近日,俄羅斯國家原子能公司特羅伊茨克科學研究所(隸屬俄羅斯國家公司科學部門)宣布,兩套基于脈沖等離子體流技術的工業產品加工裝置正式投入使用。該技術系俄羅斯核科學、工程與技術發展綜合計劃的重要成果,2025年起納入“新核能和能源技術”國家技術領先項目框架。
該技術通過脈沖等離子體流處理,可顯著提升工業產品在復雜工況下的質量與可靠性,增強其對外界環境的抗性,并延長關鍵部件使用壽命。以鉆井設備為例,經處理后的鉆頭與工具接頭耐磨性、耐腐蝕性顯著提升,在持續接觸水與機械載荷的條件下,使用壽命與運行效率均得到優化。
目前啟用的兩套裝置分別針對不同產品形態:一套用于復雜幾何形狀產品加工,采用軸向等離子流處理;另一套針對圓柱形及旋轉形狀產品,利用高速匯聚等離子流進行加工。這兩套系統以高精度與高效率為特點,特別適用于專業領域的高標準需求。
與此同時,激光噴丸裝置調試工作也已完成。該技術通過激光輻射材料表層,增加位錯密度,提高金屬硬度,在機械工程、核工業、石油工業、輕工業及醫藥產品加工領域均取得積極成果。俄羅斯原子能公司科學家提出的方法可將產品運行特性提升數倍,具體效果取決于材料特性。
“我們開發了脈沖等離子流與激光沖擊輻射相結合的金屬材料復雜加工技術,并研制了適用于各類工業產品的工藝裝置。”特羅伊茨克科學研究所實驗室負責人安東·庫圖科夫解釋道,“針對低合金結構鋼、特種鋼、鑄鐵及有色合金等材料,我們優化了加工模式,并定義了鉆頭鎖緊接頭、沖頭及熱電偶保護套等部件的工藝操作順序。在實際運行條件下測試表明,這些強化方法可顯著提高疲勞強度、抗局部載荷及惡劣環境能力,延長航空、造船、石油、建筑等行業部件的使用壽命。”
俄羅斯國家原子能公司在激光技術開發領域積累深厚經驗,尤其在激光硬化技術方面成果顯著。例如,其機械工程部門與弗拉基米爾國立大學聯合開發的技術已應用于核電站渦輪機房泵旋轉部件制造,使鋼材表面硬度提升1.5至2倍,有效防止組裝過程中劃痕與卡滯問題。
“新原子能技術”國家技術領先項目旨在未來五年鞏固俄羅斯在原子能與新能源領域的全球領先地位,實現技術主權與能源安全。該項目涵蓋十個聯邦項目,計劃在五年內推動核工業板塊轉型升級,構建閉式燃料循環雙組分核能系統,開發中低功率反應堆及托卡馬克實驗性工業熱核反應堆原型。這些舉措將為能源、空間技術等領域開辟新機遇,并強化核能材料科學基礎。