Ученые ТРИНИТИ создали установки для повышения прочности металлических изделий

Специалисты Троицкого института инновационных и термоядерных исследований (АО «ГНЦ РФ ТРИНИТИ») ввели в эксплуатацию две технологические установки по обработке промышленных изделий импульсными потоками плазмы. Оборудование и технологии были разработаны в рамках Комплексной программы развития атомной науки, техники и технологий в России, которая в 2025 году стала частью нового национального проекта технологического лидерства «Новые атомные и энергетические технологии».

Примененный способ позволит значительно улучшить качество и надёжность изделий, эксплуатируемых в сложных технологических условиях, повысить их устойчивость к внешним воздействиям и продлить срок службы критических компонентов оборудования, испытывающих вибрацию и другие нагрузки при эксплуатации. Например, эти технологии могут успешно применяться при бурении скважин (подвергая обработке буровые долота и замковые соединения, можно повысить износостойкость и устойчивость к коррозии этих изделий, а также увеличить срок их службы и эффективность работы в условиях постоянного воздействия воды и механических нагрузок).

Одна из введенных в эксплуатацию установок предназначена для обработки изделий сложной геометрической формы, вторая – для обработки промышленных цилиндрических изделий и изделий с формой вращения. В первом случае аксиальные потоки плазмы обрабатывают изделие, а во втором обработка осуществляется сходящимися к центру камеры высокоскоростными плазменными потоками. Эти решения идеально подходят для специализированных задач, требующих высокой точности и эффективности обработки.

Кроме того, завершены пусконаладочные работы на установке лазерного наклепа. Суть разработанной технологии сводится к обработке лазерным излучением поверхностного слоя материала, в результате чего увеличивается плотность дислокаций, повышается твердость металла. Получены положительные результаты при обработке деталей в машиностроительной, атомной, нефтяной и легкой промышленностях, а также изделий, применяемых в медицине. Предлагаемый учеными «Росатома» метод может улучшить эксплуатационные характеристики изделий в несколько раз (в зависимости от материала и характеристик изделия).

«Мы разработали технологию комплексной обработки металлических материалов импульсными потоками плазмы и лазерным ударным излучением. Создали технологические установки, которые адаптированы под обработку промышленных изделий разного сортамента. Подобрали оптимальные режимы обработки для таких групп материалов, как низколегированные конструкционные стали, спецстали, чугуны и цветные сплавы. Определили последовательный цикл технологических операций для обработки буровых замковых соединений, пуансонов разного сортамента, термопарных защитных чехлов. Проверили эксплуатационный ресурс этих изделий на территории у потенциальных заказчиков при работе в реальных условиях эксплуатации и доказали, что данные методы упрочнения повышают порог усталостной прочности, сопротивляемость локальным нагрузкам, агрессивным средам и, таким образом, увеличивают ресурс работы компонентов, используемых в авиационной, судостроительной, нефтяной, строительной и других отраслях», – пояснил начальник лаборатории ГНЦ РФ ТРИНИТИ Антон Кутуков.