CC BY
15.А.
В зале заседаний.
систем, перспективы применения новых материалов в промышленности для регионов холодного климата;
- проблемы создания и развития инновационного потенциала и продвижение на рынок наукоемкой продукции;
- использование геоинформационных систем для мониторинга и управления при-родно-техногенной безопасностью;
- технологические аспекты и перспективы создания мини-металлургического производства в РС(Я);
- проблемы развития малой энергетики на Севере.
Основная цель работы симпозиума - оценить современное состояние и наметить дальнейшие пути развития в области создания материалов с повышенными эксплуатационными характеристиками, разработки эффективных ресурсосберегающих технологий, а также
обучению и аттестации сварщиков (Германия), Штутгартский университет (Германия), Лаборатория металлургической физики федеральной политехнической школы в Лозанне (Швейцария), Технологический университет Тампаре (Финляндия).
В работе симпозиума приняли участие более 270 ученых, конструкторов, ведущих специалистов научно-исследовательских, проектных, опытно-конструкторских и производственных предприятий и институтов Москвы, Нижнего Новгорода, Екатеринбурга, Красноярска, Томска, Иркутска, Новосибирска, Хабаровска, Владивостока, Улан-Удэ, Якутска, а также Германии, Финляндии, Украины, Республики Беларусь. На симпозиуме было представлено 189 докладов: 22 - пленарных, 114 - секционных и 53 - стендовых.
Кроме того, состоялись слушания за круглым столом, на которых обсуждались вопросы по следующим тематическим направлениям:
- проблемы природно-техногенной безопасности Сибири и РС(Я), оценка остаточного ресурса сложных технических
Закрытие симпозиума. Слева направо: В.М. Бузник, академик РАН, директор Центра трансфера технологий СО РАН; Э.С. Горкунов, член-корреспондент РАН, зам. председателя президиума УрО РАН; П.Д. Одесский, д.т.н., ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко; О.И. Слепцов, д.т.н., директор ИФТПС СО РАН; Н.Я. Рябикова, Институт промышленного развития «Информэлектро»; А.Д. Верхотуров, д.т.н., директор Института материаловедения ХНЦ ДВО РАН.
оптимального проектирования машин и металлоконструкций для северных регионов. Актуальность этих задач определяется переходом на рыночную экономику, перспективами строительства на Севере газо-, нефтепроводов, железных дорог, крупногабаритных металлоконструкций, горно-добывающих, горно-обогатительных и других промышленных предприятий.
Исторически сложилось так, что хладостойкие материалы создавались, прежде всего, для трубопроводов (газопроводов, нефтепроводов). Трубопроводы для транспортирования углеводородов, как известно, представляют собой сложную техническую систему, в кото-
рой металл испытывает значительные нагрузки, подвергается коррозии. В условиях низких температур окружающей среды вероятность возникновения опасных аварийных ситуаций при эксплуатации трубопроводов значительно возрастает. В силу специфики влияния на материалы низких температур отрасль нефтегазового строительства, ранее не причислявшаяся к экологически опасным, стала считаться таковой в субарктических и арктических регионах.
В ходе обсуждения на симпозиуме проблем трубопроводного транспорта было отмечено, что требуется более широкое использование неметаллических материалов, главным достоинством которых является малый удельный вес. Так, в промышленно развитых странах полимеры и композиты составляют почти треть рынка (в России - менее 5-7%). Крупномасштабные эксперименты по изучению механического взаимодействия полиэти-
леновых труб с многолетнемерзлыми грунтами, проведенные в нашей республике, показали принципиальную возможность и перспективность их применения для сооружения газопроводов в условиях холодного климата.
Основным требованием к материалам (металлическим, полимерным, композиционным) является стабильность их характеристик при длительной эксплуатации в условиях естественных низких температур. Прогрессивные материалы также должны удовлетворять условию уменьшения материалоемкости (массы) машин и конструкций при одновременном улучшении эксплуатационных показателей, а их производство - условиям экономии сырьевых ресурсов, снижения энергоемкости технологических процессов, экологич-ности.
На симпозиуме говорилось о хладостойких сталях нового поколения, легированных ванадием, ниобием, а также микролегированных редкоземельными элементами. Такие стали обладают уникальным сочетанием прочности, сопротивления хрупким и усталостным разрушениям. Среди перспективных методов структурооб-разования - получение сверхмелкозернистых состояний интенсивным пластическим деформированием, в частности равноканальным угловым прессованием. Большие возможности для создания высокопрочных хладостойких и износостойких структур предоставляют сильно неравновесные физические процессы (ударно-волновые, плазменные, газотермические). Фундаментальные и прикладные результаты в этих областях разработки материалов и высокоэффективных технологий были достаточно широко освещены в докладах по материаловедческим аспектам проблемы хладостойкости. В работах этого плана подробно изучены структурные состояния материалов, их пластическое деформирование и разрушение в широком интервале температур и скоростей деформации. Были рассмотрены и такие новые направления физики прочности твердых тел, как физическая мезомеханика, синергетика деформируемого твердого тела.
Использование в технических объектах новых материалов подразумевает и разработку передовых технологий изготовления. Одной из важнейших проблем, определяющих успех повышения надежности и долговечности техники и конструкций, является разработка рациональных технологий сварки.
На симпозиуме были представлены доклады, в которых рассматривались высокоэффективные технологии сварки для оптимизации структуры и напряженно-деформированного состояния сварных соединений:
Разработанные в ИФТПС СО РАН порошковые материалы и технологии плазменного напыления позволяют восстанавливать изношенные детали машин и механизмов.
адаптивная импульсно-дуговая сварка; методы дополнительной обработки (термоциклирование, ударно-волновое нагружение и т.д.); легирование материала шва через сварочные материалы; управление уровнем остаточных напряжений через формирование твердых и мягких прослоек.
Важнейшим направлением повышения надежности техники и механизмов является формирование специальных поверхностных свойств для увеличения прочности и износостойкости деталей и узлов, испытывающих контактные нагрузки. Сейчас формируется новый подход к оценке роли поверхности в конструкционной прочности, согласно которому эксплуатационные свойства изделий можно обеспечить преимущественно за счет улучшения поверхностных свойств материала, а не только объемных.
Проблемы износостойкости связаны как с состоянием контактирующих поверхностей деталей, так и с параметрами материала в приповерхностном слое. Одними из перспективных методов получения износостойких покрытий и восстановления изношенных поверхностей являются методы плазменного и газотермического напыления порошковых материалов.
Сложность разработки теоретических основ перечисленных процессов и технологий обусловлена существованием целого ряда трудноучитывае-мых факторов. Так, наблюдается отставание в разработке научных основ поверхностного упрочнения плазменным напылением и эффективности функционирования обработанных поверхностей. Это же относится к использованию энергии взрыва для получения материалов инструментального назначения, прежде всего, алмазоме-таллических. Такие материалы
предназначены для рабочих элементов алмазных инструментов, применение которых в металлообработке значительно повышает качество поверхностей элементов изделий и, соответственно, улучшает их эксплуатационные свойства. Использование в алмазометалличес-ких абразивах порошков из натурального алмаза, имеющего более низкий коэффициент трения с металлом, чем синтетический, может повысить класс чистоты обрабатываемых поверхностей. В связи с этим большой интерес на симпозиуме вызвали доклады по теоретико-прикладным вопросам использования высокоэнергетических методов в целях получения износостойких покрытий и алмазосодержащих материалов.
Новые материалы влияют на рабочие параметры технической продукции, поэтому нужно менять нормы ее проектирования. Отсюда вытекают новые требования к формированию системы критериев прочности, ресурса, живучести и безопасности конструкций для повышения
их надежности через систему норм и правил проектирования, изготовления и эксплуатации. Так, на сегодняшний день при расчетах инженерных сооружений минимум температуры принимают равным -40ОС, а в действительности возможны температуры до -55ОС и ниже. Однако назначение запаса до -100ОС по принятым мировым нормам требует расширения исследований свойств материалов и изделий из них.
По итогам докладов и дискуссий на симпозиуме были рекомендованы следующие пути решения научно-технических проблем обеспечения нормальной работоспособности техники и конструкций в условиях Севера и Арктики:
- развитие концепции системного подхода к обеспе-
Участники симпозиума на Ленских Столбах.
чению и поддержанию надежности технических систем и их составных частей на всех стадиях жизненного цикла, включающего проектирование, изготовление и эксплуатацию;
- создание банка данных по физическим, химическим и технологическим свойствам конкретных материалов, обработанных на разные уровни прочности, при варьировании скоростей нагружения, температур, напряженного состояния, атмосферных воздействий и т.п.;
- развитие нового подхода к оценке роли поверхности в конструкционной прочности, согласно которому эксплуатационные свойства изделий можно обеспечить преимущественно за счет улучшения поверхностных свойств материала, а не только объемных;
- разработка и применение новых технологий в области получения материалов и при их обработке по различным технологическим переделам, что является
условием качественных изменений в практике создания техники и конструкций для работы в регионах с экстремальным климатом;
- интенсификация работ по созданию и применению многофункциональных материалов, полученных в результате применения прогрессивных высокоэнергетических технологий переработки многокомпонентного минерального сырья и технических алмазов.
Комплексный характер и масштабность проблем, стоящих перед северными регионами Российской Федерации, требуют реанимации, доработки и реализации федеральной целевой программы «Техника российского Севера». Такая постановка вопроса была инициирована в недавнем прошлом академиком В.П. Ларионовым и вошла в решения I Евразийского симпозиума, подтвердившего необходимость возобновления и широкомасштабного развертывания работ по повышению прочности, безопасности и ресурсу машин и металлоконструкций, эксплуатирующихся в условиях низких температур.
Концепция программы достаточно широко обсуждалась научной общественностью России и некоторых стран СНГ. В ноябре 2003 г. в Екатеринбурге на базе Государственного научного центра РФ ОАО «Уральский институт металлов» было проведено рабочее совещание по основным положениям данной программы. Ее содержание согласовано и подписано на совместных заседаниях Сибирского отделения Российской академии наук и Национальной академии Украины. Инициативное предложение было поддержано Президентом РС(Я) В.А. Штыровым и Торгово-промышленной Палатой РФ. В продолжение работы по этому направлению II Евра-
зийский симпозиум принял следующее решение.
1. Подготовить обоснование в Министерство образования и науки, Российскую академию наук о создании научно-технического совета «Техника российского Севера» по проблемам развития техники, технологий, использования нетрадиционных источников тепла для регионов Севера.
2. Просить Президиум РАН организовать Совет по технике Севера в рамках Отделения химии и наук о материалах РАН.
3. Просить Президиум РАН и Управление Федерального агентства по науке утвердить ИФТПС СО РАН (г. Якутск) и институт промышленного развития «Ин-формэлектро» (г. Москва) в качестве головных организаций в области исследования низкотемпературной прочности материалов и машин, энергоресурсосберегающих технологий.
4. С целью научного обеспечения создания техники для эксплуатации в экстремальных условиях разработать программу с привлечением институтов РАН, СО РАН и Института электросварки им. Е.О. Патона НАНУ.
Надеемся, что решения симпозиума будут реализованы. Это явится достойной данью памяти академика В.П. Ларионова.
Дополнительную информацию о симпозиуме смотри по электронному адресу: http://cool.ysn.ru/eurastrencold
счг),и: кип-щ
ТРУДЫ
II ЕВРАЗИЙСКОГО СИМПОЗИУМА
по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата
Ф Якутск 2004 &
Труды II Евразийского симпозиума по проблемам прочности материалов и машин для регионов холодного климата: Пленарные доклады. - Якутск: ЯФ ГУ «Изд-во СО РАН», 2004. - 264 с.
Вашему вниманию предлагаются материалы симпозиума ЕШКАЭТКЕМСОЮ-2ОО4, посвященного памяти академика В.П. Ларионова, великого сына якутского народа, первого академика Российской академии наук из народа саха, который стоял у истоков организации ИФТПС СО РАН и научных исследований, направленных на повышение работоспособности техники и металлоконструкций в условиях холодного климата.
В трудах симпозиума представлены материалы по проблемам прочности материалов и машин в условиях низких климатических температур, вопросы, касающиеся исследований вязко-хрупкого перехода, физико-химии и механики процессов разрушения материалов в экстремальных условиях. Особое место уделено решению проблем, связанных с разработкой теоретических основ создания новых материалов - металлов, сплавов и покрытий с высокими хладостойкими и износостойкими свойствами, композиционных и наноматериалов, полимерных материалов, материалов с уникальными свойствами. Рассмотрены задачи теплофизики и тепломассопереноса в элементах конструкций, подвергшихся комбинированному воздействию низких температур и силового нагружения.
Труды симпозиума будут полезны для широкого круга научных и инженерно-технических работников, аспирантов и специалистов, интересующихся вопросами энергетики, транспорта энергоресурсов и материаловедения в регионах с холодным климатом.
ОПЖ ОШлШНШНКЯ ИНШОИУОРО® ДОШЙЖ М ШШЧО
Мария Андреевна Одегова,
кандидат биологических наук, начальник отдела тропических и субтропических растений Ботанического сада ЯГУ.
Надежда Софроновна Данилова,
доктор биологических наук, директор Ботанического сада ЯГУ.
Интерьерное озеленение - элемент культуры человека, отвечающий его эстетическим потребностям. Умело подобранные и размещенные в интерьере растения не только являются составной частью архитектурного убранства, но и выполняют санитарно-гигиеническую функцию. Они очищают воздух помещений от углекислоты, где ее сконцентрировано обычно в десятки раз больше, чем под открытым небом [1, 2]. Некоторые из них выделяют фитонциды, губительно действующие на вредные микробы [3, 4, 5].
С конца XIX в. тропические и субтропические растения стали переносить из теплиц и оранжерей ботанических садов в интерьеры жилых и производственных зданий. В ряде книг начала XX в. встречается детальное описание культуры некоторых тропических и субтропических растений, предлагается довольно разнообразный их ассортимент, а также приводятся приемы выращивания и размещения в жилых помещениях [6]. К
М. А. Одегова, Н. С. Данилова
середине XX в. все это было неоправданно забыто. В последние десятилетия научные исследования по использованию тропических и субтропических растений для озеленения помещений возобновились [7].
В Якутии озеленение интерьеров также имеет небольшую историю. Комнатные растения впервые были завезены сюда в конце XIX в. Чаще всего озеленялись жилые интерьеры. Ассортимент декоративных растений был небольшим: алоэ Древовидное, пеларгония Садовая, паслен Перце-видный, гибискус Китайский, фикус Каучуконосный. После организации Якутского ботанического сада (1962 г.) проблемами интерьерного озеленения на Севере стали заниматься и якутские ученые [8].
Наиболее благоприятными для растений являются условия оранжерей, однако в общественных и производственных помещениях нет возможности для их создания. Чаще всего помещения для зимних садов не планируются при строительстве
В зимнем саду Института мерзлотоведения СО РАН.
Общий вид монстеры в Ботаническом саду ЯГУ.
зданий, а интерьеры не приспособлены для озеленения. Из-за отсутствия гидроизоляционного слоя между этажами основную часть зеленых насаждений приходится размещать в холлах на первом этаже. Зимой даже в хорошо отапливаемых зданиях тепла для развития растений недостаточно, а сквозняки и холодный воздух, идущие от окон и входных дверей, отрицательно сказываются на их росте. Во многих помещениях не решены проблемы с освещением, столь важным в условиях продолжительного темного периода осенью и зимой. Кроме того, на фоне высокой естественной сухости воздуха зимой [9] в течение отопительного сезона в помещениях наблюдается чрезвычайно низкая влажность. Все эти неблагоприятные условия отрицательно влияют на рост и развитие растений в интерьере, особенно тропических.
Ботанический сад ЯГУ имеет большой опыт озеленения различных типов интерьеров - производственных, офисных, детских, лечебных и спортивных учреждений, зимних садов, парадных помещений, жилых зданий.
Особый интерес, на наш взгляд, представляет озеленение интерьеров в детских и лечебных учреждениях. Декоративные растения в них выполняют важные задачи: они улучшают состав воздуха и очищают его; способствуют эстетическому и трудовому воспитанию детей, прививают им любовь и бережное отношение к природе.
При озеленении школьных и дошкольных учреждений особенно внимательно необходимо относиться к подбору ассортимента декоративных растений и способам оформления каждого помещения. Растения следует группировать на подоконниках, а если позволяют площади игровых комнат, то можно оформить небольшой зимний сад.
Озеленение лечебных учреждений в большой степени способствует выздоровлению больных. В зеленых уголках, созданных в больницах и поликлиниках, пациенты могут снять психологическое напряжение, получить положительный эмоциональный заряд. Кроме того, растения играют важную санитарно-гигиеническую роль.
В.Г. Карапетов и В.В. Снеж-ко [10] обращают внимание на разработку двух типов декоративных ландшафтных фрагментов: «тропический лес», состоящий главным образом из видов-таких семейств - как Молочайные, Ароидные; «пустынно-среди-земноморский», основу которого составляют виды из семейств - Миртовые, Молочайные, Камнеломковые и Кактусовые. Их летучие вещества и внешний вид успокаивающе действуют на нервную систему человека. Опытным путем установлено, что такие декоративные виды, как, например, бегония Вечноцветущая и пеларгония Сильнопахнущая, снижают содержание микроорганизмов в окружающем их воздухе на 43%, циперус Очереднолистный - на 59, а хризантема Индийская - на 66% [7].
В интерьерах используются различные группы растений:
- крупнолистные (монстера Деликатесная, фикус Каучуконосный и др.);
- пестролистные (бегония Коралловая, колеус Блюме, маранта Трехцветная и др.);
