Срок службы деталей из полимерных композитов, применяемых в нефтегазовой промышленности, может быть увеличен втрое благодаря новой технологии, созданной в Омском государственном техническом университете (ОмГТУ). Об этом сообщила пресс-служба вуза.
Полимерные композитные материалы, представляющие собой соединения различных видов пластиков, активно используются в современной нефтегазовой сфере. Из них производят уплотнительные элементы, такие как поршневые кольца и прокладки для трубопроводов, а также компоненты, подвергающиеся воздействию высокого давления.
Однако, как отмечают исследователи из ОмГТУ, эти элементы подвержены быстрому износу при работе в условиях высоких нагрузок и агрессивных сред. Ученые разработали метод, который, по их утверждению, способен существенно продлить срок эксплуатации подобных деталей. Эта методика основана на совместном применении ультразвуковых колебаний и низкочастотной вибрации на этапе прессования.
Представители университета пояснили, что стандартное производство полимерных композитов предусматривает механическое смешивание компонентов (наполнителя с полимерной основой), последующее прессование и спекание. При таком способе упрочняющие компоненты распределяются неоднородно, что снижает устойчивость материала к трению и износу.
Новый подход, предложенный специалистами ОмГТУ, обеспечивает более плотную структуру композитной смеси и гомогенное распределение функциональных частиц, что приводит к улучшению эксплуатационных свойств готовых изделий.
«Наш метод, объединяющий вибрацию и ультразвук, обеспечивает равномерное распределение армирующих компонентов, которые надежно соединяются с полимерной основой в процессе спекания. В ходе эксплуатации на поверхности деталей формируются микрорельефы, замедляющие их износ», — пояснил Виталий Путинцев, доцент кафедры «Материаловедение и технологии материалов» ОмГТУ.
Проведенные исследования подтвердили, что применение этой технологии позволяет увеличить износостойкость полимерных композитов в три раза.
Особенностью разработки является применение специального генератора, созданного учеными ОмГТУ в сотрудничестве с промышленными предприятиями. Технология прессования, являющаяся частью метода, была запатентована еще в 2019 году и, по данным университета, не имеет прямых аналогов в России.
Сейчас перед исследователями стоит задача оптимизации проектирования полимерных композитов для упрощения выбора оптимального состава и параметров производства.
Исследования осуществляются при финансовой поддержке Минобрнауки России (в рамках НИР № FSGF–2024–0003).
