Ежемесячный научно-технический и производственный журнал

ISSN 0131-9582

Представлен проект робота BDTR-500, предназначенного для диагностики трещин в трубах с силикатно-эмалевым покрытием. Основные достижения системы включают использование GPS-навигации и методов позиционирования, обеспечивающих точное определение местоположения и быструю идентификацию аварийных зон. Новые алгоритмы на основе искусственного интеллекта и машинного обучения обеспечивают автономное движение робота и качественную обработку данных. Высокомегапиксельные камеры с «умной» системой освещения позволяют эффективно визуализировать дефекты, а интеллектуальная система управления энергией способствует увеличению времени работы в автономном режиме. Обработка данных в реальном времени обеспечивает быструю локализацию и устранение повреждений, в то время как встроенные датчики улучшают стабильность изображения на неровных поверхностях. Робот способен обнаруживать трещины размером до 0,1 мм. Результаты проекта подтверждают высокую эффективность BDTR-500 в диагностике, что открывает новые возможности для применениятехнологий в сфере мониторинга состояния трубопроводов и других сложных условиях эксплуатации.

Проведены комплексные исследования химико-минералогического состава и технологических свойств отходов керамического производства АО «Кулол», используемых в качестве компонента сырьевой смеси для получения портландцементного клинкера. Установлено, что полная или частичная замена природного глинистого сырья (лесса) отходом керамического производства при обжиге повышает реакционную способность сырьевых смесей, ускоряет процесс усвоения СаОсв, способствует завершению процесса минералоообразования с хорошей грануляцией клинкеров на относительно низкотемпературной стадии – ниже 1450 ?С. Портландцемент, полученный из синтезированного клинкера, по ГОСТ 31108–2020 классифицируется как бездобавочный портландцемент ЦЕМ I.

Исследованы процессы термоуплотнения поверхности нанопористых стекол с помощью излучения углекислотного лазера. Продемонстрировано успешное формирование термоуплотненного слоя толщиной (20 ± 1) мкм при следующем режиме термоуплотнения: средняя мощность излучения 10,5 Вт, дефокусировка ?f = 16 мм F-Theta линзы с фокусным расстоянием 157 мм, скорость сканирования 40 мм/с, расстояние между треками 100 мкм. Показано, что с помощью фемтосекундных импульсов можно записывать через термоуплотненный слой двулучепреломляющие структуры, величина фазового сдвига которых является косвенным индикатором пористости стекла.
Показаны микропримеси и дефекты, возникающие в стекле, сваренном двухстадийным методом из природного кварца, добываемого в Урале. Установлено, что качество стекла зависит от наличия и распределения минеральных и газово-жидких включений в природном кварце, а также от фракционного состава используемой крупки и условий, в которых осуществляется процесс навара. Отмечено, что почти все микроэлементы, находящиеся в кварце, переходят в сваренное стекло, таким образом, микроэлементный состав исходного кварца является критически важным фактором, определяющим его пригодность для производства высококачественного прозрачного кварцевого стекла.
Представлены результаты исследования свойств (растворимость, антинакипные, антикоррозионные, альгицидные, бактерицидные) стекловидной медьцинксодержащей фосфатной композиции (Cu–Zn–ФК), которая получена по безотходной экологической технологии в целях коррекционной обработки подпиточной воды в централизованных системах теплоснабжения. Выявлен синергетический эффект совместного присутствия длинноцепочечных фосфатов, чередующихся катионов меди и цинка в составе композиции, что упрочняет, равномерно распределяет защитную пленку на поверхности элементов системы и обеспечивает максимальную результативность в борьбе с солеотложениями, коррозией, биообрастаниями.
Исследованы процессы получения селективных ванадийсодержащих слоев на внешней поверхности трубчатых керамических мембран на основе a-Al2O3 для использования в нефтехимической промышленности. Нанесенный на внешнюю поверхность керамической мембраны слой V2O5?1,6H2O получали золь-гель методом. Температуру термообработки варьировали от 400 до 700 C. Исследована химическая стабильность в жидкой среде мембран с нанесенным слоем, подвергнутых термической обработке при 650 C. Обнаружено, что химическая стабильность мембран с нанесенным слоем V2O5 находится в диапазоне значений pH от 5 до 8. Оптимальная температура термообработки для получения слоя с высокой адгезией к подложке составила 650 C.

Рассмотрены основные закономерности формирования структуры цементного камня и связь между свойствами бетонных смесей с различными наполнителями и высокопрессованными материалами, получаемыми методом гиперпрессования. Разработана эффективная технология производства строительных материалов с использованием местных, в том числе нестандартных, сырьевых материалов и промышленных отходов, что важно как с экологической, так и экономической точки зрения. В ходе эксперимента изучено использование полусухого прессования и гиперпрессования для формирования бетонных смесей с улучшенными эксплуатационными характеристиками. Предполагается, что в процессе прессования, особенно при гиперпрессовании (давление более 40 МПа), происходит интенсивное взаимодействие частиц, образующих макроструктуры, что способствует более прочной структуре цементного камня. Участие сил Ван дер Ваальса и валентных связей между частицами наполнителей и гидратированными минералами клинкера, а также молекулярные взаимодействия рассматриваются как центральный механизм, способствующий повышению прочности и устойчивости материала. Важным аспектом является использование низкопластичных глин и вскрышных пород, а также промышленных отходов, что позволяет значительно снизить себестоимость производства и улучшить его экологическую устойчивость. Установлено, что технология гиперпрессования помогает сократить время технологического цикла, снижает удельное потребление энергии и повышает экономическую эффективность, что делает эту технологию перспективной для производства экологически чистых строительных материалов. Исследование способствует разработке новых методов для использования вторичных и местных материалов в строительстве и открывает новые возможности для повышения эффективности и устойчивости производства строительных материалов.

Исследована область стеклообразования в тройной системе TeO2–ZnO–MoO3 при двух скоростях охлаждения расплава. Достигнутое содержание триоксида молибдена в стекле составляет 80 мол. % при различном соотношении TeO2 и ZnO. Методом рентгенофазового анализа (РФА) исследована природа фаз, формирующихся в шихте и стекле при термическом воздействии. В диапазоне температур от 20 до 300 ?С между исходными бинарными оксидами не наблюдается заметного взаимодействия, тогда как при дальнейшем нагревании образуются фазы сложных оксидов теллура (IV), цинка и молибдена (VI) (Te2MoO7, Zn2Te3O8, ZnMoO4 и ZnTeMoO6). Формирование этих соединений происходит также в результате принудительной кристаллизации стекол. Зарегистрированы спектры пропускания образцов стекол и установлено, что с увеличением содержания триоксида молибдена наблюдается смещение коротковолновой границы пропускания в длинноволновую область.
Изучено влияние добавки калиевой формы кремнефосфорносурьмяного катионита (К:КФС-катионита) в солевую ванну нитрата калия на величину сжимающих напряжений на поверхности натриевокальциевомагниевосиликатного стекла. Напряжения сжатия формируются в результате низкотемпературного ионного обмена Na+ (стекло) – K+ (расплав соли). Исследованы два типа калиевой селитры: технической марки Б и химически чистой марки х.ч. Для определения распределения сжимающих напряжений в поверхностном слое стекла использовали метод волноводной спектроскопии, с помощью которого измеряли профиль двойного лучепреломления и рассчитывали профиль напряжений. Для измерения микротвердости применяли микротвердомер ПМТ-3. Показано, что введение К:КФС-катионита в расплав нитрата калия приводит для двух марок селитры к улучшению условий ионного обмена, по сравнению с расплавом соли без катионита, – к повышению величины сжимающих напряжений, глубины ионообменного слоя и микротвердости. Увеличение сжимающих напряжений по отношению к исходному стеклу после ионного обмена с добавкой катионита составило 155 МПа для марки Б и 450 МПа – для марки х.ч. Увеличение микротвердости по отношению к исходному стеклу составило 120 % для марки Б и 240 % – для марки х.ч. Катионит существенно улучшает условия ионного обмена для технической калиевой селитры марки Б. Введение катионита в расплав солевой ванны является перспективным направлением в технологии ионного обмена, применяемой для повышения механической и термической прочности стеклоизделий. Особенно такой технологический подход актуален на производстве по упрочнению стекла, где используется более дешевая техническая калиевая селитра.
Приведены данные по синтезу и свойствам композиционного керамического материала на основе стекла состава 31,0BaO–30,0B2O3–15,0Al2O3–7,0SiO2–6,8MgO–5,9ZnO–4,3MgF2 (мол. %) и наполнителя Al2O3. Композиционная керамика с исходным массовым соотношением стекло/Al2O3, равным 60:40, и спеченная при 875 ?С, имеет величину ?r, равную 8,62, и tg ? = 12,1·10–4 при частоте 1 МГц. Прочность на изгиб керамики составляет 117,5 МПа, ТКЛР = 69,7·10–7·К–1, композит химически совместим с серебром и может быть перспективным материалом для технологии низкотемпературной совместно обжигаемой керамики.