Производство бумаги и картона по-прежнему остается одной из крупнейших отраслей промышленности, однако технологии получения сырья более высокого качества постоянно усложняются и дорожают. Ученые Пермского Политеха получили волокнистый полуфабрикат (полуцеллюлозу) из древесных отходов. Возможность применения полученного материала для производства бумаги и картона проверена на производстве. Технология переработки способствует улучшению экономических и экологических показателей работы предприятия при сокращении ущерба окружающей среде за счет сохранения лесных ресурсов страны.

В ответственных конструкциях авиационного, космического и нефтехимического производства используют полимерные композиционные материалы. В частности, часто применяют слоисто-волокнистые и пространственно-армированные композиты. Из них изготовляют лопатки, корпуса и фюзеляжи авиадвигателей. В процессе эксплуатации они находятся под комплексным воздействием внешних нагрузок. К ним относятся птицы и камни на взлетно-посадочной полосе, град. Это влияет на механические свойства конструкций. Ученые Пермского Политеха создали методику, с помощью которой впервые можно проводить испытания полимерных композитов в условиях комбинированного воздействия различных нагрузок и температур в процессе эксплуатации. Это позволит отслеживать прочность, долговечность и оценивать ресурс важных промышленных конструкций. Методика поможет расширить данные о механическом поведении отечественных авиационных композитов.

Несмотря на широкое использование титановых сплавов в производстве важных деталей и узлов ракетной техники, которые в рабочих условиях испытывают значительные силовые нагрузки при повышенных температурах, их механическая обработка по-прежнему остается серьезной промышленной проблемой. Сегодня при обработке крупногабаритных деталей на предприятии используются металлорежущее оборудование, не имеющее системы охлаждения, что в некоторых случаях может быть опасным, так как образованная пыль в процессе стружкообразования может привести к интенсивному горению. Ученые Пермского Политеха с коллегами из Ижевска определили оптимальные режимы резания титана, что обеспечит качество деталей, а также позволит избежать возгораний на предприятии.

По статистике ГИБДД, на четвертом месте по частоте находятся дорожно-транспортные происшествия, допущенные из-за нарушения целостности дорожного покрытия. Количество аварий по этой причине составляет 26 процентов от общего числа. Лесовозные дороги, которые находятся на переувлажненных и подтапливаемых территориях, разрушаются чаще. Обычные конструкции дорожных одежд не всегда обеспечивают необходимое качество полотна. Это усложняет строительство и использование загородных дорог. Ученые Пермского Политеха разработали методику и математическую модель, которые позволяют создать оптимальные конструкции с улучшенными характеристиками для осушения оснований дорог. Они учитывают сложные природно-климатические условия и гидрогеологические факторы.

В процессе добычи и транспортировки нефти и продуктов ее переработки могут происходить разливы. Это приводит к нарушению экологического равновесия и несет риски для живой природы. В результате загрязнения изменяются агрохимические, физические и микробиологические свойства почвы. Одним из методов борьбы с нефтяными отходами сегодня являются препараты на основе специальных бактерий, которые «питаются» ископаемым топливом. Исследователи из Пермского Политеха выявили микроорганизмы, которые наиболее эффективно «уничтожают» углеводороды.

Алюминиевые сплавы с магнием, литием и цирконием часто используют в авиационной отрасли и других областях производства. Они обладают уникальными свойствами: низкой плотностью, высокой упругостью и стойкостью к коррозии. Из них изготовляют легкие и тонкие конструкции для летательных аппаратов. Однако в процессе сварки в соединениях могут появляться дефекты в виде пор. Ученые Пермского Политеха нашли способ получения бездефектных тонкостенных сварных соединений из алюминиевых сплавов.

При строительстве различных технических конструкций используют антифрикционные покрытия и прослойки. Это тонкий скользящий слой, который позволяет снизить трение между деталями конструкции или с внешними системами и увеличить срок их службы. В качестве покрытия используют полимерные и композиционные материалы, которые обладают повышенной устойчивостью к износу. Широкое применение они нашли в элементах опорных частей мостовых сооружений. От правильного подбора антифрикционного материала зависит надежность и долговечность конструкции. Для упрощения этого процесса ученые Пермского Политеха провели серию численных экспериментов и сравнили деформационное поведение различных антифрикционных покрытий. Использование численных методов уменьшит временные и денежные затраты, а также обеспечит безремонтную работу опорной части мостов.

Асфальтобетон является основным строительным материалом для возведения верхних слоев дорожного покрытия. Для снижения его стоимости часть природного минерального сырья заменяют промышленными отходами, в том числе извлеченным из нефтяной скважины буровой шлам, используя который можно получить тротуарную плитку, бордюры, бетонные смеси, компоненты для дорожного покрытия, шлакоблоки. Ученые Пермского Политеха разработали асфальтобетон, минеральный порошок которого состоит из отходов нефтедобычи. Технология позволит достичь снижения себестоимости производства дорожного покрытия и уменьшит объем накопления бурового шлама, за счет чего дополнительно решатся экологические проблемы и появится возможность отказаться от использования модификаторов иностранного производства.

Утилизация и обезвреживание отходов производства остаются основной экологической и технологической проблемой целлюлозно-бумажной промышленности России. Такие продукты переработки древесины, как лигнин и лигносульфонаты, практически не разлагаются, а отведение этих веществ с производственными сточными водами на очистные сооружения приводит к нарушению их работы и загрязнению природы. Сегодня лигносульфонаты находят применение в литейном производстве, в сельском хозяйстве при получении кормов и удобрений, в нефтяной промышленности. Кроме того, они широко используются в строительной индустрии в качестве пластификаторов строительных смесей, при производстве пигментов, красителей и стабилизаторов эмульсий. Ученые Пермского Политеха разработали экологически безопасный строительный композиционный материал, который можно будет использовать для внутренней и наружной облицовки стен зданий и сооружений, а также в качестве напольного покрытия и террасной доски.

Распространенное «осложнение» при добыче и транспортировке нефти — образование так называемых асфальтосмолопарафиновых отложений – АСПО. Органические отложения накапливаются на холодных поверхностях — внутренних или наружных стенках подъемной колонны. Это приводит к росту давления в скважине, что повышает риск возникновения аварий. Из-за серьезных последствий образования АСПО, борьба с ними — одно из приоритетных направлений операционной деятельности недропользователей. Ученые Пермского Политеха разработали отечественную модель моющего состава на водной основе для проведения горячих промывок в скважинах, добывающих парафинистую нефть. Предложенная технология позволит сократить количество отходов, увеличить технологическую эффективность очистки, а также обеспечить импортозамещение в нефтегазовой отрасли.