Разработкой занимаются специалисты Пермского политеха. Во время производства плунжерных насосов, применяемых при добыче полезных ископаемых под высокими давлениями, возникают трудности. Как поясняет пресс-служба вуза, устройства изготавливаются из длинных полых длинномерных тонкостенных биметаллических цилиндров, состоящих из таких деталей, как обечайка и лейнер. Чтобы повысить прочность, элементы конструкции подвергают термомеханической обработке, при этом появляются большие внутренние напряжения, нагрев изделия может привести к его короблению. Чтобы определить остаточные напряжения, существуют экспериментальные способы: химические, рентгенографические, магнитные, поляризационно-оптические, термические и механические. Однако многие из них требуют больших временных затрат, приводят к нарушению структуры образцов, удалению части материала на них или к полному уничтожению.

Предложение пермских исследователей касается оценки внутренних напряжений биметаллических цилиндров, которая позволяет определить наиболее эффективный технологический цикл производства изделия. Чтобы реализовать новую методику, они сформулировали и решили задачу в рамках теории упругости, вывели новые формулы, которые позволяют находить уровень напряжений в зависимости от экспериментальных измерений, а затем провели исследования на биметаллических образцах (кольцах) с лейнером из разных классов сталей после различных вариантов обработки. Эксперименты позволили для каждого изученного материала лейнера установить необходимый вид обработки, степень деформации и температуру постдеформационного нагрева. Так были подобраны оптимальные режимы обработки биметаллических цилиндров, которые обеспечивают высокий уровень адгезии (сцепления поверхностей), минимальные остаточные напряжения и изменения геометрии лейнера.

При исследовании политехники сформулировали критерии для оптимизации термомеханической обработки изделий: остаточные напряжения в цилиндре, отклонения в размерах деталей и разница напряжений между обечайкой и лейнером должны быть минимальными, а сцепление между ними — максимальным.

Как подчеркивают в вузе, предложенный метод позволяет эффективно оценить уровень остаточных напряжений в биметаллических цилиндрах, что, в свою очередь, помогает подобрать нужные режимы их обработки. Применение такой методики значительно улучшает процесс изготовления плунжерных нефтяных насосов, снижает риск деформации элементов конструкции, повышает качество и надежность продукции нефтегазовой промышленности.