Технологический процесс

Технологический процесс ( англ. Manufacturing process , фр. Processus technologique ) - Это часть производственного процесса, содержащая действия по изменению состояния предмета труда.

1. Проектирование т. п.

Для осуществления технологического процесса состоит схема или технологическая карта, в которой описываются все технологические операции переработки сырья или полуфабрикатов в готовую продукцию. Первым этапом построения технологической схемы является технологическая карта, которая представляет собой графическое изображение перечень производственных операций.

Качественно-количественное схема - это технологическая блок-схема с нанесенными на ней сведениями о качестве и количестве каждого из продуктов, которые получают в данном процессе. В технологическую схему (карту) входит также схема, в которой указывается последовательность размещения оборудования, применяемого в технологическом процессе (как основного так и вспомогательного, включая и транспортное).

2. Структура

В технологическом процессе различают стадии. Итоговая скорость процесса зависит от скорости каждой стадии. В свою очередь стадии делятся на операции.

3. Классификация

Технологические процессы классифицируются по следующим признакам:

• по свойствам сырья, которые изменяются в процессе ее переработки (физические, механические и химические);
• по способу организации;
• по направлению движения тепловых и сырьевых потоков;
• по агрегатному состоянию составляющих сырья;
• по тепловым эффектом
• за основными движителями (факторами), которые вызывают и ускоряют технологические процессы.

В зависимости от условий производства и назначения технологические процессы разделяют: единичный ТП, унифицированный ТП.
Унифицированный ТП - это технологический процесс, относящийся к группе изделий, характеризуется единством конструкций и технологических признаков. Унифицированный тех. проц. Делится на типовой и групповой.

• Типичный ТП - это процесс изготовления группы изделий с подобными конструкторскими и технологическими признаками. Данный процесс характеризуется сходством содержания и последовательности большинства технологических операций и переходов.
  
• Групповой ТП - это технологический процесс изготовления группы изделий с резкими конструктивными, но общими технологическими признаками.
  

Рабочий тех. проц. - Выполняется по рабочей технологической или конструкторской документации.
Временный тех. проц. - Используется на протяжении ограниченного периода.
Стандартный тех. проц. - Процесс, который выполняется стандартом.
Комплексный тех. проц. - Процесс в состав которого входят не только технологические операции, а операции по перемещении, транспортировке, контролю и очищенные заготовок по ходу технологического процесса.

4. Термические процессы

Термические технологические процессы, их сущность и сферы применения. Понятие термические технологические процессы.

Термическими (лат. "thermae" от греч.-Теплота) называют технологические процессы, в ходе которых главным движителем является теплота. Термические процессы происходят при высоких или низких температур. По этому признаку технологические процессы делятся на высокотемпературные и низкотемпературные.

4.1. Высокотемпературные процессы

Высокотемпературными называют такие технологические процессы, для прохождения которых сырье нагревают. Для нагрева сырья используют различные виды топлива и энергии. Эти процессы энергозатратными. Нагрев сырья проводят до такой температуры, при которой экономически выгодно получать продукцию.

Высокотемпературные процессы лежат в основе производства чугунов, сталей, большинства цветных металлов, различных видов искусственного топлива, минеральных удобрений, цемента, кирпича и т.д.. Хотя повышение температуры положительно влияет на ход технологических процессов, на практике применение теплоты для интенсификации процессов зачастую ограничено. Это обусловлено тем, что во многих случаях повышение температуры, во-первых, ускоряет побочные реакции, в результате которых образуется побочная продукция, ухудшается качество основной продукции и снижается производительность оборудования, во-вторых, вызывает вывод реагирующих веществ (составляющих сырья) из зоны реакции, испаряясь, спекающимися или сплавляя их, в-третьих, выводит из строя оборудования, поскольку важнейшими конструкционными материалами, из которых изготавливают оборудование, являются металлы и сплавы на их основе, которые выдерживают нагревание лишь до 10000С. Керамика выдерживает нагревание до высоких температур. Поиски новых конструкционных материалов, которые выдерживали бы нагрев до высоких температур, ограничиваются энергетическими затратами и отдачей тепла в окружающую среду. Рационально ли это? Очевидно, нет. Поэтому термические процессы необходимо проводить только экономически выгодных температур, которые выбирают с учетом минимального износа оборудования, стоимости конструкционных материалов; расхода топлива или энергии, теплопотерь и т.д.. Кроме того, термические процессы имеют большую долю ручного труда на вспомогательных операциях в горячих цехах. Их трудно механизировать и автоматизировать. Необходимо отметить, что процессы, в которых тепло является вспомогательным фактором, к термическим не принадлежат. Например, при катализного крекинга нефтепродуктов главным двигателем процесса является катализатор, хотя сырье нагревают.

4.2. Низкотемпературные процессы

Низкотемпературными называют такие технологические процессы, для прохождения которых сырье охлаждают. При охлаждении веществ движение атомов и молекул постепенно замедляется и температуре, что составляет - 273,15 0С останавливается. Температуры близкие к "абсолютному нулю" (-273,15 0С) называют криогенными (от греч. "Крион" - холод).

При охлаждении веществ до очень низких температур изменяются их свойства. Например, резина из эластичной становится хрупкой и при ударе молотком разлетается на осколки. Низкие температуры, которые используются в промышленности условно разделен на четыре области. Первой является область умеренно низких температур (от +27 0С до - 73 0С). В этом диапазоне температур сохраняют продукты питания.

За ней идет область глубокого холода (от - 73 0С до - 203 0С). В этих температур разделяют воздуха на составляющие, сжижают кислород, азот и т.п.. Далее идет область криогенных температур (от - 203 0С до - 272,7 0С). В этом диапазоне температур сжижают гелий и другие газы. Ниже - 272,7 0С лежит область сверхнизких температур.

Низкотемпературные процессы используют в пищевой промышленности, в энергетике, ракетостроении, медицине, биологии. Даже в медицине внедряется криогенная хирургия, при которой проводят операции почти без выделения крови.

4.3. Пути совершенствования термических процессов

Замена малопроизводительного оборудования на более производительное. Например, в сталеварения заменяют малопродуктивные мартеновские Однованный печи на двованни или на кислородные конвертеры, разливки стали в изложницы заменяют непрерывная разливка стали. Вследствие внедрения этих мероприятий увеличивается производительность оборудования и уменьшается себестоимость продукции. В цветной металлургии и производстве серной кислоты багаточеревневи печи для обжига сырья заменяют печи с "псевдокиплячим слоем", которые почти в 10 раз производительнее. Вследствие лучшего выгорания серы полнее экономнее используется сырье, улучшается качество продукции.

Замена устаревших процессов на новые прогрессивные. Например, получение стали по чугуну, которое требует большого количества топлива (кокса, природного газа), воды и т.д. заменяют получения стали из металлизированных грудок (без чугунное варки стали), для изготовления которых используют малокалорийное топливо. Температура, при которой получают металлизированные грудки, значительно ниже, чем чугуна. Введение экологически чистых, безотходных, энергосберегающих технологий. Например, варки чугуна: полученный шлак начинают перерабатывать на шлаковату, шлакоцемент т.п. (для строительной индустрии) теплоту домнового газа используют для подогрева воздуха, сырья, горячую воду используют для бытовых нужд; надвишок давления домнового газа - для получения электроэнергии, которой обеспечивают домновий цех ; пыль, изымают из домнового газа, используются в процессе агломерации руды и возвращают в домну в виде комков или офлюсованного агломерата.

Долгое время теплота была единственным двигателем технологических процессе, а нагрев сырья до высоких температур или охлаждения до низких - единственным путем получения некоторых видов продукции и улучшения ее свойств. С развитием науки и техники появились новые двигатели технологических процессов: катализатор, ультразвук, давление и т.д.. Использование новых двигателей улучшило технико-экономические показатели оборудования, уменьшило энергоемкость продукции, улучшило ее качество.

5. Барометрические процессы

Барометрические-это такие ТП главным двигателем которых является давление. Используют для добычи полезных ископаемых, передачи их к месту переработки, для изменения формы и размеров заготовок (поковки, штамповки) Технология использует как низкий так и высокое давление, границей раздела является атмосферное давление. Для создания и высокого и низкого (вакуум) давления требуется специальное оборудование.

5.1. Низкое давление

-Ниже атмосферного и назыв. Вакуум используется для изготовления микросхем, сверхчистых металлов и сплавов, хранения продуктов питания, разделение нефти на масла, очистка расплавленных металлов и сплавов от газов и неметаллических включений. На строительстве низкое давление использ. Для бетонирования, при этом увеличивается прочность, морозо и износостойкость бетона и сокращается время его застывания.

5.2. Высокое давление

-Выше атмосферное Используется для превращения газовой, жидкостной и твердого сырья в готовую продукцию. 1) Сжатие газы-занимают меньше об * объем, вследствие чего увеличивается концентрация, присорюеться преобразования газового сырья на продукцию. 2) Жидкостная фаза: высокие давления используют для прохождения в жидкостной фазе. 3) Твердые вещества или менее сжимаются чем газы или жидкости, поэтому процессы, происходящие проходят под высоким давлением 10000-25000 МПа. Высокое давление используется для создания безотходных и энергосберегающих технологий, но давление дорогой и не всегда екон.вигидний поскольку требует толстого и очень прочного оборудования и больших затрат энергии, поэтому барометрические процессы пытаются заменить другими экон. выгодными процессами

6. Катализного процессы

Катализного называют такие технологические процессы, в ходе которых главным движителем является катализатор. Катализаторами называют вещества, которые изменяют скорость химическая реакций, а сами (химическая и количественно) остаются неизменными. Катализного процессы лежат в основе производства бензина, аммиака, серной и азотной кислот, спиртов, альдегидов и т.д.. Катализ широко используются в процессе производства лекарственных веществ, моющих засобив.Катализ лежит в основе перспективных способов производства жидкостного топлива из угля, сланцев, торфу.Усе шире используют катализ для охраны окружающей среды от загрязнения сточными водами, вредными промышленными газами. В большинстве катализного процессы непрерывными, замкнутыми, безотходными, энергосберегающими, очень продуктивными. Катализного процессы по технико-экономическим показателям не имеет себе равных.

6.1. Роль катализаторов выполняют твердые, жидкостные и газовые вещества.

Твердые катализаторы - это металлы (медь, серебро, платина, хром и др.). И оксиды (V2O5, Si02, Al203, алюмосиликаты и др.). Жидкостные катализаторы - это кислоты и щелочи, например серная кислота (H2S04), фосфорная кислота (Н3РО4). Газовые катализаторы используют очень редко.

6.2. В зависимости от агрегатного состояния катализатора и реагирующих веществ (сырья) катализного процессы разделяют на:

1) Гомогенний.Гомогеним катализом называют такой катализ, в ходе которого составляющие сырья и катализатор находятся в одном агрегатном состоянии, чаще всего это газ или жидкость. Гомогенный катализ происходит с большой скоростью. Однако он имеет такие недостатки: сложно отделить катализатор от готовой продукции загрязнения полученной продукции катализатором; потери катализатора. 2) Гетерогенный катализ когда составляющие катализатора и сырья находятся в разных агрегатных станах.Швидкисть катализа зависит от многих факторов: температуры, давления, концентрации, времени контакта, скорости перемещения смеси. Этот катализ лишен недостатков которыми гомогенный.

7. Электрохимические процессы

7.1. Основные закономерности электрохимических процессов

8. Биохимические процессы

Биохимические процессы, которые протыкают в живых клетках под действием избранных микроорганизмов. Бильшисть биохимических реакций каталитические это витамины, ферменты и гормоны. Эти процессы протыкают при невысоких темпиратурах и давления.

9. Плазменные процессы

Для повышения работоспособности инструмента в настоящее время ^{[ Когда? ]} основным способом упрочнения является объемная термическая обработка. При назначении оптимальных режимов закалки и отпуска достигаются необходимые (стандартные) значения эксплуатационных свойств инструментальных сталей и сплавов. Однако практически всегда термообработка на максимальную твердость и износостойкость приводит к резкому снижению вязкости и трещиностойкости и в связи с этим, к преждевременному выходу из строя инструмента вследствие хрупких разрушений.

Повышение эксплуатационных свойств инструментальных материалов возможно также при использовании способов поверхностного упрочнения - индукционной закалки, химико-термической обработки, нанесения покрытий.

Качественно новый уровень эксплуатационных свойств инструментальных материалов достигается при обработке высококонцентрированным источником нагрева (в кино) - плазменной струей.

Технологический процесс плазменного поверхностного упрочнения изделий в общем случае включает следующие операции:

1) подготовка изделия к укреплению: предварительная объемная термическая обработка (закалка, отпуск), механическая обработка (шлифовка, заточка);

2) плазменное упрочнение;

3) контроль качества упрочнения (замеры твердости, механические испытания, металлографические исследования образцов - свидетелей);

4) окончательная термическая или механическая обработка.

Перспективность и экономическая эффективность плазменного упрочнения инструмента объясняется возможностью получения более высоких эксплуатационных свойств (твердости, теплостойкости, трещиностойкости) быстрорежущих сталей по сравнению с объемной термической обработкой и другими методами поверхностного упрочнения. При этом плазменное упрочнение эффективно как для инструмента, работающего при относительно низких скоростях резания (метчики, плашки, развертки, долбяки, прошивки, протяжки и др.), когда требуется, прежде всего, высокая износостойкость, так и для инструмента, работающего при высоких скоростях резания (токарные отрезные и фасонные резцы, дисковые и концевые фрезы), для которого необходима высокая теплостойкость и трещиностойкость.

При плазменной обработке инструмента вдоль режущей кромки за счет краевого эффекта благодаря наличию адиабатической границы укреплению всегда подвергаются обе рабочие поверхности - и передняя, ​​и задняя. Инструмент лучше воспринимает усилия резания и может подвергаться значительно большему количеству переточек до повторного укрепления.

Кроме повышения стойкости режущего инструмента, плазменная обработка благоприятно влияет и на ряд качественных и экономических показателей механической обработки:

а) стандартный инструмент из быстрорежущей стали при эксплуатационном износе разупрочняется на глубину до 1 мм от края лунки износа, требует удаления значительных объемов металла при переточках. Благодаря высокой теплостойкости быстрорежущей стали в зоне плазменной закалки глубина разупрочненной зоны после эксплуатационного износа резцов не превышает 0,2 мм;

б) по данным промышленных предприятий, до 30 ... 40% инструмента преждевременно выходят из строя из-за микро-и макроруйнування: сколов, выкрасок, поломок. Плазменное упрочнение способствует повышению трещиностойкости быстрорежущей стали. При выполнении комплексного укрепления за режимами, которые включают финишную объемную отпуск, случаи разрушения упрочненного инструмента практически не наблюдаются;

в) металл упрочненной зоны с высокодисперсной структурой и высокой вязкостью разрушения не склонен к образованию шлифовальных трещин и разупрочнения при заточке и перешлифовке, что позволяет снизить припуски на шлифовку и тем самым увеличить экономию быстрорежущей стали;

г) при механической обработке мягких пластичных металлов упрочненным инструментом в значительно меньшей степени имеет место эффект налипания обрабатываемого материала на рабочие поверхности инструмента (образование т.н. нароста).

Плазменное поверхностное упрочнение эффективно для повышения свойств не только инструментальных сталей, а и спеченных твердых сплавов.

В целом, повышение эксплуатационных свойств быстрорежущих сталей и спеченных твердых сплавов и качественных показателей процесса резания способствуют также повышению стабильности стойкости упрочненного инструмента. Так, базовая стойкость резцов по данным промышленных предприятий обычно колеблется в пределах Ѐ 50%, что связано с отклонениями от стандартных режимов объемной термообработки инструмента, нарушениями требований к заточке, неправильным выбором режимов резания, неудовлетворительным состоянием станочного парка. Применение плазменного упрочнения позволяет снизить разброс показателей стойкости инструмента до пределов Ѐ 20%.

Как показали проведенные исследования тепловых процессов, фазовых и структурных превращений, эксплуатационных свойств сталей и сплавов (твердости, трещиностойкости, износостойкости, теплостойкости), способ плазменного поверхностного упрочнения имеет ряд преимуществ по сравнению с известными методами:

- Возможность получения на поверхности изделия упрочненного слоя глубиной до 5 мм при однократной или многократной обработке, как без оплавления поверхности, так и с оплавлением, что значительно превосходит такие способы, как лазерное и электронно-лучевая укрепления, химико-термическую обработку, осаждение покрытий вакуумными и ионными методами;

- Возможность получения в упрочненном слое скорости охлаждения около 105 Ѐ С / с и высокодисперсных закалочных структур с твердостью до HV 1100 на сталях и чугунах и до HV 1700 на спеченных твердых сплавах, что находится на уровне, который достигается при лазерном и электронно-лучевой укреплении и значительно превосходит такие способы, как закалка токами высокой частоты, объемный печной закалки;

- Повышение износостойкости упрочненных материалов 1,5.5 раз зависит от их химического состава, условий трения и технологии обработки;

- Возможность использования в комплексе с объемным закалкой или восстановительной наплавкой при практически любом сочетании операций;

- Возможность регулировки в широких пределах трещиностойкости упрочненных изделий при различных технологических вариантах укрепления, а также при использовании совместно с предыдущим наплавкой или печной термической обработкой;

- Возможность локального укрепления участков рабочей поверхности изделий, наиболее изнашиваются;

- Сохранение требуемой шероховатости рабочей поверхности при укреплении без оплавления; высокие экономические показатели благодаря низкой стоимости, простоте и доступности оборудования, высокой производительности процесса;

- Возможность замены дорогостоящих инструментальных материалов на менее легированные и дефицитные;

- Высокая культура производства, возможность автоматизации процесса обработки.

10. Радиохимические процессы

11. Фотохимические процессы

Фотохимические процессы происходят под действием света или вызываются им. Типы фотохимических реакций:

1. Процессы, поглощая свет протыкают самостоятельно.

2. Процессы для которых потрибнопидводиты мировую энергию

3. Фотокаталитические протыкают в природе

Свет поглощает катализатор и ускоряют процесс.

12. Лазерные процессы

1960 был создан первый лазер или квантовый генератор (Басов и Прохоров) Свойства лазера

- Монохроматический (одноцветный)

- Распространяется параллельным пучком

- Он несет с собой большую энергию

С помощью специальных оптических устройств лазерный луч фокусируется на поверхности в месте его действия температуре в несколько тысяч градусов и большое давление. Концентрация на столько высока что видбуваежться мгновенное расповсюдження и испаряется материал. Механическое воздействие отсутствует, что дает возможность обрабатывать очень малы и тонкие изделия хрупкие материалы стекло, камни в одночасье лазеры обрабатывает керамику, пластмассу, резину, твердые сплавы. Применяется в медицине, баологии, телевидении, производстве.

13. Ультразвуковые процессы

Ульразвук используется в гидроакустике медицине, очистка от загрязнений, диталей мелких, сложной конфигурации. При обслуживании ультрацвуковой аппаратуры нужно соблюдаты все правила техники безопасности.

Использование средств безопасности:

- Индевидуальни средства защиты

- Герметизация оборудования

- Автоматизация процесса

- Дестанцийне управления процессом

Обрабатывают: пластмасс, полимерные поивкы, синтетические ткани, хрупкие детали (стекло) Используют в биологии, в медицине, для микромассаж тканей.

14. Полиграфические технологические процессы

15. Моделирование технологических процессов

16. Оптимизация технологических процессов

17. Управление технологическими процессами

17.1. Программное обеспечение для управления технологическими процессами

18. Отдельные вопросы Т. п.

См.. также

• Процесс
• Технологический процесс заведения ресторанного хозяйства
• Технологический процесс работы станции
• Операция технологическая
• Автоматизация технологических процессов
• Автоматизированные системы управления предприятием
• Автоматизированная система управления производством

Литература

• Системы технологий. Курс лекций для студентов базового высшего образования по аграрному менеджменту. Составитель: С. М. Черствый. - Чернигов, 2003.

Это незавершенная статья технологии. Вы можете помочь проекту, исправив и дополнив ее.