Быстрое меню


Русскоязычная часть:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки
«Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук»
(ЮНЦ РАН)
Год проведения

Категории

О ЮНЦ РАН


18-29-05078 "Изучение воздействия организмов-деструкторов на металлы в зоне смешения речных и морских вод в широком диапазоне гидроклиматических условий"

Грант РФФИ  № 18-29-05078  "Изучение воздействия организмов-деструкторов на металлы в зоне смешения речных и морских вод в широком диапазоне гидроклиматических условий". 

Участники  проетка:
 
Руководитель:
ак. Матишов Геннадий Григорьевич – руководитель
Исполнители:
Гладких Андрей Викторович
Гончаров Александр Александрович
Булышева Наталья Ивановна
Степаньян Олег Владимирович
Григоренко Клим Сергеевич
Ермолаев Антон Игоревич
Варченко Екатерина Александровна
Клещенков Алексей Владимирович
Назаренко Александр Владимирович
 
Начиная с 2018 г. ЮНЦ РАН совместно с ГЦКИ ВИАМ в рамках гранта РФФИ в дельте и устьевом взморье Дона проводятся натурные испытания металлических материалов в условиях естественного воздействия климатических и биологических факторов.
Район исследований – хорошо освоенный морехозяйственной деятельностью, в переделах которого развито судоходство. Через порты Приазовья (Ростов-на-Дону, Азов, Таганрог) ежегодно проходит более 40% российского экспорта зерновых. В силу значительного влияния сгонно-нагонных явлений в морской части устьевой области Дона часто складываются ситуации, когда из-за резкого снижения уровня воды суда вынуждены простаивать по несколько дней в восточной части Таганрогского залива в районе приемного буя Азово-Донского магистрального канала и на рейде портов Азов и Ростов. Так 24 октября 2016 г. практически на неделю было остановлено движение 45 судов. В условиях эксплуатации изношенного парка судов класса река-море и с учетом перспектив строительства новых портовых сооружений в Приазовье актуальной задачей является исследование биообрастания металлов в зоне смешения речных и морских вод в широком диапазоне гидроклиматических условий.



В районе стационаров ЮНЦ РАН – БНЭБ «Кагальник» (станция 1) и гидрометеопоста «Донской» (станция 2) – на глубине 2 м были установлены экспериментальные пластины, площадью 15×15 см, изготовленных из алюминиевых сплавов марок АМг6 и Д16 и углеродистых сталей марок 30ХГСА и Ст3. В качестве контрольных образцов, не склонных к обрастанию, использовались пластины из органического стекла марки АО-120 (нейтральный материал). Параметры воздушной и водной среды фиксировались в автоматическом режиме с дискретностью 10 минут. На этих же станциях размещены стенды для атмосферных испытаний. Планируемая длительность эксперимента 30 месяцев, начало – декабрь 2018 г.

В ходе выполнения работ в течение первого года исследований получены следующие результаты:
1. Отмечено, что в устьевой области реки Дон с декабря 2018 г.  по конец апреля 2019 (до начала половодья) наблюдался достаточно агрессивный гидрологический режим, который характеризуется общим повышенным фоном солености до 3 – 3,5 единиц практической солености (е.п.с.) и низкими значениями температуры, с частыми переходами через 0°С с 20 декабря 2018 г. по 26 февраля 2019 г. и дальнейшим ростом до 10 °С до момента начала половодья. В мае 2019 г. на Нижнем Дону установился стабильный термохалинный режим, увеличения речного стока практически не наблюдалось, скачки солености уменьшились по величине и частоте наблюдений, снижаясь до уровня фона 0,6 – 0,7 е.п.с.
2. Скорость оседания на экспериментальные пластины микроводорослей возрастает с декабря по апрель, а затем снижается, для макрообрастателей скорость оседания обрастателей постепенно увеличивается с декабря по июнь. В течение всего периода среди микрообростаний доминировали диатомовые водоросли, их численность на стальных пластинах была ниже, чем алюминиевых. Заселение пластин макробеспозвоночными началось со стали 30 ХГСА. Через месяц экспозиции появились единичные представители макрозообентоса, по истечению 3-х – единичные моллюски рода Dreissena, формирующие друзовые сообщества в дельте Дона, через 6 – обрастания были сформированы, мшанками, гидроидами и т.д. Проективное покрытие обрастателей составляло от 15 до 100% (максимум отмечен на пластине Д16 на ГМП «Донской»).
3. По результатам 3 месяцев испытаний на гидрометеопостах «Кагальник» и «Донской» при полном погружении экспериментальных пластин в воду и при их экспонировании на атмосферных стендах установлено, что наибольшая скорость коррозии получена на образцах всех материалов на атмосферных стендах ГМП «Кагальник»;
- при испытаниях в воде наибольшая скорость коррозии образцов сталей 30ХГСА и Ст3 была получена на станции ГМП «Кагальник», а наибольшая скорость коррозии образцов сплавов Д16 и АМг6 – на станции ГМП «Донской», что соответствует показателям глубины коррозии при испытаниях  на обеих станциях;
- при оценке изменения твердости поверхности образцов металлических материалов выявлено наибольшее снижение данного показателя для образцов стали 30ХГСА – 17% на атмосферном стенде, при испытаниях в воде снижение показателя составило 6,5% независимо от станции экспонирования. Снижение твердости поверхности образцов стали Ст3, сплава Д16 и сплава АМг6 составило 8; 2,3 и 1,0% соответственно при испытаниях во всех условиях. 
 
«Кагальник» вода   «Донской» вода
3
 
  Ct 3   36 130mkm
3 profil   36 prof
а   б
Рисунок 3 - Результаты металлографических исследований стали 30ХГСА после 3 мес. экспозиции при полном погружении в воду на НЭБ «Кагальник» и ГМП «Донской»:
а) изображение коррозионных повреждений; б) изображение рельефа поверхности образца