# echo off (

15 июня 2015

Инновационные разработки Новомосковского института им. Д.И. Менделеева позволяют производственникам получать высокие прибыли

)
Инновационные разработки Новомосковского института им. Д.И. Менделеева позволяют производственникам получать высокие прибыли

Новомосковский институт (филиал) ФГБОУ ВПО РХТУ им. Д.И. Менделеева ориентируется в своей научной работе не только на академические долгосрочные перспективы. Здесь также решаются прикладные задачи, которые уже сегодня могут значительно снизить себестоимость многих инфраструктурных и производственных процессов в производстве электротехнического оборудования, полимеров, порошковых металлов и производстве наноматериалов, способных изменить свойства привычных типов изделий.

Промышленники могут подключиться как к доводке техпроцессов, так и внедрению новых технологий в производство.

Мы представляем несколько направлений в прикладной исследовательской работе института, а именно, различные разработки кафедр: «Технология керамики и электрохимических производств», «Физическая и коллоидная химия», «Производство и переработки полимерных материалов», «Электротехника».

 

РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ «Технология керамики и электрохимических производств»

А). Получение порошков для восстановления деталей методом газопламенного напыления

Суть разработки заключается в том, чтобы покрыть металлическую поверхность алюмоникелевым порошком, используя относительно невысокую температуру пламени – до 700 градусов. Фактически можно использовать газовую горелку. За счет этого способ дешевле традиционного газоплазменного напыления, требующего высокотемпературного воздействия.

Частичка порошка представляет собой сферу диаметром 60-80 микрон с алюминиевым «ядром» и никелевой «оболочкой». Поток горячего газа разогревает порошок, в результате алюминий внутри сферы плавится, запуская экзотермическую реакцию, благодаря чему расплавляется также и никель. Но при этом – что важно! – алюминий не успевает окислиться, поскольку никель снаружи не дает кислороду соприкоснуться с металлом. В этом заключается главное преимущество перед так называемым клеевым методом, разработанным в свое время в НПО «Тулачермет».

В зависимости от количественных соотношений алюминия и никеля достигаются различные функциональные свойства покрытия – прочность, твердость, термостойкость, антикоррозионные характеристики. Порошки могут служить как самостоятельным покрытием, так и грунтовкой для нанесения вольфрама и молибдена. В этом смысле метод становится актуальным для военно-промышленной отрасли. Недаром заказчиками порошка в свое время были предприятия Арзамаса-16 и Куйбышева.

Одно из преимуществ данного метода: низкотемпературное газопламенное напыление позволяет нанести покрытие на алюминиевые сплавы и алюминий для восстановления выработавшихся деталей с помощью низкотемпературной горелки. Экономически это было выгоднее, чем покупать дорогостоящие сложные и дефицитные детали.

У метода газопламенного напыления есть нерешенная проблема. Учеными разработана технология получения порошка, но установка по его производству ограничена в масштабах. Изготовлением промышленной установки могут заинтересоваться заводы, производящие большие партии изделий с высоким качеством алюмо-никелевых, вольфрамовых, молибденовых покрытий.

Для сравнения: цена на порошок, производимый на имеющейся установке в НИ РХТУ, на 40 % ниже аналогичного Швейцарской фирмы «Метка».

Б). Гальванопокрытия редкими сплавами

На кафедре электрохимии разработан ряд  технологий по нанесению покрытий металлами и сплавами. В частности, для оборонщиков могут представлять интерес сплавы на основе индия как металла, хорошо передающего высокочастотный импульс.

В). Керамические нанофильтры

Фактически речь идет о фильтре, который способен конкурировать с мембранными фильтрами по качеству очистки, но при этом быть значительно более дешевым. Структурно такой фильтр представляет собой традиционный керамический фильтр¸ на который нанесен тонкий слой из керамического нано-порошка. Само покрытие и метод его нанесения представляют собой новшество, которое коренным образом меняет свойства фильтра. С его помощью можно фильтровать как жидкости, так и газы с целью отсеивания микрочастиц – физических и биологических. Вопрос лишь в том, что является целью очистки. Либо интерес представляют частицы, которые надо отсечь и использовать в дальнейшем как конструкционный материал, либо требуется выделить в чистом виде саму среду. Фильтр может быть составной частью каких-то других технологий и использоваться в различных отраслях промышленности, включая такие направления как промышленная очистка газовых и жидких отходов.

Следует отметить, что подобного фильтра, устойчиво эксплуатируемого на нашем рынке, пока нет. Разработка поддержана четырьмя грантами.

Контактный телефон: (8-487-62) 6-13-75, 6-13-38

E-mail: f_chemistry_technology@dialog.nirhtu.ru

Журавлев Владимир Иванович, к.х.н., доцент, декан химико-технологического факультета;

Леонов Владимир Григорьевич, к.х.н., доцент, зав. кафедрой «Технология керамики и электрохимических производств».

 

РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ «Физическая и коллоидная химия»

А). Ультрадисперсный порошок оксида цинка

В институте разработана собственная оригинальная методика получения ультрадисперсного порошка оксида цинка. Последнее применение наиболее актуально для тульской промышленности.

В настоящее время известны различные области его практического использования:

·                   способность частиц оксида цинка к рассеянию электромагнитных волн может использоваться при изготовлении специальных тканей для изготовления камуфляжной одежды, неидентифицируемой в широком диапазоне частот (от радио до ультрафиолета), необходимой при проведении военных или антитеррористических операций;

·                   в сфере оптэлектроники и спинтроники перспективным является использование оксида цинка при изготовлении жидких магнитных полупроводников;

·                   создание солнечных батарей и гибких экранов для портативных устройств на основе нанопроводов оксида цинка;

·                   поликристаллические тубулярные структуры на основе ZnO отличаются высокой пористостью и удельной поверхностью, что чрезвычайно важно для многих прикладных областей (компоненты катализаторов и сорбентов);

·                   создание газовых сенсоров на основе ориентированных нитей ZnO, которые могут использоваться в современных анализаторах, таких, как хроматографы и масс-спектрометры, для высокоточного измерения концентраций газов, а также в качестве стабильных полевых эмиссионных источников;

·                   нанопровода оксида цинка в виде гексагональных призм, имеющих длину около 3,5 мкм при диаметре 160 нм, могут успешно применяться для получения гидрофобных пленок.

Разработанная на кафедре физической и коллоидной химии Новомосковского института РХТУ им. Д.И. Менделеева технология получения ультрадисперсного оксида цинка с размером частиц 10 – 20 нм является экологически чистым, ресурсо- и энергосберегающим процессом. Это обусловлено:

·                   использованием водных растворов в процессах получения прекурсора - основного карбоната цинка, способ получения которого защищен патентом Российской Федерации на изобретение № 2490209 (Опубл. 20.08.2013 г.). Отсутствие потребности в использовании органических растворителей, необходимости организации процессов их дистилляции, улавливания и т.п.;

·                   отсутствием вредных выбросов в атмосферу;

·                   организацией возврата аммиака и паров воды в маточный раствор.

В последнее время появилась информация о почти фантастических направлениях использования ультрадисперсного оксида цинка. Например, создание наногенераторов, преобразующих механическую энергию растяжения проволоки из ZnO в электрическую, и использование их в медицине, системах мониторинга окружающей среды, потребительской электронике, вплоть до создания нового класса устройств — беспроводных автономных датчиков.

Из полученного порошка ультрадисперсного оксида цинка изготавливают сорбент, улавливающий соединения серы из промышленных выбросов. Ученые института сотрудничают с НИАП «Катализатор». В ближайшее время они планируют выйти на Тулачермет и КМЗ с предложением внедрить разработку для хемосорбции серосодержащих газовых выбросов.

Контактный телефон: (8-487-62) 4-95-08, 4-66-93

E-mail: SDobrydnev@nirhtu.ru

Добрыднев Сергей Владимирович, д.х.н., профессор, зам. директора

 

Б). Композиционный материал на основе железа с упорядоченной структурой

Традиционные технология получения металлических материалов базируются на квазиравновесных физико-химических процессах, обеспечивающих формирование равновесных структур в условиях стремления системы к состоянию с минимальным значением свободной энергии. Это не позволяет традиционными методами получать материалы с заданной структурой, обеспечивающей оптимальное сочетание различных эксплуатационных характеристик. Среди всего многообразия композиционных материалов, существующих в настоящее время, не уделяется достаточное внимание композитам на основе сплавов железо – углерод (цементит). Этот легендарный композит более известный как булат, в настоящее время применяется только как художественный материал мастерами – оружейниками. Сочетание твердости и ударной вязкости - свойства булатов, которые являются результатом проявления самопроизвольного структурообразования в сплаве. Степень упорядоченности макроструктуры сплава железо – углерод (цементит) в твердом состоянии зависит от термохимических условий получения этого композиционного материала.

(На фото 1 в галерее: поверхность слитка не обработана. На фото 2: поверхность отполирована маталлографическим реактивом)

Композиты на основе сплавов металл – углерод являются перспективными материалами, так как карбиды обладают уникальными свойствами, представляющими интерес для их дальнейшего применения. К ним относятся высокие температура плавления, твердость и износостойкость, химическая устойчивость, эмиссионные и упругие свойства. Высокая энергетическая эффективность процессов самоорганизации важна для обеспечения ресурсосбережения и представляет собой одну из актуальных задач современного материаловедения. Таким образом, установление причин, вызывающих формирование самоорганизующихся структур в сплавах, представляет как научный, так и практический интерес.

Контактный телефон: (8-487-62) 4-95-08, 4-66-93

E-mail: SDobrydnev@nirhtu.ru

Добрыднев Сергей Владимирович, д.х.н., профессор, зам. директора

 

В). Материал на заказ

В институте разрабатывают методы получения наноматериалов с заданными свойствами. В зависимости от поставленной задачи, поиск может вестись в направлении придания свойств сверхтвердости, сверхпластичности, повышенной или пониженной электропроводности и других. По собственной инициативе ученые занялись получением наноматериала, обладающего гидрофобными свойствами. Синтез такого материала проводится в «микро-реакторе», которым является переходная область системы из двух несмешивающихся жидкостей. Нанесение этого материала на поверхность стекла, алюминия и других материалов придает модифицированной поверхности водоотталкивающие свойства. Аналогичным способом были получены практически непромокаемые ткани, что должно найти самое широкое применение. Широта исследований в принципе безгранична и дает возможность ставить любые задачи. Вплоть до получения материалов с определенной магнитной восприимчивостью, что актуально при изготовлении носителей информации. Работа поддержана грантами Правительства Тульский области.

Контактный телефон: (8-487-62) 4-66-93

E-mail: k_fikh@dialog.nirhtu.ru

Кизим Николай Федорович, д.х.н., профессор, зав.каф.

 

Г). Безвредное моющее средство – из пера птиц

В год в России производится более 1 миллиона тонн чистящих и моющих средств. Активным компонентом в них являются ПАВы (поверхностно-активные вещества). В подавляющем большинстве они производятся из синтетических реагентов и в этом их огромный минус. Синтетика вызывает аллергические реакции на коже, загрязняет среду и подолгу не разлагается в природе. Вместе с тем на Западе перешли на биоразлагаемые, экологически безвредные ПАВ, выработанные из различного биологического сырья. Ученые НИ РХТУ разработали свою технологию получения ПАВ из пера птицы. Благо птицефабрик в России достаточно и отрасль одна из немногих в с\х, которая по настоящему процветает, а значит дефицита сырья не будет.

Метод получения ПАВ из пера не трудоемок и относительно дешев. ПАВ из пера быстро разлагается в окружающей среде, имеет отличную совместимость с кожей. Помимо ПАВ из пера можно получать и другие полезные фракции, имеющие в своем составе белок. В мире есть опыт его использования в рыбном хозяйстве в качестве кормовой добавки.

Ученые института обращаются к птицеводческим хозяйствам нашего и соседних регионов с просьбой ответить на вопрос: в каком количестве у них имеются перьевые отходы, как используются и по какой цене продаются сторонним организациям?

Контактный телефон: (8-487-62) 4-95-08? 4-66-93

E-mail: SDobrydnev@nirhtu.ru

Добрыднев Сергей Владимирович, д.х.н., профессор, зам.директора

 

РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ «ПРОИЗВОДСТВА И ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ»

Производство и переработка полимерных материалов – пластмасс, резин, термоэластопластов, лакокрасочных материалов – примеры наиболее динамично развиваемых отраслей промышленности в нашей стране,  примеры отраслей промышленности с наименьшим риском инвестирования.

Производство полимерных материалов обычно ассоциируется с производством полиэтилена и т.д.  В реальной же практике нередко возникает потребность в относительно небольших партиях полимерных материалов, например, того же полиэтилена, но с явно выраженным одним или несколькими показателями качества. Организация таких производств на крупных специализированных предприятиях как правило экономически малоэффективна, что открывает дорогу на внутренний рынок нашей страны зарубежным продуцентам «малотоннажного» полимерного сырья.

В этой связи, эффективной представляется такая переработка полимерных материалов, которая обеспечивает быстрое доведение качества  исходного сырья  до уровня, запрашиваемого потребителем или вообще до уровня, обеспечивающего его переработку в изделия. Другими  словами, получение полимерных материалов с заданными свойствами – полимерных композиционных материалов, должно явиться неотъемлемой стадией общей технологической схемы производства изделий на предприятии.

Особый интерес представляет такая организация производства в случае возможности доведения качественных показателей дешевого полимерного материала до уровня более дорогого полимерного материала, переработки «пластмассового» мусора, представляющего собой как правило смесь полимеров различной химической природы.

В этой связи кафедра ПППМ предлагает:

1.       Подготовку кадров в области регулирования свойств полимерных материалов и создания новых полимерных материалов с учетом специфики производственной деятельности конкретного предприятия.

2.       Повышение квалификации работников предприятий в области экструзии, литья под давлением, прессования и других методов переработки пластмасс и резин.

3.       Повышение квалификации работников предприятий в области производства и переработки лакокрасочных материалов.

А также свои разработки:

4.       Методы регулирования свойств термопластов: ПВХ-материалов, ударопрочных полистиролов, АБС-пластиков, полипропилена, полиэтилена, полиамида, смесей полимеров.

5.       Жесткие ПВХ-материалы, в т.ч. прозрачные, для экструзии и литья под давлением.

6.       Эластичные ПВХ-материалы, в т.ч. прозрачные, для литья под давлением и экструзии.

7.       Получение эластичных ПВХ-материалов из жестких ПВХ-материалов.

8.       Негорючий материал с повышенной прочностью на срез при ввинчивании саморезов и шурупов.

9.       Метод химической модификации АБС-сополимеров, обеспечивающий повышение их ударной вязкости и теплостойкости одновременно.

10.  Метод химической модификации АБС-сополимеров  для последующей их металлизации.

11.  АБС-пластики, содержащие 40 %  порошкообразного наполнителя, с текучестью  более высокой, чем у исходных АБС-сополимеров.

12.  Метод получения хлорированного полистирола.

13.  Материалы с комплексом свойств ударопрочного полистирола и большим содержанием вторичного полимерного сырья.

14.  Материалы с комплексом свойств полипропилена и большим содержанием вторичного полимерного сырья.

15.  Материалы с комплексом свойств ПЭНД и большим содержанием вторичного полимерного сырья иной химической природы.

16.  Термоэластопласты (ТЭП) с твердостью по Шору от 45 до 80 ед.

17.  Методы регулирования свойств реактопластов.

18.  Волокнистые фенопласты с высокой текучестью для производства изделий сложной конфигурации методом литьевого прессования.

19.  Фенолокремнийорганические связующие для производства абляционных материалов.

20.  Фенопласты с повышенной температурой эксплуатации.

21.  «Живой» полимерный материал для производства мишеней, обеспечивающий «залечивание» пулевых отверстий.

22.  Способ получения электропроводных пенопластов.

23.  Способы регулирования свойств лакокрасочных материалов.

24.  Конструкции пресс-форм для формования относительно длинномерных изделий из эластичных полимерных материалов без применения системы выталкивания.

25.  Модернизацию конструкции горячеканальных литьевых форм для переработки термопластов, обеспечивающую снижение эксплуатационных расходов.

Контактный телефон: (8-487-62) 4-79-65

E-mail: nirhtu-pppm@mail/ru

Алексеев Александр Алексеевич к.х.н., доцент, зав.каф.

 

РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ «ЭЛЕКРОТЕХНИКИ»

А). Аппаратура автоматизации системы водоснабжения населенных пунктов без водонапорной башни (см. фото «3» в галерее).

Предлагаемая аппаратура позволяет отказаться от водонапорной башни за счет автоматического регулирования производительности погружного насоса в зависимости от расхода воды.

Сущность работы аппаратуры заключается в поддержании неизменным давления в магистрали сети водоснабжения путем регулирования частоты вращения электродвигателя погружного насоса посредством преобразователя частоты.

Применение частотно-регулируемого электропривода исключает расходы по замене или реконструкции башни и имеет ряд неоспоримых технических преимуществ перед существующей системой водоснабжения с водонапорной башней:

1. Обеспечивается стабильность создаваемого давления в системе водоснабжения за счет чего исключаются порывы водопроводных сетей и снижаются потери от утечек чистой питьевой воды на 10 – 20 %.

2. Снижается потребление электроэнергии на 30 – 40 % за счет нелинейной механической характеристики погружного насоса.

3. Исключается влияние прямых пусков электродвигателя насоса на питающую сеть.

4. Повышается надежность системы водоснабжения и снижаются или исключаются, расходы на ремонт трубопровода за счет исключения гидроударов в магистрали.

5. Станция управления частотным приводом обеспечивает все виды электрических защит электродвигателя погружного насоса.

6. Для обеспечения бесперебойной работы, в случае исчезновения питающего напряжения, возможна работа станции управления от автономного генератора с ручным или автоматическим вводом резерва.

7. Срок окупаемости внедряемой новой системы водоснабжения в среднем за 8-9 месяцев только за счет сэкономленной электроэнергии.

Годовая экономия от внедрения предлагаемой системы водоснабжения только за счет снижения потребляемой электроэнергии составит около 80 тыс. руб. для погружного насоса мощностью 11 кВт.

В фото-галерее приведены изображения станций управления и защиты для погружных насосов мощностью 5,5 и 11 кВт.

Институт осуществляет привязку аппаратуры к сети водоснабжения населенного пункта, монтаж, наладку и ее сервисное обслуживание при эксплуатации.

Контактная информация: Колесников Евгений Борисович. Тел. 8(48762)6-13-83, E-mail: kolesnikov55@mail.ru.

 

Б). Проведение энергетического обследования (энергоаудита) предприятий, учреждений, индивидуальных хозяйств (Свидетельство о допуске к работам по энергетическому обследованию №005.01-2013-7707072637-Э-098 от 01.08.2013 г).

Проводится энергетическое обследование предприятия и дается оценка энергоэффективности потребления энергоресурсов - электрической и тепловой энергии, холодной и горячей воды, природного газа, моторного топлива и т.д. – на основе установленных фактических и нормативных удельных показателей потребления.

Разрабатываются мероприятия и технические предложения по энергосбережению и повышению энергоэффективности предприятия, дается технико-экономическая оценка: стоимость затрат, годовой экономический эффект, срок окупаемости.

На основе энергетического обследования разрабатывается энергетический паспорт предприятия (учреждения) и предоставляется отчет об энергетическом обследовании.

Институт провел энергетическое обследование 16 предприятий и учреждения (свидетельство действует с 01.08.2011 г) и все энергетические паспорта зарегистрированы в Минэнерго РФ.

Область применения: Все предприятия и учреждения независимо от формы собственности и объема потребляемых энергоресурсов.

2.3. Контактная информация: Бабокин Геннадий Иванович. Тел. 8(48732)6-13-83; 910-943-39-96

 

В). Диагностика силового электрооборудования предприятий приборами тепловизионной и пирометрической техники.

Силовое электрооборудование 35; 10; 6; 0,4 кВ любой мощности: силовые трансформаторы, вентильные разрядники, нелинейные ограничители перенапряжений, измерительные трансформаторы тока и напряжения, опорные и подвесные изоляторы, открытые контактные соединения выключателей.

Тепловизионная и пирометрическая диагностика эффективна для электрооборудования, находящегося под напряжением, позволяя оценить системы охлаждения силовых трансформаторов и автотрансформаторов; найти дефекты изоляции маслонаполненных и фарфоровых вводов; выявить ослабление контактных соединений токоведущих частей; определить поля рассеяния, установить отклонения температурных режимов электрооборудования от номинальных параметров.

На основе диагностики разрабатываются мероприятия по приведению электрооборудования в нормативное состояние.

Область применения: Силовое электрооборудование трансформаторных подстанций и распределительных пунктов промышленных предприятий.

Контактная информация: Бабокин Геннадий Иванович

тел. 8(48732)6-13-83; 910-943-39-96.

 

Г). Повышение квалификации специалистов по программам:

– Энергосбережение и повышение энергетической эффективности предприятий

– Управление энергосбережением и повышением энергоэффективности предприятия.

Программа реализуется на основании лицензии на право ведения образовательной деятельности №1593 от 03.08.2011 г.

Программа повышения квалификации составляет 72 часа и включает следующие вопросы:

1. Законодательная база энергосбережения.

2. Электросбережение и повышение энергоэффективности в системах электроснабжения и электрооборудования предприятий.

3. Сбережение тепловой энергии и повышение энергоэффективности в системах получения, передачи и использования тепловой энергии предприятий.

4. Энергосбережение и повышение энергоэффективности в системах водоснабжения, водооборота и водоотведения предприятий.

5. Энергосбережение в турбовоздуходувных установках подачи воздуха, газов, вентиляции.

6. Энергосбережение в зданиях, сооружениях и теплотехнологиях.

7. Повышение энергетической эффективности производства путем использования вторичных энергетических ресурсов и возобновляемых источников энергии.

8. Управление энергоресурсами предприятия. Системы энергоменеджмента стандарта ISO 50001.

9. Энергетическое обследование предприятия: цель, задачи, методика. Энергетический паспорт предприятия: состав и содержание, энергосберегающие технические мероприятия и методы.

По результатам повышения квалификации каждый специалист в выпускной работе разрабатывает и экономически обосновывает мероприятия по энергосбережению на предприятии.

Всем успешно повысившим квалификацию выдается удостоверение государственного образца о повышении квалификации.

Программы 1. и 2. различаются объемом и содержанием разделов.

Область применения: Специалисты предприятий потребляющих и поставляющих энергоресурсы и бюджетные учреждения.

Контактная информация: Бабокин Геннадий Иванович

тел. 8(48732)6-13-83; 910-943-39-96

 

РАЗРАБОТКИ КАФЕДРЫ «АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ»

ПРИБОРЫ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКОГО  КОНТРОЛЯ КБ «ТЕПЛОФОН»

За 20 лет КБ "Теплофон" произвело и поставило более 50 модификаций компьютерного измерителя теплопроводности КИТ-02Ц, на различные предприятия России, стран ближнего и дальнего зарубежья. КИТ-02Ц является малогабаритным измерительным модулем, подсоединяемым к ПК через USB-интерфейс.

Различные модификации прибора позволяют измерить теплопроводность любых твёрдых веществ и материалов неорганической и органической природы: теплоизоляторов, строительных и конструкционных материалов, полимеров, полупроводников, металлов, композиционных материалов, металлокерамики, изделий нанотехнологий и других материалов, выполненных в виде пластин, дисков, параллелепипедов, цилиндров различных геометрических размеров в диапазоне теплопроводности от 0,01 до 450 Вт/ м*К, а также алмазоподобных материалов в диапазоне до 1600 Вт/м*К. Приборы изготавливаются в соответствие с техническими требованиями заказчика.

(См. фото «4» в галерее).

Допустимая погрешность 5 % Длительность измерения: От 1 сек до 15 минут(зависит от толщины и свойств материала). Предоставляем всю необходимую техническую и метрологическую информацию.

Контактный телефон: (48762)6-12-50

проф. Беляев Юрий Иванович – д.т.н., профессор.