Дослідження енергетичних параметрів тліючого розряду в довгих трубках малого діаметра

Abstract

Актуальність теми дослідження. Очищення внутрішніх поверхонь труб є обов’язковою операцією, що передує нанесенню покриття з використанням методів вакуумного напилення. Суттєві недоліки традиційно застосованих методів хімічної та електрохімічної очистки таких поверхонь зумовило широке використання плазмових технологій на основі низькотемпературної плазми тліючого розряду. Постановка проблеми. Зокрема, на сьогодні найбільш поширеним способом очищення поверхонь від різного роду забруднень є іонне розпилення з використанням газорозрядної плазми тліючого розряду. Такий спосіб очищення дозволяє ефективно видаляти основні види забруднень, такі як жири, адсорбовану воду, гази, окисли та обробляти поверхні різної конфігурації. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Показано можливість застосування тліючого розряду в процесах очищення й нанесення покриття на внутрішню поверхню труб діаметром 56 мм довжиною 120 мм із застосуванням прикладеного поперечного магнітного поля. Однак при цьому виникає багато труднощів, переважно пов’язаних із низькою продуктивністю процесу, оскільки очищення внутрішньої поверхні таких труб здійснювалося протягом 60 хвилин. Виділення недосліджених частин загальної проблеми. Підвищити продуктивність обробки вдається можливим шляхом застосування тліючого розряду ініційованого в порожнистому катоді. Однак нині відсутні будь-які дані щодо розподілу концентрації заряджених часток всередині виробу, в якому L>>d. Мета роботи. Метою цієї роботи є порівняльний аналіз напружено-деформованого стану (НДС) при дифузійному зварюванні з’єднань із різнорідних матеріалів, що виникає при нагріванні в нормальному тліючому розряді і тліючому розряді, ініційованому в порожнистому катоді. Виклад основного матеріалу. Із використанням зондової методики досліджували енергетичні характеристики плазми тліючого розряду, ініційованого в порожнистому катоді стосовно до умов очищення внутрішніх поверхонь довгих труб малого діаметра. Показано, що при тиску в газорозрядній камері 53 Па і струмі розряду 0,075 А, в досліджуваній геометрії катодної порожнини утворюється достатньо щільна плазма із концентрацією заряджених часток на рівні 1,6∙1010 см-3, що відрізняється високою неоднорідністю по висоті порожнини (40…60 %). Також показано, що ефективним механізмом впливу на розподіл плазми всередині катода, в якому L>>D, є зміна відстані катод-анод, зменшення якої від 40 до 20 мм підвищує рівномірність до 15…20 %, а введення в схему розряду додаткового анодного кільця – до 8…10 %. Висновки відповідно до статті. Показано, що очищення внутрішньої поверхні довгих труб малого діаметра (в яких L = 10D) тліючим розрядом із використанням ефекту порожнистого катода ускладнене певними факторами, головним чином пов’язаних із досить високою неоднорідністю розподілу плазми всередині катодної порожнини.