Ученые Института ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан (ИЯФ) разработали технологию для повышения прочности инструментов, применяемых в горнодобывающей отрасли. Технология позволяет улучшить характеристики бурового оборудования в несколько раз. Ученые ИЯФ рассказали о том, почему они решили взяться за эту разработку, в чем заключается ее особенность и преимущества, а также поделились результатами испытаний.

В горнодобывающем деле оборудование является ключевым фактором, которое требует постоянных затрат и быстро изнашивается. Ученые-ядерщики поставили перед собой задачу снизить расходы за счет повышения прочности буровых инструментов. Решение было найдено с помощью ядерных технологий. 

Такие свойства металла, как твердость, прочность и устойчивость к саморазрушению, могут меняться при определенных дозах облучения. Специалисты ИЯФ нашли оптимальное сочетание магнитно-импульсного и радиационного воздействия на буровые инструменты, добившись результатов, которые привлекли местных производителей горнодобывающего оборудования. 

Шавкат Маликов, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник ИЯФ, рассказывает: 

«Быстрая изнашиваемость оборудования тормозит процесс добычи руды и сказывается на общих объемах добычи. Повышение износостойкости породоразрушающего инструмента (ПРИ) позволит существенно увеличить производительность труда за счет сокращения затрат времени на непроизводительные операции и повышения непрерывности рабочего процесса. В настоящее время в горнодобывающей отрасли Узбекистана используются ПРИ местного производства и буровые инструменты зарубежных производителей. Анализ эксплуатации инструментов местного производства показал относительно низкую износостойкость по сравнению с зарубежными аналогами. При этом, разница во времени эксплуатации бурового инструмента значительно отличалась, порой в несколько раз. В 2019 году специалисты ИЯФ АН РУз под руководством академика Бехзода Юлдашева разработали комплексную технологию радиационного упрочнения буровых инструментов. Первые эксперименты показали, что износостойкость некоторых образцов буровых инструментов повысилась до 200%».  

Вопрос повышения износостойкости оборудования и суть разработки ученых ИЯФ также прокомментировал Нормамат Исматов, доктор философии, старший научный сотрудник ИЯФ:

«Есть два основных пути для решения проблемы износостойкости ПРИ. Первый – это создание новых материалов, значительно превосходящих по свойствам современные. И второй — это модификация существующих материалов. Следование первому пути должно сопровождаться рядом научных открытий и существенными вложениями. Второй путь является экономически оптимальным и технологически доступным подходом. Суть технологии радиационного упрочнения заключается в том, что радиационное облучение малыми дозами вызывает изменение в кристаллической решетке и в распределение “дефектов” в материале и значительно улучшает его физические свойства. Кроме радиационной обработки проводится и магнитно-импульсное воздействие, в результате которого вещество меняет некоторые свои физические и механические свойства». 

По словам ученых ИЯФ, радиационная технология упрочнения материалов отличается от зарубежных в комплексном и одновременном воздействии радиационного излучения и импульсного магнитного поля на инструмент. Как показали результаты исследований, такой подход позволяет заметно повысить прочность материала. 

Экспериментальные работы проводились в Алмалыкском Горно-металлургическом Комбинате, Навоийском горно-металлургическом комбинате и ГУП Уранредмет-геология. Наиболее существенные результаты были получены при испытании 3-х лопастных долот, изготовленных в предприятии ГУП Уранредмет-геология и упрочненных с помощью новой технологии. Если средняя проходка обычных 3-х лопастных долот составляет 100 м, то после применения технологии средняя проходка инструмента превысила 300 м. Испытания в АГМК буровых коронок производства АО «Самаркандский буровой инструмент» показали 30% повышение проходки. В результате исследований буровой алмазной коронки в НГМК установлено повышение проходки с 82 м до 120 м. Кроме того, испытания 3-х лопастных долот производства НГМК показали, что проходка этого инструмента повысилась с 236 м до 340 м.

Ученые считают, что широкое внедрение данной технологии позволит существенно повысить качество и конкурентоспособность различных горнодобывающих инструментов, производимых в Узбекистане. Новая разработка ученых-ядерщиков уже заинтересовала местных производителей. В настоящее время имеется договоренность с ГУП Уранредмет-геология о промышленном внедрении данной разработки. Ожидается, что после завершения полноценного цикла испытаний будут заключены договора с АГМК и НГМК.

Справка:

Институт ядерной физики Академии наук Республики Узбекистан был создан в 1956 году и является одним из крупнейших научных учреждений в Центральной Азии. В институте имеется исследовательский ядерный реактор ВВР-СМ мощностью 10 МВт. Реактор ВВР-СМ используется для проведения исследований в областях ядерной физики и радиационного материаловедения, а также в производстве радиоизотопов для медицинских и промышленных целей. Ядерное топливо для реактора ВВР-СМ поставляет Топливная компания Росатома "ТВЭЛ".

Больше новостей на нашем Telegram канале: @ns_uz