ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МЭИ» (ФГБОУ ВПО «НИУ МЭИ», МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, МЭИ) тема:

«ИННОВАЦИОННЫЙ ТЕХНОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АРМАТУРЫ»

Научный руководитель проекта, д.т.н., профессор Отв. исполнитетль к.т.н., с.н.с.

В.А. Рыженков Г.В. Качалин

1

АКТУАЛЬНОСТЬ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

• •

С 2001 года в России наблюдается рост производства и потребления трубопроводной арматуры.

Объем рынка трубопроводной промышленной 50%) в потреблении арматуры на рынке РФ.

арматуры за последние 10 лет вырос более, чем в 3 раза. Доля импорта (около

•

Применение устаревших технологий упрочнения крупногабаритных изделий.

КАЧЕСТВО ИМПОРТНОЙ АРМАТУРЫ ЧАСТО НЕ СООТВЕТСТВУЕТ СОВРЕМЕННЫМ ТРЕБОВАНИЯМ !!!

ОТСЛОЕНИЕ НИКЕЛЕВОГО ПОКРЫТИЯ НА ШИБЕРЕ ЗАДВИЖКИ ШИБЕРНОЙ (DN 1000) ПОСЛЕ 100 ЦИКЛОВ ОТКРЫТИЯ/ЗАКРЫТИЯ КОРРОЗИОННЫЕ ПОВРЕЖДЕНИЯ ШИБЕРА ЗАДВИЖКИ ШИБЕРНОЙ DN 1000 ЗАРУБЕЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АРМАТУРЫ ОТЕЧЕСТВЕННЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ ХРОМИРОВАНИЕ

-

ГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРОИЗВОДИТЕЛИ

-

ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ СПОСОБОВ ПРИМЕНЯЕМЫХ РЕШЕНИЕ-

ВНЕДРЕНИЕ В АРМАТУРОСТРОЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ

3

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ



Высокие энергии

eV (1 eV



10000 K).

осаждающихся частиц: 1



1500



Практически неограниченный выбор материалов и их соединений для получения покрытий.



Синтез уникальных соединений нанокомпозитных покрытий.

и получение на их основе многослойных, многокомпонентных и



Экологическая безопасность эффективность процессов и обработки материалов.

высокая

4

СОВРЕМЕННЫЕ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ЭЛЕМЕНТОВ ОБРУДОВАНИЯ ТЭК Снижение эрозионного износа при ударном воздействии жидких и твердых частиц Повышение коррозионной стойкости и жаростойкости (термостойкости) Снижение коэффициента трения Повышение предела выносливости в агрессивных средах

5

СТРУКТУРА УНИВЕРСАЛЬНЫХ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ОБОРУДОВАНИЯ ТЭК

6

ЭТАПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКГО ПРОЦЕССА ИОННО ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ И ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ Вневакуумная подготовка рабочих поверхностей изделий Расположение изделий в вакуумной камере на технологической оснастке Ионная очистка поверхностей изделий Формирование покрытия заданного состава Контроль параметров покрытия

7

СТРУКТУРА ИННОВАЦИОННОГО ТЕХНОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (ТК) ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АРМАТУРЫ

Система грузоподъемных механизмов Система подачи потенциала смещения и система дугогашения. Блоки питания планарной системы ионного распыления металлов в вакууме Система высоковакумной откачки и контроля вакуума Система ускоренного охлаждения крупногабаритных изделий в вакууме Система оборотного водоснабжения Система снабжения ТК сжатым воздухом Система предварительного прогрева изделия в вакууме Планарная система ионного распыления металлов в вакууме Оборудование для входного и выходного контроля (диагностический комплекс) Система подачи в вакуумную камеру плазмообразующего и реакционных газов 8

ОСНОВА ТК – УНИКАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ИЗДЕЛИЯХ ( до 5000 кг, 3000 мм)

1 2 3 4

1 – ПЕРЕДНЯЯ ДВЕРЬ 2 – ИЗДЕЛИЕ 3 – КАМЕРА 4 – ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ 5- ЗАДНЯЯ ДВЕРЬ

5

ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ «ГЕФЕСТ-18-4М» ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АРМАТУРЫ Габаритная длина изделия, мм Область равномерного формирования покрытий по высоте, мм Область равномерного формирования покрытий по ширине, мм Магнетроны

-

Система питания: потенциал смещения, кВт/V - магнетронов, кВт/режим Средняя мощность установки при проведении технологического цикла, кВт Площадь, занимаемая установкой, м 2

Назначение

До 3200 3000 1500-2000 4 40/до 1500V 60/DC, АС 300 40 Серийная обработка крупногабаритных шиберов задвижек шиберных (DN 1200, включительно), штоков, валов, золотников

10

ЭТАПЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ АРМАТУРЫ ПРОВЕДЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

11

ПРИМЕР ОБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТВОВ АРМАТУРЫ ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ОБРАБОТКИ ИЗДЕЛИЙ

12

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОЕКТА 1. Разработан, изготовлен и введен в эксплуатацию не имеющий аналогов технологический комплекс для ионно-плазменной модификации в вакууме функциональных поверхностей крупногабаритных элементов арматуры ТЭК.

2. С применением технологического комплекса разработаны технологии формирования многофункциональных ионно-плазменных покрытий на крупногабаритных элементах арматуры различного условного прохода выполняющих различные функции.

, в частности, предполагающие создание покрытий из различных материалов, 3. Созданный технологический комплекс является экологически опасным и низкоэффективным способам гальванического хромирования и химического никелирования.

современной альтернативой ФОРМЫ СОТРУДНИЧЕСТВА 1. Обработка изделий Заказчика на основе разработанных технологий.

2. Проведение ОТР по разработке различных функциональных покрытий.

3. Разработка и поставка Заказчику оборудования и технологий по варианту «под ключ».

13

КОНТАКТЫ

Россия, 111250, г.Москва, Красноказарменная, 14, НИУ «МЭИ», НЦ «Износостойкость».

тел./ факс : (495) 362-75-78 www.src-w.ru

[email protected]

Директор НЦ «Износостойкость» - Рыженков Артем Вячеславович.

Зам. Директора по PVD технологиям – Качалин Геннадий Викторович.

14