При производстве деталей для машин, самолетов и вертолетов на каждом этапе обработки — от фрезерования и шлифования до нанесения защитных или упрочняющих покрытий — используются специальные моющие средства. Они необходимы для удаления масел и смазывающе-охлаждающих жидкостей с металлических изделий.

Обычно для этого применяются легковоспламеняющиеся жидкости (ЛВЖ), которые при малейшей искре могут стать источником пожара, приводя к летальным исходам. В 2022 году в России произошло 2716 пожаров на производственных объектах, ущерб составил 541,95 млн руб., при этом погибло 199 человек.

Ученые Пермского Политехнического Университета (ПНИПУ) разработали заменитель ЛВЖ для промывки деталей на водной основе. Он снизит риски и повысит безопасность на производстве, став альтернативой импортным моющим составам.

Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030». Авторы получили грант Министерства высшего образования и науки РФ в акселераторе «Большая разведка» и работают при поддержке НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование».

Проблема также заключается в доступе к импортным моющим составам для предприятий. Многие компании прекратили свою деятельность на территории РФ. Ученые ПНИПУ разработали заменитель ЛВЖ для промывки деталей. Он обладает всеми необходимыми свойствами: антикоррозионным действием, повышенной моющей способностью (до 41%) и, самое главное, невоспламеняемостью за счет водной основы. Средство поможет предприятиям снизить затраты на доставку импортных моющих составов и обеспечить безопасность. Формат готового продукта — порошок (струвит), раствор (амид) и паста.

Политехники провели лабораторные исследования по отмывке деталей моющим составом и доказали возможность применения средства. Также установили температурный и гидродинамический режимы отмывки промышленных масел и определили ингибитор (вещество, тормозящее химические реакции) для обеспечения коррозионной защиты отдельных видов сталей.

Одним из основных конкурентных преимуществ разработки является возможность использования отходов производства в качестве источника сырья. Для получения струвита — сорбента («поглотителя») масел и смазывающе-охлаждающих жидкостей — используют сточные воды, которые содержат аммонийный азот и фосфат ион. А для амидов жирных кислот, которые обладают высокой моющей способностью, отработанное растительное масло и животные жиры. Это позволит сократить объемы пищевых отходов и при этом получить продукт в виде моющего средства комплексного действия.

На текущий момент мы протестировали первый вариант моющего состава на предприятиях в сфере двигателестроения «ОДК-Пермские моторы» и «ОДК-СТАР». Он представлен в виде струвита, и с ним можно работать в сухом виде — нанести порошок и счистить кисточкой или тряпкой, не намачивая станок. На «ОДК-СТАР» испытания прошли успешно, но обе компании запросили полностью растворимую форму из-за особенностей моющих камер, поэтому мы подготовили и передали второй вариант состава. Он обладает мягким моющим действием и низкой пенообразующей способностью. В зависимости от технического оснащения заказчика мы готовим моющие средства с сорбирующими и эмульгирующими свойствами к маслам и смазочно-охлаждающим жидкостям, каждый из которых может найти применение в промышленности. Например, первый — для автомастерских и автопредприятий, где нет подходящих моющих камер, второй — для ОДК с соответствующим оборудованием, — поделился кандидат технических наук, доцент кафедры химических технологий ПНИПУ Андрей Старостин.

Средство ученых Пермского Политеха для промывки уникально из-за свойств невоспламеняемости и повышенной моющей способности. Его использование предотвратит пожары и, следовательно, сократит количество жертв на предприятиях металлообработки. Применение продукта можно расширить на другие направления: пожаротушение, сокращение экологического ущерба от разливов нефтепродуктов, восстановление лесов. Также отечественное производство средства уменьшает затраты на импорт товаров из других стран и повышает технологический суверенитет нашей страны.