Ученые Омского государственного технического университета (ОмГТУ) разработали новую технологию, способную увеличить долговечность полимерных композитных деталей, применяемых в нефтегазовой сфере, в три раза. Об этом сообщили в пресс-службе университета.
Полимерные композиты, являющиеся многосоставными материалами на базе различных видов пластиков, широко используются в современной нефтегазовой промышленности. Из них, в частности, изготавливают поршневые кольца и уплотнители для трубопроводов, предотвращающие протечки, а также другие элементы, работающие в условиях высокого давления.
Однако, как отмечают специалисты ОмГТУ, в условиях интенсивной эксплуатации и агрессивных сред эти компоненты подвержены быстрому износу. Разработанная исследователями технология позволяет существенно продлить срок их службы. Суть метода заключается в сочетании двух физических воздействий — ультразвуковых колебаний и низкочастотной вибрации — во время этапа прессования.
Представители университета пояснили, что стандартное производство полимерных композитов включает механическое смешивание наполнителя с полимерной матрицей, прессование и последующее спекание. Недостаток этого подхода в неравномерном распределении упрочняющих элементов, что ограничивает возможности улучшения устойчивости материала к трению и износу.
Новый подход, предложенный учеными ОмГТУ, обеспечивает более плотную структуру композитной смеси и равномерное распределение частиц, что улучшает эксплуатационные свойства конечных изделий.
Наш метод за счет сочетания вибрации и ультразвуковых колебаний способствует равномерному распределению армирующих частиц, которые связываются с полимерной матрицей при спекании. В результате на поверхности в процессе эксплуатации детали образуются микровыступы, замедляющие износ материала.
Результаты проведенных исследований подтвердили, что износостойкость композитных материалов, произведенных с использованием разработанной технологии, действительно повышается в три раза.
Отличительная черта и уникальность разработки заключается в применении специализированного генератора, созданного омскими учеными совместно с индустриальным партнером. Сама технология прессования, согласно заявлениям специалистов вуза, была запатентована еще в 2019 году и не имеет аналогов в России.
Сейчас исследователи работают над задачей рационального проектирования полимерных композиционных материалов для обеспечения возможности эффективного выбора оптимального состава и технологических параметров при получении материалов.
