Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of air gap on insulating properties of composite coatings on pipes for hot media transport

Posmyk Andrzej

Composites Theory and Practice

|

2022

|

R. 22, nr 1

54--57

EN

The shrinking resources of fossil fuels and the growing pollution of the environment have caused people to begin to search for possibilities of reducing energy losses. Vast possibilities in this area lie in industrial transport, called short distance transport, as well as in civil engineering. European Union authorities set limits for the emission of harmful pollutants and energy losses. That is why the laboratories of many research centres conduct research on composite insulating materials taking into account a nanotechnology and air gaps. The paper presents the results of research on steel pipelines used in the transport of hot media, insulated with PUR shaped materials covered with a composite coating with a polymer resin matrix containing an air gap between PUR and the pipe. Such a solution makes it possible to employ the reflective properties of selected materials, which, thanks to reflection of the heat flux, returns it to the source. An air gap with the thickness of 10 mm under the conditions of the conducted research, allows the heat losses of an steel industrial pipeline to be reduced by 7.6%.

PL

Kurczące się zasoby kopalnych surowców energetycznych oraz zwiększające się zanieczyszczenie środowiska sprawiły, że ludzie zaczęli szukać możliwości zmniejszenia strat energetycznych. Bardzo duże możliwości w tym zakresie tkwią w transporcie przemysłowym, nazywanym transportem krótkiego zasięgu, oraz w budownictwie. Organy Unii Europejskiej wprowadzają limity emisji szkodliwych zanieczyszczeń oraz strat energetycznych. Dlatego w laboratoriach wielu ośrodków naukowych są prowadzone badania kompozytowych materiałów izolacyjnych z uwzględnieniem nanotechnologii oraz szczelin powietrznych. W artykule przedstawiono wyniki badań stosowanych w transporcie gorących mediów izolowanych kształtkami PUR rur stalowych ze szczeliną powietrzną między rurą a PUR. Takie rozwiązanie pozwala wykorzystać zdolności refleksyjne wybranych materiałów, które dzięki odbijaniu strumienia ciepła zawracają go do źródła. Szczelina powietrzna o grubości 10 mm w warunkach przeprowadzonych badań pozwala zmniejszyć o 7,6% straty ciepła rurociągu przemysłowego.

2

Structure and Mechanical Properties of HVOF Sprayed (WC-Co+Co) Composite Coating on Ductile Cast Iron

Ksiazek Marzanna, Boron Lukasz, Tchorz Adam, Grzelka Ryszard

Welding Technology Review

|

2019

|

R. 91, nr 3

41--50

EN

An investigation was conducted to determine the role of Co particles in the WC-Co coating produced with the High Velocity Oxygen-Fuel (HVOF) spraying on microstructure, mechanical and wear properties in a system of type: WC-Co coating/ductlile cast iron. The microstructure of the thermal sprayed WC-Co+Co coating was characterized by scanning electron (SEM) and transmission electron (TEM) microscopes as well as the analysis of chemical and phase composition in microareas (EDS, XRD). For analysis of the quality and adhesion of coatings, the scratch-test was applied. It was found that as a result of the HVOF spray of WC-Co powders with the addition of Co particles, the coatings of low porosity, high hardness, a very good adhesion to the substrate, compact structure with partially molten Co particles and finely fragmented WC particles embedded in a cobalt matrix, coming to the size of nanocrystalline sizes were obtained. Moreover, the results were discussed in reference to examination of bending strength considering cracking and delamination in the system of (WC-Co+Co)/ductile cast iron as well as hardness and wear resistance of the coating. It was found that the addition of Co particles was significantly increase resistance to cracking and wear behaviour in the studied system.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań, dotyczące wpływu modyfikacji składu chemicznego powłok WC-Co (poprzez domieszkowanie cząstkami Co), wytworzonych techniką natryskiwania proszkowego naddźwiękowego z dużymi prędkościami (HVOF) na mikrostrukturę, właściwości mechaniczne i użytkowe układu typu: powłoka WC-Co/żeliwo sferoidalne. Mikrostruktura powłok WC-Co+Co była analizowana za pomocą mikroskopu świetlnego, skaningowego i transmisyjnego wraz z przeprowadzeniem badań składu chemicznego i fazowego powłok w mikroobszarach przy wykorzystaniu techniki EOS i XRO. Do analizy jakości i przyczepności powłok zastosowano test zarysowania. Stwierdzono, że w wyniku natryskiwania techniką HVOF proszków WC-Co z dodatkiem cząstek Co, powłoki charakteryzują się niską porowatością wysoką twardością bardzo dobrą przyczepnością do podłoża, zwartą budową z częściowo stopionymi cząstkami Co i silnie rozdrobnionymi cząstkami WC osadzonymi w kobaltowej matrycy, dochodzącymi do wymiarów nanometrycznych. Ponadto w pracy przedstawiono wyniki dotyczące wytrzymałości na zginanie układu WC-Co+Co/żeliwo sferoidalne w zestawieniu z analizą pękania i delaminacji powłoki w obszarze granicy rozdziału, oraz wynikami pomiarów twardości i odporności na zużycie powłoki. Stwierdzono, że dodatek cząstek Co znacznie zwiększa odporność na pękanie i zużycie w badanym układzie.

3

Mikrostruktura kompozytowej powłoki powstałej z natapiania próżniowego mieszaniny proszków Cu i SiC

Kondej Adam, Babul Tomasz

Inżynieria Powierzchni

|

2019

|

nr 1

46--53

PL

Praca opisuje badania mikrostruktury kompozytowej powłoki Cu-SiC-G powstałej w procesie natapiania w piecu próżniowym mieszaniny proszków miedzi (Cu) i węglika krzemu (SiC) na podłoże stalowe. Zastosowana mieszanina proszków stanowi materiał odpadowy pochodzący z procesu wytwarzania struktur węglowych, w tym grafenu (G), na proszkach miedzi, opracowanego w Instytucie Mechaniki Precyzyjnej. Na powierzchni powłoki Cu-SiC-G występują licznie ziarna SiC o nieregularnych, ostrych krawędziach, stanowiące fazę umacniającą metaliczną osnowę. W wyniku działania wysokiej temperatury (do 1110°C) część SiC w kontakcie z Cu ulega termicznemu rozkładowi. Zdysocjowany Si i C dyfunduje w kierunku podłoża, które z kolei jest źródłem Fe i Cr, dyfundującego w kierunku powłoki. Między powłoką a podłożem tworzy się warstwa przejściowa. Na podstawie danych literaturowych oraz wyników przeprowadzonych badań można wnioskować, że w natapianej powłoce i warstwie przejściowej oprócz Cu, SiC i związków typu CuxSiy mogą tworzyć się związki typu FexCy oraz CrxCy, a także struktury węglowe – głównie grafit. W celu jednoznacznej identyfikacji faz należy przeprowadzić dodatkowe badania, uzupełnione o rentgenowską analizę fazową (XRD).

EN

The paper describes the microstructure study of a Cu-SiC-G composite coating formed in the vacuum furnace melting process of a mixture of copper (Cu) and silicon carbide (SiC) powders on a steel substrate. The used mixture of powders is a waste material from the process of producing carbon structures, including graphene (G), on Cu powders, developed at the Institute of Precision Mechanics. On the surface of the Cu-SiC-G coating there are numerous SiC grains with irregular, sharp edges, constituting the strengthening phase of the metallic matrix. As a result of high temperature (up to 1110°C), the SiC part in contact with Cu undergoes the thermal decomposition. The dissociated Si and C diffuses towards the substrate, which in turn is the source of Fe and Cr, diffusing towards the coating. A transition layer is formed between the coating and the substrate. On the basis of the literature data and the results of the conducted tests, it can be concluded that in the melted coating and the transition layer, FexCy and CrxCy compounds can be formed in addition to Cu, SiC and CuxSy compounds, as well as carbon structures – mainly graphite. In order to uniquely identify the phases, additional tests should be performed, supplemented with a X-ray phase analysis (XRD).

4

Using composite coatings containing solid lubricants to minimize friction in piston combustion engines for aviation

Posmyk Andrzej, Myalski Jerzy

Composites Theory and Practice

|

2019

|

R. 19, nr 1

3--6

EN

The paper presents the results of research on a composite coating with a polymer resin matrix containing glassy carbon microparticles as the modifying phase acting as a solid lubricant for piston aircraft engines. Comparative tests were carried out on a T-11 tribological tester at the temperature of 80°C, pressure of p = 8 MPa and relative velocity v = 0.55 m/s of a cam/push rod contact coated with a developed coating (RGC) and a cam/push rod contact coated with a reference coating (RC). 2 mg of AeroShell 100 oil were added to the contact for 10 hours of rubbing. This lubrication simulates the operating conditions of the combustion engine components after lubrication loss. As a result of the tests, it was found that the developed coating can work 10 hours after the lubrication disappears because the coating is porous and absorbs the oil during heating up to the engine's operating temperature. The oil sorption is indicated by the increase in the mass of the sample with the coating. Thanks to the coating material anchored in the roughness valleys of the push rod surface soaked with oil, the coefficient of friction, despite evaporation of the volatile parts of the oil, does not exceed µ = 0.1, which prevents seizure of the contact. The contact with the reference coating seized after 8.5 hours of sliding. The tests of the developed coating on the engine dynamometer as well as in the aircraft confirmed the usefulness of the developed coating.

PL

Przedstawiono wyniki badań przeznaczonej do tłokowych silników lotniczych powłoki kompozytowej z osnową z żywicy polimerowej zawierającej jako fazę modyfikującą mikrocząstki węgla szklistego pełniącego rolę smaru stałego. Wykonano badania porównawcze na testerze tribologicznym T-11 w temperaturze 80°C przy nacisku p = 8 MPa i prędkości względnej v = 0,55 m/s skojarzeń krzywka/popychacz pokryty opracowaną powłoką (RGC) oraz krzywka/popychacz pokryty powłoką referencyjną (RC). Do skojarzenia podano 2 mg oleju AeroShell 100 na 10 h współpracy. Takie smarowanie symuluje warunki pracy podzespołów silnika spalinowego po zaniku smarowania. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że opracowana powłoka może pracować 10 godzin po zaniku smarowania, ponieważ ta powłoka jest porowata i sorbuje olej podczas nagrzewania do temperatury pracy silnika. O sorbowaniu oleju świadczy przyrost masy próbki z powłoką. Dzięki materiałowi powłoki zakotwiczonemu we wgłębieniach chropowatości powierzchni popychacza nasączonemu olejem współczynnik tarcia mimo odparowania części lotnych oleju nie przekracza µ = 0,1, co zapobiega zatarciu skojarzenia. Skojarzenie z powłoką referencyjną zatarło się po 8,5 h współpracy. Badania opracowanej powłoki na hamowni silnikowej oraz w samolocie potwierdziły przydatność opracowanych powłok.

5

Napawanie laserowe warstw kompozytowych na osnowie stopu Inconel 625

Janicki D., Górka J., Kotarska A.

Welding Technology Review

|

2018

|

R. 90, nr 9

6--12

PL

Artykuł prezentuje wyniki badań procesu napawania laserem diodowym warstw wierzchnich kompozytowych na osnowie stopu niklu Inconel 625 wzmacnianych cząstkami WC oraz Cr3C2. Określono wpływ energii linowej napawania oraz morfologii cząstek fazy umacniającej (FU) na stopień jej rozpuszczenia w osnowie warstwy. Ponadto, określono wpływ morfologii cząstek FU na odporność erozyjną warstw.

EN

Inconel 625-based composite coatings reinforced by WC and Cr3C2 particles have been produced via a diode laser cladding process. The effect of heat input level and morphology of the reinforcing particles on the degree of their dissolution has been established. Additionally, the influence of the morphology of the reinforcing particles on the erosive wear behaviour of the coatings was studied.

6

Wpływ warunków wytwarzania na jakość kompozytowych powłok niklowych. Cz. 2

Nowak M.

Stal, Metale & Nowe Technologie

|

2018

|

nr 5-6

142--143

PL

W pracy przedstawiono badania charakteryzujące kompozytowe powłoki niklowe osadzane na stopie aluminium serii 2xxx. Powłoki kompozytowe wytwarzano w kąpieli Wattsa z dodatkiem drobnodyspersyjnych cząstek proszku Al2 O3 w ilości 100 g/l przy zastosowaniu gęstości prądu: 2, 4, 6 oraz 8 A/dm2 . Przedstawiono: morfologię, strukturę, grubość oraz mikrotwardość uzyskanych powłok kompozytowych. Określono objętościowy udział cząstek Al2 O3 w powłoce kompozytowej. Zbadano odporność korozyjną wytworzonych powłok. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że wszystkie uzyskane powłoki są dobrze przyczepne do podłoża, jednak powłoki uzyskane przy wyższych gęstościach prądów charakteryzują się niższą zawartością fazy zbrojącej Al2 O3 w kompozycie.

7

Method of investigating thermal conductivity of insulating composite materials designed for means of transport

Posmyk A.

Composites Theory and Practice

|

2018

|

R. 18, nr 3

145--148

EN

The paper presents a method to determine the thermal conductivity of composite insulating materials containing ceramic microspheres, in which there is a vacuum. The matrix of the tested composite is acrylic resin, and the strengthening phase is ceramic microspheres. Preparing of samples from such material for testing in a plate apparatus is difficult due to damage to the spheres during processing and the formation of air gaps between the plates. The described method uses the amount of electricity consumed by the water heaters to maintain the set temperature. The essence of this method is to compare the energy consumption of the tank coated with the tested composite material with that by an identical tank coated with an reference insulation with a known thermal conductivity (PUR). A necessary condition is a similar drop in temperature on the test and reference insulations.

PL

Przedstawiono metodę wyznaczania współczynnika przewodzenia ciepła kompozytowych materiałów izolacyjnych zawierających mikrosfery ceramiczne, w których panuje podciśnienie. Osnową badanego kompozytu jest żywica akrylowa, a fazą umacniającą są ceramiczne mikrosfery. Przygotowanie próbek z takiego materiału do badań w aparacie płytowym jest utrudnione ze względu na uszkodzenia sfer podczas obróbki i powstawanie szczelin powietrznych między płytami. W opisanej metodzie wykorzystano ilość energii elektrycznej zużywanej przez podgrzewacze wody na podtrzymanie zadanej temperatury. Istotą tej metody jest porównanie zużycia energii przez zbiornik pokryty badanym materiałem kompozytowym ze zużyciem energii przez identyczny zbiornik pokryty izolacją odniesienia o znanym współczynniku przewodzenia ciepła (PUR). Warunkiem koniecznym jest podobny spadek temperatury na izolacji badanej i odniesienia.

8

HVOF sprayed nanostructured composite coatings with a reduced friction coefficient

Żórawski W., Makrenek M., Góral A., Zimowski S.

Tribologia

|

2017

|

nr 4

139--147

EN

Nanostructured materials provide new possibilities, which enable creating composite structures with much better properties than composites obtained from conventional materials. Such a solution facilitates combining selected features of different nanomaterials in order to obtain a composite with the required durability, thermal, insulation, tribological, etc. properties. In the case of a composite containing a solid lubricant, it is comprised of a nanostructured matrix, providing mechanical durability, and an evenly distributed nanostructured solid lubricant. A study of the tribological properties of composite HVOF sprayed from nanostructured WC-12Co mixed with nanostructured Fe3O4, having the properties of the solid lubricant is presented. The coatings were sprayed by means of a Hybrid Diamond Jet system. A T-01 ball on disc tribological tester was used to determine the coefficient of friction on the basis of friction force obtained in the course of continuous measurement at a set load. The result of investigations was compared with properties of coatings sprayed with standard WC-12Co/ Fe3O4.

PL

Materiały nanostrukturalne stwarzają nowe możliwości, które pozwalają na tworzenie struktur kompozytowych o właściwościach znacznie lepszych niż te otrzymywane z materiałów konwencjonalnych. Takie rozwiązanie umożliwia łączenie wybranych właściwości różnych nanomateriałów w celu uzyskania kompozytu, który będzie posiadał wymagane właściwości wytrzymałościowe, tribologiczne, cieplne i inne. W przypadku kompozytów zawierających smar stały składają się one z nanostrukturalnej matrycy zapewniającej wytrzymałość mechaniczną i równomiernie rozłożonego nanostrukturalnego smaru stałego. W artykule przedstawiono badania właściwości tribologicznych płomieniowo natryskanego naddźwiękowo kompozytu będącego mieszaniną nanostrukturalnego proszku WC-12Co i nanostrukturalnego proszku Fe3O4 o właściwościach smaru stałego. Powłoki kompozytowe zostały natryskane z użyciem systemu do płomieniowego natryskiwania naddźwiękowego Hybrid Diamond Jet. Tester tribologiczny T-01 typu kulka-pierścień został użyty do zbadania współczynnika tarcia na podstawie pomiaru siły tarcia otrzymanej w wyniku ciągłego pomiaru przy ustalonym obciążeniu. Wyniki badań zostały porównane z właściwościami powłok płomieniowo natryskanymi naddźwiękowo z konwencjonalnych proszków WC-12Co/Fe3O4.

9

Microstructure and properties of cold sprayed composite coatings

Góral A., Żórawski W., Makrenek M., Kowalski S.

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2017

|

Vol. 81, nr 2

49--55

EN

Purpose: The composite coatings containing incorporated ceramic achieve a wide spectrum of enhanced properties, resulting from a combination of features from a ductile matrix and hard particles. This article attempts to explain how the alumina addition to Ni powder influences the microstructure and mechanical properties of the composite Ni-Al2O3 coatings cold sprayed on the 7075 Al alloy. Design/methodology/approach: The coatings were formed during a deposition of the powder particles step by step which impacts with high velocities onto the substrate, deform, and adhere to it or to other particles. Findings: The incorporation of Al2O3 in the Ni matrix induced a larger plastic deformation of the powder particles and reduced the porosity of the coatings. The Ni-Al2O3 coatings were characterized by a lower surface roughness compared to Ni deposits. The Young modulus of the Ni-Al2O3 coatings were found to be higher than Ni coating.

10

Wpływ wielkości geometrycznych na częstotliwości drgań własnych kompozytowego dyfuzora laminatowego

Betlej M., Ciurej H., Pięciorak E.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 1

317--334

PL

Przedmiotem niniejszej pracy jest analiza modalna kompozytowego dyfuzora laminatowego. Konstrukcje tego typu wykorzystuje się w przemysłowej technologii chłodzenia wody. Wewnątrz dyfuzora wiruje śmigło wytwarzając sztuczny ciąg powietrza. Z uwagi na łatwość wykonania, odporność chemiczną oraz trwałość dyfuzory produkuje się jako samonośne powłoki kompozytowe, najczęściej na bazie poliestrów zbrojonych włóknami szklanymi (FRP). Istotnym problemem projektowania dyfuzorów jest ograniczenie amplitud drgań wywoływanych wirującymi bryłami ciśnienia generowanymi przez poruszające się końcówki łopat wirnika. Jednym ze sposobów ograniczenia amplitud drgań jest odpowiednie dostrojenie częstotliwości i postaci drgań własnych powłoki dyfuzora względem częstotliwości wymuszenia. Celem niniejszej pracy jest określenie wpływu wybranych parametrów geometrycznych (kształtu) na częstotliwości drgań własnych powłoki dyfuzora. Zbudowano parametryczny model MES. Zastosowano trzy- i czterowęzłowe elementy powłoki kompozytowej; odtworzono układ warstw kompozytu, a także złożony kształt powłoki zewnętrznej wraz z usztywnieniami. W pracy przedstawiono wybrane wyniki obliczeń, zestawiono parametry determinujące częstotliwości i postacie drgań własnych oraz sformułowano wnioski. Otrzymane rezultaty można wykorzystać w projektowaniu przedmiotowych konstrukcji.

EN

The subject of this work is a composite laminate fan stack. These structures are used in water cooling technology. Inside the composite fan stack rotates a fan, which consists of a number of fan impellers producing a forced draft of air. Because of ease of manufacturing of the stacks, their chemical resistance and durability they are produced as a self-supporting layered FRP composite shell. A major problem of design is to reduce vibration amplitudes caused by a rotating brick pressure, which is generated by moving the tip of the fan blades. One way to reduce vibration amplitudes is appropriate tuning eigenfrequencies and eigenmode shapes of the shell in relation to excitation frequency. The aim of this study is to determine the influence of geometrical (shape) and size parameters on the natural frequency of the fan stack shell. A parametric geometry model of the shell was defined and numerical algorithm that generates a FEM model was developed. The quadratic finite elements of thin curved shell were used. Each element has composite layup. The paper presents the results of calculations, contains conclusions and an analyse of parameters determining the frequency of vibration. Obtained results can be directly used in the design of fan stack structures.

11

Resistance seam hardfacing and cladding of WC-Co in a NiCrBSi-Matrix

Broda T., Keitel S.

Przegląd Spawalnictwa

|

2016

|

R. 88, nr 3

45--49

EN

Resistance seam hardfacing is a process to weld thin hardfacing layers. The process is based on resistance seam welding where one joining partner is a metal powder. The aim is the production of low dilution hardfacings on simple shaped structural elements (e.g. bolts). This was investigated by metallography and scanning electrone microscopy. Further the economic efficiency of the prozess was worked out.

PL

Zastosowano zgrzewanie rezystancyjne ciągłe do wytwarzania kompozytowych powłok ochronnych. Specyfika zadania polegała na zgrzewaniu proszku do metalowego podłoża. Uzyskano powłoki ochronne kompozytowe WC -Co oraz na osnowie NiCrBSi z niskim współczynnikiem wymieszania z podłożem. Przeprowadzono analizę struktury uzyskanych powłok z użyciem mikrosopii świetlnej i skaningowej. Dodatkowo przeanalizowano efektywność ekonomiczną procesu.

12

Udarność kompozytowych powłok z tkaniną aramidową na podłożu stalowym

Mayer P., Pach J.

Interdisciplinary Journal of Engineering Sciences

|

2016

|

Vol. 4, no. 1

6--10

PL

W artykule zaprezentowano wyniki udarności powłok kompozytowych na osnowie termoplastycznej z różną liczbą warstw z tkanin aramidowych. Wzmocnione tkaniną aramidową o gramaturze 175 g/m2 powłoki z kopolimeru styren-butadien-styren na podłożu stalowym były otrzymane metodą prasowania. Otrzymano również powłoki bez wzmocnienia o różnej grubości. Wynikiem odporności na uderzenia była ilość uderzeń potrzebnych do mechanicznego uszkodzenia powłoki oraz pęknięcia podłoża. Analizie mikroskopowej poddano również powierzchnie powłok po jednokrotnym uderzeniu. W wyniku przeprowadzonych badań nie zaobserwowano liniowej zależności pomiędzy grubością powłok, a ich odpornością na uderzenia. Znaczący wpływ na powstałe uszkodzenia po udarze ma ilość tkanin w powłoce.

EN

The article presents the results of impact composite coatings on the thermoplastic matrix with varying amounts of aramid fabrics. To prepare composite coatings applied thermoplastic copolymer of SBS (styrenebutadiene- styrene) with a linear chain, trade name Kraton. To reinforcement selected aramid fabric (Twaron 1210 fiber), a plain weave and a weight of 175 g / m2. As the base polymer coatings used steel sheet with a thickness of 1.0 mm marked with DC01 according to EN 10027-1: 2007. It is a quality steel alloy designed for cold-rolled products. Steel substrate were washed in a solution of water and detergent, and then degreased with acetone. First step was compressed at 180 ° C for 3 minutes without load, and then three minutes with a load of 2 MPa. SBS copolymer film having a thickness of 800 μm. The films again were compressed with fabrics on steel substrate, using the same compression parameters as in the case of a single film. Obtained four reinforced with fabric layers differing in number of layers of fabric and two SBS copolymer coating with different thickness. Impact resistance test consisted of placing the sample of 100 x 100 mm in the base device, and then leaving from the height of 1 meter, a weight of 2 kg terminated spherical indenter having a diameter of 20 mm. All samples from a single impact energy of 19.62 J were subjected to microscopic analysis. The first step was to determine the number of impact, after which the steel substrate coating has been without a break. Then carried out research on coatings by measuring the amount of impact, which was interrupted after the structure of the coating and the steel substrate. As a result of the study, there was no linear relationship between the thickness of coatings and their impact resistance. A significant influence on the resulting damage after an impact is the amount of fabric coating.

13

Reinforcement of existing cast-iron structural elements by means of fiber reinforced composites

Marcinowski J., Różycki Z.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2016

|

No. 20(1)

37--45

EN

The paper deals with tubular, cast-iron columns which should be reinforced due to the planned new structural function of these elements. According to the requirements of the monument conservator the general appearance of columns should not be altered significantly. Reinforcement with an external, thin coating (sleeve or jacket) made of composite (carbon fibre reinforced polymer - CFRP) was proposed. Details of the proposed technique were presented. The reinforcement effect was verified in destructive test sperformed on two columns without reinforcement and the two other columns reinforced with the chosen technique. Due to the expected very high load capacity of the axially loaded column, the test rig was designed in such a manner that the force could be applied on big eccentricity. For this purpose a special base was prepared (comp. Fig. 1). Destructive tests have confirmed the high effectiveness of the adopted strengthening technique.

PL

Praca dotyczy żeliwnych słupów cylindrycznych, które w związku z planowaną ich nową funkcją konstrukcyjną powinny zostać wzmocnione. Wymagania konserwatorskie nie dopuszczają znaczących zmian wyglądu zewnętrznego wzmacnianych słupów, z tego względu zaproponowano wzmocnienie za pomocą cienkiej powłoki włóknokompozytowej CFRP nakładanej na zewnętrzną powierzchnię słupów. W pracy zaprezentowano szczegóły proponowanej techniki wzmocnienia. Uzyskany efekt wzmocnienia zweryfikowano w badaniach niszczących wykonanych na dwóch słupach oryginalnych i dwóch słupach poddanych wzmocnieniu proponowaną techniką. Z powodu spodziewanej bardzo wysokiej odporności słupów na ściskanie osiowe, stanowisko badawcze zaprojektowano w taki sposób, aby siła mogła być przykładana na dużym mimośrodzie. W tym celu zaprojektowano i wykonano dodatkową głowicę. Badania niszczące potwierdziły wysoką efektywność zastosowanej techniki wzmocnienia.

14

Investigations on effect of process parameters of electrodeposited Ni-Al2O3 composite coating using orthogonal array approach and mathematical modeling

Jeyaraj S., Arulshri K. P., Sivasankaran S.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2016

|

Vol. 16, no. 1

168--177

EN

This research article aims at preparation of nickel-aluminum oxide (Ni-Al2O3) metal matrix composite coatings that were prepared from conventional electro-deposition process. Micron sized alumina particles were deposited in nickel matrix by electro-co-deposition technique. The primary electroplating parameters of current density, pH value of electrolyte, temperature of bath, amount of ceramic particles (Al2O3) in bath, and agitation speed were considered for experimental studies. Experimental design and run orders were framed by orthogonal array of Taguchi's approach. L27 orthogonal array was chosen for experimental design based on five plating parameters and three levels. The experiments were conducted by adjusting the plating parameters and the samples were prepared from electrolytic bath. Volume fraction of Al2O3 and micro-hardness of deposits were recorded for each coated sample systematically. The mean effect studies of electroplating parameters were investigated using Taguchi's approach. The S/N ratio values for the response of micro-hardness were calculated and analyzed for significances of independent input parameters. It was found that current density, pH, temperature and agitation speed were the most significant factors. A second order quadratic equation was developed as prediction model for micro-hardness. The predicted micro-hardness values were found to be in good agreement with the experimental results.

15

Katody kompozytowe o niskim nadpotencjale wydzielania wodoru wytwarzane metodą galwaniczną

Nawrat G., Gonet M., Wieczorek T., Nieużyła Ł., Gardeła A.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 4

550-557

PL

Opracowano proces galwanicznego wytwarzania powłok kompozytowych z osnową ze stopów niklu i kobaltu z fosforem oraz substancją rozproszoną (tlenki rutenu i tytanu, w postaci proszków o małym uziarnieniu). Wprowadzenie fosforu jako dodatku stopowego do powłok niklowych i kobaltowych wpłynęło korzystnie na nadpotencjał wydzielania wodoru. Dalsze obniżenie bezwzględnych wartości nadpotencjału wydzielania wodoru uzyskano dzięki wprowadzeniu tlenków rutenu lub rutenu i tytanu do powłoki. Elektrody z powłokami kompozytowymi z osnową Ni-P, Co-P lub Ni-Co-P i z fazą rozproszoną w postaci proszków 100% RuO₂ lub 40% RuO₂-60% TiO₂ charakteryzują się bezwzględnymi wartościami nadpotencjału wydzielania wodoru, wynoszącymi ok. 0,10 V przy gęstości prądu elektrolizy 100 A/m² i ok. 0,20 V przy 1000 A/m².

EN

Ni bars were electroplated with RuO₂ or TiO₂-reinforced Ni-P, Ni-Co or Ni-Co-P-matrix composite layers from resp. baths at 40°C and cathode current d. 1.5 A/dm² and then studied for chem. and phase compns., surface morphol., polarization behavior (voltamperometry) and corrosion resistance. The RuO₂-reinforced composite layers showed the lowest overpotentials of H₂ release (abs. value 0.098–0.104 V at current d. 100 A/m²). The reinforcement resulted however in a substantial drop of the corrosion resistance of the layers.

16

Charakterystyka mikrostruktury powłok Ni-Al2O3 natryskanych zimnym gazem

Góral A., Żórawski W.

Przegląd Spawalnictwa

|

2015

|

R. 87, nr 9

34--37

PL

Natryskiwanie zimnym gazem jest najnowocześniejszą metodą natryskiwania cieplnego pozwalającą na uzyskanie właściwości powłok nieosiągalnych dotychczas konwencjonalnymi metodami natryskiwania cieplnego. W artykule przedstawiono proces natryskiwania zimnym gazem oraz możliwości natryskiwania powłok kompozytowych. Pokazano ponadto wyniki badań własnych mikrostruktury i analizy składu fazowego powłoki Ni-Al2O3 otrzymanej przez natrysk zimnym gazem.

EN

Cold spraying is the state-of-the-art of thermal spraying which allows to obtain new unique properties of a coating. These properties are unattainable by conventional thermal spray processes. The paper shows fundamental issues of the cold spray process and possibility of the spraying of composite coatings. Some results of a microstructure and phase composition of cold sprayed Ni-Al2O3 coatings are presented.

17

Charakterystyka odporności korozyjnej powłok stopowych Ni-Mo modyfikowanych polipirolem

Niedbała J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2014

|

R. 59, nr 9

429--434

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę odporności korozyjnej powłok kompozytowych na osnowie stopowej Ni-Mo z wbudowanym polipirolem (PPy). Powłoki zawierające zabudowany polimer otrzymywano na drodze osadzania z kąpieli galwanicznej do indukowanego osadzania stopu Ni-Mo zawierającego monomer — pirol. Stosowano zmiany biegunowości elektrod, nakładając naprzemiennie warstwy stopu i polimeru. Skład chemiczny powłok wyznaczono metodą rentgenowskiej analizy spektralnej techniką EDS. Badanie składu fazowego powłok kompozytowych przeprowadzono metodą dyfrakcji promieni rentgenowskich. Stwierdzono, że struktura osnowy Ni-Mo w powłoce kompozytowej jest identyczna ze strukturą powłoki stopowej nie zawierającej polimeru. Elektrochemiczne badania odporności korozyjnej przeprowadzono stosując metody klasyczne i spektroskopowe (elektrochemiczna spektroskopia impedancyjna). Stwierdzono, że spośród badanych powłok z polipirolem największą odpornością korozyjną charakteryzują się powłoki zawierające około 30,8 % PPy. Charakteryzują się również większą odpornością korozyjną od powłok stopowych Ni-Mo nie zawierających polimeru.

EN

Ni-Mo+PPy composite coatings were prepared by nickel-molybdenum deposition from a bath containing ClO–4 ions and pyrrole (Py) as result of two processes: induced Ni-Mo alloy electrodeposition and Py electropoymerization. The surface morphology and chemical composition was identified using scanning electron microscopy. It was stated, that the coatings surface are characterized by the presence of polypyrrole and Ni-Mo alloy nanoagglomerates. The chemical analysis was determined by EDS method. In Ni-Mo coatings content of Ni, Mo and in Ni-Mo+PPy composite coatings also C was determined. For Ni-Mo+PPy they showed that in the Ni-Mo matrix Ni and Mo composition is comparable, in acceptable limits of errors, and no much depended from deposition method. In the composite coatings Ni containing was 60,2 ±1,9 % Ni 59,3 ±2 % and Mo 17,7 ±0,8 % and 17,4 ±0,7 %. The polypyrrole quantity was calculated on the basis of the C content in the coatings. The effect of this calculations showed that the PPy contents in the coatings amount to 30,8 and 32,5 %. Electrochemical corrosion resistance investigations were carried out in 5 M KOH. On the basis of these investigations it was found that the composite coatings with polypyrrole are more corrosion resistant in alkaline solution than Ni-Mo coatings. It was found that for the composite coatings with 30,8 % polypyrrole the value of the corrosion current is lower and the value of the corrosion potential is more positive compared to the corresponding values the Ni-Mo+32,5 % PPy and Ni-Mo coatings. Moreover, parameters determined by the EIS method showed, that the corrosion process for coatings with polymer content 30,8 % is basing on a activation mechanism, but about the content of the 32,5 % of polymer on a diffusion mechanism. It was stated that the greater effects the corrosion process inhibition are appearing on coatings about the smaller polymer content.

18

Ocena stopnia utraty własności wytrzymałościowych kompozytowych powłok nawijanych

Szymiczek M., Rojek M., Wróbel G.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 3 (159)

260--264

PL

W pracy omówiono metody oceny stopnia wyczerpania własności użytkowych kompozytowych powłok poliestrowo-szklanych wykonywanych metodą nawijania. Ocena wyczerpania własności wytrzymałościowych podczas eksploatacji jest utrudniona i wymaga szerszej analizy z uwzględnieniem wad powstałych w wyniku procesu technologicznego. Określenia zmian badanych charakterystyk zachodzących podczas eksploatacji dokonano poddając powłoki kompozytowe procesowi degradacji starzeniowo-zmęczeniowej. Stopień utraty własności nośnych nawijanych kompozytów poliestrowo-szklanych określono za pomocą pomiaru temperatury nagrzewania (pomiary termowizyjne) oraz czasu przejścia fali ultradźwiękowej.

EN

The paper discusses methods of evaluation with reference to exhaustion degree of functional properties of wound polyester-glass composite shells. The evaluation of exhaustion degree of mechanical properties during the exploitation is complicated and requires broader analysis taking into account the disadvantages resulting from the technological process. The determination of changes during the exploitation was carried out by subjecting the composite shells to accelerated ageing-fatigue degradation. The exhaustion degree of mechanical properties of wound polyester-glass composites was determined by measuring the temperature of heating (termovision) and the transition time of the ultrasonic wave.

19

Charakterystyki cieplne w diagnostyce zmian starzeniowo-zmęczeniowych powłok kompozytowych

Wróbel G., Szymiczek M., Rojek M.

Przetwórstwo Tworzyw

|

2014

|

[R.] 20, nr 1 (157)

110--115

PL

W pracy przedstawiono metodę termograficznej diagnostyki cylindrycznych powłok osiowo-symetrycznych wykonywanych techniką nawijania śrubowego. Badania prowadzono na rurach wykonanych z włókna szklanego i chemoutwardzalnej żywicy poliestrowej degradowanych cieplnie i zmęczeniowo. Wielkością charakteryzującą zmiany w materiale kompozytowym podczas degradacji był pomiar temperatury w funkcji czasu na powierzchni kompozytu nagrzewanego metodą impulsywnej termografii aktywnej. Rozkład mierzonych temperatur w zależności od liczby cykli zmęczeniowych pozwala na określenie stopnia utraty ciągłości materiału. Wizualizacja zmian za pomocą termogramów pozwala na identyfikację obszarów narażonych na zniszczenia.

EN

The paper presents a method of thermography diagnostics of cylindrical coats axially - symmetric performed by the screw winding technic. The research was carried out on pipes made of fiberglass and polyester resin fatigue and thermally degraded. Values characterizing the changes in the degradation of the composite material were to measure the temperature - time on the surface of the composite being heated by the impulsive active thermography. The distribution of measured temperatures depending on the number of fatigue cycles allow to determine the degree of continuity of the material. The visualization of changes using thermal image facilitates the identification of areas exposed to destruction.

20

Odporność korozyjna wybranych powłok nakładanych metodą tamponową

Grześ J.

Przegląd Spawalnictwa

|

2014

|

R. 86, nr 2

14--18

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań korozyjnych wybranych powłok nakładanych metodą tamponową. Przedmiotem badań były powłoki metalowe (Ni, Cu+Ni) i powłoki kompozytowe metalowo-ceramiczne (Cu+Si3N4, NiW+Si3N4). Badania odporności na korozję wykonano metodą potencjodynamiczną w 0,5M NaCl. Przedstawiono również wyniki badań metalograficznych i pomiarów mikrotwardości.

EN

The paper presents the results of the corrosion resistance investigation of selected coatings deposited by the brush plating method. The metal (Ni, Cu+Ni) and composite metal-ceramic composite (Cu+Si3N4, NiW+Si3N4) coatings have been produced in the frame of conducted research. The investigation of corrosion resistance has been performed using the potentiodynamic method in the 0.5M solution of NaCl. The results of microhardness measurements and microscopic investigation of the surface and cross-section of the coating have been also included.