Высокая металлургия
для экстремальных условий

Атомная промышленность немыслима без специальных сталей, требования к которым постоянно растут. Изменить свойства стали, сделать ее более устойчивой к износу, радиации, коррозии помогают легирующие элементы. ЦНИИТМАШ разрабатывает высокопрочные спецстали уже более 90 лет, и егодня в его активе уже несколько сотен марок. Состав и свойства нового продукта диктует цель, для которой он производится. Например, в начале 1970-х годов для строительства первых водо-водяных реакторов применялась специальная сталь 15Х2МФ (в этом названии зашифрован состав: не более 0,15% углерода, 2,5% хрома, до 1% молибдена и до 0,35% ванадия). Но для создания нового мощного реактора ВВЭР-1000 эта сталь уже оказалась непригодна. Специалистам пришлось разработать новую спецсталь – с меньшим количеством примесей, новыми технологиями выплавки и обработки, которые также влияют на свойства продукта. И если 40 лет назад проектный срок эксплуатации реактора составлял всего 25 лет, то реакторы, которые строятся из новой стали сегодня, можно будет эксплуатировать в четыре раза дольше.

Сегодня основа парка российской ядерной энергетики – реакторы семейства ВВЭР (которые, кстати, востребованы и за рубежом). Но их развитие продолжается: реакторы нового поколения должны быть экономичнее и безопаснее, эффективнее использовать топливо. Воплотить все эти качества предстоит инновационному реактору «Супер-ВВЭР», прототип которого «Росатом» планирует создать в 2023 году. Новые конструкционные и сварочные материалы, разработанные для него в ЦНИИТМАШ, на 15% прочнее тех, что применяются сейчас, и могут эксплуатироваться при температурах, превышающих существующие на 20%.

Атомная промышленность не единственная сфера, для которой работают специалисты ЦНИИТМАШ. В институте создаются материалы для труб и трубопроводов, корпусов арматуры и роторов среднего и высокого давления. Это очень важно в современном машиностроении, которое массово переходит на суперсверхкритические параметры пара (температура более 620 °C, давление 30 МПа и выше) при обеспечении ресурса оборудования более 200 тыс. часов.

Один из крупных внеотраслевых рынков для предприятия — рынок нефтегазохимии. В институте разработаны хладостойкие спецстали, которые будут использоваться на заводах по сжижению газа в Арктике. Процесс ведется при криогенных температурах — от -90 °C до -196 °C! Также ученые ЦНИИТМАШ создали дуплексную коррозионно-стойкую сталь для газовых месторождений. Этот материал устойчив к агрессивным средам — например, конденсату природного газа с высоким содержанием сероводорода и углекислого газа.

ЦНИИТМАШ осваивает и новые направления: так, в 2014 году здесь открылась лаборатория аддитивных технологий. На предприятии работают два SLM-принтера – профессиональные установки для производства прототипов и изделий из металла. Также SLM-принтеры разработаны специалистами института для Российского федерального ядерного центра – Всероссийского научно-исследовательского института экспериментальной физики и АО «Наука и инновации».