Mokslininkai rado būdą apsaugoti plieną nuo priešiškos aplinkos

Mokslininkai sukūrė dangą, kuri atitinka visus būtinus reikalavimus ir gali apsaugoti paviršių

VILNIUS, lapkričio 5 — Sputnik. Agresyvios aplinkos, tokios kaip jūros vanduo ir trintis, laikui bėgant sunaikins net labai patvarius nerūdijančio plieno gaminius. Plieninių paviršių apsaugos metodą pasiūlė Nacionalinis technologijų tyrimų universitetas MISIS mokslininkai kartu su kolegomis iš Čekijos. Tyrimo autoriai mano, kad jų nauja danga gali žymiai padidinti jūrų ir pakrančių infrastruktūros apsaugą, taip pat sumažinti nelaimingų atsitikimų ir įrangos gedimo riziką. Tyrimas paskelbtas žurnale "Wear".

Jūrų, laivų statybos ir pakrančių infrastruktūroje naudojama daug mašinų, kurios susidėvi susidūrusios su sūriu vandeniu. Pavyzdžiui, siurbliai, varžtai, lyno suktuvai, sklendės. Pasak specialistų, daugelis tokių dalių yra pagamintos iš korozijai atsparaus plieno, kurio sudėtyje, be geležies, yra elementų, tokių kaip, pavyzdžiui, chromas, nikelis ar molibdenas.

Tačiau tokia apsauga turi neigiamą pusę, paaiškino ekspertai. Atsparumą korozijai užtikrina ploniausia, vos kelių nanometrų, plėvelė ant plieno dalių paviršiaus, kuri susidaro savarankiškai, kaip aliuminio oksido plėvelė ant aliuminio gaminių. Ji nusidėvi, jei dalis susiduria su trintimi. Todėl būtina ją apsaugoti ir tuo pačiu padidinti paviršinio sluoksnio kietumą.

Mokslininkai sukūrė dangą, kuri atitinka visus būtinus reikalavimus ir gali apsaugoti plėvelę: puikus sukibimas (stiprus dangos sukibimas su dalimi), didelis tvirtumas ir didelis storis. Tai tantalo-cirkonio karbidų nuobiros, pritvirtintos metaliniame sluoksnyje. Kai nėra trinties, karbido dalelės praktiškai neturi įtakos atsparumui korozijai, o esant trinčiai - mechaniškai apsaugo plėvelę. Pasak ekspertų, dažniausiai yra pelningiau ir efektyviau sustiprinti viršutinį medžiagos sluoksnį nei ištobulinti pačią detalę.

"Įsivaizduokite siurblį, skirtą vandens siurbimui. Didžioji dalis šių prietaisų sugenda dėl tribo korozinio veleno susidėvėjimo tarpiklio sandarinimo srityje. Po to vanduo patenka į elektrinį variklį ir jį sunaikina. Sukurta kieta danga šioje turbinos veleno dalyje gali žymiai padidinti viso siurblio išteklius. Kritinių paviršių apsauga visuomet yra naudingesnė, nei suteikti visai daliai išskirtinių savybių. Kartais pastarasis variantas net nėra įmanomas", - komentavo Nacionalinio technologijų tyrimų universiteto MISIS Miltelinės metalurgijos ir funkcinių dangų skyriaus vyresnysis mokslo darbuotojas Konstantinas Kupcovas.

Norėdami uždėti apsauginę dangą, mokslininkai naudojo elektrinio išlydžio metodą, primenantį suvirinimo procesą. Šis metodas žinomas jau seniai, tačiau NTTU MISIS specialistai pasiūlė apdorojimą atlikti vakuume. Tai apsaugo nuo oksidacijos ir žymiai pagerina dangos kokybę. Mokslininkai pažymėjo, kad siūloma technologija yra apsaugota dviem patentais.

Ateityje specialistai planuoja, kad dangos bus atsparios vandeniui ir pašalins metalinių paviršių kontaktą su korozine aplinka. Tai labai palengvins sudėtingiausių apsaugos nuo susidėvėjimo formų parinkimą ir padės išspręsti ledo susidarymo poliarinėse platumose problemą.

"Pagrindinis sukurtų dangų tikslas – tai jūrų ir pakrančių infrastruktūros objektai. Nepaisant to, šios dangos gali būti pritaikytos kitose srityse, pavyzdžiui, miesto ekonomikoje ir transporte, kur susidėvėjimas ir korozija veikiant apledėjimo medžiagoms taip pat yra didelė problema. Apsauga nuo korozijos ir susidėvėjimo yra netiesiogiai susijusi su sauga, nes sumažina įvairių avarijų riziką dėl įrangos gedimų", – sakė Kupcovas.

Darbas buvo atliktas pagal Rusijos mokslo fondo projektą "Tvirtų hidrofobinių dangų, skirtų apsaugoti jūrų ir pakrančių infrastruktūros objektus nuo tribo korozinio, abrazyvinio ir kavitacinio nusidėvėjimo, kūrimas".