В отрыве: как новые материалы укрепят лидерство России в Арктике
Российские ученые рассказали о своих планах по созданию уникальной установки, которая позволит изготовить реактор в шесть раз быстрее, а также презентовали новые виды сталей с уникальными свойствами. Свои разработки специалисты подведомственного НИЦ «Курчатовский институт» Центрального научно-исследовательского института конструкционных материалов «Прометей» представили на II Международной конференции «Материалы и технологии для Арктики». Также на мероприятии выступили создатели системы автоматизированного моделирования маршрутов судов по Северному морскому пути и авторы новых технологий добычи полезных ископаемых.
«Лидеру» лидерское
В Константиновском дворце в Санкт-Петербурге на II Международной конференции «Материалы и технологии для Арктики» представили стали нового поколения. Разработки презентовал генеральный директор Центрального научно-исследовательского института конструкционных материалов «Прометей» — НИЦ «Курчатовский институт» Алексей Орыщенко. Иностранные участники не смогли приехать на конференцию из-за пандемии.
— Мы немного скучаем. Наука не может развиваться изолированно, — посетовал Алексей Орыщенко.
В своем докладе он рассказал о пяти новых химических составах низколегированных сталей. Они заменят 30 предшественников, что в конечном итоге сделает металлургическое производство технологичнее и экономичнее и позволит строить суда быстрее и дешевле. Одна из новых сталей уже используется в строительстве ледокола «Лидер». Другие пройдут необходимую регистрацию к концу года.
— Стали с высокой коррозионной стойкостью, хладостойкостью, различных категорий прочности в широком диапазоне толщин листового проката от 15 до 150 мм специально разработаны нами для Арктики. Они имеют мелкозернистую структуру в 20 микрометров и даже меньше, что обеспечивает их высокую работоспособность в экстремальных условиях Арктики в составе любых морских конструкций, — сказал Алексей Орыщенко журналистам. — Новые стали обеспечивают очень высокую скорость сварки, следовательно, времени тратится намного меньше, чем было раньше.
Достичь искомого результата ученым позволил лабораторный прокатный стан, открытый несколько лет назад на гатчинской площадке НИЦ «Курчатовский институт» — ЦНИИ КМ «Прометей».
Изготовить новые стали в промышленном объеме сегодня в стране может только одно предприятие — Магнитогорский металлургический комбинат. Здесь есть прокатный стан, где деформационные усилия достигают 12 тыс. кг. На «Северстали» — 9 тыс. кг, что, по словам Алексея Орыщенко, маловато для целей «Прометея», но и там идет освоение производства отдельных видов новых сталей.
Разработчики рассчитывают, что материалы применят для строительства не только «Лидера», но и других судов, а также в других отраслях среднего и тяжелого машиностроения.
Комментируя разработки, директор департамента судостроительной промышленности и морской техники Минпромторга Борис Кабаков отметил ценность «унификации производства стали».
Подражая природе
Прорывная инновация готовится и для самой важной части атомных ледоколов и атомных станций — реакторов. Для их изготовления в Петербурге решено построить газостат. Это уникальная установка, где за счет температуры в 1 тыс. градусов Цельсия и давления в 1 тыс. атмосфер (больше, чем в Марианской впадине) из специальных порошков будет создаваться корпус атомного реактора. Диаметр газостата составит 3,5 м, высота — 4,2 м, рассказал «Известиям» Алексей Орыщенко. Это будет самая большая установка такого рода в мире, уточнил он.
— Газостат нужен, чтобы делать сразу готовую деталь весом до 100 т. Корпус реактора в газостате мы можем спокойно сделать и не за три года, как сейчас, а за полгода, — сообщил Алексей Орыщенко, уточнив, что львиная часть времени потребуется на изготовление порошков в аргонной среде.
В обычных условиях порошки моментально окисляются, а инертный газ аргон этому препятствует. Специалист подчеркнул: производство мегадеталей в газостате будет экологически чистым. По словам Алексея Орыщенко, применение больших деформационных нагрузок и специальных условий при создании новых материалов заимствовано у природы. Он сказал, что по этому пути ученые будут двигаться и дальше.
Палитра инноваций
На конференции был представлен и ряд других любопытных разработок. Так, ФГУП «Атомфлот» презентовал систему централизации сбора информации о ситуации на Севморпути.
— У нас создан штаб морских операций. Он собирает измерительные данные с судов, спутниковые данные, получает ледовые карты, прогнозирует и моделирует различные маршруты в зависимости от ледовых условий, — сообщил заместитель генерального директора по строительству, руководитель представительства компании в Санкт-Петербурге Константин Князевский.
За навигацию 2021 года с помощью системы по Севморпути было проведено более 35 судов.
Исследователи НИТУ «МИСиС» разработали 3D-модель (цифрового двойника) транспортно-технологической инфраструктуры для добычи полезных ископаемых открытым способом на основе телеметрических и геопространственных данных. Предложенная учеными модель позволит автоматизировать добычу полезных ископаемых, в том числе в Арктическом регионе. Это может способствовать эффективной и безопасной разработке месторождений в зоне вечной мерзлоты, сообщил «Известиям» проректор по науке и инновациям НИТУ «МИСиС» Михаил Филонов.
Ученые петербургского Политеха, по словам первого проректора вуза Виталия Сергеева, ведут исследования нагрузок конструкций, работающих в ледовых условиях. Они уже применены на ледостойкой стационарной платформе «Приразломная».
