к условиям плавки не гарантируют испытания различных плавок, полученных Централь- постоянства свойств даже для деталей одного и того ным ремонтно-механическим заводом, имеющих же типа [5]. различные концентрации фосфора. Химический состав стали приведен в табл. 2. Таблица 2. Химический состав стали С Мn Si S Ni Cr 1,1 12,4 0,4 0,054 0,24 0,75 По результатам испытаний при температуре Авторами работ [8] были проведены исследования 20 °С выявлено, что повышение содержания фосфора по влиянию на рафинирование и модифицирование в стали до 0,2% снижает предел прочности и ударную комплексом титан – бор – кальций. Титан, бор и вязкость. кальций дополнительно раскисляют металл и повы- шают растворимость водорода в стали, предотвращая Рисунок 1. Влияние содержания фосфора образование ситовидной пористости в отливках. на прочность Модифицирование титаном в объеме 0,06% умень- шает зерно металла в среднем на 2 балла, улучшает Повышение содержание фосфора от 0,01 до 0,2% механические свойства. С уменьшением величины снижает предел прочности почти в три раза. Для зерна одновременно с механическими свойствами обеспечения износостойкости в ударных условиях улучшается хладостойкость, возрастают трещино- работы содержание фосфора должно быть мини- стойкость и износостойкость. Повышение износо- мальным. стойкости происходит за счет измельчения зерен аустенита, твердорастворного и зернограничного Ударная вязкость стали является одной из основ- упрочнения, повышения ударной вязкости. ных характеристик надежности отливок, предназна- ченных для изготовления деталей. При нормальных При модифицировании титан также способ- условиях эксплуатации и испытаниях при комнатной ствует очищению границ зерен от карбидов марганца, температуре ударная вязкость стали по ГОСТ 977-88 появлению карбидов титана, которые имеют высокую должна быть не менее 150 Дж/см2, при работе в усло- микротвердость. виях отрицательных температур – не ниже 80 Дж/см2. Ударную вязкость модифицированной высоко- Для оценки макроструктуры отливок авторами [2] марганцовистой стали приближенно можно опреде- и литейными цехами предприятий обычно исполь- лить исходя из состава по следующей эмпирической зуется пятибалльная шкала. Шкалой предусмотрена формуле [2]: оценка размера зерна и состояния макроструктуры, наихудший балл – 5, макроструктура имеет неудо- ∝н=36-3,3× [с]3– 400[Р]3 – 0,4× Б2– 0,08 влетворительную структуру. (∑ ������������������, ������������������)2+25[Ti]2+0,2 (t – 20), где [c] – концентрация углерода в металле, %; [Р] – содержание фосфора в металле, %; Б – балл зерна металла отливки по пятибалльной системе; ∑ ������������������, ������������������ – суммарное содержание в шлаке перед выпуском плавки закиси железа и закиси мар- ганца; [Т] – остаточная концентрация в стали ти- тана, %; t – температура испытания образцов, °С. Формула дает достаточную расчетную точность при содержании углерода в пределах 0,9–1,5% и концентрации фосфора не свыше 0,15%. 29

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Выше было указано, что одним из факторов, зернами расположены избыточные карбиды. Охла- влияющих на износостойкость, является ударная ждение в водном растворе полимера Na – КМЦ после вязкость. С целью определения влияния скорости термообработки нейтрализует разнотолщинность на охлаждения и состава охлаждающей среды были границах зерен. проведены испытания с применением в качестве охлаждающей среды водного раствора полимера, Величина твердости составила 160–170 НВ, модифицированного карбоксилметилцеллюлозой на поверхности образцов – до 195 НВ. (Na – KMЦ) [3]. Термическая обработка проведена согласно требованиям ГОСТ 21357–87. В интервале температур кристаллизации микро- структура стали в сильной степени зависит от ско- Известно, что ударная вязкость высокомарган- рости охлаждения, образуется малое количество цовистных сталей зависит от содержания концен- центров кристаллизации. Это обеспечивается охлаж- трация марганца. На опытных образцах содержание дающей способностью водного раствора полимера. марганца составляет 12,4%. Ударная вязкость об- Происходит интенсивный рост центров кристалли- разца, охлажденного после термической обработки в зации, и металл отливки переходит в упорядоченное воде, составляла 152 Дж/см2. Охлажденные в растворе состояние. полимера Na – КМЦ образцы имели ударную вяз- кость 163 Дж/см2. Повышение ударной вязкости Были проведены дополнительные эксперименты объясняется тем, что охлаждающая способность по определению влияния эффективности скорости Na – КМЦ занимает промежуточное положение охлаждения водного раствора Na – КМЦ на струк- между маслом и водой. Исследованиями установ- турные превращения и величину деформации образ- лено, что у деталей, имеющих большую массу и не- цах стали 45. Контроль температуры и кинетику одинаковые сечения поверхности при охлаждении, структурных превращений изучали с помощью ком- по достижении температур детали 200–220 °С поли- плекса аппаратуры для дифференциального терми- мерная среда способствует образованию полимер- ческого анализа [9]. Исследованиями установлено, ной рубашки. Тем самым уменьшается теплоотвод в что средняя скорость охлаждения водного раствора охлаждающую среду. Участки деталей, имеющие Na – КМЦ при минимальной устойчивости аусте- меньшие сечения, достигают указанных температур нита (600–400 °С) находится между скоростями охла- раньше, и охлаждение участков замедляется. Те ждения в масле и в воде. участки, которые имеют большие сечения или массу, охлаждаются с более высокими скоростями. Комплекс аппаратуры для дифференциального Такое охлаждение выравнивает температурные раз- анализа позволяет также исследовать кинетику ности по объему детали и снижает термические структурных превращений при нагреве и охлаждении напряжения. Снижение термических напряжений, в образцов [6]. свою очередь, уменьшает величину остаточных напряжений и деформацию. Испытания были проведены и на деталях, имею- щих соотношение размеров длины и диаметра l >>d. Металлографическими исследованиями установ- Результаты экспериментов показали, что охлажде- лено, что в литом состоянии структура стали представ- ние в среде водяного раствора полимера в значи- ляет собой дендритное строение аустенита, между тельной степени повышает пластичность и уменьшает тепловую деформацию (рис. 2, 3, 4) [7]. Рисунок 2. Излом образца охлажденного Рисунок 3. Излом образца, охлажденного в растворе полимера в масле 30

№ 4 (109) апрель, 2023 г. а б а – охлаждение в масле, б – охлаждение в водном растворе полимера Рисунок 4. Влияние охлаждения на образцы из стали 45 Результаты исследований позволили установить, Выводы что с увеличением ударной вязкости при охлаждении в водном растворе Na – КМЦ несколько снижается Охлаждение в водном растворе полимера в твердость стали, повышается износостойкость при значительной степени влияет на формирование переработке абразивных материалов. Обработанную структуры после термической обработки высоко- по такой технологии сталь можно рекомендовать для марганцовистой стали. Варьируя концентрацией изготовления износостойких деталей, работающих в водного раствора полимера в ванне для охлаждения, условиях, где в основном преобладает абразивный можно получить различные механические свойства износ. и разнозернистую структуру. Концентрацию водного раствора полимера в ванне для охлаждения необходимо выбирать в зави- симости от конкретного состава отливки. Список литературы: 1. Болобов В.И. Износостойкость стали Гадфильда при больших ударных нагрузках / В.И. Болобов, В.С. Бочков, Сюй Цинан // Горное оборудование и электромеханика. – 2012. – № 1. – С. 38–42. 2. Давыдов Н.Г. Высокомарганцовистая сталь // Металлургия. – 1982. – 273 с. 3. Закалочная среда // А/С 4393954/02 S41650725 А1 / Эргашев М. [и др.]. 4. Кривцов Ю.С., Горбаченко С.Л. Развитие литых сталей // Материалы в машиностроении. – 2010. – № 5 (68). – С. 62–67. 5. Мульявко Н.М. Анализ эксплуатационной стойкости отливок из стали 110Г13Л // Известия Челябинского научного центра. – 2001. – № 4 (13). – С. 28–30. 6. Об одном из способов исследования кинетики превращений при электроконтактном припекании / М. Эргашев, З. Садуллаев, Ш. Хожибекова [и др.] // Universum: технические науки. – 2022. – № 4-2 (97) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/ob-odnom-iz-sposobov-issledovaniya- kinetiki-prevrascheniy-pri-elektrokontaktnom-pripekanii. 7. Определение остаточных деформаций при электроконтактном припекании композиционных порошков / М. Эргашев, Л. Рауфов, А. Абдукаххоров, Ш. Ходжибекова, Р. Муродкосимов // Universum: технические науки. – 2021. – № 12-1 (93) / [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/opre- delenie-ostatochnyh-deformatsiy-pri-elektrokontaktnom-pripekanii-kompozitsionnyh-poroshkov. 8. Сысоев А.М. Бахметов В.В., Колокольцев В.М. Рафинирование и модифицирование стали 110Г, 13Л комплексом титан – бор – кальций // Вестник МГТУ им. Носова. – 2008. – № 1. – С. 43–45. 9. Ergashev M., Butunov J., Mamasodikov X. The Experience of Using Polymer Coolant in Electrical Contact Baking // International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology. – 2020. – № 7.6. 31

№ 4 (109) апрель, 2023 г. МЕТАЛЛУРГИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ЕМКОСТЕЙ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К РЕМОНТУ Алиев Кодиржон Тохиржонович ст. науч. сотр., докторант, Академия Вооружённых Сил Республика Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] METHODS AND METHODS FOR CLEANING CONTAINERS IN PREPARATION FOR REPAIR Botirjon Aliyev Senior Research Fellow, Doctoral Candidate Academy of the Armed Forces Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье проанализированы современные методы и способы очистки резервуаров от донных нефтяных отложений. Также автором предложен наиболее эффективный метод очистки резервуаров от нефтяных остатков. ABSTRACT The article analyzes modern methods and techniques for cleaning tanks from bottom oil deposits. The author also proposed the most effective method for cleaning tanks from oil residues. Ключевые слова: резервуар, очистка, размыв осадка, нефтешлам, разогрев, моющее средство, дегазация, отбор, загрязнение, нефть. Keywords: reservoir, cleaning, sediment erosion, oil sludge, heating, detergent, degassing, selection, pollution, oil. ________________________________________________________________________________________________ В нефтепродуктах, хранимых в резервуарах Он позволяет повысить качество и значительно и таре, а также транспортируемых в автомобильных сократить время очистки [1]. и железнодорожных цистернах, с течением времени происходят изменения компонентного состава, что В качестве химических препаратов, интенсифици- способствует выделению и накоплению углеводо- рующих процесс очистки, используются синтети- родных нефтяных отложений с механическими ческие моющие средства (СМС), представляющие примесями и водно-эмульсионными образованиями собой многокомпонентные смеси поверхностно- на внутренних поверхностях емкостей [1]. Поэтому активных веществ и ряда органических и неоргани- при подготовке емкостей к ремонту возникает необ- ческих активных добавок (кальцинированная сода, ходимость очистки наружных и внутренних поверх- силикаты, фосфаты и др.). В состав СМС, кроме того, ностей от остатков нефтепродуктов и их дегазации вводят ингибиторы коррозии, пенообразователи и для безопасного проведения огневых работ. другие дополнительные компоненты. Наиболее эффективными для очистки емкостей признаны Очистка емкостей - трудоемкий процесс. На ре- Лабомид-101, МС-8, МЛ-72, ИМФ-1, Темп-100. монтных предприятиях службы для этих целей при- Указанные СМС выпускают в виде сыпучего порошка меняют традиционные технологические операции (Лабомид, МС, Темп) или жидкости (МЛ, ИМФ), (пропаривание, промывка горячей водой, очистка руч- Они не горючи, пожаробезопасны, не токсичны, не ным способом), а также широкую гамму нефтепро- вызывают коррозии металлов, не разрушают резину дуктов и препаратов на их основе (бензин, керосин, и пластмассы, хорошо растворяются в воде. Рабочая дизельное топливо). Пропаривание не только дли- концентрация СМС в растворе составляет: для по- тельный, но и энергоемкий процесс. Автоцистерна рошкообразных—10-20 г/л, для жидких — 0,5-2 г/л. вместимостью 8 м3 пропаривается в течение 10-12 ч. Характерной особенностью растворов СМС явля- При этом расход пара составляем 800-1000 кг. ются высокие смачивающие свойства и способность образовывать малоустойчивые эмульсии, само- В последние годы появились новые способы произвольно расслаивающиеся на моющий раствор очистки емкостей. Наиболее прогрессивный из них и нефтепродукт [2]. химико-механизированный, сочетающий применение химических препаратов и гидравлических устройств. __________________________ Библиографическое описание: Алиев К.Т. МЕТОДЫ И СПОСОБЫ ОЧИСТКИ ЕМКОСТЕЙ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К РЕМОНТУ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15382

№ 4 (109) апрель, 2023 г. В целях совершенствования оборудования для подогрева моющего раствора с помощью паровых химико-механизированной очистки и дегазации ем- котлов (передвижных и стационарных). Для подачи костей при подготовке их к ремонтным работам моющего раствора на моечную машинку и водо- складах войсковой частью разработаны комплекты эжектор используется мотопома МП-800Б. оборудования для мойки емкостей (автомобильных средств заправки и транспортирования, передвижных Подготовка автоцистерн к очистке заключается металлических горизонтальных резервуаров и бочек), в полном освобождении цистерн, агрегатов и ком- включенные в состав дополнительного комплекта муникаций от остатков нефтепродуктов путем их подвижной ремонтной мастерской. Оборудование слива через патрубки, пробки и запорную арматуру можно использовать в полевых условиях и в условиях в специальную тару. У автоцистерн и резервуаров ремонтных предприятий. С помощью комплекта для снимаются крышки горловин, демонтируются волно- мойки автоцистерн (рис. 1) можно очищать струйным резы, устанавливаются крышки с закрепленными способом наружные и внутренние поверхности на них моечными машинками и водоэжекторы с емкостей, промывать моющими растворами трубопро- напорными и откачивающими рукавами. водные коммуникации автоцистерн, откачивать из емкостей образовавшиеся эмульсии с остатками Комплект оборудования для мойки бочек (рис. 3) нефтепродуктов, подогревать моющий раствор. дополнительно включает желоб, оборудованный Для этих целей комплект оснащен резинотканевым приспособлениями для установки четырех бочек и резервуаром МР-4 в качестве емкости для моющего коммуникаций трубопроводов с вращающимися раствора, моечной машинкой ММП - 2/6 с диаметрами насадками. сопел 6 или 7 мм (рис. 2.), специальной крышкой, предназначенной для герметизации горловин цистерн Результаты проведенных испытаний комплектов с патрубком для установки моечной машинки, проб- оборудования показали высокую эффективность этих кой для подключения напорного рукава к разъемам и средств. Качественная очистка внутренних поверх- патрубкам трубопроводных коммуникаций авто- ностей емкостей достигается за 20-30 мин. Причем цистерн и автотопливозаправщиков, водоэжектором данный способ очистки не требует дополнительной для откачивания из емкостей водных эмульсий с принудительной вентиляции емкостей, поскольку остатками нефтепродуктов, теплообменником для концентрация паров нефтепродуктов снижается с 5000 до 50 мг/м3, т. с. становится значительно ниже предельно допустимой. 1 – цистерна; 2 – моечная машинка; 3 – унверсальная крышка; 4 – водоэжектор; 5 – резервуар с моещим раствором; 6 – теплообменник; 7 – насосная установка. Рисунок 1. Комплект оборудованния для мойки ёмкостей В то же время для обеспечения широкого внедре- оптимизация технологических режимов очистки; ния этих средств в войсках необходимо решить ряд регенерация загрязненных моющих растворов; научно-теоретических и инженерно-технических утилизация отмытых загрязнений. проблем. Наиболее важными из них являются: 33

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Рисунок 2. Моечная машинка ММП-2/6 и её гидравлическая характеристика Проблема оптимизации технологических режи- и приводит к неоправданному увеличению вспомога- мов очистки различных типоразмеров резервуаров тельного резервуарного парка. Основными путями заключается в выборе наиболее эффективных значе- повышения эффективности регенерационного про- ний гидродинамических параметров моечного обо- цесса являются использование моющих препаратов рудования в сочетании с химическим, темпе- с деэмульгирующими добавками, ускоряющими про- ратурным и временным воздействием моющих пре- цесс отстаивания, разработка способов разделения паратов. эмульсий в потоке. Последний способ считается наиболее прогрессивным и эффективным. Проблема регенерации моющих растворов ре- шается за счет увеличения объема и количества ре- Проблема утилизации отмытых загрязнений зервуаров, необходимых для отстаивания эмульги- приобретает все большую актуальность в связи с воз- рованных смесей, состоящих из нефтепродуктов и растающими требованиями к экологической чистоте моющих растворов, загрязненных механическими технологических процессов и к снижению загрязне- примесями, с последующим их разделением. Это ний окружающей среды отходами этих процессов. значительно снижает производительность очистки Войсковая практика уничтожения нефтепродуктов осадков не отвечает этим требованиям. 1 – желоб; 2 – струйная головка; 3 – напорный колектор; 4 – бочка; 5 – бочка держатель 6 – резервуар с моющим раствором; 7 – теплообменник; 8 - насосная установка. Рисунок 3. Комплект оборудованния для мойки ёмкостей Таким образом, эффективность способов очистки является химико-механизированный, заключающийся емкостей из-за под нефтепродуктов следует рас- в использовании растворителя парафина в сочетании сматривать в комплексе всех решаемых проблем. с перемешиванием и подогревом осадков. Подобная технология сокращает затраты времени и труда и В этом случае применяют различные способы позволяет извлекать из осадков углеводородную часть. очистки. И наиболее эффективным методом очистки 34

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Список литературы: 1. Очистка резервуаров от остатков и отложений нефтепродуктов: Тематический обзор ЦНИИТЭНЕФТЕХИМ. М., 2008. 2. Рекомендации по применению моющих средств для очистки машин и детали при ремонте. М.: ГОСНИТИ, 2011. 3. Кононов О.В. Анализ и классификация существующих способов борьбы с отложениями в нефтяных емкостях / О.В. Кононов, Б.Н. Мастобаев // История науки и техники.— 2010.— № 6.— С.60–68. 4. Способ очистки резервуаров, предназначенных для хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов при отрицательных температурах окружающей среды: пат. 2548077 Рос. Федерация: МПК7: 5. Лерке Г.Э. Исследование и разработка системы размыва и предотвращения накопления парафинистого осадка в нефтяных резервуарах большой емкости: автореф. дис. канд. техн. наук. — Уфа: ВНИИСПТнефть, 1981.—25 с. 6. Совершенствование систем предотвращения накопления донных нефтяных отложений в резервуарах большой вместимости / В.Н. Александров, В.А. Галканов, Б.Н. Мастобаев [и др.] // Нефтяное хозяйство. 2001.—№ 2.— с. 70–72. 35

№ 4 (109) апрель, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15385 ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ АФФИНАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВ Донияров Нодиржон Абдихакимович д-р техн. наук, доцент, декан химико-металлургического факультета Навоийский государственный горно-технологический университет, Республика Узбекистан, г. Навои Эргашев Нурбек Улугбекович начальник центральной заводской лаборатории ГМЗ-2, ЦРУ, АО НГМК, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] PILOT TESTS OF THE TECHNOLOGY FOR OBTAINING COPPER FROM WASTE SOLUTIONS OF REFINING PLANTS Nodirjon Doniyarov DSc, assistant professor, Dean of the Faculty of Chemistry and Metallurgy of NSMTU, Uzbekistan, Navoi Nurbek Ergashev Head of the central factory laboratory of GMP-2, CMM, JSC NMMC, Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ Работа посвящена извлечению меди и благородных металлов из отработанных кислых растворов аффинажного производства. Предложена технологическая схема получения медного сплава, содержащего золото и серебро. ABSTRACT The work is devoted to the extraction of copper and precious metals from spent acid solutions of refining production. A technological scheme for obtaining a copper alloy containing gold and silver is proposed. Ключевые слова: растворы аффинажных производств, медь, золото, серебро, извлечение благородных металлов. Keywords: solutions of refining production, copper, gold, silver, extraction of precious metals. ________________________________________________________________________________________________ При современных масштабах и уровнях по- техногенных отходов, накопившихся в течение мно- требления природно-сырьевых материалов, факторы гих лет, так как мировые запасы месторождений руд полноценного использования имеют не малое значе- с высоким исходным содержанием цветных металлов ние. Безотходные и экологически чистые предприятия и легко перерабатываемых руд в настоящее время приветствуются в любой отрасли промышленности, практически истощены. Это обусловливает умень- особенно: в химической, в микробиологической, шение объема переработки кондиционных руд и в строительной, в металлургической и в горнопро- вовлечение в разработку техногенных отходов, мышленной. При оценке экономической эффектив- труднообогатимых и забалансовых руд, низкосортных ности в различных отраслях, этот фактор особенно отвалов. Высокие цены на металлы на мировом рынке ценен. В процессе работы любого горнопромышлен- создают благоприятную обстановку для разработки ного предприятия, всегда присутствуют некондици- технологий извлечения драгоценных металлов с во- онные полезные ископаемые. Использование этих влечением в переработку минеральных ресурсов отходов и сырья необходимо также для создания техногенного происхождения [2]. экономически выгодных промышленных предприя- тий [1]. Горно-металлургическая промышленность Узбекистана является одной из базовых отраслей В настоящее время в горно-металлургической экономики, развитие которой немыслимо без разра- промышленности появились тенденции переработки ботки и внедрение усовершенствованных и новых __________________________ Библиографическое описание: Донияров Н.А., Эргашев Н.У. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ ОТРАБОТАННЫХ РАСТВОРОВ АФФИНАЖНЫХ ПРОИЗВОДСТВ // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15385

№ 4 (109) апрель, 2023 г. технологий для переработки минерального сырья, Данные растворы образуются при аффинировании в частности полиметаллических руд, комплексным золотосодержащих полупродуктов. В этих растворах извлечением ценных компонентов. В стратегии раз- содержание меди составляет более 5 г/л, золота – вития Республики Узбекистан поставлены важные 0,5-4 мг/л, серебра – 0,5-10 мг/л, а из-за присутствия задачи по повышению промышленности на каче- нитрат и хлорид ионов рН составляет менее 1,0. ственно новый уровень, глубокой переработке мест- ных источников сырья, ускорению производства В результате проведенных многочисленных ла- готовой продукции, освоению новых видов продукции бораторных исследований специалистами ГМЗ-2 и технологий [3]. была предложена технологическая схема (рисунок 1). Снижение себестоимости выпускаемой продук- На начальном этапе в раствор добавляется кон- ции, разработка и внедрение новых методов глубокой центрированная щелочь (гидроксид натрия) и переработки минерального сырья, это цель, стоящая рН раствора доводится до 8-9. При этом извлечение перед специалистами Навоийского горно-металлур- меди в осадок составляет более 99 %. Далее полу- гического комбината. Задача комплексного исполь- ченную суспензию подвергают фильтрованию. зования сырья также применительна к Гидрометал- Полученный осадок подвергается обжигу при тем- лургическому заводу № 2 (ГМЗ-2) Центрального пературе 600-700 оС. В полученном обожженном рудоуправления АО НГМК. осадке содержание меди достигает до 35 %. Далее обожженный осадок подвергается индукционной В этом аспекте важное значение имеет научное плавке при температуре 1100-1200 оС. Полученный исследование, направленное на разработку техно- в результате плавки продукт содержит до 98 % меди, логии извлечения цветных и драгоценных металлов до 8 % серебра и 1,5 % золота [4]. из отработанных растворов цеха готовой продукции ГМЗ-2. Рисунок 1. Предложенная технологическая схема На основании предложенной технологической частиц от раствора. Вышедший с пресс-фильтра схемы на территории ГМЗ-2 была сконструирована маточный раствор откачивается в цех сгущения, а опытно-промышленная установка для опробования образовавшийся на полотнах пресс-фильтра гидрат- данной технологии. ный осадок счищается и направляется для дальней- шего обжига при температуре 700 оС в обжиговую Опытно-промышленная установка представляет печь. Полученные обожженные гидраты загружают собой колонну (емкость), в которую поступают сбросные азотнокислые растворы цеха готовой про- в графитовый тигель и производят плавку при тем- дукции, содержащие цветные и благородные металлы. пературе 1200 оС в индукционной печи для получения В колонну подается гидрооксид натрия и сжатый медного сплава. При необходимости в качестве воздух для перемешивания и доведения раствора до коллектора в тигель с обожженными гидратами рН 8 – 9. После проведения процесса осаждения загружают медь, а в качестве флюсов используют цветных и благородных металлов (переход меди буру и соду. В результате плавки получен медный в гидратный осадок составляет 98-99%), суспензия сплав с содержанием, %: меди – 96,8, золота – 0,34 и проходит через пресс-фильтр для разделения твердых серебра – 2,4. 37

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Предлагаемая технологическая схема извлечения золото и серебро, которые при действующей схеме меди из сбросных растворов цеха готовой продукции направляются на сбросы. Данная работа позволяет позволяет получить сплав меди с высоким его содер- расширить номенклатуру выпускаемой продукции жанием. При этом сквозное извлечение меди состав- на ГМЗ-2 и позволяет снизить себестоимость выпус- ляет более 90 %. Также технология позволяет каемой продукции. попутно извлечь такие благородные металлы как Список литературы: 1. Н.А. Курмазова. Комплексное использование минерального сырья (на примере Татауровского месторождения бурых углей). Горный информационно-аналитический бюллетень. 2018. № 12. С. 121–126. 2. Новые направления переработки техногенных отходов медной промышленности / Б.Р. Вохидов, А.С. Хасанов, Б.М. Немененок, Г.Ф. Мамараимов // Литье и металлургия. 2022. № 3. С. 101–107. 3. Технология переработки техногенных отходов содержащие цветные металлы // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. Мирзанова З.А. [и др.]. 2021. № 6(87). 4. Эргашев Н.У., Полванов С.К. Извлечение меди из сбросных растворов ГМЗ-2. Международная научная и научно- техническая конференция «Практические и инновационные научные исследования: Актуальные проблемы, достижения и новшества (посвящены памяти профессора А.А. Юсупходжаева)». ТашГТУ, 6.12.2021 г. С. 357-358. 38

№ 4 (109) апрель, 2023 г. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕНА Мирзавалиев Достон Баходирович ассистент, Алмалыкский филиал, Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Алмалык Каршибоев Шерзод Бегмахамат угли PhD, Алмалыкский филиал, Ташкентский государственный технический университет Республика Узбекистан, г. Алмалык E-mail: [email protected] PURIFICATION TECHNIQUES AND INDUSTRIAL APPLICATIONS OF SELENIUM Doston Mizavaliyev Assistant, Almalyk branch, Tashkent State Technical University Republic of Uzbekistan, Almalyk Sherzod Karshiboyev PhD, Almalyk branch, Tashkent State Technical University Republic of Uzbekistan, Almalyk АННОТАЦИЯ В этой статье обсуждаются различные области применения селена в промышленности, медицине и окружающей среде, а также проблемы получения высокочистого селена из шлама медеплавильного производства из-за наличия примесей. В статье также подчеркивается важность полупроводниковой технологии, требующей селена высокой чистоты, и технические требования к селену высокой чистоты. Далее в статье описывается селенидная технология обжига, внедренная в различных странах для увеличения извлечения золота, серебра и редких халькогенов из шлама медного электролита. Наконец, в статье упоминаются факторы, влияющие на цену селена, включая спрос и предложение, производственные затраты и глобальные экономические условия. ABSTRACT This article discusses the various uses of selenium in industries, medicine, and the environment, and the challenges in obtaining high-purity selenium from copper smelting sludge due to the presence of impurities. The article also highlights the importance of semiconductor technology requiring high-purity selenium, and the technical requirements for high-purity selenium. The article further describes the roasting-selenide technology that has been implemented in various countries to increase the recovery of gold, silver, and rare chalcogens from copper electrolyte sludge. Finally, the article mentions the factors that affect the price of selenium, including supply and demand, production costs, and global economic conditions. Ключевые слова: медный шлам, теллур, медеэлектролитные шламы, шлак, экстракции, гидрофосфат, био- реакторы. Keywords: copper sludge, tellurium, copper electrolyte sludge, slag, extractions, hydrophosphate, bioreactors. ________________________________________________________________________________________________ Селен, химический элемент с широким спектром с другими металлами и соединениями, такими как применения в таких отраслях, как фотогальваника, свинец, цинк и железо, которые могут мешать извле- производство стекла, электроника и медицина, яв- чению и очистке селена. Получение селена высокой ляется ценным, но относительно редким металлом. чистоты из шлама медеплавильного производства Основным промышленным источником селена явля- является сложной задачей из-за наличия примесей, ются медные шламы, образующиеся при электроли- и этот процесс требует передовых технологий для тической очистке медных анодов. Медные шламы отделения селена от других металлов и соединений. содержат значительное количество селена, наряду В этой статье мы сосредоточимся на выделении __________________________ Библиографическое описание: Каршибоев Ш.Б., Мирзавалиев Д.Б. МЕТОДЫ ОЧИСТКИ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ СЕЛЕНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15338

№ 4 (109) апрель, 2023 г. кобальта из сплава твердых отходов и обсудим раз- Цена на селен может колебаться в зависимости от личные методы, используемые для достижения этого различных факторов, таких как спрос и предложение, отделения [1, 2]. себестоимость производства и глобальные экономи- ческие условия. В последние годы цена на селен была Селен — это химический элемент, который имеет относительно стабильной, с небольшими колеба- различные промышленные, медицинские и эколо- ниями. Однако в 2018 году цены на селен резко гические применения. Его уникальные свойства выросли из-за нехватки предложения, вызванной делают его полезным во многих областях, включая закрытием одного из крупнейших в мире производи- фотогальванические элементы, производство стекла, телей селена, Nantong Huayuan Selenium Chemical Co., электронную промышленность, питание животных в Китае [9, 10]. и человека, а также применение в медицине. Стоит отметить, что цены на селен могут суще- Основными промышленными источниками се- ственно различаться в зависимости от поставщика и лена служат шламы, образующиеся при электролити- заказываемого количества. Например, большее коли- ческой очистке анодов меди. Медные шламы содержат чество заказанного селена может привести к более 5-25 % Se в виде соединений с благородными метал- низкой цене за единицу из-за эффекта масштаба. лами. Общее производство селена оценивается в ~2500 т/год (по некоторым оценкам - до 3500 т/год) — Одной из основных проблем получения высоко- это маленький по мировым меркам рынок. Цифры чистого селена из шлама медеплавильного произ- не могут претендовать на высокую точность - из~80 водства является наличие примесей. медерафинировочных предприятий в мире только ~ 20 информируют о том, что получают Se либо собирают Медеэлектролитные шламы, получаемые в ре- шламы для его извлечения [3, 4]. зультате сложной пиро-и гидрометаллургической переработки медного сульфидного сырья, являются Для полупроводниковой техники требуется селен концентраторами редких и благородных металлов. особой степени чистоты. Согласно техническим Содержание в них основных компонентов: серебро – требованиям на селен высокой чистоты, содержа- 15-20 %, золото – 1-1,5, селен – 3-5, теллур – 1-2, ние алюминия, галлия, железа, индия, кобальта, свинец – 20, сурьма – 10. Технологические схемы мышьяка, натрия, серы и теллура должно быть не переработки медеэлектролитных шламов, приме- более 1 ∙ 10−4% каждого; содержание суммы всех няемые на различных заводах, весьма разнообразны, других примесей — не более 1 ∙ 10−5% [5]. но непременно завершаются плавкой на золото- серебряный сплав, поэтому задача предшествую- Особенно нежелательны в селене примеси мышь- щих операций – удаление тех компонентов, которые яка, ртути, висмута, меди, никеля, теллура и серы [6]. препятствуют проведению плавки: меди, никеля, селена и теллура. Прогрессивным шагом явилась Примеси многих металлов в виде селенидов даже обжигово-селенидная технология, разработанная в в малых концентрациях (0,01% ат.) вызывают ослаб- Горном институте на кафедре металлургии цветных ление выпрямляющего действия селеновых выпря- металлов (Россия). В настоящее время эта техноло- мителей. Например, медь и никель резко понижают гия внедрена в химико-металлургическом цехе коэффициент выпрямления. Наоборот, при добавле- АО «Уралэлектромедь» (УЭМ), на операциях произ- нии к селену галогенов (до 15%) и галлия улучшаются водства селена в шламовом цехе Норильского горно- характеристики выпрямителей. Чистый селен полу- металлургического комбината, а также на медных чают очисткой технического селена. Технический предприятиях Узбекистана и Болгарии (рис. 1). Тех- селен содержит 99-97,5% Se; 0,02% Fe; 0,008% Cu; нология обеспечила замкнутый цикл растворов и повышение извлечения золота, серебра и редких 0,005% Pb; 0,01% Hg; 0,1% Te; 0,01% As; 0,05% S [7]. халькогенов. Заключительная операция – плавка на Согласно отчету Геологической службы США золотосеребряный сплав – сохранилась. Получение технических сортов селена и теллура осуществляется за 2021 год, средняя цена металлического селена с по однотипным селенидным и теллуридным техноло- уровнем чистоты 99,5% составляла около 22,40 дол- гиям, существенно упростившим ранее применяе- ларов за килограмм, а средняя цена на селен высо- мое выделение этих халькогенов сернистым газом кой чистоты (99,99% и выше) составляла примерно из кислых растворов [11]. 77,70 долларов за килограмм. Это указывает на то, что сверхчистый селен примерно в 3,5 раза дороже, чем селен с чистотой 99,5% [8]. Рисунок 1. Принципиальная схема обжигово-селенидной технологии 40

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Шлам содержит множество других металлов и его отделение от других элементов, которые также соединений, таких как медь, свинец, цинк и железо, образуют подобные соединения. Это требует допол- которые могут мешать извлечению и очистке селена. нительных стадий очистки, которые могут увеличить Например, медь может образовывать нерастворимые стоимость и время, необходимое для процесса экс- соединения с селеном, что затрудняет разделение тракции. Помимо этих химических проблем, суще- двух металлов. Точно так же свинец может образовы- ствуют практические трудности с получением селена вать летучие соединения с селеном, которые могут высокой чистоты из шламов медеплавильного про- выделяться в процессе экстракции, снижая чистоту изводства. Например, в процессе экстракции образу- конечного продукта. Химический состав порошкового ется большое количество отходов, которые могут селена показан в таблице 1. Кроме того, химические содержать опасные или токсичные соединения. Ути- свойства селена затрудняют его отделение от других лизация этих отходов может быть сложной задачей металлов в шлаке. Селен имеет сходное химическое и может потребовать дополнительной обработки и поведение с серой и кислородом, что может усложнить разрешения регулирующих органов. Таблица 1. Химический состав порошкового селена № Se Fe Cu Pb Te Al As Hg S 1 99,36 0,0013 0,0008 0,0035 0,018 0,21 0,0016 0,0004 0,0015 2 99,25 0,0063 0,005 0,0018 0,038 0,27 0,0025 0,0003 0,0082 3 99,53 0,007 0,005 0,003 0,05 0,03 0,003 0,001 0,003 Низкая концентрация селена в шламе является Дальнейшие усилия по совершенствованию процессов еще одной серьезной проблемой. Количество селена экстракции и очистки будут иметь решающее значе- в шлаке производства меди обычно очень низкое, ние для реализации всего потенциала этого ценного часто менее 0,1%, что затрудняет и удорожает извле- ресурса. чение значительного количества селена. Это особенно верно для высокочистого селена, который требует Да, есть несколько вариантов решения проблем, более строгих и сложных методов экстракции и связанных с получением селена высокой чистоты очистки. из шлаков медного производства. Несмотря на эти проблемы, потенциальные эко- Одним из решений проблемы примесей является номические и экологические преимущества извлече- оптимизация процессов экстракции и очистки. Были ния селена из этого побочного продукта делают его изучены различные методы, такие как экстракция привлекательной целью для исследований и разрабо- растворителем, ионный обмен и электролиз, чтобы ток. Селен является важным элементом для различных свести к минимуму влияние других металлов, присут- отраслей промышленности, включая электронную ствующих в шлаке. Было обнаружено, что экстракция и фармацевтическую промышленность. Кроме того, растворителем органическим экстрагентом, таким как селен является важным компонентом в производстве бис (2-этилгексил) гидрофосфат, эффективна для из- фотоэлектрических элементов для производства влечения селена из шлака производства меди. Кроме солнечной энергии, которая становится все более того, было предложено использовать селективные популярным возобновляемым источником энергии. адсорбенты, такие как активированный уголь или ионообменные смолы, для удаления примесей из В последние годы было проведено несколько ис- экстракта. следований по совершенствованию методов извлече- ния и очистки селена из шлаков производства меди. Другим решением проблемы низкой концентра- Одно из таких исследований включает использова- ции селена в шлаке является повышение эффектив- ние расплавленной соли в качестве растворителя для ности извлечения в процессе экстракции. Перспек- извлечения селена из шлака. Метод экстракции тивным подходом к увеличению извлечения селена расплавленной соли показал многообещающие ре- является оптимизация условий химической реакции, зультаты в получении высокочистого селена из шлама включая pH, температуру и время реакции, для дости- производства меди. В другом исследовании изуча- жения большей эффективности экстракции. Кроме лось использование бактерий для извлечения селена того, использование специализированных экстра- из шлака, что показало потенциал для крупномас- гентов и адсорбентов может помочь улучшить извле- штабного коммерческого применения. чение селена из шлака. Таким образом, получение селена высокой чи- Что касается практических трудностей обращения стоты из шлаков производства меди является сложным с отходами, важно внедрить надлежащие процедуры процессом, требующим применения сложных мето- удаления и мониторинга отходов, образующихся в дов для преодоления различных химических и прак- процессе извлечения и очистки. Такие технологии, тических трудностей. Потенциальные экономические как отверждение и стабилизация, термическая обра- и экологические преимущества извлечения селена ботка и захоронение отходов, могут использоваться из этого побочного продукта делают его привлека- для управления отходами, образующимися в про- тельной целью для исследований и разработок. цессе. 41

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Кроме того, использование экологически чистых Непрерывные исследования и разработки, направ- технологий, таких как биореакторы и биоремедиация, ленные на улучшение процессов экстракции и может помочь снизить воздействие процесса экстрак- очистки, оптимизацию условий химических реакций, ции на окружающую среду. Биореакторы, содержащие использование специализированных экстрагентов микроорганизмы, такие как бактерии или грибы, мо- и адсорбентов и внедрение надлежащих методов гут использоваться для извлечения селена из шлака, обращения с отходами, могут помочь повысить эф- тем самым уменьшая образование отходов и потреб- фективность процесса экстракции и снизить его воз- ление опасных химических веществ [12]. действие на окружающую среду. Кроме того, изучение экологически чистых технологий, таких как био- Таким образом, существует несколько решений реакторы и биоремедиация, также может способ- проблем, связанных с получением высокочистого ствовать устойчивому производству высокочистого селена из шлаков медеплавильного производства. селена из шлаков производства меди. Список литературы: 1. Naumov A.V. A survey of the world market for selenium and tellurium (the economic of selenium and tellurium) // Russ. 2. J. Non-Ferr. Metals. 2006. Vol. 47, № 4. Р. 18—26. US Geological Survey Publications // http://minerals. usgs. gov. 3. Бодуэн А.Я. Комплексная технология получения благородных металлов из медеэлектролитных шламов: Автореф. дис. … к.т.н. / СПГГИ. СПб, 2002. 21 с. 4. Грейвер Т.Н. Селен и теллур / Т.Н.Грейвер, В.М.Косовер. М.: Металлургия, 1977. 296 с. 5. Сошникова А.А. Переработка медеэлектролитных шламов / А.А. Сошникова, М.М. Кунченко. М.: Металлургия, 1978, 197 с. 6. Каршибоев Ш.Б.У., Хасанов А.С., Мирзанова З.А., Муносибов Ш.М.У., & Мирзанарова Л.Э.К. (2022). ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИНДИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ. Universum: технические науки, (3-1 (96)), 60-64. 7. Аликулов Ш.Ш., Каршибоев Ш.Б.У., & Жалилов Г.Б.У. (2021). ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВЫ СОРБЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕРАБОТКИ УРАНОВЫХ РАСТВОРОВ. Universum: технические науки, (3-3 (84)), 15-18. 8. Жиянов А.Б., Буриев Ш.У., Ражаббоев И.М., & Каршибоев Ш.Б.У. (2020). Cпособы интенсификации подземного выщелачивания урана из трудноизвлекаемых руд месторождений Узбекистана. Вестник науки и образования, (15-1 (93)), 16-18. 9. Абдурахмонов С., Темур Ш., Мамарахимов С., & Каршибоев Ш. (2022). ЭКСПЕРЕМЕНТЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КОНВЕРТЕРНОЙ ПЫЛИ. Involta Scientific Journal, 1(5), 226-232. 10. Мирзанова З.А., Муносибов Ш.М. У., Рахимжонов З.Б. У., Каримова Ш.К., Ташалиев Ф.У., & Каршибоев Ш.Б. У. (2021). Технология переработки техногенных отходов содержащие цветные металлы. Universum: технические науки, (6-1 (87)), 59-65. 42

№ 4 (109) апрель, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15334 МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ N-HRF/HRE ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ПРОИЗВОЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛАХ Шарипов Конгратбай Авезимбетович д-р техн. наук, профессор, ректор, Ташкентский государственный экономический университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Ибрахимов Фаррухжон Фарходович соискатель (PhD), Туринский политехнический университет в Ташкенте Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] METHODIC OF BUILDING N-HRF/HRE CHARACTERISTICS FOR LOW-ALLOY ALUMINUM ALLOYS WITHIN ARBITRARY INTERVALS Kongratbay Sharipov Doctor of Technical Sciences, professor, rector, Tashkent state university of economics, Republic of Uzbekistan, Tashkent Farrukhjon Ibrakhimov Applicant (PhD), Turin Polytechnic University in Tashkent, Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Решение задачи детерминации математических функции, по крайней мере, аппроксимирующего характера, описывающих связь между твердостными характеристиками низколегированных алюминиевых сплавов и кон- центрацией в них легирующих компонентов позволит получить объективное представление об изменениях в физических характеристиках тех или иных сплавов, полагаясь на показания концентрации легирующих элементов в целом. Ранее, авторами описывалась методика определения аппроксимирующей функции, которая отображает взаимо- связь между содержанием в составе алюминиевого сплава магния и его твердостью по шкале Вебстера (HW), для частных интервалов. Настоящее исследование направлено на получение более точной и объективной характеристики, описывающей связь между концентрацией магния в составе низколегированного алюминиевого сплава, на примере образцов, изготовленных на базе сплава EN AW-6060 по ГОСТ 4784-2019 и их твердостью; при этом, значения, полученные в вебстерах, транспонированы на шкалу Роквелла (HRF/HRE), что делает результаты настоящего исследования более универсальными и доступными к практическому применению. ABSTRACT Solving the problem of mathematical functions, at least of an approximating nature, describing the relationship between the hardness characteristics of low-alloy aluminum alloys and the concentration of alloying components in them allow to get an objective image of changes in the physical characteristics of certain alloys, relying on the indications of the concentration of alloying elements in general. Earlier, the authors described a method for determining the approximating function, which displays the relationship between the content of magnesium in the aluminum alloy and its hardness on the Webster scale (HW), for certain intervals. The present study is aimed at obtaining a more accurate and objective characteristic describing the relationship between the concentration of magnesium in the composition of a low-alloy aluminum alloy, using the example of samples made on the basis of the EN AW-6060 alloy according to GOST 4784-2019 and their hardness; at the same time, the values obtained in websters are transposed to the Rockwell scale (HRF/HRE), what makes the results of this study more universal and accessible for a practical application. __________________________ Библиографическое описание: Шарипов К.А., Ибрахимов Ф.Ф. МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ N-HRF/HRE ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ В ПРОИЗВОЛЬНЫХ ИНТЕРВАЛАХ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15334

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Ключевые слова: алюминий, сплав, низколегированный сплав, EN AW-6060, твердость, концентрация, магний, характеристика, вебстер, шкала Роквелла, аппроксимация, исследование, график. Keywords: aluminum, alloy, low alloy, EN AW-6060, hardness, concentration, magnesium, characteristic, webster, Rockwell scale, approximation, study, graph. ________________________________________________________________________________________________ Введение Вебстера. Характеристики HW–HRF и HRF–HRE, предоставленные производителем твердомера. Как правило, твердость сплава является одним из основных качественных показателей оного. На ос- Постановка задачи исследования новании данного критерия, в частности, формируются соответствующие выводы о прочности и надежности Задача исследования заключалась в получении n- выполненных из него изделий и конструкций [3, с. 36- HRF/HRE характеристики для низколегированного алюминиевого сплава EN AW-6060 по ГОСТ 4784- 37]. 2019, а также в разработке универсальной методики Расширение области применения низколегирован- для получения кривых n-HRF/HRE, полагаясь на из- вестные методы математического аппроксимирова- ных алюминиевых сплавов в современных производ- ния. ственных отраслях объясняется их относительно высокой прочностью, высокими термическими пока- Методика исследования зателями, надежностью и обрабатываемостью при от- носительно низкой плотности, и как следствие – В рамках исследования рассматривалось два (2) удельном весе, а также низкой стоимостью, в сравне- параметра объектов исследования – концентрация маг- нии с другими металлами, с идентичными качествен- ния в составе сплава (в процентах) и твердость сплава ными показателями и свойствами. в Вебстерах (HW). Кроме того, исследовалась характе- ристика HW–HRE, предоставляемая производителем Изделия из низколегированных алюминиевых твердомера Вебстера [5, pp 6-7]. Очевидно, что при сплавов пользуются довольно высоким спросом. Это наличии характеристики HRF–HRE, существует прак- подразумевает необходимость в стандартизации и тическая возможность построения и HRF/HRE-HW ха- унификации качественных стандартов, а также систем рактеристик. и мер их критерийной оценки. При спектрометрическом анализе образцов ис- Одной из наиболее распространенных шкал изме- пользовался спектрометр FM x-LINE (Германия), от- рения твердости низколегированных алюминиевых калиброванный в соответствии с описанной автором сплавов является шкала Вебстера. Обусловлено это раннее методикой. [4, сс. 45-47; 1, с. 5]. Каждый обра- тем, что при измерении данного параметра использу- зец подвергался трёхкратному прожигу на спектро- ется одноименный прибор – твердомер Вебстера, метре, и в качестве фактического значения шкала которого рассчитана на типичный диапазон зна- принималась усредненная индицируемая концентра- чений твердости для широкого спектра алюминиевых ция магния в составе сплава рассматриваемого об- сплавов (0-15). Данный твердомер имеет ряд преиму- разца. Полученные значения концентраций были ществ, к которым относятся высокая точность, преци- сгруппированы в соответствующую выборку. зионность, а также способность к измерению твердости сплавов с повышенной аморфностью. Тем Твердость каждого образца измерялась твердоме- не менее, современные тенденции в рамках алюмини- ром Вебстера, в трех равно удаленных друг от друга евого производства свелись к тому, что целесообразно точках на образце (пластине), по всей его продольной использование более унифицированных и стандарти- оси. В качестве фактического значения твердости рас- зированных систем измерения, шкала Вебстера к кото- сматриваемого образца принималось среднее значение рым относится весьма посредственно, ввиду её крайне твердости для соответствующих точек. узкого профиля применения. На таблице 1 представлены усредненные измерен- Объекты исследования ные значения nMg и HW, а также значения HRE и HRF, характерно соответствующие определенному значе- Образцы сплава алюминия EN AW-6060 по ГОСТ нию HW. 4784-2019, пронумерованные, в форме экструдирован- ных пластин, размером 70х150 мм. Твердомер Таблица 1. Средние значения nMg и HW для рассматриваемых образцов № обр. nMg, % HW, W HRE HRF 1 0,40 8,5 60 60 2 0,50 10,7 70 69 3 0,60 12,2 76 75 4 0,65 12,8 78 77 5 0,70 13,2 81 80 6 0,80 13,5 82 81 44

№ 4 (109) апрель, 2023 г. В целях наглядной градации данных, выборка отмечены на характеристике HRE-HW, предостав- была перестроена в вариационный ряд [2, с. 13]. Это ленной производителем прибора (Рис. 1., б). Таким позволило расположить соответствующие точки на образом, была построена зависимость HRE-HW для графике n-HW (Рис. 1., а) в последовательном порядке рассматриваемого интервала. Наконец, полученные значений. точки были транспонированы на график n-HRF/HRE (Рис.1., в). После отображения соответствующих точек на графике n–HW, значения твердости (HW) были Рисунок 1. Полученные характеристики n–HW (а), HRE-HW (б) и n-HRF/HRE (в) Как правило, шкалы HRF/HRE (по Роквеллу) Примечательно то, что при необходимости, исследова- практически идентичны. Различием оных является тель может также получить и n-HRF характеристику, материал, из которого изготовлен рабочий элемент по методике идентичной предлагаемой, хотя и с не- твердомера – индентор: в твердомерах, работающих большой погрешностью. по шкале HRE, используется стальной сферический индентор диаметром d=1/3`` (Ø3,175), а в твердо- Обращая внимание на расположение точек зави- мерах, работающих по шкале по HRF – стальной симости n-HRE (впрочем, как и n-HRF) (Рис.1., в), сферический индентор d=1/16`` (Ø 1,588). Отсюда и можно отчетливо рассмотреть их расположение вдоль следует незначительное различие в показаниях при- некоторой логарифмической полиномиальной боров, работающих по отдельной шкале (таблица 1). ������(������) = ������ ∙ ln(������) + ������ (1) Приступая к анализу полученной характери- стики n-HRF/HRE, и построению аппроксимирующей Определение класса функции основано на выво- зависимости, было принято решение рассматривать дах о том, что в рассматриваемом случае, в иници- зависимость n-HRE, т.к. характеристика, предо- альных интервалах аргумента значения функции ставленная производителем твердомера Вебстера возрастают, а к определенному – стабилизируются HW-HRE рассчитана именно на данную шкалу. (прим. авторов). 45

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Отсюда следует закономерный вывод о подборе При решении системы (3) использовались инстру- подходящей аппроксимирующей функции – лога- менты пакета ПО MS EXCEL 2019. С помощью фор- рифмической аппроксимации. Составим систему мулировки ИНДЕКС(ЛИНЕЙН()) были определены уравнений: параметры a и b - коэффициенты тренда для рассмат- риваемой задачи: a=56,684 и b=40,017 соответственно. {∑������������=1 Δ������(������������������������������+������) (������������ − (������������������������������ + ������)) = 0; (2) ∑������������=1 (������������ − (������������������������������ + ������)) = 0; Подставив полученные значения для парамет- Δ������ ров a и b в уравнение (1), а также значения для nMg, Δ������(������������������������������+������) получим ряд значений для аппроксимирующей функции (Таблица 2): Δ������ откуда получим {∑∑������������=������������=1 1������(���������(������������������−��� −(���(������������������������������������������������������+��� +���������)���)))==00; ; (3) где a и b – параметры логарифмической аппрок- симации. Таблица 2. Расчетные значения аппроксимирующей функции для рассматриваемой выборки значений № Данные Аппроксимирующая кривая y nMg, % HRE 61,591 1 0,4 60 68,893 74,859 2 0,5 70 77,479 79,904 3 0,6 76 84,274 4 0,65 78 5 0,7 81 6 0,8 82 Построим аппроксимирующую кривую (Рис.2): 90 85 78 82 80 81 HRE 75 70 76 65 70 60 60 yаппр = 56,684x + 40,017 55 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 nMg, % Рисунок 2. Аппроксимирующая кривая nMg – HRE С помощью предлагаемым ПО функционалом Таким же методом, возможно получение аппрок- отображения уравнения, получим уравнение лога- симирующей функции и для связки n-HRF. Авторы рифмической аппроксимации: оставляют решение этой задачи на усмотрение чита- теля. ������ = 56,684������ + 40,017 (4) 46

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Заключение Высокая сходимость фактических значений по полученной аппроксимирующей функции (4) Для произвольного интервала измеренных допускает её использование при анализе и оценке значений концентрации магния в составе низколе- изменения твердостных характеристик низколеги- гированного алюминиевого сплава EN AW-6060, рованного алюминиевого сплава при изменении была получена аппроксимирующая характеристика, концентрации магния в оном. отображающая тенденцию изменения твердости сплава по шкале HRE. Результаты проведенного исследования и приве- денных расчетов рекомендуются к изучению инженер- Представлены полученные HRF/HRE-HW и n- лаборантами, а также инженерно-техническому HRF/HRE характеристики. Построена аппроксими- персоналу литейных цехов предприятий по производ- рующая характеристика для связки n-HRE. ству алюминиевой продукции из низколегированных сплавов алюминия. Обоснован подбор рассмотренной в статье логарифмической аппроксимирующей функции, как наиболее подходящей для исследуемой выборки значений nMg и HW. Список литературы: 1. Палеева С.Я. и др. Поверка и калибровка средств измерений / С.Я. Палеева. и др. — Екатеринбург : ГОУ ВПО УГТУ−УПИ, 2009. — 50 c. 2. Савастенко Н.А. Математическая статистика. Курс лекций / Н.А. Савастенко. — УДК 519.2 (476) (075.8) ББК 22.172. — Минск: МГЭУ им. А.Д. Сахарова, 2015. — 72 c. — Текст: непосредственный. 3. Шарипов К.А. Методика определения аппроксимированных значений твердости алюминиевого сплава EN AW-6063 по показателю содержания магния / К.А. Шарипов, Ф.Ф. Ибрахимов. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2023. — № 4 (451). — С. 36-42. — URL: https://moluch.ru/archive/451/99478/ (дата обращения: 10.04.2023). 4. Шарипов К.А., Ибрахимов Ф.Ф. ОСОБЕННОСТИ КАЛИБРОВКИ, ТЕХНИЧЕСКОЙ ДИАГНОСТИКИ И ПОВЕРКИ СОВРЕМЕННЫХ ОПТИКО-ЭМИССИОННЫХ АНАЛИЗАТОРОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ СОСТАВА ДЕФОРМИРУЕМЫХ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ AlMgSi // Universum: технические науки: электрон. научн. журн. 2023. 2(107). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14969 (дата обращения: 09.04.2023). 5. Region Suppliers PTE LTD – интернет - ресурс (файл) https://www.regionsg.com.sg/uploads/20200522144546477.pdf (дата обращения: 12.04.2023). 47

№ 4 (109) апрель, 2023 г. РАДИОТЕХНИКА И СВЯЗЬ DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15336 МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ОШИБОК, КОТОРЫЕ НЕ ОБНАРУЖИВАЮТСЯ С ПОМОЩЬЮ СИГНАТУРНОГО АНАЛИЗАТОРА ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ Балтаев Жушцин Болтабаевич PhD, доцент, Ташкентский Финансовый Институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Джуруев Рустам Хусанович доцент, Ташкентский университет информационных технологий имени Мухаммада ал-Хоразмий, Республика Узбекистан, г. Ташкент Арзикулов Суннатилла Донярович ст. преподаватель, Ташкентский Финансовый Институт, Республика Узбекистан, Ташкент E-mail: [email protected] MODELS AND METHODS FOR DETECTING ERRORS THAT ARE NOT DETECTED USING A SIGNATURE ANALYZER FOR MICROPROCESSOR DEVICES Joshqin Baltaev PhD, Tashkent Institute of Finance, Republic of Uzbekistan, Tashkent Rustam Djurayev Docent, Tashkent University of Information Technologies, Republic of Uzbekistan, Tashkent Sunnatulla Arzikulov PhD, Tashkent Institute of Finance, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются задачи, связанные с управлением и диагностикой микропроцессорных устройств в системах передачи данных. Рассмотрены этапы жизненного цикла технических средств систем передачи дан- ных и пути повышения их характеристик надежности. Рассмотрен анализ современных микропроцессорных устройств систем передачи данных как объекта контроля и диагностики, необходимого для выбора характери- стик методов сигнатурного анализа. Рассмотрены методы вычисления и определения сигнатур для сигнатурного анализа при диагностике микропроцессорных устройств. Показано, что основным документом сигнатурного анализа является словарь эталонных подписей. Разработаны алгоритмы и программы моделирования одноканального и многоканального методов сигнатур для автоматизации определения эталонных сигнатур для микропроцессорных устройств с несколькими выходами. __________________________ Библиографическое описание: Балтаев Ж.Б., Джуруев Р.Х., Арзикулов С.Д. МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ ОШИБОК, КОТОРЫЕ НЕ ОБНАРУЖИВАЮТСЯ С ПОМОЩЬЮ СИГНАТУРНОГО АНАЛИЗАТОРА ДЛЯ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15336

№ 4 (109) апрель, 2023 г. ABSTRACT The article deals with the tasks associated with the control and diagnostics of microprocessor devices in data trans- mission systems. The stages of the life cycle of technical means of data transmission systems and the ways of increasing their reliability characteristics are covered. The analysis of modern microprocessor devices of data transmission systems as an object of control and diagnostics necessary for the selection of characteristics of methods of signature analysis is considered. Methods for calculating and determining signatures for signature analysis in diagnostics of microprocessor devices are considered. It is shown that the main document of signature analysis is the dictionary of reference signatures. The algorithms and programs for modeling one and multichannel signature method have been developed to automate the determination of reference signatures for multi-output microprocessor devices. Ключевые слова: системы передачи данных, сигнатурный анализатор, микропроцессорных устройств. Keywords: data transmission systems, signature analyzer, microprocessor devices. ________________________________________________________________________________________________ Введение технических средств за счет улучшения показателей ремонтопригодности посредством контроля и тех- Непрерывный рост сложности цифровых схем нической диагностики [8,9]. Проблема технической диагностики цифровых схем возникает на различных современных технических средств систем передачи этапах их производства и эксплуатации и включает в себя взаимосвязанные задачи. Первый заключается данных (СПД) предопределяет повышенные требо- в определении состояния исследуемой цифровой схемы. Основным состоянием цифровых схем явля- вания к их надежности. Современные СПД - это ется исправность, это техническое состояние цифро- вой схемы, при котором она соответствует всем сложные географически распределенные технические требованиям, установленным технической документа- цией. В противном случае цифровая схема находится комплексы, которые выполняют важные задачи по в одном из неисправных состояний. Если установлено, что цифровая схема неисправна, то решается вторая своевременной и качественной передаче данных [1,4]. задача: проводится поиск неисправности цифровой схемы, целью которого является определение места Одним из важных требований к СПД является и типа неисправности. требование обеспечения их надежности, а это значит, Все существующие методы технической диагно- стики цифровых схем можно разделить на классиче- что они должны обеспечивать длительную эксплуа- ские тестовые и компактные. Классические методы тестовой диагностики основаны на методах генерации тацию при сохранении всех заданных характеристик тестовых последовательностей. Их использование на этапе проектирования и изготовления цифровых в заданных пределах. Сложность решения этой схем позволяет определить правильность их функ- ционирования и провести процедуру устранения проблемы заключается в том, что непрерывное уве- неполадок, что в конечном итоге улучшает основные личение сложности современных СПД вызывает параметры надежности (коэффициент доступности, вероятность безотказной работы и надежность функ- значительные трудности в достоверной оценке их ционирования). технического состояния в условиях эксплуатации. Классические методы тестирования для диагно- стики цифровых схем основаны на формировании Основным критерием надежности восстанов- тестовых последовательностей, позволяющих обна- ружить заданный набор их неисправностей. В этом ленной СПД является доступность ������������ = ������������ , ко- случае для процедуры тестирования, как правило, сохраняются как сами тестовые последовательности, ������������+������������ так и эталонные реакции цифровых схем на их воз- торый характеризует вероятность того, что система действия. В процессе самой процедуры тестирова- ния, на основе результатов сравнения реальных будет находиться в хорошем состоянии в произвольно выходных характеристик с эталонными, принима- выбранный момент времени, когда Т н - среднее ются решения о состоянии тестируемой цифровой схемы. Если полученные отклики цифровой схемы время между отказами; соответствуют эталонной схеме, считается, что она исправна, в противном случае схема содержит неис- Т В - среднее время восстановления. правность и находится в неисправном состоянии. Составляющими коэффициента доступности Классические методы тестирования требуют зна- являются среднее время между отказами Т н , чительного количества времени как для формирования характеризующие надежность системы и среднее время восстановления Т В , который характеризует ремонтопригодность [2-8]. Следует особо отметить, что односторонняя ориентация в конструкции СПД только на достижение высокой надежности за счет ремонтопригодности может не привести к увеличению коэффициента доступности Kg, поскольку сложность обнаруже- ния и нахождения места неисправности в условиях эксплуатации СПД приводит к увеличению среднего значения коэффициента доступности Kg. время восстановления. В условиях эксплуатации СПД наиболее важной из двух составляющих коэффициента доступности является среднее время восстановления, которое опре- деляется в первую очередь временем обнаружения (мониторинг) и временем нахождения места отказа (диагностика). Поэтому одним из основных направ- лений повышения надежности является улучшение технико-эксплуатационных характеристик СПД и ее 49

№ 4 (109) апрель, 2023 г. тестовых последовательностей, так и для самой про- вы можете использовать приблизительный метод цедуры тестирования. Кроме того, большие объ- емы тестовой информации и эталонных выходных расчета. Из теории кодирования известно, что 2 n для данных требуют сложного испытательного оборудо- вания. Следовательно, затраты и время, необходимые передачи информации используются кодовые ком- для реализации классического подхода, растут быст- рее, чем сложность цифровых схем, для которых он бинации 2 n / 2 r  2 nr кодовые комбинации (n - используется. Основным недостатком распростра- длина кодовой комбинации, r - количество конт- ненных алгоритмов формирования тестовых после- рольных битов). довательностей является то, что в результате их применения воспроизводятся последовательности Соответственно, для линейных и циклических очень большой длины. На выходах тестируемой кодов с n>>r можно рассчитать количество необна- цифровой схемы формируются ее реакции, которые руженных ошибок по формуле: имеют одинаковую продолжительность, следова- тельно, возникают проблемы при их запоминании и Вi  C i (2) хранении. Поэтому предлагаются новые решения, n n позволяющие значительно упростить как процедуру построения тестовых последовательностей, так и 2r само тестирование. Самым простым решением для значительного сокращения объема сохраняемой ин- Соответственно, надежность CA может быть рас- формации о эталонных выходных ответах является считана в зависимости от частоты ошибок и длины использование компактных методов тестирования, входной последовательности по формуле: основанных на сигнатурном анализаторе. Поэтому одним из внешних средств диагностики микропро- Di  1  Pноi 1 C i (3) цессорных систем является сигнатурный анализатор n (СА), важным параметром которого является его надежность. Создание методов расчета надежности 2r2n сигнатурного анализатора связано с необходимостью оценки вероятности не обнаруживаемых ошибок раз- В соответствии с приведенным выше выражением личной кратности. была рассчитана вероятность того, что ошибка не бу- Оценка надежности контроля дет обнаружена Р но для многочленов степени r = 8, методом сигнатурного анализа 12, 16 цифры и длины анализируемых последова- Одним из главных критериев, определяющих широкое использование СА, является его высокая тельностей (“окна измерения”) n , равные 20, 40, надежность. 60,80,100 бит в зависимости от кратности ошибки i . Надежность сигнатурного анализа рассчитывается по формуле: Из приведенных цифр 2.1 ÷ 2.5 видно, что для повы- шения надежности сигнатурного анализа необходимо D  1  Pно 1 1 (1) 2r увеличить степень порождающего полинома r , что и является общей оценкой надежности, то есть приводит к увеличению разрядности сигнатур. в ней учитывается вся множественность ошибок. Как следует из графиков, приведенных на этих ри- Важной характеристикой CA является оценка надеж- ности сигнатурного анализа при определенной крат- сунках, зависимость Р но на кратности погрешность ности ошибок в двоичной последовательности. для разных r графически изображена не в виде прямой Определение надежности, зависящей от мно- линии, а в виде выпуклой восходящей кривой. Вер- жественности ошибок, точными методами очень за- труднительно при больших длинах (n>>r) входной шина выпуклого графа Рно  f (t) , его пиковая последовательности. Чтобы упростить расчеты, точка соответствует максимальному значению Р но для частоты ошибок, равной половине длины после- довательности. Последний делит кривую на две нерав- ные части, восходящую (левую) и нисходящую (правую) ветви. На левой ветке Р но растет, и на пра- вой ветке Р но уменьшается [10-14]. Следует отметить, что в рассматриваемых слу- чаях надежность оценивается без учета формы по- рождающего полинома Р( х) , который определяет векторы не обнаруживаемых комбинаций ошибок [17-19]. 50

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Рисунок 1. Графики зависимости вероятности не обнаружения ошибок от кратности ошибок при окне измерения N = 20 для образующих многочленов степени R = 8,12,16 Рисунок 2. Графики зависимости вероятности не обнаружения ошибок от кратности ошибок при окне измерения N = 40 для образующих многочленов степени R = 8,12,16 Рисунок 3. Графики зависимости вероятности не обнаружения ошибок от кратности ошибок при окне измерения N = 100 для образующих многочленов степени R = 8,12,16 Имитационная модель для выявления необнару- получить точную количественную оценку надеж- женных ошибок. ности сигнатурного анализатора в зависимости от степени и типа порождающего полинома для Недостатком приведенных выше аналитических ошибок различной кратности в заданной двоичной выражений для оценки надежности метода сигна- последовательности. турного анализа является то, что они не позволяют 51

№ 4 (109) апрель, 2023 г. В связи с этим необходимо разработать имита- имитационной модели ошибки накладываются на ционную модель для определения не обнаруживаемых входные последовательности. ошибок различной кратности в двоичной последова- тельности с использованием сигнатурного анализа- 2. Результирующая ошибочная тестовая последо- тора. вательность анализируется с помощью сигнатурного анализа. Для того чтобы получить количественную оценку надежности компактных методов тестирования, 3. На основе анализа полученных результатов включая CA, необходимо выполнить следующее: имитационного моделирования проведена оценка надежности метода сигнатурного анализа. 1. Разработать алгоритмы и составить программы на ПК для моделирования метода сигнатурного ана- Программа для моделирования валидности ме- лиза двоичной последовательности. тода сигнатурного анализа Diagnostic With Signature предназначена для моделирования процесса сигнатур- 2. Оценить надежность метода сигнатурного ного анализа и нахождения всех векторов не обнару- анализа ошибок различной кратности и длины дво- живаемых ошибок. Программа оценивает способность ичных последовательностей. метода сигнатурного анализа к обнаружению. Про- грамма работает в операционных системах семейства Алгоритм диагностирования рассмотренных ме- тодов основан на следующем: Microsoft Windowso [15,16]. Программа не требует установки и запускается пу- 1. Для метода анализа сигнатур выбирается “не- искаженная” выходная тестовая последовательность. тем запуска приложения Diagnostic With Signature.exe. Для сравнительного анализа выбираются одни и те же При запуске появляется окно программы (рис. 4). выходные тестовые последовательности. С помощью Рисунок 4. Окно программы Diagnostic With Signature Окно программы содержит параметры метода Последовательность работы с программой: анализа сигнатур и входные данные в верхней части.  запустите приложение Diagnostic With Signa- Эти параметры используются при моделировании ошибок. Параметры тестирования и входные данные: ture.exe;  введите или измените необходимые параметры  исследуемая входная (тестовая) последова- тельность (до 50 бит); теста;  нажмите кнопку \"Начать диагностику\".  тип и степень порождающего многочлена; В конце процесса моделирования будут опреде-  регистрируйте параметры с обратной связью. Нижняя часть содержит два раздела: \"Журнал\" и лены и отображены все последовательности с необ- \"Результат диагностики\". В разделе журнала отобра- наруженными ошибками для данной входной жается текущее состояние выполнения программы, последовательности, в которых выходная сигнатура а также общее время вычисления подписей. В разделе остается неизменной. Программа также отобразит \"Результат диагностики\" отображается результат кратность необнаруженных ошибок, то есть сколько выполнения программы, то есть вывод всех последо- битов во входной комбинации было не обнаружено вательностей ошибок, при вводе сигнатура остается (рис. 5). эталонной. 52

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Рисунок 5. Результат работы программы Программный алгоритм обнаружения не обнару- 11. Сравните эту ошибочную последователь- живаемых ошибок методом сигнатурного анализа ность с эталонной и вычислите кратность этой ошибки. включает в себя: 12. Запишите кратность ошибки в таблицу. 1. Запуск приложения Diagnostic With Signature. 13. Окончание программы. 2. Запишите исходные данные: входная комбина- ция P (X) - 20 бит. Анализ результатов моделирования 3. Выбор характеристик прямого и обратного образующих полиномов обратной связи: Оценка эффективности метода сигнатурного P(Х)=Х16+Х12+Х9+Х7+1/P'(Х)=Х16+Х9+Х7+Х4+1. анализа основана на распределении вероятностей Вычисление эталонной сигнатуры для заданной необнаруженных ошибок заданной кратности. Р к н= входной тестовой последовательности F(Х). Р к В. Р к нВ. 4. Вычисление эталонных сигнатур для данной тестовой комбинации P(Х)/ P'(Х). Ркн - вероятность не обнаружения ошибочных по- 5. Вывод ссылочной подписи в разделе \"Журнал\". следовательностей, содержащих ошибки кратности K. 6. Отображение количества всех возможных ком- бинаций последовательностей в разделе \"Журнал\". Р к В - вероятность возникновения ошибки крат- 7. Вычисление сигнатур для всех возможных ности K. ошибочных комбинаций из 20 битов – P(Y)= P(Х+E). 8. Отображение времени вычисления всех сигна- Вероятность Рк В определяется как отношение тур для ошибочных последовательностей в разделе числа K-кратных ошибок, фактически возможных для \"Журнал\". данной схемы в ее выходном отклике, к общему числу 9. Обнаружение идентичных сигнатур ошибоч- ошибок различной кратности. ной последовательности с эталонной. 10. Если таковые будут найдены, запишите их Р к нВ – вероятность не обнаружения ошибки в таблицу. кратности K. Вероятность РкнВ определяется как отношение числа последовательностей, не обнаруживаемых конкретным методом сигнатурного анализа, кото- рые содержат ошибки кратности K, к общему числу возможных последовательностей с ошибками крат- ности K. Таблица 1. Приведены результаты моделирования метода сигнатурного анализа в программе диагностики с сигнатурой для полинома P(Х) =Х16+Х12+Х9+Х7+1 № Подпоследовательность Сигнатура Множественность ошибок 1 00001101100010000000 H953 (1100101010011011) 14 2 00011101101000010001 H953 (1100101010011011) 13 …… … 15 11101100001101101110 … 5 H953 (1100101010011011) 53

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Теперь давайте выведем таблицу для обратного характеристического многочлена: P'(Х)=Х16+Х9+Х7+Х4+1 Таблица 2. Результаты оценки надежности метода сигнатурного анализа, основанного на моделировании для обратного полинома P'(Х) № Подпоследовательность Сигнатура Множественность ошибок 1 00000010100001110000 2А99 (1001100101010100) 14 2 00010011101011110001 2А99 (1001100101010100) 13 … ….. … 15 11101101001101111110 ….. 5 2А99 (1001100101010100) n Pош(к) Результаты Таблица 3. 5 15504/1048575 8 125970/1048575 Pн(к) Pно(к)= Pош(к)x Pн(к) 10 184756/1048575 4/15504 4/1048575 11 167960/1048575 3/125970 3/1048575 13 77520/1048575 3/184756 3/1048575 14 38760/1048575 2/167960 2/1048575 Σ 610470/1048575 2/77520 2/1048575 1/38760 1/1048575 15/1048575 Рисунок 6. График зависимости вероятности не обнаружения ошибок от их кратности, n - кратность ошибок, Pно – вероятность ошибки Таблица 4. Для многочлена: CRC-16-IBM x16 + x15 + x2 +1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 UP77 (1110111001111111) № Подпоследовательность Сигнатура Множественность ошибок 1 00001100000111101011 UP77(1110111001111111) 6 2 00011000000111101000 UP77(1110111001111111) 8 … …… …… … 15 11101000000111111100 UP77(1110111001111111) 4 54

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Таблица 5. For the inverse polynomial: x16 + x14 + x + 1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 816A (0101011010000001) № Подпоследовательность Сигнатура Множественность ошибок 1 00001100000111011101 816A (0101011010000001) 6 2 00010100000111011000 816A (0101011010000001) 8 …. . … 15 11100100000111111010 816A (0101011010000001) 4 n Pош(к) Результаты Таблица 6. 4 4845/1048575 6 38760/1048575 Pн(к) Pно(к)= Pош(к)x Pн(к) 8 125970/1048575 4/4845 4/1048575 Σ 169575/1048575 8/38760 8/1048575 3/125970 3/1048575 15/1048575 Рисунок 7. График зависимости вероятности не обнаружения ошибок от их кратности, n - кратность ошибок, Pно – вероятность ошибки Таблица 7. Для многочлена: CRC-16-T10-DIF x16 + x15 + x11 + x9 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 Сигнатура CC84 (0010000111011101) № Подпоследовательность Множественность ошибок 1 00001100011101000100 CC84 (0010000111011101) 12 2 00010001110011100111 CC84 (0010000111011101) 11 … …. …. … 15 11100001101001011100 CC84 (0010000111011101) 11 Таблица 8. Для обратного многочлена: x16 + x15 + x14 + x12 + x11 + x9 + x8 + x7 + x5 + x + 1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 Сигнатура U6C5 (1010110101101111) № Подпоследовательность Множественность ошибок 1 00001000101100101001 U6C5 (1010110101101111) 12 2 00010000000010011110 U6C5 (1010110101101111) 11 … .. ….. … 15 11100100101001001000 U6C5 (1010110101101111) 11 55

№ 4 (109) Результаты апрель, 2023 г. n Pош(к) Pн(к) Таблица 9. 7 77520/1048575 2/77520 9 167960/1048575 1/167960 Pно(к)= Pош(к)x Pн(к) 10 184756/1048575 3/184756 2/1048575 11 167960/1048575 4/167960 1/1048575 12 125970/1048575 3/125970 3/1048575 13 77520/1048575 1/77520 4/1048575 14 38760/1048575 1/38760 3/1048575 Σ 840446/1048575 1/1048575 1/1048575 15/1048575 Рисунок 8. График зависимости частоты ошибок от их вероятности не обнаружения, n - частота ошибок, Pно – вероятность ошибки Таблица 10. Для многочлена: CRC-16-DNP x16 + x13 + x12 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x2 + 1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 Сигнатура C571 (1000111010101101) № Подпоследовательность Множественность ошибок 1 00001001111111010011 C571 (1000111010101101) 12 2 00011101001010101010 C571 (1000111010101101) 10 … …. …… …. 15 11101000110010000110 C571 (1000111010101101) 10 Таблица 11. Для обратного многочлена: x16 + x14 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x4 + x3 + 1 Последовательность ввода Сигнатура (ссылка) 11111100000111111111 CP22 (0100010001111101) № Подпоследовательность Сигнатура Множественность ошибок 1 00001010010110001001 CP22 (0100010001111101) 12 2 00011001100011101100 CP22 (0100010001111101) 10 …. .. …. 15 11101111110010011010 CP22 (0100010001111101) 10 56

№ 4 (109) Результаты апрель, 2023 г. n Pош(к) Pн(к) Таблица 12. 10 184756/1048575 10/184756 12 125970/1048575 5/125970 Pно(к)= Pош(к)x Pн(к) Σ 310726/1048575 10/1048575 5/1048575 15/1048575 Рисунок 9. График зависимости вероятности не обнаружения ошибок от их кратности, n - кратность ошибок, Pно – вероятность ошибки Как видно из таблицы, для обратного многочлена зависит от машины и, соответственно, становится кратность ошибки и количество ошибок остаются еще меньше на машинах с более высокой произво- неизменными. дительностью. Для этой входной последовательности мы нашли Давайте построим график зависимости количества все возможные векторы не обнаруживаемых ошибок ошибок от их кратности для заданной 20-битной путем моделирования. Время, затраченное на вычис- входной последовательности. ление всех возможных ошибочных входных последо- вательностей, составило 15 секунд. Это время расчета Рисунок 10. График зависимости количества ошибок от их кратности Из этого графика видно, что наибольшее количе- Теперь давайте оценим надежность сигнатурного ство ошибок для последовательности длиной 20 бит анализа, разделив количество не обнаруживаемых и характеристического полинома 1+Х7+Х9+Х12+Х16 ошибок на общее количество ошибок, равное 2k-1. составляют 5 раз. Давайте выведем количество всех возможных ошибок в виде таблицы для всех кратностей. Таблица 13. Количество всех возможных ошибок для всех кратностей Комбинация возможных ошибок Количество Комбинация возможных ошибок Количество 20 167960 190 125970 … … 167960 20 184756 1 57

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Общее количество ошибок для 20-битной после- Результат моделирования показал, что, на самом довательности равно: деле, этот метод даже более эффективен, чем в тео- рии, поскольку практическая оценка дала показания 220-1=1048576-1=1048575 3 меньше, чем его теоретическая оценка. Количество всех необнаруженных ошибок Теперь, используя нашу имитационную модель, равно 15 (таблица 3.1). Следовательно, мы имеем: мы построим таблицу и график зависимости количе- ства не обнаруживаемых ошибок от длины входной =0.0000143051, последовательности. что даже меньше, чем вероятность необнару- женных ошибок (3.4): PE=1/216=0,00001526 Таблица 14. Зависимости количества не обнаруживаемых ошибок от длины входной последовательности № Длина входной последовательности (биты) Количество необнаруженных ошибок 1 16 0 2 17 1 3 18 3 .. … … 15 30 16 31 16383 17 32 32765 65535 КОЛИЧЕСТВО ОШИБОК 70000 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Рисунок 11. График зависимости количества ошибок от длины входной последовательности Из таблицы 14 и рис. 11 видно, что количество методология применения анализа сигнатур предпо- ошибок экспоненциально зависит от длины входной лагает работу и определение эталонных сигнатур для последовательности. Из полученных результатов известного хорошего микропроцессорного устрой- мы можем вывести следующую закономерность: ко- ства, поэтому был проведен анализ существующих личество необнаруживаемых ошибок Nнеоб, при ис- математических методов вычисления и определения пользовании 16-разрядного регистра (l = 16) с эталонных сигнатур. Для автоматизации определения обратной связью, равной: Nнеоб=2L-l-1 где L - длина эталонных сигнатур были разработаны алгоритмы входной тестовой последовательности. и программы для моделирования одноканального и многоканального анализа сигнатур, позволяющие из- Из проведенных исследований мы можем с менять как ширину регистра сдвига, так и типы не- уверенностью заключить, что сигнатурный анализ приводимых сигнатур, позволяющие изменять как на практике является более эффективным диагно- ширину регистра сдвига, так и типы неприводимых стическим инструментом, чем в теории. Об этом сигнатур. многочлены и длина анализируемых дво- свидетельствуют результаты, полученные с помо- ичных последовательностей. щью моделирования. Разработанное программное обеспечение для ими- Заключение тации одноканального анализа сигнатур работает в операционных системах Microsoft Windows 2003/7/10, На основании проведенного исследования а программа для имитации работы многоканального можно сделать следующие выводы: Разработан ме- анализа сигнатур написана на PHP и с использованием тод анализа микропроцессорных устройств SPD как программы Devel Studio. объекта мониторинга и диагностики для выбора характеристик метода сигнатурного анализа. Общая 58

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Список литературы: 1. Amirsaidov U.B.,Abbasxanova X.Yu., Baltaev J.B. Методы отсенки надежности сети передачи данных с учётом воздействия внешних факторов ВЕСТНИК ТашГТУ, 4/2014g., str 27-31 2. Ankudinov I.V. Mikroprotsessornыe sistemы. Arxitektura i proektirovanie. Uchebnoe posobie. Sankt-Peterburg 2003. 3. Antoshina I.V., Kotov Yu.T. Mikroprotsessorы i mikroprotsessornыe sistemы (analiticheskiy obzor). Moskva 2005 g. 4. Bezuglov D.A., Kalienko I.V. sifrovыe ustroystva i mikroprotsessorы. – Rostov – na – Donu: Feniks, 2006. – 480 s. 5. Baltayev J., Boltayev S. (2023). Model and Methods for Detecting Undetected Errors Us-ing a Signature Analyzer. In: Guda, A. (eds) Networked Control Systems for Connected and Automated Vehicles. NN 2022. Lecture Notes in Networks and Systems, vol 509. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-11058-0_112. 6. Baltayev J.O.S.B., Yaronova N.V. Texnik diagnostika usullari orqali mikroprotsessorli qurilmalarning ishonchliligini oshirish //ИНТЕРНАУКА Учредители: Общество с ограниченной ответственностью\" Интернаука\". – С. 34-36. 7. Балтаев Ж.Б. и др. Исследованные методов повышения эффективности диагностирования микропроцессорных устройств средств многоканального сигнатурного анализа //Universum: технические науки. – 2022. – №. 1-1 (94). – С. 66-72. 8. Балтаев Ж.Б., Содиқов Ш.Ш. Ў. Анализ методов расчета эталонных сигнатур для сигнатурного анализа микропроцессорных систем //Universum: технические науки. – 2022. – №. 1-1 (94). – С. 60-65. 9. Baran E.D., On the reliability of control of binary sequences by the state counting method, Avtomatika i Vychisl. technique. 1982. No. 6. S. 66-70. 10. Bestugin A.R., Bogdanova A.F., Stogov G.V. Kontrol i diagnostirovanie telekommunikatsionnыx setey - SPb: Politexnika, 2003. 174 s.: il. 11. Davronbekov D.A. Metodы otsenki nadejnosti sifrovыx elementov radiotexnicheskix sistem. – T.: TATU, 2017. – 168 s. 12. Djuraev R.X., Baltaev J.B., Xasanov O.A. Increasing the efficiency of diagnosing microprocessor devices based on multichannel signal analysis means. Тошкент, ICISCT2020. 13. Djuraev R.X., Baltaev J.B., Badalov J.I. Study of the method of compact testing of technical means of data transmission networks Toshkent, ICISCT2020 14. Djuraev R.X., Djabbarov Sh.Yu., Baltaev J.B. « Системы технического обслуживания и эксплуататсии сетей телекоммуникатсии». Учебник.-T.: ”Aloqachi”.2019, 234 s. 15. Djuraev R.X.,Baltaev J.B., Alimov U.B. Methods of Determining Reference Signals for One and Multichannel Signatural Analyzer of Microprocessor Systems, Science Publishing Group, Communications USA № 6(1) 2018. – R. 20-24 16. Djuraev R.X., Baltaev J.B. Investigated Methods of Improving the Yefficiency of Diagnosing Microprocessor Devices of Data Transmission Systems Based on Multi-Channel Signature Analysis, Science Publishing Group, Communications USA № 7(1) 2019. –R. 13-24 rr. 17. Djuraev R.H., Djabbarov S.Y., Baltayev J.B. Raqamli tizimlarning texnik diagnostikasi // Darslik).-T.:«Aloqachi. – 2020. – Т. 232. 18. Djuraev R.X., and J.B. Baltaev. \"Investigated Methods of Improving the Efficiency of Diagnosing Microprocessor Devices of Data-Transfer Systems Based on Multi-Channel Signature Analysis.\" International Journal of Research Studies in Science, Engineering and Technology 6.3 (2019): 18-30. 19. ZainalabedinNavabi, Digital System Test and Testable Design: Using HDL Models and Architectures, Springer, 2011 20. Smith J.Е. Measures of the Effectiveness of Fault Signature Analysis//IEEE Trans Comput. 1980. V. C-29. № 6. P. 510-514. 59

№ 4 (109) апрель, 2023 г. МЕТОД УЛУЧШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ Фам Ки канд. техн. наук, Университет телекоммуникаций, Вьетнам, г. Нячанг E-mail: [email protected] Ле Ван Шон канд. техн. наук, Противовоздушная и воздушная академия, Вьетнам, г. Ханой METHOD FOR ENHANCING THE PERFORMANCE OF AN AMPLIFIER MODULE Pham Ky The degree of doctor in electronics engineering, Department of Radio Engineering, Telecommunications University, Vietnam, Nha Trang Le Van Son The degree of doctor in technical sciences, Missile faculty, Air Defense – Air Force Academy, Vietnam, Ha Noi АННОТАЦИЯ Рассматривается схема анализа трехчастотного СВЧ усилителя, все транзисторные каскады которого работают в нелинейном режиме при одночастотном и двухчастотном входном сигнале. При изменении напряжения питания U 0 даны измерения значения КПД данного усилителя. Сравнение и анализ результатов эксперимента СВЧ усилителя при постоянном и регулируемом напряжении питания оконечного каскада. При одно или двухчастотном входном сигнале получено повышение значения КПД усилителя при малой мощности входного сигнала. ABSTRACT Analysis of a circuit with three-frequency microwave amplifier, in which all transistor stages operate in a nonlinear mode with input signal U 0 which are single-frequency and two-separate frequency signal. When the input voltage U 0 changes to give the efficiency values of this amplifier. We have compared and analyze the experimental results of the ultra-high frequency amplifier when the supply voltage is constant and can be adjusted to change at the end amplifier stage. With a single or two frequency input signal, the efficiency of the above amplifier increases when the input signal power value is small. Ключевые слова: КПД усилитель, напряжение питания, нелинейный режим. Keywords: efficiency amplifier, supply voltage, non-linear mode. ________________________________________________________________________________________________ Современный усилительный модуль должен об- линейных свойств усилителя (1-е требование) реа- ладать двум основным требованиям: Во-первых, лизуется обычно в так называемом классе \"А\", при возможность одновременного усиления большого котором потребление есть величина постоянная и, числа несущих колебаний при низком уровне интер- следовательно, КПД усилителя линейно уменьшается модуляционных искажений; Во-вторых, постоянство с уменьшением выходной мощности СВЧ сигнала. КПД усилителя при изменении уровня входного сигнала в пределах 8-10 дБ и близкое к нулю потреб- Характеристики такого \"реального\" усилителя ление при отсутствии входного сигнала. При этом приведены на рис.1,а. В данной статье приведена КПД должен быть по возможности максимальным. оценка изменения КПД нелинейного усилительного Характеристики такого \"идеального\" усилителя модуля с помощью одночастотного и двухчастотного должны соответствовать рис.1,б. Два этих требования являются противоречивыми, поскольку обеспечение входного сигнала U 0 . Итог эксперимента можно де- лать вывод: КПД СВЧ усилителя может быть повы- шать путём регулирования напряжения питания. __________________________ Библиографическое описание: Фам К., Ле В.Ш. МЕТОД УЛУЧШЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОЛЕЗНОГО ДЕЙСТВИЯ УСИЛИТЕЛЬНОГО МОДУЛЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15259

№ 4 (109) апрель, 2023 г. BT Po=const BT КПД=const КПД Ро Pвых Pвых Pвх Pвх 0 0 0 0 а. Для выпускаемых СВЧ усилителей б. Ддя требуемых СВЧ усилителей Рисунок 1. Характеристики СВЧ усилителей Выпускаемые различными фирмами СВЧ усили- обеспечения постоянства КПД при изменении СВЧ тели линейного типа обладают характеристиками выходной мощности (2-е требование). При этом (рис. 1, а), т.е. не отвечают первому требованию характеристики СВЧ усилителя должны были без су- технического задания. В этой связи необходимо было щественного ухудшения его линейных свойств пред- найти такое техническое решение, внести такие до- положительно приблизиться к требуемым (рис. 1, б). полнительные изменения в СВЧ усилители линейного Дальнейшие экспериментальные исследования были типа, при которых одновременно выполнялись бы направлены на проверку правильности и реализуе- два указанных требования. Это решение сводилось к мости данного технического решения. реализации следующего предложения: одновременно с уменьшением мощности входного сигнала авто- Приведена экспериментальная проверка по зави- матически снижать напряжение питания мощного симости КПД от величин входной мощности СВЧ выходного каскада, т.е. уменьшать мощность по- сигнала с помощью лабораторной измерительной требления и тем самым добиться по возможности установки, приведенной на рис. 2. 1-й 2-й источник источник питания питания Генератор 1 U0 Генератор 2 Сумматор 1-й Предок. Окон. усилитель усилитель усилитель Измеритель аттенюатор Направл. Анализатор мощности ответвитель спектра Рисунок 2. Схема лабораторного измерительного СВЧ усилителя Данный СВЧ усилительный модуль, приведенный показан на рис.3, а график в двухчастотном входном подробно на рис.2, состоит из трех каскадов на би- сигнале показан на рис.4. полярных транзисторах. Оконечный каскад образован транзистором, работающим в нелинейном режиме с Улучшение коэффициента полезного действия отсечкой коллекторного тока. Предел диапазона ра- при одночастотном входном сигнале. КПД, изме- бочих частот этого СВЧ усилителя от 1,5 до 1,62 ГГц. ренный на основе характеристик данного модуля, Далее построен график результатов измерений КПД зависим от выходной колебательной мощности PВЫХ на выходе трехкаскадного СВЧ усилителя на бипо- лярных транзисторах. Конкретно, график результатов и потребляемой мощности P0 = I 0 *U 0 по формуле измерения значений КПД измерительного усили- тельного модуля в одночастотном входном сигнале КПД = PВЫХ / P0 . Итак, значения КПД, меняющиеся в зависимости от мощности входного сигнала PВХ 61

№ 4 (109) апрель, 2023 г. при постоянном напряжении питания U 0 = 26 В, питания U 0 оконечного каскада. Таким образом, показаны на рис.3,а. А значения КПД при регулиро- результаты выполненного экспериментального вании напряжения питания в пределах 16-26 В пока- исследования свидетельствуют о возможности и заны на рис. 3, б. целесообразности применения автоматического регулирования напряжения питания оконечного Анализ полученных результатов (рис. 3, б) позво- каскада усилительного модуля, что позволяет стаби- ляют сделать вывод о возможности поддержания КПД лизировать КПД усилителя при изменении мощно- усилительного модуля, близким к постоянному значе- сти входного сигнала и приблизиться к требуемым характеристикам, приведенным на рис. 1.1,б. нию, при изменении уровня входного сигнала PВХ пределах 8-10 дБ путем регулирования напряжения Uo, B КПД, % 30 60 20 40 10 20 0 0 Pвх, mВт 0 Pвх, mВт 0 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 а) U 0 = const Uo, Bт КПД, % 30 60 20 40 10 20 0 0 Pвх, mВт Pвх, mВт 10 20 30 40 50 0 0 10 20 30 40 50 б) U 0 = var Рисунок 3. КПД при одночастотном входном сигнале Улучшение коэффициента полезного дей- Уменьшить мощность потребления и соответ- ствия при двухчастотном входном сигнале. КПД ственно повысить КПД можно путем регулирования СВЧ усилительного модуля в двухчастотном ре- напряжения питания выходного каскада в пределах жиме работы при напряжении питания оконечного 16..26 В в зависимости от уровня мощности вход- ного сигнала. каскада U 0 = 24В =const приведен на рис.4,а. КПД При анализе экспериментальных результатов и того же СВЧ усилительного модуля в двухчастотном сравнения полученных графиков при двух случаях: режиме работы при регулируемом напряжении пи- U 0 = const и U 0 = var дает возможность сделать тания оконечного каскада U 0 в пределах 16..26 В вывод о возможности повышения значений КПД приведен на рис.4,б. Анализ полученных результатов усилительного модуля при изменении уровня вход- эксперимента позволяет сделать следующие выводы: ной мощности PВХ в пределах от 8 до 10 дБ путем При U 0 =const мощность потребления СВЧ усили- регулирования напряжения питания U 0 оконечного тельного модуля на транзисторе практически неиз- менна при изменении мощности входного сигнала. каскада. 62

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Uo, B КПД, % 30 30 20 20 10 10 0 0 0.125 0.25 0.375 Pвх, mВт 0 0.125 0.25 0.375 Pвх, mВт 0 Uo, Bт 0.5 0.5 30 а) U 0 = const КПД, % 30 20 20 10 10 0 0 0.125 0.25 0.375 Pвх, mВт 0 Pвх, mВт 0 0.125 0.25 0.375 0.5 0.5 б) U 0 = var Рисунок 4. КПД при двухчастотном входном сигнале Заключение. Экспериментальный процесс дает двухчастотном входном сигнале возможно повышать возможность и целесообразность пользования блока КПД усилителя при изменении мощности входного автоматического регулирования напряжения пи- сигнала и приблизиться к требуемым характери- стикам. тания U 0 СВЧ усилителя. При одночастотном или Список литературы: 1. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Компьютеризированный курс. 4- е издание. - М:. Форум, 2018. 498 с. 2. Нефедов Е.И. Устройство СВЧ и антенны: учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 384 с. 3. Hong Lancaster, Microstrip Filters for RF-Microwave Applications. Учебное пособие/ John Wiley & Sons, 2001. 482 p. 63

№ 4 (109) апрель, 2023 г. СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15250 ВЫБОР МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАЛЕНДАРНЫХ ГРАФИКОВ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ Кахаров Зайтжан Васидович доц. кафедры «Инженерия железных дорог» ТГТрУ, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Пурцеладзе Ирина Борисовна ст. преподаватель кафедры «Инженерия железных дорог» ТГТрУ, Республика Узбекистан, г. Ташкент SELECTION OF MODELS FOR CREATING CALENDAR SCHEDULE CONSTRUCTION AND RECONSTRUCTION OF RAILWAYS Zaytzhan Kakharov Associate Professor of the Department \"Railway Engineering\" TSTU, Republic of Uzbekistan, Tashkent Irina Purtseladze Senior Lecturer of the Department \"Railway Engineering\" TGTRU, Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной статье приведены выбор моделей для создания календарных графиков строительства и реконструкции железных дорог и искусственных сооружений. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: изучен имеющийся материал по тематике исследования; рассмотрено понятие календарного графика; подробно изучены основные модели, применяемые для создания календарных графиков. В заключение работы отмечается, что выбор модели организации строительства и реконструкции железных дорог и искусственных сооружений зависит от многих внешних факторов и в каждом случае должен быть уникальным. ABSTRACT This article presents the choice of models for creating calendar schedules for the construction and reconstruction of railways and artificial structures. To achieve this goal, the following tasks were solved: the available material on the subject of the study was studied; considered the concept of calendar schedule; the main models used to create calendar charts are studied in detail. In conclusion, the work notes that the choice of a model for organizing the construction and reconstruction of railways and artificial structures depends on many external factors and in each case should be unique. Ключевые слова: календарный график, модель, железные дороги, реконструкция, искусственные сооружения. Keywords: schedule, model, railways, reconstruction, artificial structures. schedule, model, railways, reconstruction, artificial structures. ________________________________________________________________________________________________ Процесс модернизации современных железно- сложных этапов - выбор места расположения, инже- дорожных линии и искусственных сооружения по- нерные изыскания, проектирование, непосредственно степенное увеличение его инфраструктуры является сам процесс строительства. С каждым годом прово- достаточно сложным процессом. Строительство и дятся модернизации технологий строительства и реконструкция железнодорожных объектов - эти реконструкции железных дорог и искусственных процессы трудоемкие и включают в себя несколько сооружения, которые направлены на повышение эф- фективности и надежности рабочего процесса [13-15]. __________________________ Библиографическое описание: Кахаров З.В., Пурцеладзе И.Б. ВЫБОР МОДЕЛЕЙ ДЛЯ СОЗДАНИЯ КАЛЕНДАР- НЫХ ГРАФИКОВ СТРОИТЕЛЬСТВА И РЕКОНСТРУКЦИИ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15250

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Абсолютно каждая подобная задача подразуме- В связи с вышесказанным можно с уверенностью вает под собой определенную многозадачность. При сказать, что изучение вопросов, которые касаются этом стоит подчеркнуть, что в связи с постоянным выбора моделей организации строительства желез- научно-техническим прогрессом понятие многоза- ных дорог и искусственных сооружений из сборных дачности ежегодно становится все более широким. железобетонных конструкции, является весьма Для того чтобы облегчить решение данного вопроса, актуальным в настоящее время. очень часто прибегают к использованию так назы- ваемых моделей, под которыми принято понимать В последние годы в процессе строительства и абстрагированное отображение самых важных ха- реконструкции железных дорог для взаимосвязи рактеристик, процессов и взаимосвязей, которые работ в пространственно-временном континууме раз- существуют в реальных системах [12]. рабатываются так называемые календарные графики, которые, по существу, представляют собой опреде- В процессе организационного и технологического ленную поведенческую модель. Рассмотрим какие проектирования, базисом работы которого выступает используются в настоящее время модели для созда- информация, модели формируются с целью овладения ния календарных графиков и выведем их основные данными о необходимых свойствах железнодорож- преимущества и недостатки [1-2]. ных линии в конкретных условиях. Очевидно, что при организации строительного процесса необходимо, Наибольшую популярность за все время суще- чтобы данные модели были полностью согласованы ствования сферы строительства железных дорог и друг с другом как во времени, так и в пространстве. искусственных сооружения получили так называемые Именно тогда можно добиться наивысших технико- линейные графики Ганта (рисунок 1). Данный тип экономических показателей [3-7]. графика является достаточно простым в создании и весьма наглядно отображает весь рабочий процесс. Рисунок 1. Диаграмма Ганта Среди основных преимуществ данной модели  высокая степень трудности вариантов прора- можно выделить: ботки;  простота разработки;  ограниченная возможность осуществления прогнозирования текущего хода выполняемых работ;  высокая степень наглядности;  высокая трудность использования новейших  отображение детальной характеристики про- математических методик с целью автоматизации рас- водимых работ; четов ключевых параметров модели.  наличие возможности отображения на графике Еще одной моделью, которая может быть исполь- полного объема работ (как базовых, так и дополни- зована для формирования календарного графика, тельных). является так называемая циклограмма Будникова (рисунок 2). Среди основных недостатков данного типа модели можно выделить: Данная модель также получила достаточно большое распространение в вопросах строительства  полное отсутствие визуально обозначенных то- и реконструкции зданий и сооружений по тем же чек взаимодействия между определенными работами; причинам, что и диаграмма Ганта.  высокая жесткость формируемого графика, достаточно сложная зависимости в случае изменения каких-либо условий, что приводит к неизбежности его постоянного составления; 65

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Рисунок 2. Циклограмма Будникова Среди основных преимуществ данной модели со стрелочками, с помощью которых осуществляется можно выделить: отображение всех логических связей между опера- циями, входящими в комплекс. Стрелки имитируют  простота разработки; сам рабочий процесс, а цифры над ними – это необ- ходимый временной интервал для ее выполнения,  высокая степень наглядности; а кружок с определенной цифрой внутри него обозна- чает определенное событие. Формируемая таким  наличие возможности отображения произволь- образом сеть отображает весь процесс по строитель- ной рабочей точки; ству и реконструкции объекта. На рисунке 3 приведен один из простейших примеров календарного графика  возможность отображения потребности в опре- железнодорожного строительство, разработанного деленных ресурсах в любой момент времени. на основе сетевой модели [15-16]. К числу основных недостатков данной модели, Среди основных преимуществ данной модели которая, по своей сущности, также является линей- можно выделить: ной, можно отнести недостатки, аналогичные модели Ганта.  наличие взаимосвязи между работами и техно- логической последовательностью их выполнения; За последние годы достаточно большую попу- лярность в вопросах реконструкции и строительства  возможность установления работ, от заверше- железных дорог получили календарные графики, ния которых в первую очередь которые построены на основе применения сетевой модели. Важно отметить, что все модели сетевого  зависит продолжительность монтажа; планирования основаны на теории графов. В настоя- щее время существует достаточно большое число  возможность перебора вариантов последо- форм, которые могут применяться для представления вательности и продолжительности работ с целью сетевой модели. Чаще всего на практике принято ис- лучшего использования ограниченных ресурсов; пользовать так называемой сетевой график. Внешне он похож на сеть, которая состоит из набора кружков  облегчение контроля за ходом монтажа. Рисунок 3. Простейшие примеры сетевого графика железнодорожного строительства 66

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Недостатками сетевого графика является то, что, и реконструкции зданий и сооружений. Можно с во-первых, на нем отсутствует полная характеристика уверенностью сказать, что у каждой из моделей работ, а во-вторых, не раскрывается характер связей имеется свой определенный набор преимуществ и между работами. недостатков, однако в последние годы все чаще можно встретить на практике использование именно Организационно - технологическом проектиро- комплексных графиков, которые позволяют достиг- вании строительного производства используются нуть наибольшей эффективности выполнения работы, также комплексные графики, которые включают в несмотря на их достаточную сложность. себя достоинства всех предшествующих графиков, а их недостатком является сложность построения [8- В целом же выбор модели организации строи- тельства и реконструкции железных дорог и искус- 11]. ственных сооружения зависит от многих внешних Таким образом, в ходе выполнения данной ра- факторов и в каждом случае должен быть уникальным. боты были рассмотрены основные модели, которые могут быть использованы для построения календар- ных графиков выполнения работ по строительству Список литературы: 1. Djabbarov S., Kakharov Z., Kodirov N. Device of road boards with compacting layers with rollers //AIP Conference Proceedings. – AIP Publishing LLC, 2022. – Т. 2432. – №. 1. – С. 030036. 2. Kakharov Z., Yavkacheva Z. Determination of the bearing capacity of a building and structures of energy facilities. E3S Web of Conferences, 2023, 371, 02042. 3. Кахаров З.В. Железнодорожная конструкция для высокоскоростных дорог // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 5(98). – С. 43. 4. Кахаров З.В. Земляные работы при возведении земляного полотна железных дорог //Вопросы технических наук в свете современных исследований. – 2017. – С. 39-43. 5. Кахаров З.В. и др. Назначение материалы для балластного слоя железнодорожных путей //Новая наука: ис- тория становления, современное состояние, перспективы развития. – 2021. – С. 33-35. 6. Кахаров З.В. и др. Требование к верхному строения пути на высокоскоростных железнодорожных путях // Евразийский союз ученых. – 2021. – №. 4-1. – С. 45-48. 7. Кахаров З.В., Кодиров Н.Б. Основные требования к щебню из природного камня для балластного слоя же- лезнодорожного пути //Инновационные научные исследования. – 2022. 8. Кахаров З.В. Взаимодействие стрелового крана с грузом // Universum: технические науки. – 2023. – №. 1-2 (106). – С. 48-50. 9. Кахаров З.В., Пурцеладзе И.Б. Сырьевые материалы, применяемые при производстве цемента // Вестник науки. – 2023. – Т. 3. – №. 1 (58). – С. 321-327. 10. Кахаров З.В., Пурцеладзе И.Б. Проблемы экономии энергоресурсов в строительстве // Инновационные научные исследования. – 2022. 11. Кахаров З.В., Кодиров Н.Б. Методы укрепления оснований здании и сооружения // Системная трансформация - основа устойчивого инновационного развития. – 2021. – С. 18-37. 12. Михайлов А.Ю. Организация строительства. Календарное и сетевое планирование: уч. пос. / А.Ю. Михайлов. – М.: Инфра-Инженерия, 2020. – 300 с. 13. Организация переустройства железных дорог под скоростное движение поездов: Учебное пособие для вузов ж. д транспорт. Под ред. И.В. Прокудина. – М.: Маршрут. 2005. -711 с. 14. Строительство железных дорог. Спиридонов Э.С. Жинкин Г.Н. Луцкий С.Я. -М.: Транспорт, 1995. -208 с. 15. Технология железнодорожного строительства: Учебник для вузов. Под ред. А.Н. Призманова. Э.С. Спиридонова. М.: Желдориздат, 2002.631с. 16. Umarov Xasan, Botirov Otanur. The role of construction of the angren-pap railway line in the plans of international transport and economic relations // Universum: технические науки. 2021. № 6-5 (87). 67

№ 4 (109) апрель, 2023 г. DOI - 10.32743/UniTech.2023.109.4.15369 УХОД НЕДАВНО УЛОЖЕННОГО ЦЕМЕНТНО-БЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ПРОЕЗЖУЮ ЧАСТЬ С ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ Тўхтаев Матчон Бекчонович ассистент преподавателя, Ташкентский государственный университет транспорта, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] CARE OF THE NEWLY LAID CEMENT-CONCRETE PAVEMENT ON THE ROADWAY WITH FILM-FORMING MATERIALS Matchon Tukhtaev Teaching Assistant, Tashkent State University of Transport, Republic of Uzbekistan, Tashkent E-mail: [email protected] АННОТАЦИЯ В статье рассмотрен уход пленкообразующими материалами в условиях сухого жаркого климата для достижения требуемой прочности вновь уложенных цементобетонных покрытий автомобильных дорог. Также представлена последовательность технологических процессов и требования по уходу за вновь уложенным цементобетонным покрытием пленкообразующими материалами. ABSTRACT In the article care with film-forming materials in a dry hot climate to achieve the required strength of newly laid cement-concrete road pavements. The sequence of technological processes and requirements for the care of the newly laid cement concrete coating with film-forming materials. Ключевое словa: дорожное покрытие, ровность, уход, пленкообразующий материал. Keywords: road surface, evenness, care, film-forming material. ___________________________________________________________________________________ _____________ Для предохранения свежеуложенного бетона от и транспорт. [1] Использование завесообразующих обезвоживания и обеспечения его быстрого тверде- материалов для ухода за вновь уложенным бетоном ния на его поверхность насыпают материалы, обра- весьма эффективно, так как технология применения зующие вуаль. Эти компоненты за короткое время этого метода проста, относительно дешева по срав- образуют на бетонной поверхности влагонепрони- нению с другими методами, а сырья достаточно. Под цаемую пленку. По сравнению с другими способами навесными покрытиями создаются благоприятные его преимущество в том, что его можно насыпать условия для твердения бетона. уже через 10-15 минут после укладки состава на бе- тонную поверхность. При бетонировании устройств Ремонт вновь уложенного цементобетонного с большим открытым поверхностным модулем (отно- покрытия производится после нанесения на его по- шением площади поверхности к ее объему) (дорожные верхность искусственного клеевого слоя, СП 78.13330, и аэродромные покрытия, каналы, бассейны, тротуары [4, 5,12] после отделки поверхности. Обработку и др.), а также при выполнении бетонных работ свежего бетона водоэмульсионными пленкообразу- в местах с недостаточным водоснабжением их По- ющими материалами проводят сразу после формиро- верхность, покрытая такими материалами, особенно вания искусственной гибкой поверхности (если иное уместна. К материалам, образующим впитывающую не указано изготовителем конкретного пленкообра- пленку на вновь уложенной бетонной поверхности, зующего материала). При уходе за вновь уложенной предъявляются следующие основные требования: они цементобетонной частью покрытия в основном должны хорошо распыляться на поверхность бетона, проводят паропроницаемыми легкими пленкообра- образовывать на поверхности водонепроницаемую зующими материалами, а оснований, как правило, пленку, эта пленка должна предохранять бетон от с помощью анионной битумной эмульсии. обезвоживания и растекаться по его поверхности, не должна ржаветь бетон и арматура, не должна быть Уход за свежеуложенным бетоном покрытия токсичной, должна быть однородной при хранении осуществляют после нанесения на его поверхность искусственной шероховатости, основания - после окончания отделки поверхности СП 78.13330, [4, 5, 12]. __________________________ Библиографическое описание: Тухтаев М.Б. УХОД НЕДАВНО УЛОЖЕННОГО ЦЕМЕНТНО-БЕТОННОГО ПОКРЫТИЯ НА ПРОЕЗЖУЮ ЧАСТЬ С ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИМИ МАТЕРИАЛАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2023. 4(109). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/15369

№ 4 (109) апрель, 2023 г. Уход за свежеуложенным бетоном с помощью Давление в системе распыления при нанесении пленкообразующих материалов на водной основе пленкообразующего материала, как правило, состав- производят сразу после формирования матовой по- ляет 0,4-0,6 МПа. Давление уточняют при пробном верхности (если иное не предусмотрено производи- распылении: при этом должно быть обеспечено телем конкретного пленкообразующего материала). качественное распыление жидкости, когда равно- мерно образуются мелкие капли пленкообразующего Уход за свежеуложенным бетоном покрытия материала, без струй и туманообразования. выполняют преимущественно жидкими паропрони- цаемыми светлыми пленкообразующими материа- Для исключения влияния ветра на распределе- лами, а основания, как правило, с помощью ние пленкообразующего материала рекомендуется анионной битумной эмульсии. дополнительно оборудовать брезентовыми шторами защитный кожух распределительной системы. Пленкообразующий материал наносят на всю поверхность свежеуложенного бетона, включая боко- В дождь пленкообразующие материалы на по- вые грани. Расход материалов и порядок их нанесения верхность свежеуложенного бетона не наносят. должны соответствовать документам производителя (ТУ и СТО) и уточняться при пробном бетонировании. Рабочая скорость движения машины или пере- мещение оператора при ручном нанесении пленко- Ориентировочная норма расхода пленкообра- образующего материала должны обеспечивать зующих материалов на водной основе 0,3-0,5 кг/м2, заданную норму расхода с учетом принятого давле- битумной эмульсии - 0,5-0,7 кг/м2. Нанесение пленко- ния в системе распыления и уточняться при пробном образующих материалов должно быть сплошным, распылении. без пропусков, и равномерным. Уход за бетоном по- крытия осуществляют до набора бетоном проектной При отсутствии пленкообразующих материалов прочности, но не менее 28 суток. или невозможности их применения уход за свеже- уложенным бетоном рекомендуется вести с помо- При нарушении сплошности пленки (например, щью слоя песка (толщиной обычно не менее 60 мм), в результате движения построечного транспорта, влагоемких нетканных материалов или нескольких нарезки деформационных швов и пр.) слой пленко- слоев мешковины, периодически увлажняемых. образующего материала восстанавливают. Для сохранения влаги такие водонасыщенные Распределение пленкообразующего материала слои (из песка, мешковины и пр.) рекомендуется для ухода за свежеуложенным бетоном производят укрыть сверху полиэтиленовой пленкой (или другим механизированным способом специальной машиной аналогичным материалом). или с помощью средств малой механизации («удочки» краскопульта, садового распылителя и т.п.). При использовании полиэтиленовой пленки для ухода за свежеуложенным бетоном рекомендуется Пленкообразующий материал наносят распыле- устраивать зазор между поверхностью бетона и слоем нием под давлением через форсунки. Для этого тех- укладываемой полиэтиленовой пленки (например, ническая вязкость материалов не должна быть более высотой 50-100 мм), позволяющим бетону «дышать», 25 с (по техническому вискозиметру типа ВЗ-4) [12]. оставаться паропроницаемым. Нанесение пленкообразующего материала в за- Контроль сплошности нанесения пленкообразую- висимости от конструкции оборудования возможно щих материалов на поверхность свежеуложенного при поперечном, относительно полосы укладки, бетона осуществляют с помощью фенолфталеина перемещении распылителей или при продольном. или соляной кислоты (соответственно, по покрасне- нию или вспениванию поверхности бетона в местах Машина для распределения пленкообразующих пропуска нанесения, нарушения сплошности), материалов должна работать от копирных струн или по СП 78.13330, п. 14.6.8, после полного формирова- с помощью иной автоматической системы задания ния защитного слоя (полного высыхания нанесенного курса и высоты. пленкообразующего материала). В условиях сухого и жаркого климата после формирования защитной Перед началом работы устанавливают машину пленки на цементобетонном покрытии рекоменду- по оси обрабатываемой полосы и промывают при ется устраивать дополнительно термозащитный слой необходимости форсунки. Опускают раму с форсун- из песка толщиной не менее 50 мм с последующим ками (соплами) так, чтобы расстояние от распыли- его увлажнением или слой увлажняемого геотекстиль- теля до бетона (высота факела) составляло 450-500 мм. ного материала [2]. Форсунки распылителя должны быть отрегули- рованы таким образом, чтобы факелы распыляемого материала перекрывали друг друга. Список литературы: 1. Repair Methods for Newly Laid Cement Concrete Pavement, Study of the Technical and Economic Efficiency of Re- pair Methods Tuxtayev Matchon Bekchonovich https://doi.org/10.17605/OSF.IO/U79B2 2. Maintenance Methods of Newly Laid Cement Concrete Pavement and Their Influence on Physical and Mechanical Properties of Cement Concrete Pavement Tuxtayev Matchon Bekchonovich https://doi.org/10.17605/OSF.IO/AN3Z9 3. СП 78.13330. 69

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 4(109) Апрель 2023 Часть 2 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+

UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 4(109) Апрель 2023 Часть 3 Москва 2023