Лауреаты премии президента Российской Федерации в области науки и инноваций для молодых ученых за 2011 год — за создание технологий производства высокопрочных хладостойких сталей для добычи и транспортировки углеводородов в сложных природных условиях.
Павел Валерьевич Ковалев родился 26 октября 1980 г. в Ленинграде. Кандидат технических наук, доцент кафедры сталей и сплавов факультета технологий и исследования материалов Санкт-Петербургского государственного политехнического университета
Виктор Валерьевич Орлов родился 24 ноября 1980 г. в Ленинграде. Доктор технических наук, заместитель генерального директора по научной работе Центрального научно-исследовательского института конструкционных материалов «Прометей».
П.В.Ковалев и В.В.Орлов — специалисты в области металлургии и материаловедения, создатели инновационных технологий производства нового поколения высокопрочных сталей с уникальными эксплуатационными характеристиками методом управляемого термопластического воздействия на их структуру.
П.В.Ковалев разработал новую схему раскисления, модифицирования и легирования трубных и судостроительных марок стали, производимых в кислородных конвертерах и электропечах. В 2,5–3 раза снижена объемная доля неметаллических включений по сравнению с традиционной технологией, что обеспечило высокую хладостойкость новых материалов. При этом в 2 раза снижен расход алюминия при выплавке, что внесло существенный вклад в экономическую эффективность разработанной технологии.
В.В.Орловым разработаны и научно обоснованы специальные технологии термопластического воздействия, позволяющие создать ультрадисперсную, вплоть до наномасштабного уровня, структуру стали с комплексом новых свойств. При непосредственном участии В.В.Орлова освоены в промышленном производстве уникальные по сочетанию своих характеристик экономнолегированные стали для Арктики и северных широт: судостроительные стали для нефтяных платформ и труб большого диаметра с высокими рабочими параметрами.
В период 2003-2010 гг. авторы на основе исследований промышленных условий выплавки, обработки, пластической деформации и применения сталей разработали технологические режимы выплавки высокопрочных низколегированных сталей, а также измельчения структуры такой стали вплоть до наномасштабного уровня и получения из нее листового проката. Тем самым создано новое поколение материалов, обеспечивающее стратегическое первенство России по качеству высокоширотных конструкций и магистральных трубопроводов (а в перспективе – корпусной модернизации судов арктического флота), продлевающее срок их службы до 50 лет.
Разработанные П.В.Ковалевым и В.В.Орловым технологии получения хладостойких сталей (в первую очередь – для устанавливаемых на арктическом шельфе энергоконструкций высокой надежности) введены в производство листового проката Ижорского, Магнитогорского и Череповецкого металлургических комбинатов. Успешно применены в производстве металлоконструкций для нефтегазодобывающих платформ «Арктическая» и «Приразломная» (Печорское море), а также магистрального газопровода «Бованенково–Ухта». Эти технологии, являющиеся итогом реализации важнейших инновационных проектов государственного значения «Металл» и «Магистраль», обеспечили импортозамещение высококачественного проката на отечественном и высокую конкурентоспособность на международном рынках. Объем продаж разработанной по новой технологии продукции превысил 21 млрд. рублей, а совокупные налоговые отчисления в государственный бюджет от продажи труб, произведенных по новым технологиям, составил более 3 млрд. рублей.
П.К.: Для меня большая честь получить эту высокую награду. Несомненно, она является серьезным стимулом для дальнейших научных свершений.
В.О.: Премия — это высокий уровень оценки работы и стимул, чтобы работать дальше. Разрабатывать новые технологии и новые процессы для того, чтобы повышать качество продукции в целом, переходить на следующие уровни металловедения, стимулировать технологическое переоснащение, в том числе и в промышленности, и создавать новые перспективные продукты.
Эта работа показала, что наши разработки лучше зарубежных аналогов. И дальше нужно эту планку как минимум не снижать.
— Расскажите о своих исследованиях в области технологий производства нового поколения высокопрочных сталей и тех ваших достижениях, которые позволили вам стать лауреатом данной премии.
П.К.: Наше многолетнее плодотворное сотрудничество с ЦНИИ КМ «Прометей» доказывает правильность выбора курса на объединение усилий вузовской и отраслевой науки. Использование физико-химических методов исследования процессов фазо- и структурообразования в жидкой и затвердевающей стали, а также опытная апробация в ходе многочисленных экспериментов в лабораторных и заводских условиях позволили разработать уникальную схему раскисления, модифицирования и легирования штрипсовых и судостроительных марок стали, производимых в кислородных конвертерах и электропечах и разливаемых как в слитки, так и в непрерывнолитые заготовки. На основе комплексных исследований влияния режимов выплавки, внепечной обработки, разливки и пластической деформации, в том числе с использованием компьютерного моделирования, были разработаны технологические режимы получения листового проката для труб магистральных трубопроводов, а также для корпусов судов, обеспечивающие высокую чистоту стали по неметаллическим включениям, а также измельчение структуры низколегированной стали вплоть до наномасштабного уровня.
В.О.: Работа началась в 2003 году. Изначально считается достаточно прогрессивным шагом, когда удается улучшить качество материала на 10–15 процентов.
В начале этой работы была поставлена достаточно амбициозная задача — повысить совокупность характеристик материалов в два раза.
Это была инициатива Министерства образования и науки, которое объединило усилия научных центров и промышленных предприятий. Лидером среди научных организаций был выбран «Прометей», и это была первая возможность для реализации потенциала молодых специалистов в том числе. В первом проекте, в котором мы создавали материалы для нефте- и газодобывающих платформ, были созданы не только новые материалы, но и абсолютно новые технологии их производства. За рубежом они существовали годов с 80-х, а в России их не было. С помощью применения новых технологий мы по совокупности характеристик смогли обеспечить улучшение качества металла в два раза. Далее, после получения такого высокого научного результата и его хорошего практического применения, возникла идея развить его при разработке нового поколения стали для магистральных трубопроводов. Там очень высокие требования по рентабельности продукции, по ограничению содержания легирующих элементов, по себестоимости стали, потому что нужно очень большое количество ее, и одновременно очень высокие требования по конечным свойствам. Именно там мы уже в полной мере освоили новую технологию управления структурой и получения свойств за счет варьирования именно технологии, не используя легирование стали. Работа была большая и комплексная, с участием промышленных предприятий и научных центров.
— Каковы ваши дальнейшие планы в научной карьере?
П.К.: Продолжение активных теоретических и экспериментальных исследований по проблемам высокопрочных марок сталей.
Ставлю перед собой цель написания и защиты докторской диссертации.
В.О.: Работать. В рамках этой работы у нас уже появились еще более молодые специалисты высокой квалификации, которые занимаются одновременно и научными исследованиями, и внедрением их на заводах, то есть являются комплексными специалистами. Поэтому планы — развивать науку, работать для организации, реализовывать все то, что в меня вложили учителя и чему научился сам.
— Как вы оцениваете уровень российской науки в настоящее время? Считаете ли вы, что в последние годы он начал расти или, наоборот, продолжает падать?
П.К.: Считаю, что в последнее время наблюдается положительная тенденция, связанная с увеличением интереса к науке, ростом количества грантов, однако многое предстоит еще сделать для того, чтобы мы вернулись на ведущие позиции как в самой металлургии, так и в металлургической науке в частности.
В.О.: Больше всего порадовало, что это признание высокого уровня российского материаловедения, наших разработок, потому что многие говорят, что в России науки нет, все в упадке. Не могу ответить за всю страну, но это признание того, что наука у нас на мировом уровне, как минимум в этом направлении, и есть возможность реализации всех научных разработок.
П.К.: К сожалению, в моей научной практике не было опыта совместной работы с зарубежными учеными. Надеюсь, в дальнейшем мне удастся наверстать этот пробел.
В.О.: В рамках этого проекта мы не работали с зарубежными учеными. Но мы с коллегой работаем в разных организациях, и в «Прометее» широкий спектр отношений не только в России.
Замыкаясь только внутри себя, ты не можешь корректно оценить своих соперников, конкурентов, единомышленников, в том числе и в мировом масштабе.
Поэтому сам институт имеет в целом достаточно широкие связи как внутри России, так и за рубежом. Это я говорю от лица «Прометея». В целом и Политехнический университет имеет развитые связи, но в рамках этих исследований мы с зарубежными организациями не работали.
