Российские ученые предложили способ увеличить долговечность нефтегазового оборудования

🔄 Исследователи из Перми изучили основные причины износа покрытия скважинных штанговых глубинных насосов, используемых при добыче полезных ископаемых. Обычно в качестве покрытия применяют сочетание никеля, хрома, бора и силиция, которое наносят газопламенным напылением. Неисправность насосов в 38% случаев связана с коррозионным растрескиванием материала под напряжением и при работе в высокоагрессивной среде с хлоридами и сероводородом.

📰 Как отмечает пресс-служба ПНИПУ, ученые вуза изучили поверхность деталей после эксплуатации и пришли к выводу, что в составе нефтесодержащей среды есть существенная концентрация сероводорода и хлоридов железа, обусловленная тем, что скважины обрабатывают соляной кислотой для растворения сульфидов, которые засоряют каналы и полости оборудования. Чтобы ослабить влияние этих факторов, необходима коррекция содержания карбидов и боридов хрома в покрытии за счет уменьшения углерода и бора в исходном порошке, отмечает заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ, доктор технических наук Юрий Симонов. В этом случае потенциальное сокращение затрат от предотвращения даже одного случая разрушения оборудования может достигать свыше 150 тыс. руб., подсчитали в институте. Таким образом, инвестиции в разработку новых устойчивых материалов окупятся за счет повышения надежности и уменьшения расходов на обслуживание и увеличат эффективность добычи.

#наука #нефтедобыча

Сахалинские ученые научились перерабатывать литиевые батареи

⚙️ Ученые Сахалинского государственного университета разработали передовую технологию извлечения катодных материалов из отработанных литиевых батарей на основе максенов. Эти материалы широко применяются в таких высокотехнологичных отраслях, как электроэнергетика, наноэлектроника и приборостроение. Новая технология не только способствует эффективной переработке отходов, но и открывает новые возможности для создания компонентов, востребованных в самых современных и экологически чистых технологиях.

🪫 В процессе переработки литиевых батарей можно добыть дорогие и очень нужные компоненты – Mn, Ni, Co и Li. В последующем их можно использовать при создании новых источников энергии, также они могут выступить в роли источников реагентов для синтеза новых типов материалов.

🔃 Проект ученых СахГУ направлен на разработку новых типов катодных материалов на основе максенов – перспективного класса слоистых материалов, который представляет собой конкурентоспособную альтернативу графену. Эти материалы могут найти применение в производстве суперконденсаторов и других химических источников тока, солнечных батарей, а также в наноэлектронике, оптических и электрохимических сенсорах. Кроме того, максены имеют потенциал в области опреснения морской воды и создания специальных покрытий для самолетов-невидимок. Реализация проекта осуществляется в рамках государственного задания Минобрнауки России, что подчеркивает его стратегическую значимость для развития высоких технологий в России.

#наука

Установку для нанесения керамических теплозащитных покрытий на лопатки газотурбинных двигателей разработали в России

⚙️ Пилотную технологическую установку для электронно-лучевого нанесения термобарьерных керамических покрытий на лопатки газотурбинных двигателей представили ученые Томского госуниверситета систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР), сообщает пресс-служба вуза. Данные устройства применяются в авиастроении, а также в компрессорных газоперекачивающих установках.

💬 Как поясняют разработчики, лопатка турбины работает при температурах 1200–1400 °С, ресурс их ограничен, поскольку они сделаны из никелевого сплава, и необходимо защитное покрытие. Ученые предложили использовать для этого керамическое покрытие 150–200 мкм. Сейчас исследователи в сотрудничестве с коллегами из Уфимского университета науки и технологий работают над оптимизацией технологических режимов процесса нанесения покрытий. Новый подход к нанесению защитного покрытия предполагает использование уникального электронно-лучевого оборудования – так называемых форвакуумных плазменных источников электронов. Такие устройства обеспечивают непосредственное воздействие электронным пучком на электрически непроводящую керамику с высокой энергетической эффективностью. В технологическом процессе используются два источника электронов: один подогревает лопатку до нужной температуры, а второй испаряет керамику под ней, нанося покрытие.

🖋 До конца года ученые планируют пройти сертификацию разработки, которая позволит выполнять заказы предприятий.

#наука #ГТУ

Ученые России создали одноатомные катализаторы для получения высокоочищенного водорода

👨‍👩‍👧‍👦 Для создания новой разработки объединились исследователи 4 институтов РАН и НИЦ «Курчатовский институт», сообщает ТАСС со ссылкой на Минобрнауки.

👨‍👩‍👧‍👦 В полученные учеными соединения инкапсулированы ионы кобальта и железа: данные биометаллы являются химически устойчивыми моноатомными катализаторами, перспективными для электрокаталитического получения высокоочищенного водорода для его использования в водородной и атомной энергетике, высокотехнологическом транспорте и передовой химической технологии.

👨‍👩‍👧‍👦 Особо подчеркивается, что в водородной энергетике для получения водорода как катализаторы применяются благородные металлы платиновой группы, отличающиеся высокой стоимостью, что ограничивает их массовое использование. Клеточные комплексы с инкапсулированными ионами железа и кобальта не только существенно экономичнее, они также свободны от производных серы, которые называют каталитическими ядами, малотоксичны и обеспечивают максимально высокую эффективность использования каталитической активности атомов этих металлов.

#наука #водород

Арктику от разливов нефти спасет «съедобная губка» – разработка российских и киргизских ученых

🧪Новый сорбент, который поглощает нефть и нефтепродукты с поверхности водоемов, представили исследователи Сибирского федерального университета в составе международного научного коллектива.

💬Как поясняет пресс-служба вуза, разлив нефти или нефтепродуктов в водоемах приводит к формированию на поверхности воды пленки, не пропускающей кислород, свет и тепло, причем в северных регионах наносимый таким образом ущерб может стать непоправимым. Для минимизации его коллектив российских и киргизских ученых из Сибирского федерального университета и Таласского государственного университета разработал полимерный сорбент на основе нетоксичных и непатогенных компонентов с добавлением природных веществ, таких как гуминовые кислоты.

🛢Проведенные эксперименты показали, что новый состав поглощает 90–98% нефти и нефтепродуктов с поверхности воды при температурах от 0 до +40 °С и разлагается, не нанося дополнительного ущерба окружающей среде. Данные свойства обусловлены наличием в составе композиции полимерных смол — карбамидоформальдегидной и меламиноформальдегидной. Сорбент может быть использован также в качестве медленнодействующего полимерного удобрения: разложение карбамидных смол до аммиака происходит в течение 3–5 лет.

🗓️В настоящее время исследователи ведут эксперименты по оценке влияния сорбента на арктические растения и микробиоту почвы.

#наука #Арктика

Контролировать поиски нефти помогут солнечно-слепые приемники изображений, разработанные российскими учеными

💬 О новых изысканиях исследователей Московского института электронной техники (МИЭТ) сообщает пресс-служба Российского научного фонда. В данное время ученые разрабатывают технологию создания сенсорно-преобразовательных пленок и фотокатодов на их основе, которые будут использованы в приемниках изображений, чувствительных к излучению в солнечно-слепом УФ-диапазоне.

⚙️ К сегодняшнему дню уже разработан и изготовлен фотокатод на основе поликристаллической алмазной пленки, легированной бором. Используя его, авторы исследования впервые в мире смогли создать экспериментальные образцы приемников изображений, чувствительные в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне 180–280 нм. Сейчас планируется насытить алмазную пленку люминесцирующими NV-центрами и сформировать ее на тыльной стороне кварцевого входного окна электронно-оптического преобразователя, что позволит получить одноканальные двухспектральные приемники изображений. Они будут не только регистрировать и распознавать объекты, излучающие в солнечно-слепом ультрафиолетовом диапазоне, но и координатно привязывать их изображения к изображению окружающей местности.

🛢 Таким образом, приемники можно будет использовать для решения широкого круга задач, от ранней бесконтактной диагностики технических неисправностей в высоковольтных линиях электропередачи до осуществления контроля процесса поискового бурения нефти.

#наука #нефтедобыча

Ученые Санкт-Петербурга занялись разработкой морских газотурбинных двигателей

🎓 Проект Передовой инженерной школы Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ) реализуется в рамках Стратегии развития судостроительной промышленности России до 2035 года, предусматривающей масштабное обновление гражданского флота страны. Как сообщает пресс-служба Минобрнауки РФ, в данное время ученые СПбГМТУ приступили к исследованиям по формированию перспективного модельного ряда новых морских двигателей.

⚙️ Сейчас в России производятся двигатели с максимальной мощностью до 7,5 МВт, в то время как для крупнотоннажных судов необходимы энергетические установки большей мощности. Интерес исследователей санкт-петербургского вуза нацелен на решение этого вопроса: они пришли к выводу, что на транспортных крупнотоннажных судах можно использовать газотурбинные двигатели.

📰 По словам заведующего кафедрой проектирования судов СПбГМТУ Максима Власьева, ученые проанализировали состояние текущего парка морских судов в стране, изучили ограничения построечных мест судостроительных предприятий и морских портов и занялись прогнозированием и оценкой емкости рынка судов и морских газотурбинных двигателей гражданского применения до 2035 года с учетом потребностей российского флота.

🪙 В планах – формирование технических требований к отечественным газотурбинным двигателям морского применения и дальнейшая работа, которая приведет к разработке концепции унификации газотурбинных двигателей и созданию перспективного модельного ряда.

#газотурбинные_двигатели #наука

Биодизельное топливо будут очищать от глицерина новым методом

⚡️ Новое решение предложили химики Санкт Петербургского государственного университета (СПбГУ): оно предполагает применение глубоких эвтектических растворителей на основе хлорида холина и мочевины.

🚙 Актуальность работы связана с тем, что биодизельное топливо, получаемое из растений или животных жиров путем химических реакций, все чаще используется в двигателях автомобилей, тракторов и спецтехники, а также в сельском хозяйстве. При его производстве образуется глицерин, который может вызвать засорение двигателя. Для его удаления обычно применяются такие методы очистки, как электролиз, кристаллизация и фильтрационные колонны. Все они требуют больших ресурсозатрат: по данным пресс-службы СПбГУ, новый метод является более эффективным и экономически выгодным.

🏭 Для очистки биодизельного топлива ученые предложили использовать экологичные растворители, которые характеризуются низкой токсичностью, негорючестью, низкой летучестью, а также быстрой биоразлагаемостью. Немаловажно, что их можно использовать повторно.

✅ Кроме того, процесс их производства прост и экономически эффективен: он включает смешение и нагревание компонентов, при этом в большинстве случаев не требуется дополнительная очистка веществ, а чистота конечного продукта зависит исключительно от качества исходных материалов и не ухудшается при производстве.

#наука #биотопливо

Выработано новое решение для прогнозирования выработки энергии от возобновляемых источников

👨‍👩‍👧‍👦 Программный модуль создали в Адыгейском государственном университете. Он позволяет оценить объемы вырабатываемой энергии, используя ретроспективные метеорологические данные, причем точность прогнозирования составляет 91–95%.

👨‍👩‍👧‍👦 Как объясняют в пресс-службе вуза, разработка актуальна для данного региона, обладающего большим потенциалом для комплексного использования геотермальных ресурсов, ветроэнергетики, солнечных электростанций, создания малых гидроэлектростанций. При этом прогнозирование объемов энергии, вырабатываемой возобновляемыми источниками энергии, является сложной задачей, поскольку ее поступление характеризуется высокой степенью неопределенности. В соответствии с этим эффективное планирование и использование ресурсов от возобновляемых источников энергии затруднено.

👨‍👩‍👧‍👦Ученые Адыгейского университета в своей работе применили рекуррентные нейронные сети. Они представляют собой математические модели, копирующие работу человеческого мозга, которые используются для обучения машин, анализа данных, распознавания образов и решения сложных задач. Также они содержат обратные связи – несколько копий одной и той же сети, каждая из которых передает информацию последующей копии.

👨‍👩‍👧‍👦 Использование таких нейросетей в прогнозировании может обеспечить повышенную точность, так как позволяет учитывать не только текущие входные данные для прогнозирования, но и дополнительную ретроспективную информацию по параметрам, которые влияют на работу возобновляемых источников энергии: относительной влажности, атмосферному давлению, температуре окружающей среды, скорости и направлению ветра. Используемый набор моделей позволяет произвести выбор наиболее подходящей из них для конкретных условий и имеющегося набора данных; кроме того, есть возможность адаптировать параметры моделей, повышая их точность.

#ВИЭ #наука

Казанские ученые внесли свой вклад в процесс очистки загрязненных нефтепродуктами почв

🏛 Предложение сотрудников учебно-научной лаборатории «Центр агро-и-экобиотехнологий» Института экологии, биотехнологии и природопользования Казанского федерального университета (КФУ) основывается на разработанных ими ранее методах очистки почв.

🎤 По словам старшего преподавателя кафедры биотехнологии Института экологии, биотехнологии и природопользования КФУ Лилии Бикташевой, основой технологий биоремедиации нефтезагрязненных почв являются бактерии-биодеструкторы, способные разлагать углеводороды, а также производимые ими биосурфактанты – поверхностно-активные вещества (ПАВ) микробиологического происхождения. Эти вещества играют ключевую роль в процессе очистки, так как обладают уникальными свойствами, позволяющими эффективно бороться с загрязнениями. Поскольку бактерий, которые разрушают нефть, в почве немного, требуется им помочь: один из способов – выделение из загрязненного грунта бактерий, очищение их в лаборатории, размножение и возвращение в почву. Ученые предложили вместо таких бактерий вносить в почву биосурфактанты – ПАВы, которые они выделяют. Благодаря эмульгирующим свойствам и способности снижать поверхностное натяжение воды биосурфактанты значительно повышают доступность углеводородов для микроорганизмов-деструкторов, которые содержатся в почве в небольшом количестве. Когда такие ПАВы вносятся в почву, нефть эмульгирует, распадаясь на шарики. В таком состоянии бактериям легче ее перерабатывать. Это позволяет ускорить процесс разложения нефтепродуктов в почве.

🔘 Эффективность метода уже подтвердили лабораторные эксперименты, в результате которых содержание углеводородов в почве снизилось на 35% после применения 1%-ного раствора биосурфактантов.

#наука #экология

Отслеживать токсичные пары мазута будут с помощью специальной компьютерной программы

🔥Новое решение для прогноза распространения загрязнений воздуха, возникших в результате выброса мазута на черноморском побережье, предложили ученые Московского физико-технического института (МФТИ). Как сообщает пресс-служба вуза, цифровая система представляет собой компьютерную программу, моделирующую перемещения воздушных масс, она способна предсказывать ситуацию на трое суток вперед.

💭 Мазут выделяет углеводороды, соединения серы и соединения азота. Это может быть опасно для людей и животных, особенно для волонтеров, которые в данное время работают с локализацией разлива мазута. Вдыхание его паров может обострить имеющиеся у них заболевания дыхательной системы, и с наступлением весны и далее лета эта проблема усугубится из-за того, что тепло будет усиливать испарения.

☑️ Программное обеспечение, созданное учеными, включает в себя метеорологическую часть, учитывающую движение воздушных масс, перенос тепла, перенос влаги, осадки, а также модель переноса, которая рассчитывает, как будет двигаться загрязнение. Третья составляющая – химическая, она анализирует все возможные взаимодействия элементов, загрязняющих воздух. При расчетах программа должна использовать данные с датчиков: их необходимо установить в районе выбросов, и чем больше их будет, тем точнее будет прогноз.

#экология #наука

Ученые продолжают разработку методов очистки песка черноморского побережья

👨‍👩‍👧‍👦 Сегодня на анапских пляжах применяют различные технологии, которые помогают бороться с последствиями декабрьского ЧП в Черном море, результатом которого стал разлив мазута.

👨‍👩‍👧‍👦 Так, исследователи Кубанского государственного университета (КубГУ) предложили для выработки технологии очистки песка от мазута использовать штаммы микроорганизмов-нефтедеструкторов. Как отмечает пресс-служба вуза, коллекция насчитывает порядка 100 культур: микробиологи университета проверяют штаммы микроорганизмов на способность к эффективной деградации мазута, а также ведут поиск непосредственно в месте загрязнения природных нефтеокисляющих бактерий. В исследованиях учитываются скорость и полнота деструкции загрязнителя, а еще возможность смывать его с поверхности и разбивать на более мелкие частицы при помощи соединений, которые также выделяются бактериями в процессе роста. Уже выявлено, что порядка 30 таких штаммов могут утилизировать нефтепродукты на 100%.

👨‍👩‍👧‍👦 Параллельно продолжается сбор мазута с побережий: в этой работе принимают участие студенты вуза, отмечающие, что мазут, который находится в желеобразном состоянии, способен уходить вглубь песка.

#наука #экология

Способ продления срока службы нефтепроводных труб предложили российские ученые: для этого требуется повысить прочностные свойства сталей

⚡️ Исследователи Тольяттинского государственного университета (ТГУ) разработали технологию повышения прочностных свойств низкоуглеродистых низколегированных сталей: именно они используются для изготовления нефтегазопроводных систем.

⚡️ Благодаря разработке ученых стало возможно улучшить показатели коррозийной устойчивости нефтепроводов. Исследователи отмечают, что одним из источников коррозии является сама нефть как агрессивная среда, содержащая множество коррозионно-агрессивных компонентов. При снижении давления в нефтяном пласте добыча становится менее эффективной, и в скважину закачивают различные вещества, также влияющие на возникновение коррозии, – химические реагенты, снижающие вязкость нефти и повышающие нефтеотдачу.

⚡️ В качестве материала, устойчивого к работе в экстремальных условиях нефтепромысловых сред, были предложены прикладные решения для разработки бейнитных низкоуглеродистых сталей, которые обладают высокими механическими свойствами и стойкостью к коррозионному разрушению. Как отмечают в пресс-службе ТГУ, бейнит является особой микроструктурой, позволяющей создавать из сталей прочные, надежные и долговечные конструкции. Теоретические данные, полученные исследователями, были подтверждены серией экспериментов по подбору стали, режимов термической обработки и оценке влияния микроструктуры сталей на механические и коррозионные свойства. В итоге была представлена технология, которая позволяет без снижения коррозионной стойкости существенно повысить прочностные свойства низкоуглеродистых низколегированных сталей.

⚪️Качество трубных сталей в России сегодня находится на очень высоком уровне, подчеркивают авторы исследования. Научные исследования, которые позволяют его улучшить, необходимы для дальнейшего развития отрасли: с этой целью работа над созданием новых технологий производства сталей будет продолжена.

#наука #инновации