Nr 3/2023 (555)
DOMINIK BUKSA, PAWEŁ MADEJSKI, MICHAŁ KARCH
Szybkie prototypowanie dysz wodnych z wykorzystaniem wyników modelowania CFD oraz druku 3D
W ostatnich latach zwiększa się zainteresowanie metodami szybkiego prototypowania, które wykorzystywane są w różnych gałęziach przemysłu. Prototypy coraz częściej są wykonywane w technologii druku 3D, co wynika głównie ze względnie niskich kosztów opracowania i wytworzenia takiej konstrukcji oraz krótkiego czasu potrzebnego na ich fizyczne wykonanie. Praca przedstawia możliwości zastosowania technik szybkiego prototypowania na przykładzie wodnych dysz napędowych. Wykorzystywane są one głównie w energetyce, np. do produkcji mgły wodnej, w strumienicach czy skrapla- czach. Dysze takie umożliwiają formowanie strugi, jej zasięgu czy wydajności w zależności od wymagań projektowych. W celu oceny efektywności dyszy wykorzystane zostaną narzędzia CFD (computational fluid dynamics) oraz druk 3D. Do wytworzenia prototypów dysz użyto drukarki 3D opartej na technologii FDM. Wyniki CFD zweryfikowano z eksperymentem. Przedstawiono analizy dotyczące czterech różnych kształtów dysz i wyjaśniono rozbieżności pomiędzy wynikami wstępnej analizy eksperymentalnej oraz numerycznej. By wskazać niedoskonałości wynikające z druku 3D, wykorzystano ska- ner 3D, za pomocą którego przedstawiono wewnętrzny przekrój dyszy. Przeprowadzone badania wskazują na znaczący potencjał druku 3D w szybkim prototypowaniu oraz jego skuteczność w tworzeniu funkcjonalnych modeli dla różnych zastosowań inżynieryjnych.
Słowa kluczowe: CFD, szybkie prototypowanie, druk 3D, dysze wodne
https://doi.org/10.7494/miag.2023.3.555.7
PAWEŁ GARA, YAROSLAV FEDOROVYCH, BOGDAN KOPEY
Badanie odporności żerdzi pompowej na uszkodzenie zmęczeniowe
W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych zmęczenia próbek wykonanych z pełnowymiarowych żerdzi pompowych ze stali 15H2GMF w różnych środowiskach korozyjnych. Dla porównania podobne badania przeprowadzono dla zmęczenia korozyjnego próbek wykonanych z pełnowymiarowych żerdzi ze stali 20N2M, 15H2NMF i 15N3MA. Granica wytrzymałości badanych prętów ze stali 15H2GMF w solance złożowej jest o 22% niższa niż stali 20N2M i o 13% niższa niż stali 15H2NMF, a w środowisku symulującym działanie H2S jest o 34% niższa niż dla stali 20N2M i o 32% niższa od stali 15H2NMF. Przedstawione wyniki uzyskano przy zastosowaniu złożonej metody powierzchniowego wzmacniania żerdzi, która została opracowana w laboratorium Katedry Maszyn i Urządzeń Naftowych i Gazowych Narodowego Uniwersytetu Technicznego Nafty i Gazu w Iwano-Frankiwsku i przetestowana w NGVU Dolynanaftogaz.
Słowa kluczowe: uszkodzenie zmęczeniowe, zmęczenie korozyjne, żerdź pompowa, wiertnictwo
https://doi.org/10.7494/miag.2023.3.555.37
GRZEGORZ OLSZYNA, TOMASZ ROKITA, ANDRZEJ TYTKO
Nowe podejście do oceny trwałości eksploatacyjnej lin stalowych
Problematyka przyszłego przewidywania stanu technicznego lin w czasie ich eksploatacji jest bardzo istotnym zagadnieniem związanym z bezpieczeństwem użytkowania i obsługi urządzeń. Liny stalowe jako elementy nośne podlegają procesom degradacji przez różnego rodzaju formy zużycia w procesie eksploatacji. Zmienne obciążenia powodują złożony stan naprężeń w drutach, co przekłada się na różne naprężenia rozciągające, skręcające czy naciski powierzchniowe pomiędzy drutami. Liny również narażone są na trudne warunki pracy, np. środowisko korozyjne, zużycie zmęczeniowe, co prowadzi w konsekwencji do osłabienia ich własności użytkowych. Liny jako elementy odpowiedzialne wymagają dokładnego, a zarazem prostego sposobu prognozowania ich bezawaryjnej pracy w prosty i jednoznaczny sposób.
Niniejszy artykuł dotyczy zagadnień nowego podejścia do wyznaczania trwałości zmęczeniowej lin stalowych. Tematyka bezpieczeństwa na temat lin stalowych od wielu lat jest zagadnieniem trudnym i nie- jednoznacznym do wyznaczenia, nie znając trwałości zmęczeniowej obiektu. W artykule omówiono metody doświadczalne i praktyczne do wyznaczania trwałości zmęczeniowej lin stalowych.
Słowa kluczowe: liny stalowe, trwałość zmęczeniowa, liny kompaktowane, zużycie
https://doi.org/10.7494/miag.2023.3.555.49
TOMASZ GÓRAL, STANISŁAW KRAWCZYK, JAN PAWLIK
Możliwości wytwarzania elementów przestrzennych metodą napawania 135
Druk 3D z materiałów termoplastycznych powoli staje się powszechny, ponieważ przez ostatnie lata tematyka wytwarzania przyrostowego zyskała zwolenników, zaś ceny samych urządzeń znacząco spadły. Jednak w kwestii materiałowej popularnością cieszą się głównie tworzywa sztuczne. Choć metale można uznać za materiały termoplastyczne, ich przestrzenne nakładanie wymaga zaawansowanych technologii, co generuje duże koszty i utrudnia kontrolę procesu. Niniejszy artykuł omawia zagadnienie możliwości wytwarzania przyrostowego elementów metalowych za pomocą trójosiowego plotera sterowanego numerycznie połączonego z półautomatem spawalniczym z wykorzystaniem metody Autorzy dodatkowo sprawdzili wpływ nagłych zmian wektorów prędkości na odchylenia geometryczne.
Słowa kluczowe: metoda 135, druk 3D, WAAM, napawanie, wytwarzanie przyrostowe