Томский политехнический университет презентует на Петербургском международном газовом форуме 2023 новую разработку – вакуумную ионно-плазменную установку для нанесения защитных покрытий на внутренние стенки цилиндрических изделий, например, труб. Импортозамещающая технология поможет решить проблему коррозии и эрозии внутренних стенок изделий, широко применяемых в нефтегазовой, химической и других отраслях промышленности.
Работа над проектом началась в 2022 году при поддержке программы Минобрнауки «Приоритет 2030». Активное участие в разработке принимают студенты бакалавриата и аспиранты Инженерной школы ядерных технологий ТПУ.
«Как возникла идея по разработке подобной установки? Цилиндрические изделия или, если говорить проще, трубы активно используются в различных отраслях промышленности. При этом внутренние стенки подобных изделий часто подвержены коррозии и эрозии. Поэтому стоит задача по их защите. Мы считаем, что решить ее можно с помощью коррозионностойких покрытий, полученных в газоразрядной плазме. Для их нанесения в Томском политехе применяют ионно-плазменные технологии, реализуемые в вакууме. Так, мы наносим покрытия с помощью плазмы магнетронных источников. По нашим расчетам, это позволит значительно увеличить коррозионную стойкость», — рассказывает руководитель проекта, доцент НОЦ Б.П. Вейнберга ТПУ Дмитрий Сиделёв.
Перспективная технология, применяемая политехниками, является импортозамещающей. Похожие методы используют в Великобритании, Японии. В России технологии магнетронного осаждения применяют для решения других задач. Среди преимуществ технологии – сравнительно небольшая стоимость установки (от двух млн рублей, по предварительным расчетам), возможность автоматизации процесса, стабильность свойств покрытий. Кроме того, использование установки позволяет получать различные типы защитных покрытий. Также ее можно адаптировать под типоразмер изделий.
«На данный момент демонстрационный макет установки изготовлен и собран, технология апробирована. Нашим коллективом нанесены первые образцы покрытий. Это покрытия из нитрида титана и оксида циркония, которые мы нанесли на внутреннюю поверхность трубы из стали 12Х18Н10Т – это коррозионностойкая нержавеющая сталь аустенитного типа. Подобная сталь – это типовой материал для большого количества изделий, где нужна высокая коррозионная стойкость и хорошие прочностные характеристики. Она может работать в широком диапазоне температур», — добавляет ученый.
Установка может быть интересна для использования в нефтегазовой, химической, энергетической, автомобильной промышленности. Однако и для других отраслей нет строгих ограничений. Например, для материалов и изделий, применяемых в ядерной отрасли, тепловой энергетике, для задач, где используются цилиндрические изделия и существует проблема их коррозии и эрозии.
Источник информации и фото: пресс-служба Томского политехнического университета
