Плазменная технология

Плазменная технология основана на обработке исходных материалов концентрированными потоками энергии.

Плазмохимия изучает процессы, протекающие при температуре 8000–10 000 °С, когда вещество находится в виде плазмы. Плазма – частично или полностью ионизированный газ, обладающий практически одинаковой плотностью положительных или отрицательных зарядов. Плазма может быть низкотемпературной (порядка + 105 °С) и высокотемпературной (+106..108 °С).

Установки, позволяющие осуществлять непрерывный регулируемый нагрев газа до высоких температур, называются генераторами низкотемпературной плазмы (дуговыми или высокочастотными плазмотронами).

Основными сферами применения плазменных технологий является химия, металлургия, машиностроение.

При плазменной обработке изменяются форма, размеры, структура обрабатываемого материала или состояние его поверхности. Плазменная обработка включает: разделительную и поверхностную резку, нанесение покрытий, наплавку, сварку, разрушение горных пород (плазменное бурение).

Низкотемпературная плазма получила более широкое применение в технологических процессах промышленных производств. Созданы плазмотроны и устройства для напыления порошковых металлов и их соединений, использование которых дает значительный эффект.

Неэлектропроводные материалы (бетоны, гранит, тонколистовые органические материалы) обрабатывают плазменной струей (дуга горит в сопле плазменной горелки между ее электродами). Нанесение покрытий (напыление) производится для защиты деталей, работающих при высоких температурах, в агрессивных средах или подверженных интенсивному механическому воздействию.

Материал покрытия (тугоплавкие металлы, окислы, карбиды, силициды, бориды и др.) вводят в виде порошка или проволоки в плазменную струю, в которой он плавится, распыляется, приобретает скорость -100-200 м/с и в виде мелких частиц (20-100 мкм) наносится на поверхность изделия.

Плазменные покрытия отличаются пониженной теплопроводностью и хорошо противостоят термическим ударам. Мощность установок для напыления 5-30 кВт, максимальная производительность 5-10 кг напыленного материала в час.

Для получения порошков со сферической формой частиц, применяемых в порошковой металлургии, в плазменную струю вводят материал, частицы которого, расплавляясь, приобретают под действием сил поверхностного натяжения сферическую форму. Размер частиц может регулироваться в пределах от нескольких мкм до 1 мм. Более мелкие (ультрадисперсные) порошки с размерами частиц 10 нм и выше получают испарением исходного материала в плазме и последующей его конденсацией.

Разработана технология плазменного напыления износостойкого порошка на поверхности лопастей, изготовленных из недорогой стали. Винты, полученные таким образом, относительно дешевы и служат в несколько раз дольше, чем выполненные из легированной стали.

Резка металлов осуществляется сжатой плазменной дугой, которая горит между анодом (разрезаемым металлом) и катодом плазменной горелки. Стабилизация и сжатие канала дуги, повышающие ее температуру, осуществляются соплом горелки и обдуванием дуги потоком плазмообразующего газа (Ar, N2, Н2, Nh5 и их смеси).

Для интенсификации резки металлов используется химически активная плазма. Например, при резке воздушной плазмой кислород, окисляя металл, дает дополнительный энергетический вклад в процесс резки. Плазменной дугой режут нержавеющие и хромоникелевые стали, Сu, Al и другие металлы и сплавы, не поддающиеся кислородной резке. Высокая производительность плазменной резки позволяет применять ее в поточных непрерывных производственных процессах. Мощность установок достигает 150 кВт.

Свойство плазменной дуги глубоко проникать в металл используется для сварки металлов. Можно производить сварку металла толщиной 10-15 мм без специальной разделки кромок. Сварка плазменной дугой отличается высокой производительностью и вследствие большой стабильности горения дуги хорошим качеством. Маломощная плазменная дуга на токах 0,1–40 А удобна для сварки тонких листов (0,05 мм) при изготовлении мембран, сильфонов, теплообменников из Та, Ti, Mo, W, Al.

В промышленных организациях применяют плазменно-механическую обработку металлов, суть которой состоит в разупрочнении поверхности заготовок перед резанием. Это дает возможность повысить скорость обработки и увеличить толщину снимаемой стружки. Установлено, что внедрение плазменно-механического метода обработки марганцовистых сталей способствует повышению производительности труда в 4–10 раз, а титановых сплавов – в 15 раз.

Плазменная технология связывается с появлением металлобетонов, где в качестве связующего вещества используют сталь, чугун, алюминий, свинец и т.д. Раньше это было невозможно сделать из-за слабого контактного сцепления между металлом и минеральным наполнителем.

Плазменная технология позволяет производить быстрое поверхностное оплавление частиц горной породы, что обеспечивает хорошую совместную работу металла и минерального наполнителя. Полученный металлобетон прочнее обычного бетона при сжатии в 10 раз, при растяжении – в 100 раз.

При обработке плазмой поверхности кирпичных, бетонных стен или стен, поверхность которых облицована керамической плиткой, образуется стекловидный расплав, который надежно защищает здание от влаги и атмосферных воздействий. Если же на стены здания предварительно нанести растворы солей различных металлов, то их поверхности приобретут соответствующую окраску.

С помощью плазмотронов можно перерабатывать хлорорганические отходы, которые до сих пор выбрасывались. Из них можно получать новые вещества, необходимые для различных отраслей. Это путь к безотходным экологически чистым технологиям.

В технологических процессах создания сверхбольших и сверхскоростных ионных источников широко используются ионные, ионно-плазменные и плазмохимические процессы взаимодействия ионных потоков и низкотемпературной плазмы с поверхностью твердого тела. В универсальных технологических системах, оборудованных ионными источниками можно проводить многие операции очистки, ионно-пучкового травления и распыления.

В полупроводниковой микроэлектронике широко применяют технологии ионной имплантации и реактивного ионно-лучевого травления (РИЛТ).

Применение совокупности электронно-ионных процессов –

элионная технология – позволяет повысить точность изготовления микроструктур, создать высокопроизводительное автоматизированное промышленное оборудование.

ПЛАЗМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 26. Москва, 2014, стр. 328

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: В. В. Кудинов, В. И. Калита

ПЛА́ЗМЕННАЯ ТЕХНОЛО́ГИЯ, тех­но­ло­гич. про­цес­сы, ос­но­ван­ные на ис­поль­зо­ва­нии низ­ко­тем­пе­ра­тур­ной плаз­мы, ге­не­ри­руе­мой ду­го­вы­ми или вы­со­ко­час­тот­ны­ми плаз­ма­тро­на­ми. При­ме­ня­ет­ся для про­ве­де­ния разл. ме­тал­лур­гич. про­цес­сов (см. Плаз­мен­ная ме­тал­лур­гия) и тер­мич. об­ра­бот­ки – свар­ки, резки, на­плав­ки ме­тал­лич. ма­те­риа­лов, а так­же уда­ле­ния (трав­ле­ния) при­по­верх­но­ст­ных сло­ёв твёр­дых тел или их уп­роч­не­ния (пу­тём их ион­но­го ле­ги­ро­ва­ния или мо­ди­фи­ци­ро­ва­ния) и др.

Про­цес­сы П. т. осу­ще­ст­в­ля­ют­ся при темп-ре плаз­мы (1–2)·10⁴ К и ха­рак­те­ри­зу­ют­ся боль­шим диа­па­зо­ном ре­гу­ли­ро­ва­ния мощ­но­сти (до 150 кВт) и воз­мож­но­стью со­сре­до­то­че­ния по­то­ка плаз­мы на об­ра­ба­ты­вае­мом из­де­лии; про­цес­сы мо­гут вы­пол­нять­ся при нор­маль­ном (ат­мо­сфер­ном) или по­вы­шен­ном дав­ле­нии ли­бо в ва­куу­ме. Эф­фек­ты от при­ме­не­ния П. т. дос­ти­га­ют­ся как те­п­ло­вым, так и ме­ха­нич. дей­ст­ви­ем ком­по­нен­тов плаз­мы (бом­бар­ди­ров­кой из­де­лия час­ти­ца­ми плаз­мы, дви­жу­щи­ми­ся с очень вы­со­кой ско­ро­стью, – т. н. ско­ро­ст­ной на­пор плаз­мен­но­го по­то­ка). Удель­ная мощ­ность, пе­ре­да­вае­мая по­верх­но­сти ма­те­риа­ла плаз­мен­ной ду­гой, дос­ти­га­ет 10

5– 10⁶ Вт/см², в слу­чае плаз­мен­ной струи она со­став­ля­ет 10³–10⁴ Вт/см². Те­п­ло­вой по­ток, ес­ли это не­об­хо­ди­мо, мо­жет быть рас­сре­до­то­чен, обес­пе­чи­вая «мяг­кий» рав­но­мер­ный на­грев по­верх­но­сти, что ис­поль­зу­ет­ся при на­плав­ке и на­не­се­нии по­кры­тий.

Для свар­ки ме­тал­лов при­ме­ня­ют од­но­врем. воз­дей­ст­вие ду­го­во­го раз­ря­да и плаз­мен­ной струи, что по­зво­ля­ет глу­бо­ко про­ни­кать в ме­талл. Та­кая свар­ка от­ли­ча­ет­ся вы­со­кой про­из­во­ди­тель­но­стью и, вслед­ст­вие боль­шой ста­биль­но­сти дей­ст­вия ду­ги, хо­ро­шим ка­че­ст­вом; по­зво­ля­ет сва­ри­вать дос­та­точ­но тол­стый ме­талл (10–15 мм) без спец. раз­дел­ки кро­мок. Ма­ло­мощ­ная плаз­мен­ная ду­га на то­ках 0,1–40 А удоб­на для свар­ки тон­ких лис­тов (0,05 мм) при из­го­тов­ле­нии мем­бран, силь­фо­нов, те­п­ло­об­мен­ни­ков из Ta, Ti, Mo, W, Al.

Рез­ка ме­тал­лов осу­ще­ст­в­ля­ет­ся при од­но­врем. воз­дей­ст­вии плаз­мен­ной струи и ду­го­во­го раз­ря­да ме­ж­ду ано­дом (раз­ре­зае­мым ме­тал­лом) и ка­то­дом плаз­ма­тро­на. Плаз­мен­ная струя (Ar, N₂, H₂, NH₃ и их сме­си) фор­ми­ру­ет­ся и ста­би­ли­зи­ру­ет­ся в ка­на­ле ано­да при на­гре­ве ду­го­вым раз­ря­дом. Для ин­тен­си­фи­ка­ции рез­ки ме­тал­лов ис­поль­зу­ет­ся хи­ми­че­ски ак­тив­ная плаз­ма. Напр., при рез­ке возд. плаз­мой ки­сло­род, окис­ляя ме­талл, да­ёт до­пол­нит. энер­ге­тич. вклад в про­цесс рез­ки. Плаз­мен­ной ду­гой ре­жут не­ржа­вею­щие и хро­мо­ни­ке­ле­вые ста­ли, Cu, Al и др. ме­тал­лы и спла­вы, не под­даю­щие­ся ки­сло­род­ной рез­ке. Не­элек­тро­про­вод­ные ма­те­риа­лы (бе­то­ны, гра­нит, тон­ко­ли­сто­вые ор­га­нич. ма­те­риа­лы) об­ра­ба­ты­ва­ют плаз­мен­ной стру­ёй.

Для на­не­се­ния по­кры­тий ма­те­ри­ал (ту­го­плав­кие ме­тал­лы, ок­си­ды, кар­би­ды, си­ли­ци­ды, бо­ри­ды и др.) вво­дят в ви­де про­во­ло­ки, по­рош­ка или сус­пен­зии в плаз­мен­ную струю, в ко­то­рой он пла­вит­ся, рас­пы­ля­ет­ся и в ви­де мел­ких час­тиц с вы­со­кой ско­ро­стью на­но­сит­ся на по­верх­ность из­де­лия (под­лож­ку). Вы­со­кие ско­ро­сти на­пы­ляе­мых час­тиц (до 700 м/с) оп­ре­де­ля­ют фор­ми­ро­ва­ние на под­лож­ке по­кры­тия в ви­де дис­ков ма­лой тол­щи­ны (2–10 мкм) и их вы­со­кую ско­рость ох­ла­ж­де­ния – до 10

8 К/с; в за­ви­си­мо­сти от на­пы­ляе­мо­го ма­те­риа­ла в по­кры­тии фор­ми­ру­ет­ся аморф­ная или на­но­ст­рук­ту­ра с вы­со­кой мик­ро­твёр­до­стью. При раз­дель­ном за­твер­де­ва­нии на­пы­ляе­мых час­тиц на под­лож­ке воз­мож­но кон­ст­руи­ро­ва­ние мак­ро­струк­ту­ры по­кры­тия, в т. ч. соз­да­ние трёх­мер­ных ка­пил­ляр­но-по­рис­тых по­кры­тий (по­рис­тость оп­ре­де­ля­ет низ­кий ка­жу­щий­ся мо­дуль уп­ру­го­сти по­кры­тия, что обес­пе­чи­ва­ет вы­со­кую тер­мо­стой­кость те­п­ло­за­щит­ных по­кры­тий). По­вы­ше­ние темп-ры под­лож­ки су­ще­ст­вен­но уве­ли­чи­ва­ет ко­ге­зию и ад­ге­зию по­кры­тий. Осн. об­ласть при­ме­не­ния плаз­мен­но­го на­пы­ле­ния – фор­ми­ро­ва­ние те­п­ло­за­щит­ных ок­сид­ных по­кры­тий с по­рис­то­стью до 20% или плот­ных по­кры­тий с тре­щи­на­ми, пер­пен­ди­ку­ляр­ны­ми под­лож­ке. Плаз­мен­ное на­пы­ле­ние так­же ус­пеш­но ис­поль­зу­ет­ся для по­лу­че­ния во­лок­ни­стых ком­по­зиц. ма­те­риа­лов с алю­ми­ние­вой, ти­та­но­вой и ин­тер­ме­тал­лид­ной мат­ри­ца­ми.

Трав­ле­ние с ис­поль­зо­ва­ни­ем ком­по­нен­тов га­зо­раз­ряд­ной плаз­мы при­ме­ня­ют для уда­ле­ния ве­ще­ст­ва с по­верх­но­сти (напр., об­ра­ба­ты­вае­мой де­та­ли). Плаз­мен­ное трав­ле­ние ино­гда на­зы­ва­ют «су­хим» в от­ли­чие от клас­сич. «мок­ро­го», свя­зан­но­го с при­ме­не­ни­ем жид­ких тра­ви­те­лей. Пре­иму­ще­ст­вом пла­з­мен­но­го трав­ле­ния пе­ред жид­ким (по­ми­мо су­ще­ст­вен­но мень­ше­го по­треб­ле­ния реа­ген­тов) яв­ля­ет­ся воз­мож­ность пре­ци­зи­он­ной раз­мер­ной об­ра­бот­ки из­де­лий и пол­ной ав­то­ма­ти­за­ции про­цес­са.

П. т. при­ме­ня­ет­ся так­же для по­лу­че­ния по­рош­ков со сфе­рич. фор­мой час­тиц, при­ме­няе­мых в по­рош­ко­вой ме­тал­лур­гии. В плаз­мен­ную струю вво­дят мате­ри­ал, час­ти­цы ко­то­ро­го, рас­плав­ля­ясь, при­об­ре­та­ют под дей­ст­ви­ем сил по­верх­но­ст­но­го на­тя­же­ния сфе­рич. фор­му. Раз­мер час­тиц мо­жет ре­гу­ли­ро­вать­ся в пре­де­лах от не­сколь­ких мкм до 1 мм. Бо­лее мел­кие (ульт­ра­дис­перс­ные) по­рош­ки с раз­ме­ра­ми час­тиц 10 нм и вы­ше по­лу­ча­ют ис­па­ре­ни­ем ис­ход­но­го ма­те­риа­ла в плаз­ме и по­сле­дую­щей его кон­ден­са­ци­ей.

Плазменные технологии | Атомная энергия 2.0

Установлен мировой рекорд по длительности непрерывной работы плазменного ускорителя частиц — 1 сентября 2020

На ГХК внедряется система плазменной резки — 30 июля 2020

В Институте ядерной физики им. Будкера разрабатывают механизм пучково-плазменной антенны — 17 июля 2020

Американская компания LPPFusion разрабатывает принципиально новый вариант «плотной фокусировки плазмы» для малой термоядерной электростанции — 15 июля 2020

В НИЯУ МИФИ прошла VI Международная конференция «Лазерные, плазменные исследования и технологии ЛаПлаз-2020» — 6 марта 2020

Чепецкий механический завод начал экспорт гафниевой проволоки для плазменных машин — 4 февраля 2020

В НИЯУ МИФИ прошла конференция «Взаимодействие плазмы с поверхностью» — 31 января 2020

В МИФИ прошёл день открытых дверей Института ЛаПлаз — 15 января 2020

В Курчатовском институте создали миниатюрный спектрометр для горячей плазмы — 27 ноября 2019

Установлен новый рекорд в области ускорения частиц в плазменном канале — 5 ноября 2019

Термическая обработка загрязненного плутонием материала в Селлафилде поможет сэкономить 1,3 млрд долл. США — 31 октября 2019

Институт ЛаПлаз НИЯУ МИФИ провёл III школу «Будущее лазерных, плазменных, радиационных исследований и технологий» — 24 октября 2019

Разработана концепция гибридного реактора на основе плазменной открытой ловушки — 17 сентября 2019

Учёные АО «НИИЭФА» запатентовали новый способ производства и хранения водорода — 19 августа 2019

В американской лаборатории создано «искусственное Солнце» — 1 августа 2019

Томские учёные разработали новый вид ториевого топлива — 31 июля 2019

«Радон», «Элерон» и «Маяк» совместно займутся плазменной переработкой РАО — 5 июля 2019

Китай создал комплекс для измерения электронной температуры термоядерной плазмы — 28 июня 2019

Искусственный интеллект позволит улучшить стабильность работы токамаков — 19 апреля 2019

В НИЯУ МИФИ прошла международная конференция «Лазерные, плазменные исследования и технологии ЛаПлаз-2019» — 28 февраля 2019

Страницы

• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• 5
• →

Четыре плазменные технологии, которые приведут нас в послезавтра

Еще в школе всех нас учили, что у вещества есть четыре фазовых состояния — твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Плазма — буквально сверхзаряженное вещество. Однако при слове «плазма» большинство людей подумает о новом сезоне «Игры престолов» и большом плоском телевизоре, висящем на стене. В горячей плазме царит настоящая термодинамическая оргия частиц в соусе электрического и магнитного полей. Когда плазма охлаждается, протоны и электроны формируют стабильные нейтральные пары.

Совершенно точно плазменные технологии являются «паровым двигателем» современности. Как только современная наука создаст правильные трубы, котлы и медные заклепки, плазменный паровоз стремительно умчит нас в будущее. Мы изучили четыре самые важные разработки, которые превратят научную фантастику в наши будни.

Воспользуйтесь нашими услугами

«Вендельштейн 7-X»

Плазма составляет бльшую часть видимой Вселенной. Благодаря падающему свету мы видим предметы вокруг себя. Естественный свет, горящая палочка, энергия приливов и ветряных электростанций — все это обеспечивает Солнце, главный поставщик энергии для нашей планеты.

Большинство электростанций питается крошками со стола экосистемы — кусками мертвых деревьев, падающей с гор водой или дующим от перепада давления ветром. Вместо того чтобы пользоваться побочной энергией Солнца, мы можем попытаться скопировать саму технологию солнечного реактора. Именно этим сейчас занимаются немцы на «имитаторе звезды» — стеллараторе «Вендельштейн 7-X».

Термоядерный синтез внутри Солнца обусловлен чудовищной гравитацией этой звезды. Чтобы добиться такого же на Земле, нашей планете пришлось бы быть в 300 тыс. раз тяжелее. Однако гравитация является слабым взаимодействием. Электромагнетизм настолько более сильное взаимодействие, что этим без стыда решили воспользоваться педантичные немецкие ученые, которые в очередной раз доказали — лучше быть умным, чем большим.

Правда, с плазмой есть одна проблема — ее нельзя положить в коробку или потрогать. Рука испарится и ионизируется, а плазма остынет. Заряженную плазму можно удерживать только магнитным полем. Стелларатор «Вендельштейн 7-X» будет иметь форму мятого бублика: парящий внутри плазменный шар стабилизируется гораздо лучше, чем в токамаках, использовавшихся для этих целей ранее.

Стелларатор воплощает самые передовые технологии и достижения современной науки. Каждое нововведение — результат продолжительной работы ученых. Это огромная система, созданная людьми и разработанная для изменения жизни всех последующих поколений. Если все пойдет удачно, внуки всего лишь отругают нас за выкачанную и сожженную нефть.

Ионные двигатели

Запуск ракет и космических кораблей — грандиозное событие, которое сопровождается столпотворением фотографов в кепках с козырьками назад, клубами огня и оглушающим рокотом. Но как только двигатель выводит судно в открытый космос, начинаются проблемы. Продолжительные полеты требуют много дорогого топлива. Больше топлива требует еще чуть-чуть топлива, чтобы запустить уже залитое топливо к звездам. С увеличением массы ракеты объем топлива растет экспоненциально, и после определенного момента становится проще превратить всю Австралию в сопло двигателя, залить окислителем и полететь в нужную сторону сразу всей планетой.

К счастью, есть более изящное решение — ионный двигатель:

Все двигатели построены по принципу сохранения импульса — что-то должно выталкиваться сзади, чтобы ракета двигалась вперед. Двигатели с химическим топливом достигают этого благодаря горению и взрывам. Ионные двигатели превращают инертный газ в плазму и ускоряют ионы электрическим полем. Они используются в космосе почти 50 лет. Ионные двигатели дают очень слабую тягу и не могут вывести ракету на орбиту.

Но в открытом космосе нет гравитации или сопротивления воздуха, поэтому ракета медленно, но уверенно разгоняется до чудовищных скоростей. В 1998 году солнечной батареи мощностью 2100 ватт (чуть меньше, чем у бытового пылесоса) хватило, чтобы разогнать Deep Space 1 до скорости 16 000 км/ч на килограмм топлива.

Но за окном уже 2014 год, и человечество строит кое-что в сотни раз более мощное. VASIMR — электромагнитная ракета с измеряемым удельным импульсом, которая разрабатывается с 1979 года и будет использовать радиоволны для формирования высокотемпературной плазмы. Запуск полетной версии двигателя запланирован на 2015 год. Если все пройдет удачно, люди смогут добраться до Марса за 39 дней.

Z-машина

Такое название могло бы быть у изобретения суперзлодея и оружия, на спецэффекты для которого не дадут денег даже режиссеру Майклу Бэю. Однако реальные «эффекты» установки впечатляют даже без блокбастеров, поскольку это один из крупнейших в мире источников рентгеновского излучения. Более того, это самый мощный и эффективный источник излучения на Земле.

Установка разряжает кольцо огромных конденсаторов сразу на 300 металлических нитей. В отличие от лампочки, в Z-машине вольфрамовые нити натянуты параллельно. Сокрушительный по силе ток в 25 млн ампер эквивалентен одновременному удару 700 молний — он превращает металл в очень горячую плазму c температурой в 2 млрд градусов по Кельвину.

Электрический импульс создает в плазме сильное магнитное поле, которое приводит к ее сильному нагреванию и сжиманию, так называемому пинч-эффекту. На пару наносекунд Z-машина в 80 раз превышает потребление энергии на всей планете Земля. Она способна разогнать кусочки фольги до скоростей, которые в 50 раз превышают скорость снайперской пули, а ударная волна с давлением в 15 млн атмосфер способна сразу превращать твердые тела в жидкость.

Демоническое устройство позволяет ученым изучать процессы ядерного синтеза в звездах, понимать физику солнечных вспышек и проводить ядерные испытания без взрыва бомб.

Кварк-глюонная плазма

Физика кварк-глюонной плазмы — ключевая область современной физики, которая объединяет ядерную физику с космологией и элементарными частицами. Именно кварк-глюонная плазма обуславливает свечение звезд на небе. Обычная плазма — всего лишь суп из электронов и атомных ядер. Кварк-глюонная плазма — это когда ядра атомов разбиты, а их кусочки расплавлены. Такое происходит только при очень высоком давлении и температуре. В этой плазме задействована вся материя и вся энергия, ее связывающая. Вселенная прошла через стадию кварк-глюонной плазмы.

Воспользуйтесь нашими услугами

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!

Плазменная переработка мусора плюсы и минусы

Ежедневно в каждой семье накапливается определенный объем мусора, который нужно утилизировать. Только представьте себе, за год количество мусора, производимого человечеством, прирастает на 3%. Ученые озвучивают цифру около 60 млн. тонн. Таким количеством мусора легко можно завалить 1 Францию.

Содержание

1. Мусорный источник энергии
2. Американские технологии
3. Промышленные системы плазмопиролиза
4. Традиционные способы утилизации

Чтобы справляться с такими космическими объемами нужны большие территории для складирования хлама, а самое главное — современные технологи для его хранения. Треть всех отходов составляет упаковка, в этом легко убедиться, заглянув в свое мусорное ведро.

Справка. Всего человечеством придумано 20 способов переработки твердых бытовых отходов

Но все они несовершенны и небезопасны. Все страны мира всерьез озабочены проблемой переработки мусора и заинтересованы во вторичном его использовании.

ТБО образуются в процессе жизнедеятельности людей — это просроченная продукция, сломанная техника и пришедшие негодность вещи.

Самыми экологически безопасными и разлагаемыми являются биоотходы — пища, кости, остатки растений.

Серьезно загрязняют природу синтетические отбросы, им-то и необходима тщательная переработка. Без неё пластиковые упаковки и одноразовая посуда будут засорять почву 2 сотни лет.

Но настоящим долгожителем среди отходов считается алюминий. Алюминиевая банка в естественных условиях может разлагаться 500 лет.

В странах, где серьезно взялись за вторичную переработку мусора используют раздельный сбор мусора. На улицах стоят несколько контейнеров: для пищевых остатков, стеклянной тары, пластиковых предметов и остального хлама. Выкинув в контейнер для бумаги коробку с недоеденной пиццей, можно заработать штраф.

Внимание. Чаще всего для утилизации используют сжигание мусора, но к сожалению — это не безопасно. Горящий пластик и его производные выбрасывают в атмосферу вредные для всего живого химикаты.

Новейшая технология -плазменная переработка мусорных завалов разработана в Израиле. Это наилучший способ оперативно и безопасно бороться с наступающей лавиной мусора.

Историческая справка. Метод плазменной переработки был создан в результате совместной работы ученых России, Украины и Израиля. Местом рождения признан Курчатовский институт атомных технологий, а изобрел его академик Велихов. Но открытие первого мусороперерабатывающего завода нового поколения произошло к сожалению, не в России.

Технология плазменной газификации Westinghouse Plasma Corporation. Cleandex

1. Актуальность проблемы
2. Технология плазменной газификации WPC
3. Экономические показатели плазменной газификации

1. Актуальность проблемы утилизации отходов

Ежегодно на территории Московской области образуется более 20 млн. тонн промышленных и бытовых отходов. Большую часть из них составляют отходы вывозимые на полигоны Московской области из Москвы, твердые бытовые отходы (ТБО) – 5 млн. тонн, промышленные и строительные отходы 6 млн тонн. Через 2–3 года полигоны ТБО на территории Московской области будут закрыты. В связи с этим принято решение о строительство на территории Московской области сети заводов плазменной газификации промышленных и бытовых отходов для производства электроэнергии. Заводы планируется разместить в муниципальных районах, раничащих с городом Москва. Производительность одного завода по переработке отходов 1500 тонн/ сутки (500 000 тонн в год), для производства электроэнергии 50 Мвт/ч.

2. Технология плазменной газификации WPC

Технология плазменной газификации разработана для решения широкого круга задач одной, из которых является преобразование любых видов отходов, включая био-отходы, опасные отходы, в электроэнергию/синтетическое топливо (дизельное топливо, этанол) и другие полезные материалы (тонна отходов равна 1–1,3 МВт/ч электроэнергии). Является технологией промышленного использования, имеет коммерчески успешные инсталляции по всему миру (Япония, Индия, Англия, Китае, США). Ведутся работы по проектированию и строительству в странах Евросоюза. Применение плазменной газификации неотъемлемо связано с Киотским соглашением по уменьшению влияния на атмосферу человека. Влияние на природу и человека ниже мировых норм ПДК в 10–15 раз.

Более 30 лет научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и свыше 500000 часов эксплуатации серийных факелов позволили корпорации WPC разработать передовую технологию плазменной газификации – очень эффективное и надежное решение проблемы. С момента приобретения в 2007 г. корпорации WPC, Alter NRG раздвинула рамки разработок технологии.

Возможность использовать технологию WPC для переработки разнородного исходного сырья при его минимальной подготовке уникальна. Это позволяет смешивать разное исходное сырье, такое как бытовые отходы, опасные отходы, строительный мусор и лом, автомобильный лом, уголь с высоким содержанием золы, биомассу, жидкости и шламы. Такая универсальность позволяет компаниям оптимизировать работы по типу доступного исходного сырья.

Конечный продукт процесса плазменной газификации WPC может быть разным, например электроэнергия, пар или жидкое топливо.

Одновременно сокращаются выбросы вредных парниковых газов в атмосферу. Плазменная газификация – это испытанная технология, которая является решением сегодняшних проблем, поддерживая баланс между выработкой энергии и сохранением окружающей среды.

Установка плазменной газификации работает при температуре, превышающей 5500°С, гарантируя практически полное преобразование исходного сырья в синтетический газ. Неорганические вещества выводятся у основания газификатора в виде инертного шлака, который охлаждается и превращается в неопасный невыщелачиваемый продукт, который можно продавать как наполнитель для строительного материала.

Совокупная энергия, извлеченная из исходного сырья, переработанного газификатором, составляет примерно 80%. Эта регенерированная энергия представляет собой чистый, обогащенный синтетический газ, который можно использовать для генерации электроэнергии, получения жидкого топлива или иной энергетической продукции. Из всей энергии, необходимой для процесса газификации, на питание плазменных факелов расходуется только 2–5%.

Модульная и масштабируемая конструкция нашей установки позволяет быстро устанавливать систему плазменной газификации повсюду, что делает плазменную технологию доступной во всем мире.

Технология

Бизнес процесс

	Загрузочный узел Загрузочный узел требует тщательной проработки, в связи с различным состоянием (твердым, жидким) отходов.Кокс используется в качестве теплоизоляционной подстилки, удерживающей тепло плазматронов в газификационной зоне реактора. Готово решение замены металлургического кокса на BRIQs. Известняк (в качестве замены рассматривается применение фосфогипса) управляет тугоплавкостью шлака, и необходим для достижения полной его остеклованности и невыщелачиваемости.
	Плазменный реактор-газификатор (ПРГ) Два стандартных реактора-газификатора (ПРГ) G65 осуществляют превращение органических компонентов смеси опасных отходов в синтез-газ, который выходит из его верхей части, и превращение неорганических компонентов в расплавленный шлак, вытекающий из нижней части. Расплавление шлака достигается за счёт высоких температур в нижней части реактора. В процессе поглощаются кислород и водяной пар. Высокая температура способствует значительному ускорению различных химических реакций газификации и позволяет сплавить неорганические части загрузочного материала вместе. ПРГ имеет соответствующее огнеупорное покрытие, способное выдержать высокие температуры и коррозионное действие расплавленного шлака и горячего сингаза внутри реактора. Выходящий из реактора синтез-газ имеет температуру 870°C, давление близкое к атмосферному, объем 64000 — 69000 Нм куб в час. Донный шлак представляет собой смесь негорючих неорганических веществ, в том числе подлежащих рекуперации металлов. Шлак поступает в соответствующую систему для дальнейшей обработки. Конструкция ПРГ стандартная основывается на конструкции плазменной печи производства Вестингхаус Плазма Корпорэйшн (WPC), представляющей собой вертикальную шахтную печь.
	Система плазменных горелок Каждый реактор оснащаются шестью (6) плазматронами марки « Marc 11 » с регулируемой мощностью в донной части. Диапазон мощности каждого составляет от 300 до 800 кВт. В нормальных условиях плазматроны работают при 600 кВт, в сумме 3,6 МВт. Избыточная мощность необходима для беспроблемного преодоления нештатных ситуаций, пусконаладочных работ и технического обслуживания. Система плазменных горелок рассчитана на 500 000 часов непрерывной работы в агрессивных средах, прошла проверку временем и зарекомендовала себя как надежный элемент общего технологического процесса.
	Сменные электроды в среднем работают 1000 – 1200 часов. Замена электродов производится за 30 минут без остановки технологического процесса.
	Установка разделения воздуха Для более полной газификации материалов реакторы продуваются потоком воздуха с 95% содержанием кислорода. Система снабжения кислородом представляет собой сжижающую установку разделения воздуха. Она работает по принципу охлаждения воздуха под давлением до сжижения с последующим отделением газообразного азота в ректификационной колонне. Этот процесс позволяет получить кислород высокой чистоты. Одним из преимуществ данного способа является возможность запасания жидкого кислорода в цистернах для последующего использования в случае нештатной ситуации. Жидкий кислород из разделителя прокачивается через испаритель и затем в газообразном виде попадает в реактор. Аргон, основной остаточный газ воздуха, присутствует в получаемых газах, в основном в кислороде. В случае заинтересованности компании в извлечении аргона, возможно повышение чистоты получаемого кислорода, и как следствие — увеличение объёма извлекаемого аргона.
	Охлаждение газа, очистка от пыли и хлороводорода Нагретый синтез-газ направляется в скруббер и колонны с распылительным орошением для охлаждения, очистки и обработки. Сингаз попадает в скруббер Вентури, а затем в колонну с распылительным орошением для охлаждения, очистки от пыли, хлороводорода и прочих нежелательных примесей. Очищенный синтетический газ выходит через верхнюю часть оросительной колонны и направляется к мокрому электрофильтру для более тонкой пылеочистки.
	Паротурбинный генератор и воздушный конденсатор Давление пара снижается в паровой турбине, пар преобразуется в жидкую воду в конденсаторе, и отправляется обратно в котёл через систему рециркуляции пара. Выделяемая при конденсации энергия преобразуется в электрическую. В паровом котле используется очищенная сливная вода для минимизации затрат. Это необходимо, чтобы компенсировать потери пара, используемого для газификации.
	Конденсатор с воздушным охлаждением был выбран для данного проекта с тем, чтобы свести потребление воды к минимуму. Хотя вариант с охладительной башней дешевле и эффективней, он потребует около 1700 м³/сут подпиточной воды для восполнения потерь от испарения и продувки. Конденсатор с воздушным охлаждением не требует подпиточной воды, поэтому он и был выбран.
	Удаление ртути Охлаждённый сжатый синтез-газ проходит через фильтр с активированным углём для удаления следовых количеств ртути перед процессом сероочистки. Два последовательно установленных фильтра обеспечивают удаление до 99.75%. Согласно расчётам, фильтры требуют замены только раз в год. После удаления ртути газ поступает на линию сероочистки.
	Гидролиз карбонилсульфида Гидролиз карбонилсульфида (COS) необходим для превращения, содержащегося в синтез-газе карбонилсульфида, в сероводород (H2S) с удалением последнего из потока. В процессе гидролиза газ проходит через слой катализатора, где COS превращается в H2S и CO2. После такой обработки практически вся сера в сингазе переводится в сероводород, который легко удаляется на следующей стадии.
	Сероочистка В блоке сероочистки H2S удаляется из сингаза и преобразуется в элементарную серу, которую можно складировать на станции или продать. Используемая здесь технология сероочистки называется «CrystaSulf». Она была выбрана за избирательное удаление H2S без удаления CO2 , CO и H2 , а также за возможность одноэтапной переработки H2S в твёрдую серу.
	Удаление примесей и контроль выбросов Для работы с ртутью и прочими примесями необходимо принять специальные меры. Ввиду общего характера данного завода и отсутствия результатов анализов для предлагаемой электростанции, количества примесей не могут быть точно установлены в данный момент. Загрязняющие вещества удаляются из синтез-газа до производства электроэнергии, в то время как растворённые воде примеси остаются в сточных водах, однако при проектировании станции будут использованы как минимум экологические стандарты РФ.
	Мокрый электрофильтр Очистка от частиц размерами менее микрона требует применения мокрого электрофильтра, поскольку удаление субмикронных частиц в оросителях не гарантируется. Синтез-газ входит в электрофильтр, где равномерно распределяется по пучку трубок. В коллекторных трубках входящие частицы получают значительный отрицательный заряд от коронного разряда большой мощности, производимого высоковольтными электродами. По мере продвижения заряженных частиц в трубках электрическое поле заставляет их перемещаться в сторону заземлённых трубочных стенок, где они и оседают. Протекающая внутри трубок водяная плёнка смывает собранные частицы в слив, ведущий к месту водоочистки.
	Переработка сточных вод Водные потоки от оросительной башни, сепараторов, парового котла и прочих установок накапливаются в резервуаре для сточных вод. Здесь отходы смешиваются и перекачивается в систему очистки, системы удаления взвешенных частиц, тяжелых металлов и токсичных компонентов. Очистка сточных вод представляет собой физико-химический процесс, который происходит во флокуляционной камере, фильтровальном резервуаре и системе химической обработки. Очищенная вода хранится в отдельном резервуаре.
	Потребление воды В расчётных условиях, объект не требует поставок пресной воды. Внутренние требования включают восполнение потерь воды в паровом котле, оросительной башне, электрофильтре и скруббере. Все потребности в воде удовлетворяются с помощью очищенной воды, вырабатываемой в процессе газификации, с избытком в 50 м³/сут. Однако для начала эксплуатации необходимо доставить некоторое количество пресной воды. Существует возможность сбора пресной воды путем охлаждения воздуха в летние месяцы до его поступления в турбину и сбора конденсата. Выход будет зависеть от температуры и относительной влажности воздуха в данный день. При 20°С и влажности 60% 9,3 м³/сут воды может быть получено охлаждением до 10°C при 30°С и относительной влажности 75% — 130 м³/сут при охлаждении до той же температуры.

3. Экономические показатели плазменной газификации

Исполнитель работ: ЗАО «ТБК Инновации», эксклюзивный представитель AlterNRG Corp., (Россия)

Строительство комплекса по переработке отходов производства и потребления с возможностями:

• Переработки промышленных и бытовых отходов ….1500 тонн в сутки
• Выработки и передача потребителям электроэнергии…………50 МВт/ч
• Производства стекловидного шлака для изготовления блоков утепления из минеральной ваты …………………………….……>300 тонн в сутки
• Восстановление металов ………………………….…>150 тонн в сутки
• Производство серы …………………………………. >1.5 тонны в сутки

Основные цели проекта:

• Утилизация отходов производства и потребления
• Закрытие и переработка существующих и старых полигонов Отходов
• Снижение рисков экологической безопасности
• Максимально эффективное получение из отходов товаров и услуг потребления
• Создание условий для цивилизованного обращения с отходами

Срок строительства 24 месяца, подконтрольная эксплуатация 6 месяцев, параллельными этапами

• Гарантированная поставка отходов.
• Правительственная поддержка.
• Наличие земельного участка под застройку.
• Гарантийный сбыт электроэнергии и производимых материалов и продуктов.
• Наличие 90% финансирования

Общий размер инвестиций ………………………………307,5 млн. дол. США.

Из них:

• Стоимость оборудования и материалов …………….. 188,5 млн. дол. США
• Проектная документация………………………………..5,22 млн. дол. США
• Управление проектом………………………………… 3,075 млн. дол. США
• Рабочая и сметная документация……………………….9,84 млн. дол. США
• Строительство, включая монтаж ……………………….91,6 млн. дол. США
• Пусконаладочные работы и подготовка к эксплуатации………………………………9,23 млн. дол. США

Распределение затрат:

• Переработка отходов ………………………………………………………32%
• Очистка и подготовка газа ………………………………………………..28%
• Выработка электроэнергии/ производство синтетического топлива. …40%

График финансирования по месяцам:

1 месяц – 5,22 млн. дол. США, 7 месяц – 22,325 млн. дол. США, 8 месяц – 123,0 млн. дол. США, 10 месяц – 11,95 млн. дол. США, 18 месяц – 110,81 млн. дол. США, 20 месяц – 34,286 млн. дол. США.

Финансовые показатели:

• Период возврата инвестиций (для инвестора) ……………………….5,6 лет
• Pre Tax ROE …………………………………………………………. 35,95%
• EBITDA в год …………..……………………………45.37 млн. дол. США
• NPV Проект….………………………………………348.36 тыс. дол. США
• Процентная ставка кредитования ……………………………………….7%

Поставщик оборудования: ЗАО «ТБК Инновации» (Россия)

Оборудование и материалы: Westinghouse Plasma Corp. (США), AlterNRG Corp. (Канада), General Electric (США), Turbo Sonic (Канада).

***



Автор статьи: КАДЕРЛЕЕВ Марат Камильевич, Генеральный директор ЗАО «ТБК Инновации, к. т. н. ЗАО «ТБК Инновации» российская инжиниринговая компания – эксклюзивный представитель мирового лидера AlterNRG Corp.(WPC) в области поставки решений утилизации промышленных и бытовых отходов используя технологию плазменной дуги (плазменной газификации). Компания в своей работе использует современные инструменты технического и функционального проектирования. Кроме того, на экспериментальной базе корпорации Westinghouse Plasma ЗАО «ТБК Инновации» проводит испытания и функциональные проверки.

Плазменная обработка материалов

Внедрение плазменной обработки в промышленность ознаменовало технологический прорыв и переход на качественно новый уровень производства. Область применения полезных свойств плазмы очень обширна. Прежде всего это производство приборов электроники и полупроводниковых приборов. Без плазмохимического травления свет вряд ли увидели бы современные производительные персональные компьютеры. Но это далеко не все.

Ионно-плазменная обработка применяется также в оптике и машиностроении для полировки изделий, нанесения защитных покрытий, диффузионного насыщения поверхности металлов и сплавов, а также для сварки и раскроя листовой стали. В данной работе основное внимание уделяется именно технологиям сварки и резки с использованием плазмы.

Общие положения

Из школьных уроков по физике каждый знает, что вещество может существовать в четырех состояниях: твердое, жидкое, газ, а также плазма. Больше всего вопросов возникает при попытке представить последнее состояние. А на самом деле все не так сложно. Плазма – это тоже газ, только его молекулы, что называется, ионизированы (то есть оторваны от электронов). Такое состояние может быть достигнуто разными способами: в результате воздействия высоких температур, а также как результат бомбардировки электронами атомов газа в вакууме.

Такую плазму принято называть низкотемпературной. Такая физика процесса используется при осуществлении плазменного напыления (травления, насыщения) в вакууме. Помещая частицы плазмы в магнитное поле, им можно придавать направленное движение. Как показала практика, такая обработка более эффективна по ряду параметров классических операций в технологии машиностроения (насыщение в порошковых средах, газопламенная резка, поливание при помощи пасты на основе оксида хрома и так далее).

Виды плазменной обработки

В настоящее время плазма активно используется практически во всех отраслях промышленности и народного хозяйства: медицина, машиностроение, приборостроение, строительство, наука и так далее.

Первопроходцем в применении плазменных технологий было приборостроение. Промышленное применение плазменной обработки началось с использования свойств ионизированного газа для распыления всевозможных материалов и нанесения их на подкладки, а также для травления каналов с целью получения микросхем. В зависимости от некоторых особенностей устройства технологических установок различают плазмохимическое травление, ионно-химическое, а также ионно-лучевое.

Освоение плазмы – это невероятно ценный вклад в развитие технологий и улучшение, без преувеличения, качества жизни всего человечества. С течением времени область применения ионов газа расширялась. И сегодня плазменная обработка (в том или ином виде) применяется для создания материалов с особыми свойствами (жаростойкость, твердость поверхности, коррозионная стойкость и так далее), для эффективной резки по металлу, для сваривания, для полирования поверхностей и устранения микронеровностей.

Этим списком не ограничивается применение технологий, основанных на воздействии плазмы на обрабатываемую поверхность. В настоящее время активно развиваются средства и методы плазменного напыления с использованием различных материалов и режимов обработки с целью достижения максимальных показателей механических и физических свойств.

Сущность плазменной сварки

В отличие от установок ионно-плазменного насыщения и напыления, в данном случае плазменная обработка осуществляется с применением высокотемпературной плазмы. Эффективность данного метода более высокая, чем при применении традиционных методов сварки (газопламенная, электродуговая, сварка под флюсом и так далее). В качестве рабочей газовой смеси используется, как правило, обычный атмосферный воздух под давлением. Таким образом, данная методика характеризуется отсутствием затрат на расходные газы.

Преимущества плазменной сварки

По сравнению с традиционными видами сварки использование плазменного сварочного аппарата более безопасно. Причина вполне ясна – применение в качестве рабочего газа атмосферного кислорода под давлением. В настоящее время безопасности на производстве уделяется очень пристальное внимание со стороны владельцев бизнеса, руководителей и надзорных органов.

Еще одно очень важное преимущество – высокое качество сварного шва (минимум наплывов, непроваров и других дефектов). Хотя для того чтобы научиться умело пользоваться плазменным сварочным аппаратом, необходимы долгие месяцы практики. Только в таком случае сварной шов и соединения в целом будут соответствовать высоким стандартам.

Данная технология имеет целый ряд и других преимуществ. Среди них: высокая скорость процесса сваривания (производительность возрастает), небольшой расход энергоресурсов (электроэнергия), высокая точность соединения, отсутствие деформаций и короблений.

Оборудование для плазменной резки

Сам процесс очень чувствителен к используемым источникам тока. Поэтому допускается применять лишь очень качественные и надежные трансформаторы, демонстрирующие постоянство выдаваемого напряжения. Используются понижающие трансформаторы, которые преобразовывают высокое напряжение на входе в низкое на выходе. Стоимость подобного оборудования в разы меньше стоимости традиционных преобразователей для электродуговой сварки. К тому же они более экономичны.

Оборудование для плазменной резки характеризуется простотой использования. Поэтому при наличии хотя бы минимального опыта и навыков можно производить все сварочные работы самостоятельно.

Технология плазменной сварки

В зависимости от напряжения питания плазменная сварка подразделяется на микросварку, сварку на среднем и на большом токе. Сам процесс основан на воздействии направленного потока высокотемпературной плазмы на электрон и на свариваемые поверхности. Электрод оплавляется, в результате чего образуется неразъемное сварочное соединение.

Плазменная резка

Плазменной резкой называется процесс, при котором металл разрезается на составные части направленным потоком высокотемпературной плазмы. Данная технология обеспечивает идеально ровную линию разреза. После плазменного резака необходимость в дополнительной обработке контура изделий (будь то листовой материал или трубная продукция) отпадает.

Процесс может осуществляться как при помощи ручного резака, так и с использованием станка плазменной резки для раскроя листового стального проката. Плазма образуется при воздействии на поток рабочего газа электрической дуги. В результате значительного локального нагрева происходит ионизация (отрыв отрицательно заряженных электронов от положительно заряженных атомов).

Область применения плазменной резки

Струя высокотемпературной плазмы обладает очень большой энергией. Температура ее настолько велика, что она с легкостью буквально испаряет многие металлы и сплавы. В основном данная технология используется для нарезания стальных листов, листов из алюминия, бронзы, латуни и даже титана. Причем толщина листа может быть самой разной. На качестве линии среза это не отразится – она будет идеально гладкой и ровной, без потеков.

Однако следует учесть, что для получения качественного и ровного среза при работе с толстостенными материалом необходимо использовать станок плазменной резки. Мощности ручного резака будет недостаточно для раскроя металла толщиной от 5 до 30 миллиметров.

Газовая резка или плазменная?

Какому виду резки и раскроя металла отдать предпочтение? Что лучше: кислородно-газовая резка или же технология плазменной резки? Второй вариант, пожалуй, является более универсальным, так как подходит практически для любого материала (даже склонного к окислению при повышенных температурах). Кроме того, плазменная резка осуществляется с использованием обычного атмосферного воздуха, а значит, не требует приобретения дорогостоящих расходных материалов. Да и линия разреза получается идеально ровной и не требует доработки. Все это в комплексе значительно снижает себестоимость изделия и делает продукцию более конкурентоспособной.

Материалы, подвергаемые плазменной резке

Следует учитывать тот факт, что максимально допустимая толщина обрабатываемого металла или сплава зависит от самого материала или его марки. Опираясь на многолетний производственный опыт и опыт лабораторных исследований, специалисты дают следующие рекомендации по толщине обрабатываемых материалов: чугун – не более девяти сантиметров, сталь (вне зависимости от химического состава и наличия легирующих элементов) – не более пяти сантиметров, медь и сплавы на ее основе – не более восьми сантиметров, алюминий и его сплавы – не более 12 сантиметров.

Все перечисленные значения характерны для условий ручной обработки. Примером такого агрегата отечественного производства может служить плазменный аппарат «Горыныч». Он гораздо дешевле зарубежных аналогов, при этом ничуть не уступает, а возможно, даже и превосходит их по качеству. На рынке представлен широкий модельный ряд аппаратов данного производителя, которые предназначаются для выполнения различных работ (бытовые сварочные работы, резка и сварка металлов различной толщины включительно). Листы большей толщины могут обрабатываться исключительно на станочном оборудовании большой мощности.

Существующие способы плазменной резки

Все существующие способы плазменной резки можно разделить на струйные и дуговые. Причем совершенно не имеет значения, используется ли ручной резак или же станок плазменной резки и раскроя листового материала с ЧПУ. В первом случае все необходимые условия для ионизации газа реализованы в самом резаке. Такой аппарат может обрабатывать практически любые материалы (металлы и неметаллы). Во втором случае обрабатываемый материал должен обладать электропроводностью (в противном случае не будет возникать электрическая дуга и происходить ионизация газа).

Помимо различий в способе образования плазмы, плазменная обработка может также классифицироваться по технологическим особенностям резания на простую (без использования вспомогательных веществ), на обработку с водой и обработку в среде защитного газа. Последние два способа позволяют значительно увеличить скорость резания и при этом не опасаться окисления металла.

Плазменная техника. Что такое плазма?

Плазменная техника. Что такое плазма? | Plasmatreat

Плазма — четвертое состояние материи

Плазменная технология

основана на простом физическом принципе. Материя меняет свое состояние, когда к ней подводится энергия: твердые тела становятся жидкими, а жидкости становятся газообразными. Если в газ подается еще больше энергии, он ионизируется и переходит в богатое энергией состояние плазмы, четвертое состояние материи.

Плазма была впервые обнаружена Ирвингом Ленгмюром в 1928 году. Это не редкость; на самом деле все как раз наоборот. Более 99% видимой материи во Вселенной находится в состоянии плазмы. Его можно увидеть в естественной форме на Земле, например, в виде молнии или полярного сияния в Арктике и Антарктике. Во время солнечного затмения плазму можно наблюдать как яркий световой круг (корону) вокруг Солнца.

С увеличением энергозатрат состояние вещества меняется с твердого на жидкое и газообразное.Если затем подать дополнительную энергию в газ посредством электрического разряда, газ превратится в плазму.

Энергия плазмы меняет мир

Термин плазма обозначает вещество с высоким нестабильным уровнем энергии. Когда плазма вступает в контакт с твердыми материалами, такими как пластмассы и металлы, ее энергия действует на поверхности и изменяет важные свойства, такие как поверхностная энергия.

Плазменная обработка практически для всех областей промышленности

/ Теги / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Теги / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Tags / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstigema-rechts, / Tags / Sonstigema-rechts / Теги / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Теги / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Tags / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige /Plasma-плазмы, / Теги / Sonstige / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Теги / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Tags / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairMema-плазма, / Теги / Sonstige / OpenairMema-плазма, OpenairPlasmaAllgemein, / Tags / Plasmatechnologie / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / WasistPlasma-rechts, / Tags / Sonstige / OpenairPlasmaAllgemein, / Tags / Plasmatechnologie

Статьи в прессе по теме

Все дело в поверхностной энергии

KUNSTSTOFF + VERARBEITUNG 2018
открытый документ

Использование плазмы атмосферного давления

Основы технологии обработки поверхностей WOTECH 2018
Открытый документ

Предварительная обработка плазмой без химикатов

WERKSTOFFE IN DER FERTIGUNG (11/2015)
открытый документ

.

Возможности плазменной техники атмосферного давления

Возможности плазменной техники атмосферного давления | Plasmatreat

Обширный потенциал плазменной техники атмосферного давления

Обработка Openair-Plasma ^® создает предпосылки для инновационных новых производственных процессов, комбинаций материалов и продуктов. Работая вместе с престижными институтами, Plasmatreat занимается интенсивными исследованиями в области будущего применения.Вместе с нашими клиентами и партнерами из отрасли мы постоянно разрабатываем новые решения и новые промышленные приложения.

• Свобода нового материала

  Технология Openair-Plasma ^® позволяет промышленности реагировать на постоянно растущие требования к эффективности использования сырья и материалов, экономии энергии и избегать использования загрязняющих веществ и химикатов.Согласно demea (источник: Deutsche Materialeffizenz Agentur [Немецкое агентство по эффективности использования материалов]), затраты на материалы составляют наибольшую долю затрат, составляя прибл. 45,4%, даже опережая расходы на персонал. Ранее несовместимые материалы могут быть впервые соединены друг с другом в промышленном производстве с помощью обработки Openair-Plasma ^® . Можно использовать альтернативные, более экономичные, более легкие или более стабильные материалы или даже переработанные материалы. Возникает новая свобода в использовании материалов.

• Новые функции с нанопокрытием

  В зависимости от области применения нанопокрытие PlasmaPlus ^® наносит определенное функциональное покрытие на микроструктуры поверхности материала. В результате получаются высокоэффективные слои, которые придают материалам совершенно новые свойства. Создание выборочно функционализированных поверхностей означает совершенно новые характеристики для продуктов завтрашнего дня.Эти области применения простираются от электропроводящих покрытий до барьерных покрытий и фармацевтически активных функциональных покрытий.

• Новые экологически чистые процессы и конечная продукция

  Используя сухую технологию Openair-Plasma ^® , можно исключить многие процессы влажной химии. Ультратонкая очистка с помощью плазмы уже заменяет собой весь процесс стирки, что делает ненужной сушку, требующую больших затрат энергии.Высокоэффективная плазменная активация делает ненужным использование связующих веществ и грунтовок, опасных для окружающей среды и здоровья. Значительное улучшение адгезии позволяет использовать альтернативные, часто не содержащие летучих органических соединений системы красок и клеев на водной основе. Все это означает, что Openair-Plasma ^® позволяет создавать новые, рентабельные и экологически безопасные производственные процессы и продукты, не содержащие токсичных веществ.

• Инновации с плазменными технологиями: новые приложения для всех областей промышленности

  Возможный диапазон применения технологии Openair-Plasma ^® неисчерпаем.Во многих областях промышленности обработка плазмой атмосферного давления уже прочно укоренилась. В других областях — например, в науках о жизни и новых формах энергии, а также в авиации и космонавтике — проводятся интенсивные исследования новых прикладных решений. Сегодня уже достигнуты революционные успехи в области защитного покрытия солнечных элементов, разработке топливных элементов и инновационной легкой конструкции из материалов из углеродного волокна. Первоначальные испытания по лечению кожи человека дополнительно демонстрируют обширный потенциал плазменных технологий в будущих достижениях.

/ Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-прн HTS, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / PotenzialeDerPlasmatechnik, / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-Rechts, / Метки / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik, / Теги / Plasmatechnologie / PotenzialeDerPlasmatechnik-rechts

Статьи в прессе по теме

Openair®-Plasma вместо плазмы низкого давления

СЕНСОР-ЖУРНАЛ (3/2011)
открытый документ

Конструкция мебели: плазма обеспечивает нулевое соединение

DDS (5/2010)
открытый документ

.