Функциональные и защитные покрытия

ВНИИНМ в течение нескольких десятилетий является головной организацией по разработке ядерных технологий и материалов для атомной промышленности России. Высокая сложность и нестандартная постановка задач, повышенные требования, предъявляемые к результатам разработок, обусловили накопление во ВНИИНМ уникальных компетенций в области функциональных и защитных покрытий.

В настоящее время ВНИИНМ является одним из лидеров в России и в мире в области технологии нанесения защитных и функциональных покрытий широкой сферы применения с использованием различных технологических процессов, позволяющих выпускать изделия нового поколения с радикально улучшенным соотношением «цена/качество».

В стадии рассмотрения находится проект создания на базе передовых инновационных разработок ВНИИНМ, не имеющего отечественных аналогов, современного промышленного производства функциональных наноструктурированных покрытий с использованием широкого спектра материалов покрытий, технологий и оборудования для их нанесения. Создаваемый технологический комплекс будет являться одним из базовых элементов возрождения отечественного машиностроения, повышения эффективности, надежности и расширения эксплуатационных возможностей машиностроительной продукции для ТЭК, машиностроения, нефтехимической и горнодобывающей промышленности, в авиационном и энергетическом турбостроении и др.

Использование инновационных разработок в области нанесения покрытий дает следующий эффект:

1. Придание изделиям уникальных свойств (новое качество), достижение которых невозможно без нанесения покрытий.
2. Повышение качества и увеличение ресурса продукции.
3. Снижение стоимости продукции.
4. Импортозамещение.

Последнее обстоятельство очень значимо. Российский рынок слабо насыщен оборудованием для получения надежных покрытий. Технологии покрытий всегда были технологиями двойного назначения, поэтому их экспорт в СССР и Россию был долгое время ограничен. Отечественные предприятия освоили производство простого оборудования для электродуговой металлизации и газопламенного напыления, однако сейчас их производство практически прекращено, а установки плазменного и высокоскоростного напыления на рынке до последнего времени присутствовали в основном в импортном исполнении.

Наиболее охваченными микроструктурированными покрытиями являются российские рынки покрытий для авиации и нефтегазовой отрасли. Но даже на этих рынках объем проникновения покрытий не превышает 30% от аналогичных зарубежных. Наноструктурированные отечественные покрытия на российском рынке в значимых объемах не применяются.

Примеры возможных и реализованных разработок ВНИИНМ в области использования функциональных и защитных покрытий:

• Композитные жаростойкие и жаропрочные покрытия для защиты от износа и теплозащиты деталей турбин; износостойкие, твердосмазочные, коррозионно-стойкие покрытия деталей авиационного двигателя, авионики; антиобледенительные покрытия; замена гальванического хромирования на деталях гидравлики и шасси; ремонт деталей вертолетной техники; защита от коррозии топливных баков; защита от коррозии аэродромных сооружений и др.;
• Многокомпонентные покрытия на основе жаропрочных сплавов с высокими коррозионными и износостойкими свойствами для повышения ресурса работы, жаростойкости и жаропрочности клапанно-поршневой пары двигателя внутреннего сгорания (ДВС), топливной аппаратуры дизельных ДВС и др. элементов автомобиля;
• Нанесение твердосмазочного, антисхватывающего покрытия на шестеренчатые пары сильно нагруженных редукторов из зубчатых передач, на элементы подшипников скольжения дизельных двигателей всех типов с эффектом снижения расхода топлива, повышения мощности, повышения надежности, снижения шума;
• Применение многослойных наноструктурированных покрытий для оборудования, изделий и конструкций атомной отрасли;
• Защитные покрытия крупногабаритных емкостей в атомной промышленности, в том числе транспортных упаковочных комплектов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Нанесение покрытия на подобный материал ранее считалось неосуществимым;
• Радиопоглощающие покрытия для использования в авиационной и ракетной технике, включая перспективные беспилотные системы;
• Применение многокомпонентных покрытий на основе нержавеющих сталей, сплавов алюминия-хрома и др. с высокими коррозионными и светоотражающими свойствами для замены экологически вредных химических и гальванических технологий, используемых для защиты от коррозии, и придания декоративных свойств изделиям;
• Нанесение тонких керамических покрытий на металлические и неметаллические (включая композитные материалы, пластик, резину, стекло и др.) изделия и детали, радикально улучшающих свойства изделий по жаростойкости, износостойкости, стойкости к агрессивным средам;
• Оперативный ремонт и восстановление систем водоснабжения в ЖКХ путем нанесения металлических покрытий на месте с использованием мобильных, в том числе переносных установок. Антикоррозионная защита труб, арматуры и оборудования с пожизненной гарантией.
• Оперативный ремонт техники, оборудования, металлоконструкций, трубопроводов с использованием мобильных, в том числе переносных установок для нанесения покрытий. Высокопрочные, надежные, герметичные, коррозионностойкие и недорогие соединения различных материалов без предварительной подготовки, очистки соединяемых, восстанавливаемых поверхностей, а также без их нагрева (на рисунке представлено экспресс-соединение арматуры, а также соединение медного стержня со стальным гвоздем).
• Ремонт и восстановление оборудования в металлургической, трубной промышленности. Нанесение защитных и функциональных покрытий на наиболее нагруженные элементы оборудования для придания им повышенных свойств износостойкости и жаропрочности.
• Упрочнение и повышение стойкости режущего инструмента, высоконагруженных элементов бурового оборудования, проходческих щитов. Ремонт и восстановление оборудования на месте с использованием мобильных, в том числе переносных установок для нанесения покрытий.
• Нанесение сверхтонких керамических покрытий на гибкие электротехнические провода с высокими электроизоляционными характеристиками с большим запасом электрической прочности.

Разработка и изготовление промышленных роботизированных комплексов для нанесения покрытий. Комплексы обладают высокой степенью автоматизации, которая обеспечивает гибкость настройки режимов нанесения сложных многокомпонентных покрытий на изделия различной формы и размера.