Повышение эффективности эксплуатации теплоэнергетического

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 арматуры за
последние 10 лет вырос более, чем в 3 раза. Доля импорта (около
50%) в потреблении арматуры на рынке РФ.
• 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
ПРОИЗВОДИТЕЛИГАЛЬВАНИЧЕСКОЕ
ХРОМИРОВАНИЕ
ЗАРУБЕЖНЫЕ
ПРОИЗВОДИТЕЛИ
- ХИМИЧЕСКОЕ
НИКЕЛИРОВАНИЕ
ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЯЕМЫХ
СПОСОБОВ
РЕШЕНИЕВНЕДРЕНИЕ В АРМАТУРОСТРОЕНИЕ
СОВРЕМЕННЫХ ИННОВАЦИОННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОКРЫТИЙ
3
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА
ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
 Высокие энергии осаждающихся частиц: 11500
eV (1 eV  10000 K).
 Практически неограниченный выбор материалов
и их соединений для получения покрытий.
 Синтез уникальных соединений и получение на
их основе многослойных, многокомпонентных и
нанокомпозитных покрытий.
 Экологическая безопасность процессов и высокая
эффективность обработки материалов.
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 ИОННОПЛАЗМЕННОЙ 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
снабжения ТК
сжатым воздухом
Система оборотного
водоснабжения
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
5
1 – ПЕРЕДНЯЯ ДВЕРЬ 2 – ИЗДЕЛИЕ 3 –КАМЕРА
4 –ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ
5- ЗАДНЯЯ ДВЕРЬ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ «ГЕФЕСТ-18-4М» ДЛЯ
ФОРМИРОВАНИЯ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА
КРУПНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ АРМАТУРЫ
Габаритная длина изделия, мм
До 3200
Область равномерного
формирования покрытий по
высоте, мм
3000
Область равномерного
формирования покрытий по
ширине, мм
1500-2000
Магнетроны
4
Система питания:
- потенциал смещения, кВт/V
- магнетронов, кВт/режим
40/до 1500V
60/DC, АС
Средняя мощность установки
при проведении
технологического цикла, кВт
300
Площадь, занимаемая
установкой, м2
40
Назначение
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, в
частности, предполагающие создание покрытий из различных материалов,
выполняющих различные функции.
3. Созданный технологический комплекс является современной альтернативой
экологически опасным и низкоэффективным способам гальванического
хромирования и химического никелирования.
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
info@src-w.ru
Директор НЦ «Износостойкость» - Рыженков Артем Вячеславович.
Зам. Директора по PVD технологиям – Качалин Геннадий Викторович.
14