К середине марта 2014 года, когда США и Евросоюз ввели первый пакет экономических санкций против России, доля отечественного оборудования в нашем нефтегазовом секторе составляла 43%. Вынужденное ограничение импорта стимулировало рост производства внутри страны, и указанная доля выросла до 62%. Цель 2035 года – 90%.
С обрабатывающей промышленностью Китая сложно конкурировать. После введения фактически запретительных ввозных пошлин со стороны США они как никогда заинтересованы в поставках на российский рынок. Единственный путь – поиск инновационных технологических решений, позволяющих сократить себестоимость и улучшить эксплуатационные характеристики продукции. Расскажем об одном из таких решений.
Ученые Санкт-Петербургского горного университета императрицы Екатерины II предложили эффективную технологию поверхностного легирования корпусных изделий из стали никелем или хромом. Например, насосов, компрессоров или другой техники, работающей в условиях агрессивной среды, где требуется стойкость к коррозии и износу.
Разработка может быть использована не только при производстве оборудования для нефтегазового сектора, но и в других секторах машиностроения, а так же для модернизации предприятий, например, химической промышленности. Она позволяет производить корпусные элементы из достаточно недорогой углеродистой стали. Защитный слой дает возможность при более низкой себестоимости успешно конкурировать по качеству с более дорогими сортами стали без покрытия. Именно их закупает сегодня отечественная промышленность для серийного производства оборудования.
Широкое применение поверхностного легирования сдерживается необходимостью использовать в технологическом процессе дорогостоящее вакуумные печи. Они нужны, чтобы исключить процессы окисления обрабатываемых изделий.
«Мы предлагаем осуществлять поверхностное легирование открытым методом. Легирующие тугоплавкие элементы растворяем в легкоплавкой транспортной среде, например, в сплаве свинца и висмута. Изделие погружается в емкость с расплавом, и в процессе диффузии на нем формируется поверхностно-легированный слой» – рассказал один из авторов разработки ассистент кафедры Материаловедения и технологии художественных изделий Андрей Михайлов.
В университетских лабораториях ученые собрали опытно-экспериментальную установку. С ее помощью подтверждена эффективность предлагаемой технологии, авторские права на изобретение защищены несколькими патентами.
«Поверхностное легирование проводится при температуре 800-1000 градусов по Цельсию. В углеродистых сталях при таких температурах проходят процессы окисления. Вакуумное оборудование, которое используется сегодня для поверхностного легирования и в России и за рубежом, исключает доступ кислорода.
Мы же добиваемся того же эффекта с помощью высокотемпературного флюса, своего рода жидкой мембраны на поверхности расплава. Нами разработан оригинальный состав флюса, который успешно препятствует проникновению воздуха. Кроме того для дополнительной защиты проводим прокачку печи инертным газом в течение всего процесса» – пояснил Андрей Михайлов.
Разработка вызвала большой интерес на выставке Hi-Tech в Санкт-Петербурге. Жюри присудило ей «золото». Столь же высокую оценку ученые Горного получили и на Московском международном салоне изобретений и инновационных технологий «Архимед». Интерес проявляют и промышленники. Например, петербургское предприятие ООО «Металлресурс».
Исследовательский коллектив с участием, как именитых ученых, так и аспирантов и студентов работает сегодня над возможностью увеличения габаритов обрабатываемых изделий. В частности, легирования внутренних поверхностей труб в нефтегазовом комплексе.