El desarrollo ya recibió la medalla de oro de la prestigiosa Exposición Internacional de Innovaciones HI-TECH y está listo para su implementación en la producción.
Como saben, la tarifa de electricidad consta de muchos componentes. Entre ellos, el costo de producción de gas natural u otro recurso de energía primaria, el costo de su transporte, el costo de mantenimiento y construcción de nuevas centrales térmicas, subestaciones eléctricas, redes de distribución y otros equipos. El aumento de la eficiencia de la producción en todas las etapas anteriores puede conducir a resultados económicos sorprendentes. Los expertos dicen que debido al ahorro de energía, el PIB nacional puede crecer al menos 2 veces. Además, en un tiempo relativamente corto.
Uno de los componentes necesarios para la implementación de tal estrategia es un aumento en el tiempo entre las revisiones de los transformadores de gas, que están reemplazando de manera lenta pero segura a sus contrapartes que funcionan con petróleo. Científicos soviéticos descubrieron las propiedades aislantes únicas del gas SF6 (SF₆, fluoruro de azufre), que hacen posible su uso en alta tensión. Su innovación hizo posible reducir el peso y las dimensiones de los productos necesarios para la operación confiable de centrales eléctricas y subestaciones. Además, aumentó su seguridad al eliminar la probabilidad de incendios y explosiones.
Poco a poco, esta tecnología comenzó a usarse como dieléctrico no solo en la URSS, sino en todo el mundo, y ahora se considera la más progresiva. Sin embargo, nada es perfecto.
“El cuerpo del transformador es de aluminio, es una estructura hermética donde se bombea gas SF6. El problema es que durante su soldadura, se forma una película de óxido natural, cuyo punto de fusión es 4 veces más alto que el del aluminio, aproximadamente 2 mil grados. En este sentido, no se derrite, sino que permanece en el borde de la costura, convirtiéndolo automáticamente en el eslabón débil de todo el dispositivo. Es en este lugar donde, debido a la presión interna, ocurre con mayor frecuencia la despresurización, lo que genera tanto costos adicionales por la reparación o reemplazo de equipos, como emisiones a la atmósfera de un peligroso gas de efecto invernadero, que es el fluoruro de azufre”, explicó. la esencia del problema científico, un estudiante de posgrado de 4 años de la Universidad de Minería de San Petersburgo Irina Filipenko.
En colaboración con sus colegas del Departamento de Ingeniería Mecánica, desarrolló un método que permite, a través del procesamiento abrasivo magnético, mejorar la calidad de los bordes de los productos fabricados con materiales de aluminio. La innovación ya pasó todas las pruebas necesarias, recibió varias patentes de invención y recibió comentarios positivos de los clientes, fabricantes de equipos eléctricos.
“En este momento, cuando se procesan los bordes, a menudo se usan métodos “anticuados”. A menudo, los trabajadores sobrescriben las costuras manualmente, con papel de lija. Por supuesto, esto no da el efecto con el que cuenta la empresa. Además, cuanto mayor es la temperatura, y durante la fricción, como comprenderá, aumenta significativamente, más voluminosa se vuelve la película de óxido. El tratamiento abrasivo magnético antes de la soldadura se realiza a 30-40 grados, es decir, el método es en frío, lo que brinda ventajas adicionales”, enfatizó Irina Filipenko.
Los indicadores de efectividad del desarrollo de los científicos de la Universidad de San Petersburgo hablan por sí mismos. La resistencia de la unión soldada, debido a su aplicación en la práctica, aumenta en 1,6 veces, y el trabajo de destrucción, es decir, el tiempo necesario para que la presión provoque una fisura y despresurización del equipo, en 4,5 veces.
Por supuesto, el alcance de la innovación no se limita a los transformadores. Actualmente se desarrolla en la Universidad de Minería una máquina que permitirá estudiar el efecto de la técnica en productos de aluminio de cualquier tamaño, lo que a futuro permitirá ser utilizada para mejorar la calidad de las superficies operativas en diversos sectores de la industria, la economía nacional, hasta la fabricación de aviones y cohetes.
Hay otro componente de este proyecto, no menos importante que el económico. Como es sabido, la introducción de los transformadores aislados en gas a finales del siglo XX permitió no solo minimizar el número de incendios y explosiones en las subestaciones, sino también reducir significativamente los vertidos de aceite que provocan la contaminación del suelo. Al mismo tiempo, las fugas de SF₆ tienen un efecto perjudicial en la atmósfera terrestre, es decir, en este caso, la solución de un problema ambiental llevó automáticamente a la aparición de uno nuevo, que también requiere una solución urgente.
“Al principio, nadie pensó que el fluoruro de azufre se descompone durante el funcionamiento e inevitablemente pasa al aire. Pero, lo más sorprendente, pocas personas piensan en su impacto negativo en el medio ambiente incluso hoy en día. Los activistas ambientales, por ejemplo, nunca han organizado una manifestación contra el uso de hexafluoruro de azufre como material aislante en las turbinas eólicas. Pero en vano, porque su emisión desde la UE y el Reino Unido es similar a la aparición en las carreteras de un millón y medio adicional de automóviles con motores de combustión interna. Los niveles de emisión están aumentando; esto también es una consecuencia del desarrollo de la energía "verde". Al mismo tiempo, cada molécula de hexafluoruro de azufre permanece en la atmósfera terrestre durante mucho tiempo, calentando el planeta durante mil años. Me alegra que la implementación de los resultados de nuestra investigación científica en la producción reduzca la gravedad de este problema”, resumió el líder del proyecto, Decano de la Facultad de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Minería, Vyacheslav Maksarov.
Cabe señalar que en mayo la Universidad de Minería de San Petersburgo recibió tres medallas de oro y tres de plata de la XXVIII Exposición Internacional de Innovaciones “HI-TECH”, que se llevó a cabo en San Petersburgo. Uno de sus laureados fue el desarrollo de "Mejora tecnológica de la calidad de los bordes de los productos hechos de materiales de aluminio antes de la soldadura mediante procesamiento abrasivo magnético" (autores: Maksarov V.V., Keksin A.I., Filipenko I.A., Shcheglova R.A.).
