В ДВФУ разработали уникальную методику испытания материалов для освоения Арктики

Ученые Политехнического института Дальневосточного федерального университета, расположенного во Владивостоке на острове Русском, разработали методики комплексных испытаний материалов, используемых в Арктическом регионе, а также сформировали базу данных проектирования новых и реконструкции действующих гидротехнических сооружений морского шельфа. Это открывает широкие возможности для транспортировки грузов, добычи полезных ископаемых, обеспечивает надежность и безопасность гидротехнических сооружений.

Россия активно осваивает свой север. Известно, что сейчас в Арктике добывается 17 процентов российской нефти и 83 процента газа. Однако перспективы выглядят еще более впечатляющими. По предварительным оценкам, только арктические воды северных морей содержат около четверти мировых запасов углеводородов. А еще набирает обороты Северный морской путь.

На этом фоне российский север вновь становится большой стройкой. Это значит, что помимо всего прочего понадобится огромное количество строительных материалов, выдерживающих более чем суровые арктические реалии.

Соответственно, требуются новые подходы к проектированию и строительству сооружений. Прежде всего из-за особенностей вечной мерзлоты. Уникальные физические и механические свойства этих грунтов определяют выбор технологии строительства и типов конструкций. Кроме того, одними из ключевых факторов, влияющих на выбор конструктивных решений, являются удаленность мест строительства от индустриальных баз и сложность освоения самих строительных площадок. Поэтому разработка адаптированных к арктическим условиям конструкций и технологий становится неотъемлемой частью процесса.

Для этого инженеры ДВФУ сосредоточились на изучении физических и химических свойств материалов, используемых в условиях Арктики. Разработка имеет перспективы применения при создании и реконструкции гидротехнических сооружений портов, газо- и нефтедобывающих платформ и других объектов.

- Применение шпунтовых трубных свай и трубошпунтовых конструкций в строительстве гидротехнических сооружений на севере России демонстрирует высокую эффективность в условиях экстремальных температур и агрессивного внешнего воздействия. Эти конструкции обеспечивают устойчивость к низким температурам, коррозии и механическим нагрузкам, что делает их незаменимыми для развития портовой инфраструктуры в Арктической зоне, - рассказал директор центра компетенций в области испытания материалов департамента промышленной безопасности Политехнического института ДВФУ Антон Погодаев.

Трубошпунт - это металлическая конструкция, которая состоит из труб и парных блоков-замков. Они находятся в постоянном напряжении и привариваются к трубчатому контуру. Трубошпунты активно применяют в строительстве, но Арктика предъявляет к ним особые требования.

Ученые подготовили лабораторный образец для проведения комплексных исследовательских испытаний металла шпунта. В ходе тестов оценивали прочность в различных условиях эксплуатации - проверяли на ударный изгиб, для оценки устойчивости материала к динамическим нагрузкам при низких температурах. Комплексные испытания должны подтвердить, что трубошпунты могут выдерживать, допустим, воздействие таких внешних нагрузок, как давление грунта или волн. Важным этапом также станут испытания на излом полнотолщинных проб и растяжение для оценки прочности соединения.

- Наши ученые разработали модель, описывающую воздействие внешних агрессивных климатических факторов и эксплуатационных нагрузок на работоспособность и срок службы конструкций для портовых гидротехнических сооружений. Такая модель позволит сократить расходы и сроки проектирования новых и реконструкции действующих портовых гидротехнических сооружений, - сообщил Антон Погодаев.

По словам ученого, в рамках специальных испытаний научный коллектив определит скорость и потенциалы развития коррозии, а также склонность к коррозионному растрескиванию. Это позволит глубже понять поведение материала в условиях комбинированных нагрузок, что является ключевым фактором для обеспечения долговечности и надежности конструкций из трубошпунтов.

- Наша работа над проектом еще продолжается, - объяснил директор Политехнического института ДВФУ Вячеслав Селезнев. - Хотелось бы отдельно отметить, что проект реализуется в рамках программы "Приоритет 2030". То есть часть средств, необходимых для исследований, выделяет заказчик, остальное - федеральный бюджет. В прошлом году по программе проводили исследования по трем направлениям, в том числе и по разработке методики комплексных испытаний материалов трубошпунтов.

Справка РГ

"Приоритет 2030" - масштабная государственная программа поддержки университетов, которая предполагает выделение участвующим в ней вузам грантов в форме субсидий из федерального бюджета. Цель - выработка и распространение по всей системе высшего образования лучших практик научно-исследовательской, инновационной и образовательной деятельности. Озвучена и стратегическая цель программы - к 2030 году в России должны быть сформированы более 100 передовых университетов, которые станут центрами научно-технологического и социально-экономического развития страны.