#коррозия

В конструкции газотурбинных двигателей используют высокопрочные и жаростойкие сплавы. Но пока не существует материалов, которые были бы полностью устойчивы к коррозии. Для их разработки важно изучать, как в реальных условиях разрушаются сплавы, используемые сейчас в газотурбинных установках. Ученые Пермского Политеха разработали автоматизированную уникальную стендовую установку, с помощью которой изучили появление солевой и газовой коррозии, а также ее влияние на жаропрочный никелевый сплав. Результаты полезны для качественного создания новых улучшенных промышленных материалов.

Титановые сплавы широко используют в аэрокосмической, медицинской и автомобильной промышленности из-за высокой прочности, малого веса и устойчивости к коррозии. Однако нехватка экспериментальных данных создает трудности с прогнозированием их характеристик, что замедляет и ухудшает производство. Ученые Пермского Политеха разработали программу для нейросетей, которая с высокой точностью предсказывает показатель шероховатости поверхности сплава. От него зависит износ детали при трении с другими механизмами или поверхностью, а также противостояние коррозии.

Ученые РХТУ имени Д. И. Менделеева разработали метод, позволяющий повысить износостойкость супергидрофобных покрытий за счет предварительного анодного окисления металла основы.

Исследователи Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (НЦМУ СПбПУ) в содружестве с коллегами из Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН разработали уникальное покрытие для титановых пластин топливных элементов, применяемых в водородной энергетике. Покрытия отличаются высокими антикоррозийными свойствами.

Коррозия приводит ежегодно к миллиардным убыткам, «съедает» несколько процентов мирового ВВП, поэтому разработка ингибиторов коррозии — веществ, замедляющих или предотвращающих ее течение — остается в фокусе внимания многих научных групп. Особенно серьезную опасность для стали представляют кислые среды, в частности, нефть. В ближайшее время поиском идеальной молекулы, для защиты стали от коррозии займется нейросеть. Пока международные научные группы, в состав которых входят российские ученые из НИЯУ МИФИ, занимаются предварительными исследованиями, призванным и накопить информацию для нейросети.

Ученые Пермского Политеха предложили способ использования обезвоженного шлама, образованного при очистке пылевых и газовых выбросов, в составе термостойкой антикоррозионной композиции для защиты поверхностей металлических конструкций и оборудования, изделий из бетона.

Развитие современной промышленности предъявляет все большие требования к уровню свойств материалов. Для изготовления изделий различного назначения, таких как силовые кронштейны, завихрители воздуха в автомобилях, все чаще применяют сплавы из высоколегированных сталей и специальных конструкционных сплавов. Применение слоистых материалов может повысить их эксплуатационные характеристики, однако, их получение обычно сложное и дорогое. 3D-наплавка – наиболее доступный и менее затратный способ получения слоистых металлических конструкций. Ученые Пермского Политеха предложили технологию изготовления изделий, когда кроме 3D-наплавки одновременно создается химический состав материала и его структуры. Исследование позволит формировать конечные свойства изделия, которые до этого были недостижимы.

Разработка передовых газотурбинных устройств в России предполагает внедрение водородных технологий и использование обогащенного водородом газотурбинного топлива. Этот газ содержит почти в три раза больше энергии, чем ископаемое топливо, поэтому для выполнения какой-либо работы его требуется гораздо меньше. Однако при взаимодействии многих материалов с водородом происходит процесс разрушения — водородная коррозия, которая приводит к снижению механических свойств металла — прочности и пластичности. Ученые Пермского Политеха сообщают, что материалы на основе никеля имеют достаточно высокую стойкость к водороду, как при обычных, так и при повышенных температурах. Политехники изучили, как ведет себя монокристаллические никелевые сплавы под воздействием водородсодержащей атмосферы и высокой температуры. Исследование будет полезно при разработке газотурбинных установок, которые используют в качестве источника энергии во многих областях промышленности, например, в нефтегазовой, автомобильной, авиационной и энергетической.

Важной проблемой современного строительства считается биокоррозия материалов. Бактерии, лишайники и грибы поражают строительные материалы, негативно влияя не только на их внешний вид, но и на прочностные характеристики. Разрушение поврежденных плесенью конструкций может причинить колоссальный ущерб и вызвать человеческие жертвы, а ремонт таких конструкций ведет к большим финансовым затратам. Ученые из Перми, Саранска и Нижнего Новгорода выяснили, как бактерицидные добавки влияют на стойкость стройматериалов к воздействию плесневых грибов.

Коррозия металлов – одна из серьезнейших проблем промышленности всего мира. По оценкам специалистов, на сегодняшний день в глобальном выражении она нанесла ущерб в размере 2,5 триллионов долларов, что составляет около 3,5 процентов мирового ВВП. Сейчас многие предприятия стремятся сократить подобные издержки за счет мер по предотвращению разрушения металлоконструкций. Основной из них является нанесение на поверхность металла защитного органического полимерного покрытия. Однако действующие вещества недостаточно эффективны и подвержены деструкции из-за воздействия окружающей среды (света и кислорода), из-за чего покрытие снова приходиться восстанавливать. Подобный ремонт, удаление дефектного слоя и нанесения нового, считается дорогостоящим и трудоемким процессом, поэтому ведется поиск новых материалов, которые смогут эффективно защищать металл от коррозии. Ученые Пермского Политеха синтезировали новый полимер с эффектом памяти, который сможет самовосстанавливаться после деформаций.

В условиях динамичного развития технологий в области машиностроения, активно растет спрос на качественную продукцию, адаптированную под потребителя. Эта проблема связана и с инновационными процессами на машиностроительном производстве нефтепромыслового оборудования, и с проведением исследований технологий обработки металлов. Особенно это касается нефтяных компаний, так как оборудование добывающих скважин постоянно находится в агрессивной среде и подвергается коррозии и появлению трещин. Ученые Пермского Политеха провели комплексное исследование и определили оптимальную марку стали для изготовления биметаллических цилиндров плунжерных насосов.

Ученым из МФТИ и ОИВТ РАН удалось построить теоретическую модель для описания процесса роста оксидной пленки на поверхности стали в контакте с тяжелым жидкометаллическим расплавом свинец-висмут — теплоносителем, который может использоваться в реакторах нового поколения на быстрых нейтронах. Оксидная пленка — результат коррозии, но ее образование защищает от очень быстрой (жидкометаллической и межкристаллитной) коррозии. Понимание процесса коррозии стали в контакте с теплоносителем необходимо для обоснования безопасности эксплуатации подобных реакторов.

После принятия закона о запрете сжигания попутного нефтяного газа в России были построены газопроводы низкого давления. Их протяженность составляет более семи тысяч километров. Сейчас состояние магистральных газопроводов отслеживают с помощью специальных снарядов с датчиками, которые перемещаются по трубам за счет перекачиваемого газа. При этом для точности диагностики важно обеспечивать равномерную скорость движения снаряда. Существующие конструкции диагностических снарядов недостаточно эффективны для мониторинга газопроводов низкого давления, так как неровности внутренних стенок и относительно низкое давление делают их движение неравномерным. Это приводит к искажению или потере информации, а иногда и к поломке оборудования. Ученые Пермского Политеха предложили конструкцию диагностического снаряда с дополнительными каналами, которая позволит обеспечить безопасность трубопроводов для транспортировки попутного газа.

Уникальную технологию нанесения защитных покрытий для ответственных узлов и деталей современной техники разработали ученые НИТУ МИСИС. По словам исследователей, оригинальная архитектура полученных покрытий дает прирост стойкости к коррозии и высокотемпературному окислению в 1,5 раза по сравнению с существующими техническими решениями.

В рамках программы «Приоритет 2030» Южно-Уральский государственный университет реализует ряд стратегических проектов, цели которых — сокращение времени выхода инновационных материалов на рынок и расширение их эксплуатационных свойств. Проект «Новые перспективные материалы» направлен на разработку «умных» материалов нового поколения, которые обеспечат безопасность и долгий срок службы.

В процессе эксплуатации нефтедобывающих скважин постепенно ухудшается проницаемость коллектора. Отложения парафина и загрязнение пустот снижают темпы выработки нефтяных запасов. Производительность скважин чаще всего восстанавливают с помощью кислотного воздействия — растворения горной породы с применением химических реагентов. Ученые Пермского Политеха совместно с китайскими коллегами разработали математическую модель, которая позволит оценить потенциальное увеличение объема нефти после кислотной обработки. Кроме того, технология по обработке скважин сократит временные и денежные издержки.

В теплое время года на калийных рудниках образуется избыточная влага. Воздух попадает в шахту и охлаждается, выпадение влаги и соляные породы создают условия для коррозии оборудования. Это ухудшает устойчивость выработок и приводит к размыванию почвы. Использовать теплотехнические средства для осушения воздуха затратно, поэтому сейчас применяют системы автоматического проветривания рудников. Ученые Пермского Политеха и Горного института УрО РАН усовершенствовали процессы их работы.

В высокоточном приборостроении применяются гистерезисные магниты, используемые в составе двигателей навигационных систем. Для их устойчивой работы внутренние системы должны обладать высоким уровнем температурной и временной стабильности, которые будут обеспечивать требуемые эксплуатационные характеристики. Ученые Пермского Политеха отрегулировали и стабилизировали магнитные свойства наноструктурного сплава российского производства, что позволит навигационной системе долгое время сохранять необходимые свойства.

Ученые Пермского Политеха изучили вопрос работы двигателя при температуре воздуха ниже ноля и выяснили из-за чего происходит образование повышенного количества конденсата в системе выпуска отработавших газов автомобиля.

Ученые из Пермского Политеха разрабатывают технологию, которая позволит усовершенствовать металлы и сплавы для машиностроительной и аэрокосмической отрасли. Уникальность пермской разработки состоит в том, что она позволит изменять свойства металлов, экономично расходуя материалы для напыления покрытий.