Экспериментальный комплекс уникальных стендов и установок - «Гидроударный стенд Эрозия-М»
Сокращенное наименование УНУ: УНУ «Гидроударный стенд Эрозия-М»
Базовая организация: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Ведомственная принадлежность: Минобрнауки России
Классификационная группа УНУ: Стенды для электро-, теплофизических и механических испытаний
Год создания УНУ: 1971
Размер занимаемых УНУ площадей, кв. м: 410
Контактная информация:
Местонахождение УНУ:
|
Руководитель работ на УНУ:
|
Сведения о результативности за 2020 год (данные ежегодного мониторинга)
|
Информация об УНУ:
Экспериментальный комплекс уникальных стендов и установок предназначен для исследования процессов разрушения, состава и структуры перспективных материалов и нанокомпозитных покрытий. Основой комплекса является уникальный, единственный в мире эрозионный стенд, который обеспечивает моделирование влияния условий соударения (со скоростью до 600 м/с) жидких частиц (с размерами от 20 до 1200 мкм) при взаимодействии с твердой поверхностью на параметры эрозионного разрушения материалов и покрытий. Достижение требуемой скорости соударения образцов с жидкими частицами обеспечивается системой вращения с частотно-регулируемым приводом. Для получения моно- или полидисперсных жидких частиц с размером от 20 до 1200 мкм применяется генератор капель, обеспечивающий управляемый распад струи жидкости на капли практически одинакового размера при наложении регулярных возмущений заданной частоты за счет импульсов давления от колеблющейся мембраны в некотором объеме жидкости. Стенд оснащен системой автоматизированного управления, выполненной на базе локального контроллера и управляющего компьютера. Для мониторинга эксплуатационных параметров стенда используется измерительно-вычислительный комплекс MIC-200, позволяющий обрабатывать и отображать в режиме реального времени данные, поступающие с датчиков стенда (до 24 каналов. Для визуализации процесса взаимодействия твердой поверхности с высокоскоростным потоком жидкости применяется электронно-оптический комплекс,позволяющий получать изображения процесса соударения капель с поверхностью образца. В состав комплекса также входят: - установка КУ-1 обеспечивает определение предела выносливости (ограниченного предела выносливости для коррозионно-усталостных испытаний) на воздухе и в коррозионно-активной среде образцов конструкционных материалов с нанокомпозитными покрытиями на базе 5×107 циклов при чистом изгибе с частотой 50 Гц; - установка АИМА – 5 для проведения испытаний на коррозию под напряжением посредством определения периода до зарождения коррозионных язв при фиксированных растягивающих напряжениях; - микроскоп Axiovert 25СА, который позволяет применять в отраженном свете следующие методы микроскопии: светлое поле, темное поле, контраст DIC, поляризация, флуоресценции, бесступенчатое изменение яркости, позволяет проводить флуоресценцию в отраженном свете альтернативно или совместно со всеми методами проходящего света. Отличительным качеством инвертированной модели микроскопа является расположение объектов под предметным столиком, что не ограничивает габариты объекта сверху; - микротвердомерная приставка МНТ-10, который позволяет проводить измерения микротвердости материалов и покрытий по Викерсу или Кнуппу, и состоит из сенсора (индентора) и блока контроля. Имеется возможность размещать сенсор в револьверном устройстве микроскопа. Алмаз сенсора давит на образец, после чего на образце остается отпечаток, который детально виден на микроскопе. Блок контроля позволяет регулировать нагрузку на сенсор и автоматически определять значения микротвердости. Все необходимые параметры и функции вводятся в блок контроля с клавиатуры и отображаются на дисплее; - оборудование для определения стойкости конструкционных материалов и нанокомпозитных покрытий к воздействию различных коррозионных факторов; - программно-управляемый электронно-оптический цифровой комплекс для скоростной регистрации серии изображений быстропротекающего процесса; - автоматическая отрезная машина PowerMet-3000 с 3-мя методами резки (вертикальная, горизонтальная, смешанная), оснащенная лазером для позиционирования образцов; автоматический электрогидравлический пресс SimpliMet® 1000 для горячей запрессовки образцов в смолы с электронным контролем температуры и возможностью работать с прямоугольными прессформами; - шлифовально-полировальная машина ВЕТА-1 на два диска с системой подачи воды Multi-jet и регулируемой скоростью вращения до 600 об/мин; - трибометр фирмы CSM Instruments SA, служащий для исследования износостойкости и коэффициента трения скольжения методом «стержень-диск» при различных нагрузках, скоростях и длине пробега. С помощью линейного модуля, можно также получить изменение силы трения при поступательном движении контртела по поверхности исследуемого образца. Для выбора условий испытания, приближенных к условиям эксплуатации, компьютерная программа ModelX позволяет проводить расчет стартовых контактных напряжений при известных данных о свойствах материала образца и контртела. При проведении испытаний можно использовать контртело из различных материалов, в зависимости от исследуемого материала. Компьютерная программа InstrumX также дает возможность рассчитать износ на основе полученных с помощью профилометра данных по сечению и глубине бороздки износа; - механический профилометр Dektak 150, предназначенный для регистрации профиля топографии поверхности, определения шероховатости в субнанометровом диапазоне. Прибор может использоваться для работы с тонкими и толстыми пленками, ступеньками высотой менее 100А; - коррозиметр «Эксперт-004», предназначенный для определения скоростей общей и питтинговой коррозии различных металлов и защитных покрытий в жидких средах. |
Главные преимущества, обоснование уникальности установки, в том числе сопоставление УНУ с существующими аналогами, многофункциональность и междисциплинарность УНУ:
Экспериментальный комплекс уникальных стендов и установок предназначен для исследования процессов разрушения, состава и структуры перспективных материалов и нанокомпозитных покрытий. Основой комплекса является уникальный, единственный в мире эрозионный стенд, который обеспечивает моделирование влияния условий соударения (со скоростью до 600 м/с) жидких частиц (с размерами от 20 до 1200 мкм) при взаимодействии с твердой поверхностью на параметры эрозионного разрушения материалов и покрытий. Достижение требуемой скорости соударения образцов с жидкими частицами обеспечивается системой вращения с частотно-регулируемым приводом. Для получения моно- или полидисперсных жидких частиц с размером от 20 до 1200 мкм применяется генератор капель, обеспечивающий управляемый распад струи жидкости на капли практически одинакового размера при наложении регулярных возмущений заданной частоты за счет импульсов давления от колеблющейся мембраны в некотором объеме жидкости. Стенд оснащен системой автоматизированного управления, выполненной на базе локального контроллера и управляющего компьютера. Для мониторинга эксплуатационных параметров стенда используется измерительно-вычислительный комплекс MIC-200, позволяющий обрабатывать и отображать в режиме реального времени данные, поступающие с датчиков стенда (до 24 каналов. Для визуализации процесса взаимодействия твердой поверхности с высокоскоростным потоком жидкости применяется электронно-оптический комплекс, выполненный на базе высокоскоростной видеокамеры ВИДЕОСПРИНТ, позволяющей получать изображения процесса соударения капель с поверхностью образца. |
Наиболее значимые научные результаты исследований (краткое описание):
С использованием УНУ получены значимые научные результаты в области: - процессов поверхностного разрушения конструкционных материалов под воздействием каплеударной и абразивной эрозии; - создания защитных нанокомпозитных покрытий с использованием ионно-плазменных технологий и методов активного физического воздействия (каплеударная и абразивная эрозия и коррозия); - определения стойкости к каплеударной и абразивной эрозии существующих и новых материалов и нанокомпозитных покрытий; - металлографических исследований, измерения коэффициента трения при скрэтч-тестировании, исследования дефектности конструкционных материалов и защитных покрытий, определения физико-механических свойств материалов и покрытий; - определения влияние состава и структуры конструкционных материалов, нанокомпозитных покрытий на износостойкость важнейших элементов оборудования различного назначения; - определения влияния режимных параметров формирования покрытий на усталостные и коррозионно-усталостные характеристики конструкционных материалов и покрытий. С использованием УНУ были разработаны: - методики исследования процессов поверхностного разрушения конструкционных материалов и покрытий, оценки длительности инкубационного периода рабочих лопаток современных паровых турбин после ионно-плазменной обработки в зависимости от каплеударной нагрузки; - технические решения по увеличению длительности инкубационного периода каплеударного и абразивного износа на основе применения ионно-плазменных нанотехнологий. - опытные образцы нанокомпозитных покрытий, обладающих комплексом защитных свойств, в том числе сочетающих высокую прочность и пластичность, термическую стабильность и стойкость к окислению при высоких температурах. |
Направления научных исследований, проводимых на УНУ:
|
Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899):
|
Приоритетные направления Стратегии НТР РФ (п. 20):
|
Фотографии:





Состав УНУ и вспомогательное оборудование: (номенклатура — 44 ед.)
Автоматизированный анализатор газопроницаемости О2, СО2 и Н2О для плёнок TotalPerm в составе
Автоматизированный комплекс для исследования коэффициента теплопроводности теплоизоляционных материалов АК-ИКТ
Автоматический оптический анализатор ОСА 20
Адгезиметр Прибор для измерения адгезии покрытия к основанию PosiTest AT
Атомно-силовой микроскоп широкого поля сканирования для настольного нанотвердомера NHT2-TTX CSM Instruments
Вакуумный модуль
Высокотемпературный трибометр THT-S-A-0000
ИК-Фурье спектрометр: комплект для средней и ближней ИК-области
Камера абразиво-струйная КСО-110М-И
Комплекc для анализа изображений
Комплектующие изделия к микроскопу Axiovert 25CA
Комплектующие изделия к микроскопу Axiovert 25CА
Компрессор ВК10Е-10-500
Коррозиметр
Лабораторный комплекс анализа изображений для оптического микроскопа Axiovert 25CA
Лабораторный комплекс для контроля толщины покрытия и изготовления шарового шлифа
Лабораторный комплекс для коррозионных исследований на базе потенциостата-гальваностата PARVersaSTAT4
Машина разрывная ИР-5047-50-11
Микроскоп электронный сканирующий автоэмиссионный в компл.
Настольный нанотвердомер NHT-T- AE -0000 (NHT2-TTX)
Оборудование для контроля параметров шероховатости комплект
Оборудование для определения адгезии покрытий Штамп Эриксона Константа-ШЭ
Оборудование для определения трибологических характеристик
Осушитель ВК10Е
Портативный контактный профилометр Surftest SJ-210
Пресс электрогидравлический для запрессовки образцов смолы марки SIMPLIMET 1000
Приставка микротвердомерная МНТ-10
Система автоматической синхронизации освещения и видеосъемки процесса каплеударного взаимодействия
Система для спектрального анализа сплавов
Система измерения скорости твердых частиц в газоабразивном потоке
Система элементного анализа покрытий на основе спектрометра с тлеющим разрядом в составе
Станок отрезной автоматический настольный PowerMet 3000
Станок шлифовально-полировальный полуавтоматический ВЕТА/1
Твердомер
Твердомер универсальный
Тестер макро-скретч Revetest Xpress Plus
Толщиномер Минитест 2100
Толщиномер покрытий Posi Tector 6000 FKS1
Установка высокочастотная 13-37
Установка КУ-1
Установка морского тумана TDC600P
Штатив микроскопа отраженного света "Axiovert" 25 CA со встроен. сист. осв.
Экспериментальный образец сверхскоростного исследовательского эрозионного стенда Эрозия–2М+
Экспериментальный стенд для проведения исследования по определению влияния различных способов перевода пленочной конденсации в капельную на интенсивность теплообмена с моделированием эксплуатационных условий |
Услуги УНУ: (номенклатура — 45 ед.)
Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Транспортные и космические системы Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика Приоритетные направления (указ Президента РФ N 899): Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика |
Методики измерений, применяемые на УНУ: (номенклатура — 18 ед.)
Методические указания о порядке оценки работоспособности рабочих лопаток паровых турбин в процессе изготовления, эксплуатации и ремонта (РД 153-34.1-17.462-00)
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Российское акционерное общество РАО “ЕЭС России” Дата аттестации: 01.01.2001 Методика уникальна: для России
Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов и покрытий на газоабразивное изнашивание с помощью центробежного ускорителя (ГОСТ 23.201-78).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Дата аттестации: 01.01.1979 Методика уникальна: нет
Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытаний на износостойкость материалов и деталей при гидроэрозионном изнашивании дисперсными частицами (ГОСТ 23.219-84).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Дата аттестации: 01.01.1986 Методика уникальна: нет
Расчеты и испытания на прочность в машиностроении. Методы механических испытаний металлов. Методы испытаний на усталость (ГОСТ 25.502-79).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Дата аттестации: 01.01.1981 Методика уникальна: нет
Paints and varnishes. Wettability Part 7: Measurement of the contact angle on a tilt stage (roll-off angle) (DIN 55660-7:2014-10).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
International Organization for Standardization) Дата аттестации: 22.07.2013 Методика уникальна: нет
Единая система защиты от коррозии и старения. Ингибиторы коррозии металлов в водно-нефтяных средах. Методы определения защитной способности (ГОСТ 9.506-87), Единая система защиты от коррозии и старения. Стали и сплавы коррозионностойкие. Методы ускоренных испытаний на стойкость к питтинговой коррозии (ГОСТ 9.912-89).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Покрытия лакокрасочные защитные дезактивируемые. Метод определения адгезионной прочности нормальным отрывом (ГОСТ 27890-88), Материалы лакокрасочные. Определение адгезии методом отрыва (ГОСТ 32299-2013 (ISO 4624:2002)).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия (ГОСТ 51694-2000).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Дата аттестации: 01.01.2002 Методика уникальна: нет
Резина. Идентификация. Метод инфракрасной спектрометрии (ГОСТ 28665-90).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Дата аттестации: 01.07.1992 Методика уникальна: нет
Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний (ГОСТ 17177-94).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Дата аттестации: 01.04.1996 Методика уникальна: нет
Сталь. Метод фотоэлектрического спектрального анализа (ГОСТ 18895-97), Сплавы титановые. Методы спектрального анализа (ГОСТ 23902-79).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю (ГОСТ 9012-59), Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Виккерсу (ГОСТ 2999-75), Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу (ГОСТ 9013-59), Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Роквеллу при малых нагрузках (по Супер-Роквеллу) (ГОСТ 22975-78), Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения (ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Государственная система обеспечения единства измерений. Металлы и сплавы. Измерение твердости и других характеристик материалов при инструментальном индентировании. Часть 1. Метод испытаний (ГОСТ Р 8.748-2011).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии Методика уникальна: нет
Металлы. Метод испытания на выдавливание листов и лент по Эриксену (ГОСТ 10510-80), Материалы металлические. Листы и полосы. Испытание на вытяжку по Эриксену (ГОСТ Р ИСО 20482-2015).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Контроль неразрушающий. Покрытия восстановительные. Методы контроля толщины покрытий (ГОСТ 27750-88), Материалы лакокрасочные. Определение толщины покрытия (ГОСТ 31993-2013).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна (ГОСТ 5639-82), Сталь. Методы определения глубины обезуглероженного слоя (ГОСТ 1763-68), Сталь. Металлографические методы определения неметаллических включений (ГОСТ 1778-70), Сталь. Эталоны микроструктуры (ГОСТ 8233-56), Сталь аустенитная. Методы определения содержания ферритной фазы в прутках (ГОСТ 11878-66), Металлы цветные. Определение величины зерна. Общие требования (ГОСТ 21073.0-75), Металлы цветные. Определение величины зерна методом сравнения со шкалой микроструктур (ГОСТ 21073.1-75), Металлы цветные. Определение величины зерна методом подсчета зерен (ГОСТ 21073.2-75), Металлы цветные. Определение величины зерна методом подсчета пересечений зерен (ГОСТ 21073.3-75), Металлы цветные. Определение величины зерна планиметрическим методом (ГОСТ 21073.4-75), Сталь. Металлографическое определение наблюдаемого размера зерна (ГОСТ Р ИСО 643-2015), Сталь. Определение содержания неметаллических включений. Металлографический метод с использованием эталонных шкал (ГОСТ Р ИСО 4967-2015).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Металлы и сплавы. Измерение твердости по Виккерсу. Часть 1. Метод измерения (ГОСТ Р ИСО 6507-1-2007), Измерение микротвердости вдавливанием алмазных наконечников (ГОСТ 9450-76).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии, Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет
Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики (ГОСТ 2789-73), Средства измерений шероховатости поверхности профильным методом. Профилографы-профилометры контактные. Типы и основные параметры (ГОСТ 19300-86).
Наименование организации, аттестовавшей методику:
Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР Методика уникальна: нет |