Директор ФСВТС_ Дмитрий Шугаев_цитата_ч-б

Дмитрий Шугаев: В сфере ВТС Россия действует строго в рамках закона и своих международных обязательств. В этом смысле мы комфортный и надежный партнер

Полимерные композиционные материалы и средства защиты от коррозии для судостроения и кораблестроения.

Мировое современное судостроение невозможно без полимерных композиционных материалов. «Создание ПКМ неотделимо от создания конструкции. Поэтому технология изготовления материала во многом определяет эксплуатационные свойства и долговечность конструкции», – поясняют специалисты ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей».

Стеклопластики и гетерофазные композиты

Одними из наиболее широко применяемых конструкционных ПКМ являются стеклопластики, а также гетерофазные композиты на основе системы «полимер-полимер». Например, в институте разработан трехслойный полимерный композиционный материал (ТС ПКМ) с несущими слоями из огнестойкого бесстирольного полиэфирного стеклопластика с гофрированным армированным средним слоем из пенопласта низкой плотности, имеющий высокие удельную прочность и жесткость.

По технологии, разработанной ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей», на Средне-Невском судостроительном заводе освоено изготовление из ТС ПКМ трехъярусных надстроек массой более 70 тонн проекта типа «Корвет».

Важной особенностью ПКМ является возможность создания на их основе вибродемпфирующих конструкций. Для этой цели в институте разработан вибродемпфирующий гибридный конструкционный материал (ВГКМ), который применен при изготовлении амортизационной рамной конструкции, являющейся опорным основанием корабельных энергетических установок, проектов типа «Корвет».

Для повышения производительности труда и экологической безопасности технологического процесса изготовления крупногабаритных корпусных конструкций в институте разработана уникальная вакуумная инфузионная технология.

Углепластики

Для изготовления корпусных конструкций современных кораблей в институте разработана серия углепластиков различных марок, а также гибридные материалы на их основе.

Особое место среди работ ЦНИИ КМ «Прометей» в области неметаллических функциональных ПКМ занимают антифрикционные углепластики. Забота об экологии потребовала новых решений в триботехнике, а именно исключения масляной смазки (традиционно используемой в узлах трения из бронзы и баббита) и перехода на водяную смазку.

Высокие триботехнические характеристики показал разработанный эпоксидный углепластик марки УГЭТ, допускающий длительную эксплуатацию при кцонтактных давлениях до 100 МПа и кратковременно до 200 МПа при смазке водой.

Повышение скорости скольжения в подшипниках привело к необходимости замены матрицы полимерного композита с эпоксидной на фенольную. Таким образом, появился новый фенольный углепластик марки ФУТ. Подшипники из углепластика ФУТ эксплуатируются при контактных давлениях до 5 МПа и скоростях скольжения 25–40 м/с при смазке водой или до 50 м/с при смазке маслами по контртелам из стали или бронзы.

Для повышения допустимых температур эксплуатации ПКМ и расширения областей их применения с 2005 года началась разработка новых марок углепластиков и стеклопластиков, на основе теплостойких полимерных матриц. Новый антифрикционный материал на основе термопластичного полимера полифениленсульфида (ПФС), способный работать при температуре до 200°С в воде, агрессивных средах, а также при сухом трении, получил марку УПФС.

На сегодняшний день антифрикционные углепластики являются одними из самых высокопрочных антифрикционных материалов. Область их применения постоянно расширяется. Потенциал антифрикционных углепластиков далеко не исчерпан.

Функциональные материалы на все случаи жизни

В последние десятилетия существенное развитие в институте получили исследования, направленные на создание серии функциональных материалов, таких как вибропоглощающие, палубные противоскользящие покрытия, высокопрочные
и легковесные сферопластики.

В результате были разработаны вибродемпфирующие покрытия марок Випоком-1, Випоком-2 и водостойкий заливочный вибропоглощающий материал марки ВИПС с коэффициентами потерь на стальной подложке от 0,18 до 0,25 и плотностью от 1,2 до 1,5 г/см3.

При создании глубоководных аппаратов возникла потребность в легких высокопрочных ПКМ для обеспечения положительной плавучести глубоководных обитаемых и необитаемых аппаратов с рабочей глубиной погружения от 3 до 6 км с плотностью не более 600 кг/м3.
Эта техническая задача была решена специалистами института путем создания высокопрочных сферопластиков марок УДС, СВП и СПЛ, в структуре которых имеются полые микросферы.

Разработано и поставляется заказчикам износостойкое противоскользящее палубное покрытие марки «Онега-М» с коэффициентом трения скольжения по резине 0,61 и пределом прочности при сдвиге 8,9 МПа.

Антикоррозийные решения

ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» с 1986 года является единственным в РФ разработчиком средств и систем электрохимической протекторной и катодной защиты. Эти системы установлены на всех надводных и подводных кораблях ВМФ.

Институтом разработаны все используемые в судостроении протекторные сплавы и унифицированные протекторы в соответствии с ГОСТ 26251. Применение протекторов из нового протекторного сплава марки АП4Н системы легирования Al-Zn-Sn-In-Zr с повышенной анодной активностью решило проблему защиты от морской коррозии высокоскоростных кораблей и судов с корпусами из алюминиево-магниевых сплавов, в том числе с динамическими принципами поддержания. Эти протекторы также широко используются для защиты от коррозии трубопроводов охлаждения морской водой на атомных электростанциях, построенных в прибрежной морской зоне.

Одним из основных средств защиты конструкций из ПКМ от климатических факторов и противокоррозионной защиты металлоконструкций, эксплуатируемых в морской среде, являются лакокрасочные материалы (ЛКМ). В настоящее время одним из направлений работы специалистов института в этой области является разработка безбиоцидных необрастающих покрытий с низкой поверхностной энергией, препятствующих закреплению обрастателей.

Другим не менее актуальным направлением является разработка систем защитных покрытий на основе модифицированных эпоксидных связующих со сроком службы не менее 15 лет для балластных танков судов всех классов и назначений и межбортных пространств балкеров, отвечающих требованиям резолюции IMO MSC 215(82).

Дальнейшие исследования и разработки в области ПКМ и средств защиты от коррозии позволят значительно расширить спектр их применения не только в судостроении, гидротурбиностроении и ТЭК, но и в других областях техники.

Анисимов А.В.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов «Прометей» 

ФГУП «ЦНИИ КМ «Прометей»
Россия, 191015, Санкт-Петербург,
ул. Шпалерная, 49
тел. (812) 274-37-96
факс (812) 710-37-56
e-mail: mail@crism.ru
www.crism-prometey.ru

Партнеры