Инноватор из Тольятти приручил полиуретан

Тольяттинский предприниматель Сергей Феськов придумал технологию, позволяющую создавать высокоадгезивное полиуретановое покрытие практически на любой поверхности. Один из самых износостойких материалов — третий после алмаза и бора — сохраняет от внешних воздействий обработанные им детали, а после износа защитного слоя его можно легко нанести вновь.

Износ трущихся поверхностей — одна из главных причин выхода из строя машин и механизмов, и эта проблема преследует человечество с момента изобретения колеса. Вопрос решали применяя смазочные материалы, вводя в конструкцию подшипники и т.д. Однако с ростом сложности используемых человечеством механизмов проблема обострялась: далеко не всегда возможно использовать подшипник или смазку, а в некоторых случаях это и не поможет. Например, в грунтовых или нефтяных насосах, которые работают в довольно агрессивной среде, контактируя не только с химически активными веществами, но и с твердыми частицами, способными довольно быстро вывести детали из строя.

Новация Сергея Феськова решает проблему, многократно повышая износостойкость шнеков насосного оборудования и позволяя повторно использовать деталь после выработки ресурса.

Главной особенностью ноу-хау является особая обработка деталей с нанесением адгезива, что делает минимальным зазор между защищаемой поверхностью и защитным слоем. В результате получается очень прочное соединение: полиуретан держится даже при серьезных нагрузках, изнашиваясь вместо металла и оставляя его невредимым. После того как слой полимера все же сотрется, его можно нанести вновь, восстановив деталь до состояния новой.

Запатентованная технология уникальна — направлением занимаются многие, но такими результатами похвастаться не могут. Другие методы нанесения полиуретана не обеспечивают высокой адгезии, и покрытие довольно быстро отслаивается, приводя деталь в негодность.

Компания Сергея Феськова «Форум-АвтоСервис» является резидентом технопарка «Жигулевская долина», и в Самарской области уже давно пользуются его разработкой. Так, он уже много лет сотрудничает с Самарским речным портом, покрывая полиуретаном шнеки грунтовых насосов земснарядов, ведущих добычу песка для строительства. При этом, по словам предпринимателя, ресурс грунтового насоса увеличивается в несколько раз: если с обычным шнеком до его поломки удается добыть 300-400 тыс. тонн песка, то деталь с полиуретановым покрытием позволяет увеличить межремонтный ресурс до 2 млн тонн.

«Со шнеком с полиуретановым покрытием насос может непрерывно работать в течение всего навигационного периода. Теперь нет необходимости вставать на ремонт посреди сезона, — рассказывает Сергей Феськов. — В результате повышение износостойкости насоса позволяет достичь серьезного экономического эффекта — ведь один день простоя земснаряда обходится в сотни тысяч рублей. Кроме того, покрытие полиуретаном позволяет фактически вернуть детали первозданный вид. Если раньше выработавший ресурс шнек просто выбрасывался, то сейчас его заново покрывают слоем полимера, после чего деталь снова соответствует заводским параметрам и занимает свое место в механизме насоса. И таких циклов может быть сколько угодно. Фактически шнек становится многоразовым. Его стальная часть служит лишь каркасом, а всю нагрузку берет на себя полимер. При этом полиуретан в шесть раз легче стали, что позволяет существенно снизить вес конструкции».

Запатентованная Сергеем Феськовым технология уже заинтересовала нефтяников — специально для Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина разрабатывается новый героторный насос, который позволит добывать даже очень вязкую нефть.

СПРАВКА

Героторный насос — роторно-зубчатый насос с рабочими органами в виде шестерен специального профиля, которые обеспечивают геометрическое замыкание рабочей камеры.

Сейчас скважины с особо вязкой нефтью нерентабельно разрабатывать с помощью широко используемых в отрасли центробежных насосов из-за быстрого износа оборудования и недостаточной мощности. Дело в том, что некоторые сорта нефти содержат не только серу и другие химически агрессивные вещества, но и твердые включения, оказывающее серьезное разрушительное воздействие на насосы и существенно затрудняющие добычу «черного золота».

Изготовленный в Тольятти рабочий прототип получил высокую оценку заказчика, и сейчас разрабатывается вторая версия устройства, в конструкцию которого вносятся изменения с учетом пожеланий специалистов из РГУ нефти и газа.

Износостойкие насосы, рабочая поверхность которых покрыта полиуретаном, могут использоваться и в пищевой промышленности — например, в дозаторах.

Впрочем, по словам инноватора, использование полиуретана открывает широчайшие возможности во многих отраслях. Так, например, этот материал может стать незаменимым при производстве космических скафандров или средств защиты от радиоактивного излучения. Специальные нанодобавки позволяют наделить эластичный полиуретан неплохим останавливающим действием и не пропускать продукты радиоактивного распада.

Автор: Олег Нечаев

Самарский филиал НИИ Радио внедряет радиочастотные считыватели данных

Самарский филиал НИИ Радио (СОНИИР) разработал и запустил производство радиочастотных считывателей цифровых данных (RFID). Это первая отечественная разработка в этом направлении. Системой интересуются в Минобороны, Росгвардии, Главном центре специальной связи (ГЦСС). Уже реализовано два пилотных проекта.

По словам разработчиков, необходимость создания RFID-считывателей связана с отсутствием на рынке отечественных аналогов и недостатками зарубежных моделей.

«Проект ориентирован на устранение фактического отставания отечественной промышленности в части производства устройств радиочастотной идентификации. Внедрение результатов проекта в производство создаст существенные драйверы роста техники и технологий в РФ, выведет рынок RFID-систем на принципиально новый технологический уровень и создаст условия для ускоренного социально-экономического развития, достижения стратегических интересов и обеспечения национальной безопасности России», — описывает важность технологии директор научно-технического центра радиосистем специального назначения СОНИИР Александр Невский.

Основная задача разработки — хранение информации об объекте с возможностью ее дистанционного считывания. Система RFID состоит из считывающего устройства (ридер: антенна, приемопередатчик) и радиочастотных меток. Последние содержат цифровые данные о логистике, типе, стоимости, весе и температуре объекта.

«Антенны излучают электромагнитные волны, которые активизируют RFID-метку и позволяют производить запись, считывание с нее данных. Антенны могут быть встроены в специальные сканеры, ворота, турникеты, дверные проемы для получения информации от предметов или людей, проходящих через их зону действия. Конструктивно антенна и приемопередатчик с декодером могут находиться в одном корпусе. Сигнал, поступающий с антенны, демодулируется, расшифровывается и через стандартный интерфейс передается в компьютер для обработки», — уточняет принцип работы радиочастотных считывателей Александр Невский.

Причем метки делятся на два вида по типам питания: пассивные или активные. Первые получают энергию для работы из электромагнитного сигнала, поступающего от считывателя. Дальность чтения пассивных меток не превышает 10-20 метров (в зависимости от размера и подвижности метки). Они дешевле активных и имеют практически неограниченный срок службы. Активные же дороже в обслуживании и работают максимум 5-10 лет. С другой стороны, они имеют большую дальность считывания информации и могут иметь более высокую скорость движения относительно считывателя.

На разработку RFID-считывателей ушло не более двух с половиной лет. За это время институт столкнулся с рядом проблем. Среди них — необходимость закупки дорогого оборудования, проблемы с выходом на рынок из-за недостаточной господдержки (в том числе пробелами российских стандартов) и неосведомленности потребителей.

«В последние годы на российском рынке возобновилась активная маркетинговая деятельность по продвижению технологии: стали появляться новые статьи в журналах, повысился интерес на выставках. Но для масштабного продвижения технологии этого мало. На процесс разработки негативно повлияли объективные причины. Пандемия COVID-19 привела к стагнации рынка производителей электронной компонентной базы, нарушению логистических цепочек и снижению покупательской способности потребителей», — рассказывает о проблемах представитель СОНИИР.

На работах по проекту сказались и западные санкции, которые ограничили поставки в Россию электроники и технологий.

Пока радиочастотные считыватели создают мелкими сериями в самарском филиале НИИ Радио. Правда, в ближайшее время, по сведениям института, планируется увеличение производства с привлечением отечественных и зарубежных компаний.

Стоимость RFID-устройств зависит от объемов производства. «В то же время прогнозные цены на серийно выпускаемую продукцию позволяют говорить о хорошей конкурентоспособности наших изделий на отечественном и международном рынках», — отметил Александр Невский.

Радиочастотные считыватели можно использовать в транспортной инфраструктуре (билетная система, сортировка багажа), логистике (автоматизация перевозок, складирования), медицинском производстве (маркировка продукции, отслеживание препаратов и контейнеров с кровью) и ВПК (контроль транспортировки, предотвращение незаконного оборота оружия и «электронные жетоны» военнослужащего или сотрудника МЧС, Росгвардии).

Сейчас в продвижении продукта СОНИИР активно помогает головная организация — ФГБУ НИИР. С ее участием был реализован проект для демонстрации возможностей RFID-технологий представителям Минобороны, Росгвардии и других силовых структур.

Также технология обкатывается РЖД. Уже действует пилотная зона на базе вагонного депо «Минеральные Воды» Северо-кавказской железной дороги. Там разработана система «Учет перемещения шаблонов работниками вагонного хозяйства с применением технологии машиносчитываемой маркировки RFID». Дополнительно для компании подготовили проект по контролю перемещения и местонахождения имущества депо.

Также завершается развертывание опытной зоны для Главного центра специальной связи, которая позволит отработать технологии учета, хранения и контроля сдачи-выдачи имущества.

«В прошлом году наш филиал посетил губернатор Дмитрий Игоревич Азаров. В ходе представления наших компетенций он высказал заинтересованность в применении RFID разработок СОНИИР в сфере муниципального хозяйства. Есть заинтересованность сельскохозяйственных предприятий животноводства во внедрении отечественных разработок радиочастотной идентификации. Интерес к российским разработкам в сфере RFID будет увеличиваться», — подчеркивает представитель СОНИИР.

Он уверяет — самарский филиал НИИ Радио продолжит работу над отечественными RFID-технологиями. В институте уже есть идеи для новых проектов.

«Планируется продвижение гибридных технологий RFID и GPS для повышения точности определения местоположения маркированных объектов на территориях со сложной электромагнитной обстановкой. Есть возможность и необходимость в масштабировании импортозамещения в области RFID-технологий глубже уровня конечных изделий, комплексов и систем. Речь идет о создании отечественных компонентов уровня интегральных схем, контроллеров», — делится планами на будущее Александр Невский.

Автор: Артем Элекин