Научная деятельность

В настоящее время кафедра «Материаловедение и технологии художественных изделий» занимается следующими научными направлениями:

1. Повышение эксплуатационных характеристик изделий нефтегазовой и нефтехимической отраслей за счет новых инновационных методов их химико-термической обработки

Реализация
Разработана установка и технология для создания диффузионных металлических покрытий на стальных изделиях с использованием химико-термической обработки для улучшения физико-химических и механических свойств поверхностей деталей, с целью повышения их коррозионной стойкости и износостойкости.

Наименование задачи
1) Разработка технологии поверхностного легирования стальных изделий Cr-Ni комплексами из среды легкоплавких металлов с применением термических печей с защитной атмосферой.

Действующие модели

Рис.1. Установка для осуществления процесса поверхностного легирования из среды легкоплавких металлических расплавов. Пат. РФ №2711701

Рис.2. Принципиальная схема установки поверхностного легирования из среды легкоплавких металлов
1. Шахтная печь сопротивления; 2. Нагревательный элемент (спираль); 3. Жидкометаллический расплав; 4. Корпус жидкометаллического пиролизного реактора; 5. Углеродный шлак; 6. Трубка отвода H2; 7. Крышка термической печи; 8. Термоустойчивые фланцы (8.1., 8.2.); 9. Трубка подвода CH4; 10. Термопара ТХА; 11. Приборы КИПа; 12. Вариатор напряжений (опционально).


Камерная печь Nabertherm с возможностью создания защитных газовых атмосфер

2) Формирование Cr-Ni покрытий химико-термической обработкой в расплавах легкоплавких металлов (действующие модели - рис. 1, 2.)

Защита поверхности транспортного расплава флюсом

Экспериментальный образец, обработанный методом поверхностного легирования из жидкометаллической среды (без последующей финишной обработки)

2. Усовершенствование информационного iт-cопровождения изделий нефтегазовой и нефтехимической отраслей за счет лазерной маркировки и разработки катализаторов высокой селективности на основе наноструктурированного карбида кремния для повышения эффективности получения водорода путем паровой конверсии метана

Реализация
Разработан новый инновационный матричный двухмерный код с информационным объемом в 5-10 раз превышающим объем современных существующих QR-кодов и DataMatrix, что позволяет заносить в код объемную технологическую и эксплуатационную информацию по техническим устройствам, применяемым в нефтегазовой отрасли, в том числе по трубопроводам. Разработанный программный продукт позволяет наносить с помощью лазерной технологии указанные коды на любые материалы и считывать их с помощью оптических считывающих устройств без использования сети интернет, что позволяет работать с данными кодами в местах не обеспеченных интернет связью, в том числе в районах Крайнего севера и Дальнего востока.

Наименование задачи
1) Установление закономерностей структурных изменений на поверхности металлических изделий при их лазерной маркировке с использованием двухмерных матричных кодов

2) Действующие модели

 

Лазерный станок «МиниМаркер 2М-20А4»

Примеры нанесенных на лазерную пленку Tesa высокоинформационных матричных двухмерных кодов

Пример нанесенного кода на металлическое изделие

3) Разработка ультраплотного высокоинформационного матричного кода для маркировки на трубах НКТ при работе бригад капитального (подземного) ремонта скважин в удаленных районах Сибири и Дальнего Востока

Действующие модели

Иллюстрация ультраплотности информации в НаноБар коде

Сравнение габаритных размеров разных версий QR-кодов

4) Разработка катализаторов высокой селективности на основе наноструктурированного карбида кремния для повышения эффективности получения газов и материалов.

Действующие модели

Схематичное изображение процесса превращения с помощью катализатора углекислого газа в пластик.

3. Разработка технологии получения водорода методом пиролиза в среде легкоплавких металлических расплавов

Реализация
Cоздание методических основ комплексного технико-экономического и экологического обоснования конструктивных параметров оборудования и технологических параметров получения низкоуглеродного водорода из природного газа путём пиролиза в жидкометаллических расплавах.

Наименование задачи
1) Создание теоретических основ технологического обеспечения и повышения качества получения низкоуглеродного водорода методом пиролиза из жидкометаллических легкоплавких сред.

2) Проведение исследований по подбору состава жидкометаллического расплава, а также функциональных катализаторов-модификаторов. 

3) Составление технологической инструкции на разработанный процесс.

Методология и методы исследования

  • Анализ существующих технических и технологических решений в области производства низкоуглеродного водорода. 
  • Аналитические исследования мировых результатов использования существующих технических решений.
  • Разработка методических рекомендаций по определению параметров структуры системы производства водорода.
  • Исследования в области применения жидкометаллических расплавов в качестве реакционной среды для пиролиза природного газа. Предложения возможных функциональных катализаторов-модификаторов.
  • Разработка комплекса производства низкоуглеродного водорода совместно с ЦК «Арктика».