CC BY
51. Обеспечить комплексное применение современных информационных технологий для анализа и оценки риска природно-техногенной безопасности территорий республики, на примере оценки риска наводнений во время весеннего половодья на участках реки Лена, обеспечения безопасного функционирования сложных технических систем.
2. Создание и совместное участие в Программе развития региона междисциплинарных исследовательских коллективов, состоящих из сотрудников ФИЦ «ЯНЦ СО РАН», институтов СО РАН и УрО РАН, университетов, расположенных в РС(Я), Сибири, Урале и на Дальнем Востоке с привлечением производственных предприятий России, выпускающих станочное, сварочное и энергетическое оборудование, и отечественные марки расходных материалов, а также производственные и промышленные организации, в выполнении проектов, ориентированным на повышение надежности и безопасности эксплуатации сварных конструкций ответственного назначения в условиях Севера и Арктики.
3. Организация работы научно-технических советов при Президиуме РАН по направлению «Новые материалы и технологии для работы в экстремальных условиях», «Энергетические комплексы и системы», «Сварка, родственные процессы и технологии».
4. Разработать технологические условия для создания испытательных полигонов холодного климата для исследования коррозии и старения металлоконструкций, полимерных изделий, лакокрасочных покрытий, испытаний сварочных материалов и оборудования, крупногабаритных образцов в г. Якутске, Оймяконском районе (п. Томтор и п. Ючюгей), Булунском районе п. Тикси (морской климат).
5. Обратиться в ОУС по физико-техническим наукам Академии наук РС(Я) и научно-технический совет при Главе РС(Я) с просьбой поддержки мероприятий, направленных на научно-технологическое развитие Республики Саха (Якутия) для перехода экономики Якутии на новый высокотехнологический уровень путём реализации тесного сотрудничества научно-образовательных и производственных организаций, в том числе в рамках НОЦ «Север: территория устойчивого развития».
УДК 665.76
DOI 10.24412/cl-37255 -2024-1 -211-214
УРЕАТНЫЕ ПЛАСТИЧНЫЕ СМАЗКИ НА ОСНОВЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ БАЗОВЫХ МАСЕЛ - ПЕРСПЕКТИВНЫЕ СМАЗОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ УСЛОВИЙ АРКТИКИ И КРАЙНЕГО СЕВЕРА
Лядов А.С., ЯрмушЮ.М., Кочубеев А.А.
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева Российской академии наук, г. Москва
E-mail: [email protected]
Аннотация. В докладе будут представлены основные результаты систематических исследований, проводимых в ИНХС РАН за последние 5 лет, направленных на создание уреатных пластичных смазок на основе широкой номенклатуры синтетических базовых масел, с улучшенными физико-химическими и эксплуатационными характеристиками, которые могут быть рекомендованы для использования в условиях низких температур Крайнего Севера и Арктики. Будут обсуждены особенности изменения свойств смазок в зависимости от природы синтетических базовых масел и уреатных загустителей, а также подходы по улучшению наиболее важных характеристик как за счет изменения содержания основных компонентов, так и введения специально подобранных наполнителей
Ключевые слова: уреатные пластичные смазки, морозостойкость, полиальфаолефиновые масла, силиконовые жидкости, сложные эфиры, органические мочевины, наполнители.
Осуществление любой деятельности в суровых климатических условиях Арктической зоны, требует использования современных технических средств, эксплуатация которых невозможна без применения смазочных материалов. Для обеспечения безопасной и длительной работоспособности узлов трения используют пластичные смазки, состоящие из дисперсионной
среды (базового масла или смеси базовых масел), дисперсной фазы (загустителя), а также функциональных присадок широкого спектра действия. Работоспособность пластичных смазок при низких температурах в первую очередь обеспечивается физико-химическими свойствами базового масла, используемого для приготовления смазки. Для обеспечения работоспособности смазки температура застывания базового масла должна быть ниже температуры окружающей среды, что в свою очередь позволяет смазке обеспечивать возможность легкого запуска узла трения. Помимо температуры застывания при выборе базового масла следует обращать внимание и на зависимость изменения вязкости масла при понижении температуры, чем более пологой является вязкостно-температурная зависимость, тем более лучшими низкотемпературными свойствами будет обладать пластичная смазка. На рис. 1 [1] приведено сравнение температур застывания базовых масел различных групп. Температура застывания ниже минус 50оС характерна для синтетических масле IV и V групп по классификации API.
Рисунок 1 - Сравнение температур застывания различных базовых масел
Таким образом, для получения морозостойких пластичных смазок подходят следующие базовые масла: полиальфаолефиновые масла с температурой застывания ниже минус 50оС и высокими значениями индекса вязкости более 120-130, синтетические эфиры, силиконовые масла, перфторированные углеводороды и полиэфиры, а также их смеси.
В ИНХС РАН ведутся разноплановые систематические исследования в области смазочного материаловедения. Для применения в арктических условиях были предложены композиции смазок на основе синтетических эфиров, загущенных димочевинами различного строения, получаемых in situ введением соответствующих диизоцианатов и аминов в базовые масла при определённых условиях (температура, перемешивание, длительность термической обработки) [2]. Для определения оптимального состава смазок с лучшими низкотемпературными свойствами были получены данные по влиянию природы базового масла и загустителя на физико-химические, трибологические и реологические свойства пластичных смазок [3].
Так как в ходе проводимых исследований было показано, что уреатные пластичные смазки на основе синтетических базовых масел обладают плохой коллоидной стабильностью, которая оказывает непосредственное влияние на структурно-механические и трибологические свойства, то было изучено влияние природы базового масла, содержание загустителя и введение различных наполнителей на коллоидную стабильность смазок. Было установлено, что улучшение коллоидной стабильности происходит при увеличении содержания загустителя, введении наполнителей (например, микрокристаллической целлюлозы или активированного угля), а также увеличении времени термической обработки смазки при ее приготовлении [4, 5].
Особое внимание было уделено получению и изучению уреатных смазок на основе силиконовых масел, которые наилучшим образом подходят для эксплуатации в экстремальных условиях, так как обладают исключительными низкотемпературными свойствами за счет крайне низких температур потери текучести (до -110оС), обладают высокой гидрофобностью
и лиофильностью, а зависимость вязкости и других свойств мало зависит от понижения температуры. Однако, введение уреатного загустителя в состав силиконового масла тем или иным образом не позволяет обеспечить формирование необходимой консистентной структуры смазки. Показано, что введение небольших количеств углеводородного компонента в силиконовую жидкость позволяет получать смазки с необходимой коллоидной структурой при синтезе димочевины in situ (рис. 2) [6].
Рисунок 2 - Получение и свойства уреатных пластичных смазок, содержащих силиконовые масла
Изучена зависимость физико-химических свойств пластичных смазок от соотношения силиконовое масло/ПАОМ в их составе, и показано, что введение в состав смазок до 20% углеводородного компонента не приводит к существенным изменениям свойств смазок, в том числе и низкотемпературных, что позволяет использовать такой подход для создания эффективных смазочных материалов. Помимо влияния состава дисперсионной среды было изучено влияние содержания уреатного загустителя на свойства получаемых смазок, изменение концентрации загустителя позволяет варьировать структурно-механические свойства смазок в широком диапазоне, однако, при этом следует обращать внимание на трибологические свойства, которые могут значительно ухудшаться при высоком содержании уреатного загустителя [7].
Таким образом, в докладе будут представлены основные результаты систематических исследований, проводимых в ИНХС РАН за последние 5 лет, направленных на создание уре-атных пластичных смазок на основе широкой номенклатуры синтетических базовых масел с улучшенными физико-химическими и эксплуатационными характеристиками, которые могут быть рекомендованы для использования в условиях низких температур Крайнего Севера и Арктики. Полученные результаты имеют не только фундаментальное значение для развития научных основ современного смазочного материаловедения, но и практическое, так как позволяют подбирать оптимальные композиции пластичных смазок с заданными свойствами.
Работа выполнена в рамках государственного задания Института нефтехимического синтеза
им. А.В. Топчиева РАН.
Список литературы
1. Лядов А.С., Максимов А.Л., Ярмуш Ю.М., Бузник В.М. Смазочное материаловедение в интересах развития Арктической зоны Российской Федерации // Химическая промышленность сегодня. 2019. № 4. С. 12-16.
2. Ильин С.О., Горбачева С.Н., Лядов А.С., Антонов С.В. Низкотемпературная консистентная смазка // Патент РФ № 2697057. 2019. Бюл. № 22.
3. Maksimova Yu.M., Shakhmatova A.S., Ilyin S.O., Pakhmanova O.A., Lyadov A.S., Antonov S.V., Parenago, O.P. Rheological and Tribological Properties of Lubricating Greases Based on Esters and Polyurea Thickeners // Petroleum Chemistry. 2018 Vol. 58, No 12. P. 1064-1069.
4. Lyadov A.S., Maksimova Yu.M., Ilyin S.O., Gorbacheva S.N., Parenago O.P., Antonov S.V. Specific Features of Plastic Lubricants Based on Poly-a-olefi n Oils with Ureate Thickeners of Various Structures // Russian Journal of Applied Chemistry. 2018. Vol. 91, No 11. P. 1735-1741.
5. Lyadov A.S., Yarmush Yu.M., Parenago O.P. Colloidal Stability of Greases Based on Oils with Organic Thickening Agents // Russian Journal of Applied Chemistry 2019. Vol. 92, No 12. P. 1805-1809.
6. Лядов А.С., Кочубеев А.А., Паренаго О.П. Пластичная смазка на синтетической основе (варианты) и способ ее получения (варианты) // Патент РФ № 2807916. 2023. Бюл. № 33.
7. Lyadov A.S., Kochubeev A.A., Parenago O.P. Synthesis and Properties of Polyurea Greases Based on Silicone Fluids and Poly-a-olefin Oils // Petroleum Chemistry. 2023. Vol. 63. P. 618-623.
УДК 534-8
DOI 10.24412/cl-37255 -2024-1 -214-218
ПРОГРАММНО-АППАРАТНЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СИСТЕМЫ СО СПЛОШНОЙ ЖИДКОЙ ФАЗОЙ В НЕПРЕРЫВНОМ И ИМПУЛЬСНОМ РЕЖИМАХ
Маняхин И.А., Голых Р.Н., Хмелёв В.Н., Генне Д.В., Нестеров В.А., Барсуков А.Р.
Бийский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО «Алтайский государственный университет им И.И. Ползунова», г. Бийск E-mail: manyaxin.i van@bk .ru
Аннотация. Спроектирована и собрана экспериментальная установка для исследования модулированных режимов воздействия на жидкодисперсные среды. Для контроллера созданной лабораторной системы была разработана программа, позволяющая управлять ультразвуковым аппаратом для технологической обработки гетерогенных систем со сплошной жидкой фазой. Для оперативного изменения параметров работы экспериментальной установки с помощью персонального компьютера был разработан модуль графического интерфейса пользователя. Проведена проверка возможностей созданного лабораторного стенда. Измерена потребляемая мощность ультразвукового аппарата входящего в состав аппаратно-программного комплекса при импульсных и непрерывных режимах акустического воздействия на воду. Были построены осциллограммы электрического напряжения науль-тразвуковой колебательной.
Ключевые слова: ультразвук, импульсное ультразвуковое воздействие, программно-аппаратный комплекс.
Существует множество процессов в системах со сплошной жидкой фазой, которые можно ускорить при помощи ультразвука [1]. Различают два типа таких систем, гомогенные, образованные только сплошной фазой и гетерогенные которые могут быть образованы как сплошными, так и дисперсными фазами. Подобного рода жидкодисперсные среды можно разделить на три основных типа: суспензии, эмульсии и пены.
При непрерывном ультразвуковом воздействии в жидкостях и жидкодисперсных средах можно наблюдать кавитацию, при которой происходят появление парогазовых пузырьков, их
