Учёные из Новосибирского государственного технического университета совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН нашли способ сделать нержавеющую сталь в два раза более износостойкой. Это важно для нефтяной промышленности: насосы и другое оборудование под землёй постоянно страдают от воды с песком и агрессивных кислот. Укреплённая сталь прослужит дольше, сообщает пресс-служба Института ядерной физики СО РАН.
Обычная нержавейка, из которой делают детали для нефтедобычи, имеет три важных плюса. Она не ржавеет, легко принимает любую форму и стоит недорого. Но есть и большой минус – она быстро истирается. Поток воды с твёрдыми частицами песка работает как тысячи ножей: сначала появляются царапины, потом трещины, и оборудование выходит из строя. Вместо положенных тысяч часов оно работает всего сотни.
Учёные Новосибирского государственного технического университета вместе с коллегами из Института ядерной физики СО РАН решили эту проблему. Они создали покрытие из смеси порошков бора и железа и нанесли его на поверхность стали с помощью мощного электронного пучка. Для этого использовали промышленный ускоритель ЭЛВ-8 – уникальную научную установку, которая входит в национальный перечень объектов исследовательской инфраструктуры России.
«Промышленный ускоритель генерирует мощный непрерывный электронный пучок, которым мы обрабатываем поверхность материала вместе с модифицирующим порошком», - объяснил старший научный сотрудник ИЯФ СО РАН Михаил Голковский.
У этого метода есть преимущества перед другими. Слой получается толстым – несколько миллиметров, а не микроны, как после лазера. В нём нет пор, и он так прочно сцеплен с основой, что оторвать его невозможно. Скорость обработки – 2 квадратных метра в час. И работать можно прямо в атмосфере, а не в вакууме, что проще и быстрее.
Полученные образцы проверили в Институте гидродинамики СО РАН. Имитировали самые жёсткие условия: мощный поток воды с частицами оксида алюминия и песком. Результат – износостойкость улучшенной стали оказалась в два раза выше, чем у обычной.
Кроме того, образцы испытали в агрессивных кислотах – плавиковой, серной, соляной, азотной. Такие растворы используют, когда нефтедобывающее оборудование заклинивает породой и его нужно «отмыть». Укреплённая сталь и здесь показала себя в два раза стойче к коррозии.
«Полученные результаты - часть большой работы по созданию упрочняющих покрытий», - отмечают специалисты.
Фото: магнифик
