| 19. |
Аннотация |
Актуальность данного исследования обусловлена решением проблем импортозамещения, стоящих перед отечественной промышленностью, где огромную роль играет применение передовых технологий и разработка инноваций. Проводимые исследования объединяют совместными задачами науку, технику, производство, потребление, применение интеллектуальных ресурсов, создание высокотехнологичных производств, финансовую систему и приоритеты экономики.
Фронтирные инженерные задачи в интересах высокотехнологичной промышленности с обеспечением импортозамещения:
1. Создание решения фронтирных задач (передовые цифровые и производственные технологии, новые материалы) в области развития строительной инфраструктуры в районах многолетних мерзлых грунтов, в том числе с применением композиционных материалов
2. Проработка новой нормативной технической документации для внедрения и применения разработанных продуктов и решений
3. Развитие кросс-отраслевого применения материалов в рамках решения задач по импортозамещению
4. Создание современных цифровых моделей эксплуатационных процессов (коррозионных, металлургических, трибологических и так делее) для оценки применимости материалов в рамках фронтирных задач
В результате введённых ограничений против РФ у ряда предприятий возникла потребность в поставках материалов, используемых в процессе производства. Разрыв логистических цепочек привёл к потребности производства этих материалов в стране. Для сокращения сроков создания технологий производства необходимо использование цифровых инструментов как при проектировании, так и при сертификации. ПАО «Северсталь» является крупным производственным предприятием, и в рамках проекта планируется значительное расширение разработок новых продуктов (материалов). К работам планируется привлекать большое число магистрантов и аспирантов.
В проекте будет уделено особое внимание разработке технологии производства зубьев ковшей экскаваторов для горнодобывающей техники. Для повышения износостойкости зубьев ковшей экскаваторов ПАО «Северсталь» будут выполнены работы:
- анализ производства зубьев ковшей экскаваторов в МЦ ССМ «Тяжмаш», разработка предложений по повышению износостойкости зубьев;
- моделирование влияния химического состава на работоспособность металла зуба;
- адаптация оптимального химического состава и способов обработки зубьев, с учетом возможностей существующего оборудования;
- разработка рекомендаций по выбору режима термической обработки металла зубьев с учетом экономической целесообразности;
- исследований влияния дополнительной̆ обработки поверхности зуба на его износостойкость с определением глубины упрочненного слоя для каждого метода и с учетом экономической целесообразности применения подходов.
В проекте будут исследованы вопросы разработки производственной технологии композитной сваи для использования в зонах Арктики и многолетних мерзлых грунтов и разработки мобильных композитных дорожных плит для освоения зон крайнего севера и Арктики.
Основные результаты проекта:
Усовершенствованные методы оценки качества, методики испытаний новых материалов и прогнозирование ресурса.
Новые марки сталей для предотвращения коррозии нефтепромысловых трубопроводов и оборудования, в том числе композитных конструкций, полипропиленов, стеклопластиков и базальтопластиков.
Технология производства зубьев ковшей экскаваторов для горнодобывающей техники;
Технология композитной сваи для использования в зонах Арктики и многолетних мерзлых грунтов;
Технология производства мобильных композитных дорожных плит для освоения зон крайнего севера и Арктики.
«Композитная свая для арктических месторождений»
Будут выполнены работы:
- исследованы свойства полимерно-композитных материалов и условий эксплуатации сваи
- определены технические характеристики выбранных материалов и основных параметров технологии производства.
- выполнена разработка методики выбора материала
- выбрана группа перспективных оптимальных материалов для проведения работ на основании результатов испытаний по согласованной методике
-выбраны ключевые характеристики для проведения испытаний материалов и стандартов их определения (разработка программы испытаний).
- проведен анализ работоспособности существующих решений
- проведен анализ доступности компонентов (армирующих материалов, смол и добавок).
- сформированы требования к полигону натурных испытаний и подготовка площадки в заданной климатической зоне
- проведение предварительных лабораторных и натурных испытаний, имеющихся на рынке изделий
- для предварительно выбранных составов – проведено исследование физико-механических и других свойств материалов
- проведен анализ результатов испытаний: Выбор технологий изготовления сваи.
- разработан эскиз проекта конструкции сваи. Разработана методика изготовления опытных образцов сваи.
- разработана конструкция сваи
- проведены испытания макетных образцов сваи в соответствии с согласованными методиками и условиями (в том числе в зоне многолетнемерзлых грунтов)
- проведено сравнение эксплуатационных характеристик сваи в зависимости от технологии производства (намотка, пултрузия) и материалов. Сравнение сваи из полимерно-композитных материалов с аналогами из стали.
- создана цифровая модель сваи для моделирования монтажа и эксплуатации сваи в вечномерзлых грунтах.
- разработана конструкция наконечника, оголовка сваи и технологии скрепления.
- проведены испытания материала наконечника, оголовка и элементов соединений наконечника и оголовка со сваей.
- разработаны эскизно-технические решения по изготовлению сваи.
- выбран оптимальный метод монтажа свай (в том числе цифровая модель). Проведены опытных работ по монтажу свай по выбранной методике в полевых условиях Арктического региона РФ.
На этапе 2024 года будет проведена разработка моделей изделий, Сформирована программа лабораторных и натурных испытаний. Разработана программа прототипирования материалов в лабораториях СПбПУ. |