Разработанная в МАИ технология увеличит срок службы нефте- и газопроводов

В МАИ разработали эффективную методику изготовления защитных покрытий для нефте-, газо- и трубопроводов, используемых на атомных электростанциях. Защитное покрытие, нанесенное особым низкотемпературным газодинамическим методом, более стойко к воздействию агрессивной среды, а это увеличивает срок службы трубопроводов. Экономический эффект от применения технологии может достигать миллиардов рублей на каждом блоке АЭС. В настоящее время решается задача перехода от экспериментальной технологии к её промышленному внедрению.

Энергоресурсные магистрали нуждаются в повышенной защите. Сложные климатические условия России негативно сказываются на их состоянии: из-за осадков и смены температур трубопроводы подвержены эрозионно-коррозионному износу. Команда ученых кафедры 204 «Авиационно-космическая теплотехника» МАИ в рамках реализации федеральной программы «Приоритет 2030» разработала схему нанесения защищающих покрытий, основанную на низкотемпературном газодинамическом методе, который используется в аэрокосмической отрасли.

— В настоящее время для защиты ресурсных магистралей широко используются полимеры, однако создание подобных покрытий требует специальных условий, таких как температура, влажность, подготовка поверхности. Кроме этого, полимер «стареет», имеет ограничения по температуре и давлению. Трубы с полимерным покрытием в два и более раз дороже обычных. А предлагаемый нами метод лишен этих недостатков. Технология настолько универсальна, что позволяет наносить широкий спектр материалов на любые по форме внешние и внутренние поверхности, — пояснил руководитель проекта, доктор технических наук Сергей Добровольский.

Преимущества метода над другими способами нанесения покрытий заключаются в высокой производительности, возможности выбора необходимого состава материалов для нанесения, простоте реализации. Технология не требует специальной очистки обрабатываемой поверхности, использования дорогой вакуумной техники и другого уникального оборудования. Исследования показали, что с помощью метода можно создавать как однородные металлические и неметаллические, так и композиционные по составу покрытия.

Суть метода состоит в том, что при изготовлении покрытия газопорошковая смесь разгоняется в сопле до сверхзвуковой скорости и направляется на подложку для формирования на ней защитного покрытия. Соударение частиц с подложкой приводит к очистке поверхности, взаимной пластической деформации частиц и подложки. В момент удара происходят высвобождение кинетической энергии, физико-химические и фазовые процессы в материалах подложки и частиц. Все эти процессы способствуют образованию новых межатомных связей, формируя покрытия с необходимыми свойствами.