При производстве деталей для машин, самолетов и вертолетов на каждом этапе обработки — от фрезерования и шлифования до нанесения защитных или упрочняющих покрытий — используют специальные моющие средства. Они нужны для отмывки масел и смазывающе-охлаждающих жидкостей на стальных изделиях. Для этого используют легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), которые при возникновении небольшой искры могут стать источниками пожара и приводить к летальным исходам. В 2022 году в России произошло 2716 пожаров на производственных объектах, ущерб составил 541,95 миллионов рублей, при этом погибло 199 человек. Ученые Пермского Политеха разработали заменитель ЛВЖ для промывки деталей на водной основе. Он снизит риски и повысит безопасность на производстве, станет альтернативой импортным моющим составам.
Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Авторы получили грант Министерства высшего образования и науки России в акселераторе «Большая разведка» и работают при поддержке НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование». Помимо легкой воспламеняемости существует проблема доступа к импортным моющим составам для предприятий. Многие компании прекратили свою детальность на территории России.
Ученые ПНИПУ разработали заменитель ЛВЖ для промывки деталей. Он обладает всеми необходимыми свойствами: антикоррозионным действием, повышенной моющей способностью (до 41 процента) и, самое главное, невоспламеняемостью за счет водной основы. Средство поможет предприятиям снизить затраты на доставку импортных моющих составов и обеспечить безопасность. Формат готового продукта – порошок (струвит), раствор (амид) и паста.
Политехники провели лабораторные исследования по отмывке деталей моющим составом и доказали возможность применения средства. Также установили температурный и гидродинамический режимы отмывки промышленных масел и определили ингибитор (вещество, тормозящее химические реакции) для обеспечения коррозионной защиты отдельных видов сталей. Одним из основных конкурентных преимуществ разработки является возможность использования отходов производства в качестве источника сырья.
Для получения струвита – сорбента («поглотителя») масел и смазывающе-охлаждающих жидкостей – используют сточные воды, которые содержат аммонийный азот и фосфат ион. А для амидов жирных кислот, которые обладают высокой моющей способностью, отработанное растительное масло и животные жиры. Это позволит сократить объемы пищевых отходов и при этом получить продукт в виде моющего средства комплексного действия.
«Мы протестировали первый вариант моющего состава на предприятиях в сфере двигателестроения «ОДК-Пермские моторы» и «ОДК-СТАР». Он представлен в виде струвита, и с ним можно работать в сухом виде – нанести порошок и счистить кисточкой или тряпкой, не намачивая станок. На «ОДК-СТАР» испытания прошли успешно, но обе компании запросили полностью растворимую форму из-за особенностей моющих камер, поэтому мы подготовили и передали второй вариант состава.
Он обладает мягким моющим действием и низкой пенообразующей способностью. В зависимости от технического оснащения заказчика мы готовим моющие средства с сорбирующими и эмульгирующими свойствами к маслам и смазочно-охлаждающим жидкостям, каждый из которых может найти применение в промышленности. Например, первый – автомастерские и автопредприятия, где нет подходящих моющих камер, второй – для ОДК с соответствующим оборудованием», – поделился кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Андрей Старостин.
Средство ученых Пермского Политеха для промывки уникально из-за свойств невоспламеняемости и повышенной моющей способности. Его использование предотвратит пожары и, следовательно, сократит количество жертв на предприятиях металлообработки. Применение продукта можно расширить на другие направления: пожаротушение, сокращение экологического ущерба от розлива нефтепродуктов, восстановление лесов. Также отечественное производство средства уменьшает затраты на импорт товаров из других стран и повышает технологический суверенитет нашей страны.
