В Томске создали плазменный генератор для повышения качества кирпича
Огнеупорные материалы широко применяются в промышленности, где они постоянно подвергаются воздействию высоких температур, химически активных сред и резких температурных перепадов. Именно эти факторы постепенно снижают их прочность и сокращают срок службы. По словам ученого, под влиянием агрессивных веществ или перепадов температуры на поверхности огнеупора образуются трещины, начинается химическая коррозия, а также может происходить вымывание пор, что в итоге приводит к разрушению кирпича.
Чтобы повысить устойчивость таких изделий к неблагоприятным условиям, специалисты ТГАСУ разработали установку для плазменной обработки поверхности огнеупорных материалов. Ее задача — формировать на изделии защитное покрытие, которое улучшает термостойкость и препятствует дальнейшему разрушению. За счет специальной обработки поверхность становится более плотной, прочной и менее уязвимой к внешним воздействиям.
"Наша технология предусматривает два варианта обработки изделия. В первом случае на поверхность огнеупора заранее наносится специальная керамическая паста, состоящая из смеси тугоплавких оксидов, например оксидов алюминия и циркония. Затем плазма расплавляет этот состав, и он надежно соединяется с основой, образуя прочное монолитное стеклокристаллическое покрытие", – пояснил Семеновых.
Такой подход позволяет не только защитить материал от разрушения, но и существенно продлить срок его эксплуатации в условиях повышенных температур. В перспективе подобные технологии могут найти применение в металлургии, энергетике и других отраслях, где особенно важны долговечность и надежность огнеупорных изделий.
Современные методы упрочнения огнеупорных материалов все чаще основаны на применении высокотемпературной плазмы, которая позволяет существенно изменить свойства поверхности кирпича и повысить его устойчивость к экстремальным условиям эксплуатации. Такой подход особенно важен там, где материал должен длительно выдерживать интенсивный нагрев, механическое воздействие и резкие перепады температуры.
Во втором варианте плазмой воздействуют непосредственно на сам кирпич, без предварительного нанесения пасты. В результате происходит перестройка структуры поверхностного слоя: верхний слой материала частично оплавляется, уплотняется и приобретает новые физико-химические характеристики. Это позволяет добиться более надежной защиты поверхности и улучшить ее сопротивляемость износу.
"В любом случае финальное покрытие — это не краска и не обычное напыление, а чрезвычайно прочная корка, которая оказывается сплавленной с телом кирпича на молекулярном уровне", — добавил ученый. По сути, речь идет о создании тонкого, но очень стойкого защитного барьера, который не отслаивается и не стирается при эксплуатации.
По его словам, использование плазменной энергии для повышения прочности поверхности огнеупорных материалов дает возможность формировать стекловидный слой, способный принимать на себя самые серьезные нагрузки. Именно этот слой защищает основной массив материала от разрушения, замедляет появление трещин и помогает кирпичу сохранять рабочие свойства значительно дольше.
Кроме того, такой способ обработки открывает перспективы для применения в промышленности, где особенно ценятся долговечность, термостойкость и стабильность характеристик материалов. Чем надежнее поверхность огнеупорного изделия, тем эффективнее оно работает в печах, реакторах и других высокотемпературных установках.
Дополнительная обработка кирпича и других огнеупорных материалов позволяет заметно увеличить ресурс огнеупорных футеровок — защитных внутренних и наружных облицовок промышленного оборудования, агрегатов и различных конструкций. Это особенно важно для предприятий, где высокая температура и агрессивная рабочая среда быстро изнашивают материалы и приводят к частым ремонтам. За счет повышения стойкости таких покрытий снижаются затраты на вынужденные простои печей, а также уменьшается общий объем расходов на эксплуатацию производственных линий.
По словам Семеновых, применение подобных решений напрямую влияет на экономику промышленного производства: в результате уменьшается себестоимость условной тонны стали, стекла или цемента. При этом особенно ценно, что технология реализуется на отечественном оборудовании и с использованием местного сырья, что делает ее более доступной, технологически независимой и выгодной для российских предприятий.
Такие разработки имеют не только практическое, но и стратегическое значение. Они помогают повышать надежность оборудования, сокращать потери ресурсов и укреплять производственную устойчивость отраслей, связанных с высокотемпературными процессами. Кроме того, внедрение отечественных материалов и технологий способствует развитию собственной научно-промышленной базы и снижению зависимости от импортных решений.
Работа была выполнена под руководством профессора Нелли Скрипниковой в рамках программы государственной поддержки университетов «Приоритет-2030». В этой программе участвует Томский государственный архитектурно-строительный университет, который реализует два ключевых стратегических проекта: «Инфраструктурная безопасность/Инженерный экстрим» и «Химия и инжиниринг новых строительных материалов».
Источник и фото - ria.ru
