Ученые Межвузовского кампуса Уфы разработали ТЭНы

Патронные электрические нагреватели, или ТЭНы, применяются в самых разных отраслях промышленности - там, где требуется нагрев оборудования, материалов, заготовок или жидкостей. Они компактны, обладают высокой мощностью, обеспечивают быстрый и равномерный нагрев, отличаются экономичностью и длительным сроком службы.

При этом существующие на российском рынке патронные нагреватели, как правило, рассчитаны на работу при температурах до 700°C. Для термообработки жаропрочных металлов и сплавов этого недостаточно. Предприятиям приходится использовать крупногабаритные печи, что усложняет технологические процессы и увеличивает затраты.

Ученые из УГНТУ предложили решение, которое позволяет существенно повысить температурный предел патронных ТЭНов. Работа ведется совместно с разработчиками из Научно-производственной ассоциации «Технопарк АТ» в рамках стратегического технологического проекта университета «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.

Высокой рабочей температуры удалось добиться благодаря особой конструкции нагревателя, специально подобранному составу диэлектрического наполнителя, а также собственным технологиям изготовления и нанесения изоляции.

По словам разработчиков, используемый состав наполнителя отличается от решений, применяемых в мировой практике. Это дает проекту потенциал для дальнейшего повышения 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.

Уже достигнутые характеристики позволяют использовать новые ТЭНы, в частности, при формовке титановых сплавов и термообработке различных марок нержавеющих сталей. При этом применение нагревателей при температурах ниже предельных способно значительно увеличить срок их службы.

Еще одно преимущество разработки - возможность равномерно прогревать крупногабаритные детали сложной формы. Нагреватели можно адаптировать под различную геометрию оснастки и изделий, а компактные размеры позволяют минимизировать потери энергии. При необходимости отдельный нагревательный элемент можно быстро заменить.

Потенциальная область применения технологии широка. В нефтегазовой промышленности высокотемпературные ТЭНы могут использоваться для очистки резервуаров, сепарации нефти и газа, разогрева мазута, битума и масел. В машиностроении - для нагрева пресс-форм и локальной термообработки. В аэрокосмической отрасли - для обогрева элементов конструкций самолетов, поддержания температуры в баках и нагрева оборудования при техническом обслуживании.

Разработка уже прошла лабораторные испытания и сейчас апробируется в реальных производственных условиях. Следующий этап - создание промышленной технологической линии, которая позволит автоматизировать изготовление высокотемпературных нагревателей и перейти к их серийному выпуску.

Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030».