Ученые из Уфы создали ТЭНы, способные работать при температурах до 1200 °C

Исследователи из Уфимского государственного нефтяного технического университета, являющегося резидентом Межвузовского кампуса Евразийского научного образовательного центра, совместно с промышленным партнером создали высокотемпературные патронные электрические нагреватели, рассчитанные на эксплуатацию при температурах до 1200 °C. Разработка уже проходит производственные испытания, а команда проекта организует технологическую линию для её промышленного выпуска.

Патронные электрические нагреватели, известные как ТЭНы, широко применяются в различных сферах промышленности: они необходимы для нагрева оборудования, материалов, заготовок и жидкостей. Компактность, высокая мощность, быстрый и равномерный прогрев, экономичность, а также длительный срок службы делают такие устройства востребованными на производствах.

Вместе с тем, большинство патронных нагревателей, представленных в России, функционируют при температурах не выше 700°C. Для обработки жаропрочных металлов и сплавов этого уровня недостаточно, из-за чего предприятия вынуждены использовать крупногабаритные термические печи. Подобный подход значительно усложняет производственные процессы и приводит к увеличению затрат.

Специалисты из УГНТУ совместно с сотрудниками Научно-производственной ассоциации «Технопарк АТ» нашли способ значительно расширить температурный диапазон работы патронных ТЭНов. Проект реализуется в рамках университетской стратегической инициативы «Новые технологии, технические и интеллектуальные системы в машиностроении».

"Разработка высокотемпературных ТЭНов — хороший пример того, как научные компетенции и запросы реального производства объединяются для решения конкретных технологических задач. Такие проекты позволяют создавать отечественные решения для промышленности, повышать эффективность производственных процессов и расширять технологические возможности предприятий. Важно, что разработчики уже перешли от научной работы к испытаниям и подготовке промышленного производства", — отметил заместитель министра промышленности, энергетики и инноваций Республики Башкортостан Эдуард Мустафин.

Новой конструкции нагревателей, уникальному составу диэлектрического наполнителя и собственным технологиям изготовления изоляции удалось достичь существенно более высокой рабочей температуры.

По мнению разработчиков, состав наполнителя, применяемый в этих нагревателях, отличается от мировых аналогов, что открывает возможности для дальнейшего увеличения температурного предела.

"Состав наполнителя, который используется в нагревателях, отличен от того, что применяется в мировой практике. Благодаря этому в теории мы имеем потенциал разогрева данных нагревателей до температуры существенно выше 1200 °C. Например, при вакуумной термообработке в условиях особо чистого производства температура может достигать 1600 °C", — говорят разработчики.

Достигнутые характеристики уже дают возможность использовать новые ТЭНы для формовки титановых сплавов и термообработки различных типов нержавеющей стали. При этом эксплуатация нагревателей на режимах ниже максимальных значительно продлевает срок службы оборудования.

Среди преимуществ новой технологии также — возможность равномерного прогрева массивных и сложных по форме деталей. Конструкцию нагревателей можно подстроить под любую геометрию изделий и оснастки, а компактные размеры устройства способствуют экономии электроэнергии. При необходимости отдельный нагревательный элемент легко заменить.

Применение данной технологии крайне разнообразно. В нефтегазовом секторе высокотемпературные ТЭНы подойдут для очистки резервуаров, сепарации нефти и газа, а также подогрева мазута, битумов и масел. В машиностроении устройства незаменимы при нагреве пресс-форм и локальной термообработке, а в аэрокосмической промышленности — при обогреве элементов конструкций, поддержании температуры в топливных баках и подогреве оборудования в процессе технического обслуживания.

В настоящее время разработка успешно прошла лабораторные испытания и проходит тестирование на действующих производственных объектах. Предполагается, что следующим шагом станет запуск промышленной линии, способной автоматизировать выпуск высокотемпературных нагревателей и наладить их серийное производство.