ВНИИНМ разрабатывает комплекс подводной лазерной резки

В год 75-летия атомпрома рассказываем об инновационных разработках ровесника отрасли — ​ВНИИНМ им. Бочвара. Ученые института решили погрузиться на большую глубину: разрабатывают комплекс подводной лазерной резки.

ЧТО ЭТО?

Лазерная резка — ​технология обработки изделий из металла с помощью лазерного излучения. Суть заключается в нагреве зоны реза и разрушении материала в этой зоне лазером.

ОСОБЕННОСТИ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ

Преимущества

+ Высокая скорость.

+ Высокая точность.

+ Компактное оборудование.

+ Небольшой расход электроэнергии.

+ Минимум отходов.

+ Нет механического контакта инструмента с заготовкой, поэтому метод подходит даже для хрупких материалов.

+ Может применяться для подводной резки на больших глубинах (сейчас на глубине более 1 км возможна только разделка направленным взрывом).

Трудности лазерной резки под водой

– Вода снижает энергию излучения.

– Высокое давление (плюс 1 атмосфера на каждые 10 м погружения).

– Распространение, рассеяние, поглощение излучения идут не так, как на воздухе.

СОСТАВ КОМПЛЕКСА ДЛЯ ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ

1. Твердотельный лазер.

2. Режущая головка.

3. Силовая волоконная линия.

4. Опционально — ​беспилотный аппарат для доставки комплекса на большие глубины.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ВНИИНМ

• Разделка затонувшей техники, в том числе радиационно опасных объектов (суда, самолеты, атомные подлодки и т. д.).

• Подводное строительство (буровые станции, нефтепроводы, нефтехранилища и т. д.).

• Работы в бассейнах выдержки ОЯТ.

• Спасательные работы на глубине.

Константин Щербаков
Руководитель проекта блока развития, ВНИИНМ

— Данный проект для нашего института не такой уж непрофильный. ВНИИНМ — ​материаловедческий институт. Лазер — ​лишь инструмент, для создания комплекса нужно решать материаловедческие проблемы: изучать взаимодействие излучения с веществом в водной среде, создавать технологические решения, которые позволят преодолеть трудности лазерной резки под водой.

Первоначально мы проектировали оборудование только для разделки затонувшей техники. Представьте: самолет упал в океан. Надо изъять черные ящики. Сейчас нет технологий для резки металла на глубине более 1 км — ​для разделки используется направленный взрыв, сохранить черные ящики очень трудно. Мы доказали, что лазером можно аккуратно разрезать металл на любой глубине.

В процессе работы выяснили, что технология пригодна и для других задач: подводного строительства добычных комплексов, технологических работ в бассейнах выдержки ОЯТ. Ее можно применять при работах по подъему затопленных АПЛ, например для надежного закрепления тросов понтонов. Разрабатываемое нами оборудование и ПО позволят точно управлять процессом резки дистанционно. Автономность — ​важная особенность создаваемого комплекса, ведь водолазы не могут работать на глубине более 200 м. Эта особенность также позволяет работать с радиационно опасными объектами.

Мы уже провели все необходимые НИР по проекту на опытном оборудовании в МИСиСе. Получили два патента и зарегистрировали два ноу-хау. Сейчас делаем макет лазерного комплекса во ВНИИНМ для ОКР. Мы разрабатываем камеру, имитирующую подводные условия на глубине до 5 км, для проведения экспериментов.

Хотим создать комплекс полностью на российском оборудовании. Твердотельные лазеры с диодной накачкой, силовые оптические линии — ​все это есть на отечественном рынке. Режущая головка — ​изобретение ВНИИНМ, мы сможем изготовить ее в институте.

Серийное производство таких комплексов не планируется, много их не нужно. Предполагается, что компания покупает один комплекс, а мы обеспечиваем сервис на всем жизненном цикле.