Методики измерений

В данном разделе представлен официальный реестр методик измерений, применяемых в лабораториях ЦКП ИГИЛ СО РАН для проведения исследований.

Механика деформируемого твердого тела

1. Механические испытания материалов

Определение деформационных и прочностных характеристик материалов при растяжении, сжатии, сдвиге в диапазоне температур от -80° С до +200° С;
Нет. Методика является стандартной, конкретные параметры, геометрия образцов, методы расчета указаны в ГОСТ соответсвенно материалам и видам нагружения. (ГОСТ 28840-90, 11150-84, 9651-84, 25.503-80, 33519-2015, Р 56788, 4651-2014, 14019-2003, 4648-2014, 14759-69, Р 50578-93, Р 56786-2015, 326592014, 3565-80, 26007-83, 25.506-85, 10180, ГОСТ Р 57173-2016)

Испытываемый образец материала устанавливается в нагружающую систему в захватах, предназначенных для растяжения. сжатия. изгиба, сдвига или кручения, после чего производится его нагружение путем приложения возрастающей силы, крутящего момента или перемещения подвижной поперечной балки нагружающей системы. В процессе нагружения производится фиксация времени, измерение нагрузки при помощи встроенного динамоментра и измерение деформации рабочей части образца с помощью внешнего тензометра, наклеиваемых тензорезисторов либо датчика перемещения поперечной балки (в зависимости от жесткости образца и нагружеющией системы). В случае испытаний в условиях пониженных или повышенных температур, захваты с образцом помещаются перед испытанием в термокамеру или высокотемператруную печь и доводятся до необходимой температруры. На основании полученных массивов данных вычисляются деформационные и прочночстрные характеристики.

Определение деформационных и прочностных характеристик материалов при растяжении в диапазоне температур от -80° С до +1000° С;

Определение деформационных и прочностных характеристик материалов в тестах на кручение, кручение со сжатием и растяжением при нормальных условиях;

Разработка методик и проведение прочностных испытаний для нестандартных образцов, включая образцы с неоднородным и многоосным напряжённо-деформированным состоянием;
Нет

Разработка методик и проведение прочностных испытаний для нестандартных образцов, для которых не существует ГОСТов и возможности проведения испытаний с применением штатных систем крепления образцов в испытательных машинах. Конфигурация образцов и метод нагружения определяются исходя из предоставляемых заготовок (например, биологические объекты, различные готовые изделия или их элементы). При невозможности получить контролируемое напряженно-деформированное состояние, позволяющее вычислить стандартные механические характеристики материала, определяются доступные для фиксации и вычисления параметры, которые можно использовать для сравнения исследуемого объекта с эталоном или однотипных исследуемых объектов друг с другом.

Механические испытания с произвольными ступенчатыми и малоцикловыми схемами одноосного нагружения;
Нет. Выполняется согласно ГОСТ 1497-84, 25.505-85, 25.502-79, 23207-78, 28841-90, Р 57173-2016.

Испытываемый образец материала устанавливается в нагружающую систему в захватах, предназначенных для растяжения. сжатия. изгиба, сдвига или кручения, после чего производится его нагружение путем приложения силы, крутящего момента или перемещения подвижной поперечной балки нагружающей системы по заданной программе, задающей произвольное ступенчатое или циклическое изменение нагружающего параметра. В процессе нагружения производится фиксация времени, измерение нагрузки при помощи встроенного динамоментра и измерение деформации рабочей части образца с помощью внешнего тензометра, наклеиваемых тензорезисторов либо датчика перемещения поперечной балки (в зависимости от жесткости образца и нагружеющией системы). В случае испытаний в условиях пониженных или повышенных температур, захваты с образцом помещаются перед испытанием в термокамеру или высокотемператруную печь и доводятся до необходимой температруры. На основании полученных массивов данных вычисляются деформационные и прочночстрные характеристики, а также определяются их зависимости от программы нагружения.

Механические испытания с произвольными ступенчатыми и малоцикловыми схемами двухосного нагружения: кручение совместно с продольным нагружением;

Измерение динамической прочности материалов при испытании на одноосное сжатие при скорости деформации до 1*104 сек-1 на разрезном стержне Гопкинсона (метод Кольского);

Исследования высокотемпературного деформирования и ползучести жаропрочных сплавов при высоких температурах (до 1000 ° С), в том числе, получение диаграмм упругопластического (вязкоупругопластического) деформирования материалов и определение характеристик ползучести;
Нет. ГОСТ 28845-90, 18197-2014, Р 57714-2017, 25.503-97

Образец для испытаний (растяжение, сжатие, изгиб, кручение) устанавливается в захваты соответсвующей испытанию установки рычажного типа. Образец вместе с захватами заключается в пространство для нагрева до целевой температуры испытания (от 20 до 1100 ⁰С). После чего к образцу прикладывается либо постоянная скорость деформирования, либо постоянное усилие/момент. Соответсвующая эксперименту система замеров позволяет определить удлинение/укорочение/ прогиб / угол поворота сечения образца для дальнейшего вычисления зависимостей деформаций от времени.

Лабораторное моделирование деформирования и разрушения материалов, в том числе анизотропных металлических сплавов и композитов, в условиях ползучести и неравномерного распределения напряжений;

Исследование влияния эксплуатационно-технологических факторов на изменение характеристик материала, в том числе, характеристик малоцикловой и многоцикловой усталости;
Нет. ГОСТ 25.502-79, 25.505-85

Образец на растяжение, изгиб, сжатие устанваливается в захваты испытательной машины для усталостных испытаний. Захваты вместе с образцом помещаются в температурную камеру, установленную на испытательной машине для установления постоянной температуры в диапазоне от 20 до 1100 ⁰С. Затем к образцу прикладывается усилие по периодическому закону с заданной частотой до 50 Гц.

Исследование прочности пористых материалов, в том числе биоматериалов, с учетом заполнения их жидкостями и влияния сложного неоднородного напряженного состояния;

Пористый образец на сжатие или нарезанная костная масса (при необходимости пропитывается глицерином) устанваливается в захваты испытательной машины или специальный стакан для стесненного сжатия массы, для проведения статических, усталостных и релаксационных испытаний. Образец или оснастка с костной массой вместе с образцом помещаются в температурную камеру, установленную на испытательной машине для установления постоянной температуры в диапазоне от -80 до 200 ⁰С. Затем к образцу прикладывается усилие по заранее выработанной программе приложения усиялия. В процессе испытания фиксируется усилие от времени, перемещение траверсы от времени, осевая деформация. После с испытания с использованием глицирина образцы взвешиваются на весах для определения потерянной образцом жидкости.

Определение характеристик трещиностойкости, включая определение вязкости разрушения;
Нет. ГОСТ 25.506-85

Образце компактного вида или иной формы представленные в ГОСТ устанваливаются в захваты испытательной машины, находящиеся в климатической камере. После достижения целевой температуры в камере проводится либо растяжение до разрушения образца, либо периодическо приложение усилий по заданной программе для наблюдения за процессом роста трещины. В процессе испытания фиксируется усилие от премещения траверсы, расстояния между проушинами образца по экстензометру, а также эволюция роста трещины при помощи видеофиксации.

Определение ударной вязкости при испытаниях на ударный изгиб по Шарпи;
Нет. ГОСТ 9454-78

Образец с U / V / T образным вырезом предварительно выдерживается при заданной температуре (от -85 до 1010 °С), затем образец щупами устанавливается в захват маятникого копра и после запуска испытания мятник установленной массы производит удар по образцу. После чего испытательная машина выдает значение энергии, потраченной на разрашение образца. Далее определяется ударная вязкость материала, как отношение энергии разрушения к эффективному поперечному сечению образца.

Испытания стойкости материалов и покрытий в условиях абразивного, эрозионного, гидроабразивного износа;
Нет

Тесты на абразивный и эрозионный износ выполняются по стандарту ASTM G65 и G76 соответственно. На гидроабразивный износ по запатентованной ИГиЛ СО РАН методике (Патент РФ № 2509295, опубл. 10.03.2014, Бюл. №7)

Измерение твердости и микротвердости материалов и покрытий;
Нет

Измерения выполняются в соответствии с руководством приборов: твердомер Роквелла ТР5006-02 и твердомер Виккерса EMCO-TEST DuraScan 50

Коррозионные испытания материалов и покрытий в условиях соляного тумана;
Нет

Испытания выполняются в соответствии с руководством камеры соляного тумана ASCOTT S120iP по стандарту ASTM B117

Испытания адгезии покрытий;

Исследование локализованных необратимых деформаций по тепловыделению;

Испытываемый образец материала устанавливается в нагружающую систему в захватах, предназначенных для растяжения. сжатия. изгиба, сдвига или кручения, после чего производится его нагружение путем приложения возрастающей либо ступенчато (циклически) изменяющейся силы, крутящего момента или перемещения подвижной поперечной балки нагружающей системы. В процессе нагружения помимо производится фиксация времени, измерение нагрузки при помощи встроенного динамоментра и нагрева поверхности при помощи скоростной инфрокрасной камеры, происходящего за счет выделения материалом тепла при необратимом деформировании, сопровождаемым внутренним трением. На основании анализа изменения полей температуры поверхности исследуются области локализации необратимых деформаций.

Построение полей деформаций поверхности методом корреляции изображений;

Испытываемый образец материала с нанесенной контрастной спекл-картиной устанавливается в нагружающую систему в захватах, предназначенных для растяжения. сжатия. изгиба, сдвига или кручения, после чего производится его нагружение путем приложения возрастающей либо ступенчато (циклически) изменяющейся силы, крутящего момента или перемещения подвижной поперечной балки нагружающей системы. В процессе нагружения производится фиксация времени, измерение нагрузки при помощи встроенного динамоментра и стереофотографирование поверхности с заданной частотой. Затем при помощи специализированного программного обеспечения на основании корреляции полученной последовательности стереоизображений производится построение полей деформаций, изменяющихся в процессе нагружения.

Усталостные испытания образцов материалов: - при растяжении-сжатии, изгибе; - при симметричных и асимметричных циклах напряжений или деформаций, изменяющихся по простому (сложному) периодическому закону с постоянными (переменными) параметрами; - в условиях нормальной и повышенной температурах (до 1100 ͦ С).

Исследования выполняются в соответствии с ГОСТ 25.502‑79. Универсальная сервогидравлическая испытательная система BiSS UT-100.

Ускоренные оценки влияния эксплуатационно-технологических факторов на сопротивление металлов усталостному разрушению. Построение для указанных образцов материалов диаграмм предельных состояний.

Исследования выполняются в соответствии Патентом РФ. В открытом доступе методика описана в научных публикациях. Тепловизор ImageIR «InfraTec» 8355 и универсальная сервогидравлическая испытательная система BiSS UT-100.

Измерение механических характеристик материалов Статические испытания на растяжение образцов материалов для определения при нормальной и повышенной температурах до 1100°С следующих характеристик механических свойств: - предела пропорциональности; - верхнего физического предела текучести; - нижнего физического предела текучести; - физического предела текучести; - условного предела текучести с допуском на величину пластической деформации при нагружении; - условного предела текучести с допуском на величину полной деформации; - условного предела текучести с допуском на величину остаточной деформации при разгружении; - временного сопротивления (предела прочности); - модуля упругости; - относительного удлинения после разрыва; - относительного равномерного удлинения; - относительного сужения после разрыва; - полной деформации при максимальном усилии; - пластической деформации при максимальном усилии; - коэффициента Пуассона.

Исследования выполняются в соответствии с ГОСТ: 1497-84, 1497-2023. Универсальная сервогидравлическая испытательная система BiSS UT-100.

2. Экспериментальное исследование деформационных характеристик материалов биологического происхождения

Исследование прочностных характеристик биоматериалов;

Исследование вязкоупругих свойств биоматериалов в физиологическом диапазоне амплитуд G’ и частот G’’ деформаций в диапазоне скоростей сдвига от 0,1% до 20% и в диапазоне частот деформаций от 0,1 до 100 Hz;

3. Изготовление материалов и покрытий

Изготовление опытных образцов полимерных композитов и метаматериалов;

Полимерные композиты изготавливаются методом вакуумной инфузии. Данный метод состоит из следующих шагов: 1) формирование на подложке или форме укладки армирующих материалов (например, углеткани, стеклоткани, арамидной ткани, гибридных тканей); 2) формирование вокруг формы с укладкой вакуумного мешка с подводящими и отводящими каналами; 3) смешивание и дегазация смолы низкой вязкости с отвердителем и возможными модификаторами для пропитки армирующей кладки; 4) создание вакуума в вакуумном мешке; 5) подача смолы в подводящие каналы и пропитка укладки за счет протягивания смолы под дейстивем вакуума, позволяющей исключить образование пузырьков, непроклеев и смоляных карманов; 6) выдержка при комнатной темпетаруре до первичного отверждения; 7) термообработка для достижения максимаельной полимеризации смолы и получения максимальной прочности. Гибридные композиты могут такжде получаться вакуумной склейкой различных слоев, изготовленных методом вакуумной инфузии, ждруг с другом и с различными дополнительными элементами. Метаматериалы могут изготавливаться тем же методом, либо прямым созданием заданной периодической структуры при помощи тезхнологий 3D-печати.

Нанесение покрытий детонационным напылением;
Нет

В соответствии с руководством комплекса детонационного напыления CCDS2000 и ГОСТ 27953-88 (Покрытия детонационные. Общие требования)

Изготовление объемных образцов из порошковых материалов методом электроискрового спекания;
Нет

В соответствии с руководством Установки электроискрового спекания Spark Plasma Sintering SPS Labox 1575 в пресс-форму установки помещается заданное количество порошка компонент будущего композитного материала. Пресс-форма нагревается серией импульсов электрического тока до требуемой температуры с одновременным одноосном сжатием.

Изготовление деталей и материалов, в том числе, слоистых композитов сваркой взрывом и магнитоиспульсной сваркой;
Нет

Разогнанная до высокой скорости (сотни м/с) металлическая плаcтина соударяется с неподвижной пластиной и происходит их сваривание. Разгон пластины производится зарядом взрывчатого вещества или импульсным магнитным полем

Упрочнение поверхности металлов взрывом, в том числе, опытных образцов технологического, горно-обогатительного и другого оборудования;

Изготовление нестандартных деталей путем штамповки на бесшаботном гидропневматическом молоте с энергией удара 5 тонн*м, в том числе, серийным выпуском (до 5000 штук за серию);

Ударно-волновое компактирование порошковых материалов во взрывной камере ВК-20 с максимальным количеством взрывчатого вещества в процессе нагружения материалов до 3 кг в тротиловом эквиваленте;

4. Исследование микроструктуры материалов и покрытий

Исследование микроструктуры материалов и покрытий методами оптической и электронной микроскопии;

Рентгеноструктурный анализ порошковых материалов с использованием дифрактометра D8 Advance;

Малоракурсная томография;

Скоростная рентгенография;

5. Компьютерное моделирование материалов и конструкций

Создание отчуждаемых комплексов программ прочностного анализа, включая программы для анализа технологических процессов, аварийных сценариев и эксплуатационных нагрузок, а также программы прочностного анализа биомеханических приложений;

Реализуется через сквозной цикл разработки наукоемкого софта: цикл влючает этапы математического моделирования на основе законов механики твёрдого тела и методов вычислительной механики, дискретизации геометрии расчётной области, тестирования, верификации и валидации отдельных модулей, создания защищенных дистрибутивов отчуждаемых программ.

Создание высокоточных моделей деформирования конструкционных и биологических материалов с последующим внедрением моделей в конечно-элементные комплексы (Ansys, MSC. Marc, а также исследовательские комплексы);

Конститутивные модели создаются на основе общих принципов механики определяющих соотношений, включая автоматическое соблюдение принципов объективности и термодинамической совместности. Как правило, модели создаются путём комбинирования более простых суб-моделей, учитывающих упругость, вязкоупругость, упругопластичность, вязкоупругопластичность, накопление повреждений, изначальную и наведённую анизотропнию. Для создаваемых нелинейных моделей строятся высокоэффективные вычислительные алгоритмы. Алгоритмы учитывают спецификации пользовательских интерфейсов коммерческих (Ansys, MSC.Marc) и исследовательских конечно-элементных комплексов.

Создание нелокальных моделей для сквозного моделирования процессов накопления повреждений, образования трещин и разрушения конструкций, включая сценарии хрупкого и вязкого разрушения;

Нелокальные модели деформирования материалов создаются путём обогащения локальных моделей. Нелокальные модели содержат дополнительные материальные параметры, имеющие размерность длины. Делокализация моделей позволяет получать физически правдоподобные результаты на последовательности конечно-элементных сеток.

Разработка экспериментальной кампании для надёжной калибровки и валидации высокоточных моделей деформирования материалов;

Для сложных нелинейных моделей материалов подбирается набор экспериментов, достаточный для надёжной идентификации отдельных материальных параметров для обеспечения достаточной предсказательной силы модели. Степень надёжности процедуры калибровки оценивается по специально разработанным методикам, определяющим устойчивость предсазания моделей к шумам экспериментальных данных.

Автоматизация процесса создания, калибровки и валидации универсальных моделей композиционных материалов;

В распоряжении коллектива имеется авторский комплекс программ, позволяющий автоматизировать процессы создания, калибровки и валидации конститутивных моделей. Применяется ряд принципиально различных подходов к построению сложных нелинейных моделей композиционных материалов.

Многомасштабное моделирование монолитных и композиционных материалов, включая методику МКЭ2;

Многомасштабное моделирование подразумевает моделирование композитной конструкции на вложенных конечно-элементных моделях. На макро уровне применяется стандартный нелинейный метод конечных элементов, при этом в каждой точке интегрирования по Гауссу решается микро задача по деформированию представительного объёмного элемента (ПОЭ) материала. Микро задача решается методом конечных элементов. При этом, макро деформации пересчитываются в перемещения точек границ ПОЭ, а установившиеся в ПОЭ усилия пересчитываются в макро напряжения. Таким образом обеспечиватся непрерывная двусторонняя связь между макро и микро уровнями композитной конструкции. Для многократного ускорения расчётов (ускорение на пять-шесть порядков) применяются суррогатные модели поведения ПОЭ.

Создание цифровых двойников композиционных материалов на основе явного моделирования механического поведения представительных объёмных элементов. Виртуальные испытания цифровых двойников;

Создаётся конечно-элементная модель представительного объёмного элемента (ПОЭ). Для большей точности вычислений применяются периодические граничные условия. Фазы ПОЭ моделируются с применением нелинейных феноменологических моделей. Виртуальные испытания планируются с целью максимизации информационного содержания экспериментальной кампании.

Создание нелинейных микроструктурно обоснованных моделей композиционных материалов с последующим внедрением в комплексы метода конечных элементов (Ansys, MSC. Marc, а также исследовательские комплексы);

Применяются макрофеноменологические модели с точками доступа информации о развитии микроструктуры. Для обеспечения более высокой точности, также применяется метод многомасштабного моделирования (включая МКЭ2).

Рациональный анализ рисков и послеоперационных осложнений на основе точных моделей деформирования биологических тканей;

Анализ проводится путём проведения серии конечно-элементных расчётов с применением высокоточных нелинейных моделей деформирования биологических тканей. Расчёты могут проводиться с применением коммерческих конечно-элементных комплексов и исследовательских программ.

Конечно-элементный анализ деформирования машиностроительных и промышленных конструкций сложной формы при произвольных сценариях нагружения;

Анализ проводится путём проведения серии конечно-элементных расчётов с применением высокоточных нелинейных моделей деформирования конструкционных материалов. Расчёты могут проводиться с применением коммерческих конечно-элементных комплексов и исследовательских программ.

Гидродинамика и механика нестационарных реологических систем

6. Исследование характеристик полей гидродинамических потоков

Высокоскоростная видеосъемка гидродинамических потоков, до 20 000 кадров в секунду при полном разрешении видеокамеры;
Нет

Измерения могут производится с помощью высокоскоростной камеры Photron Fastcam SA-Z и измерительного комплекса Dantec Dynamics реализующего PIV метод. Обработка полученных изображений может производится с помощью программного пакета Flow Manager или с использованием авторских программ. Диапазон измерения скоростей от 0,1 мм/с-20 м/с

Измерение полей скорости методом PIV;
Нет

Измерение полей возмущений плотности синтетическим шлирен-методом;
Нет

Измерение полей концентрации пассивных примесей флуоресцентным методом;
Нет

7. Приготовление технологических жидкостей, гелей, суспензий по заданным рецептурам при нормальных условиях

Приготовление гелей, в том числе, жидкостей гидроразрывом пласта (ГРП) на основе гуара, полиакриламида и других гелеобразователей, при необходимости, с добавлением сшивателей, брейкеров и иных добавок по заданной рецептуре;
Нет

Приготовление технологических жидкостей, гелей, суспензий производится с использованием верхнеприводных, нижнеприводных и магнитных миксеров с использование необходимых роторов. При необходимости может быть обеспечена термостабилизация с помощью термокриостата. Реагенты отмеряются на прецизионных и аналитических весах. Технология приготовления оговаривается с заказчиком.

Приготовление суспензий, в том числе, из жидкостей ГРП и пропанта в требуемых концентрация;
Нет

Приготовление растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ);
Нет

Приготовление эмульсий, в том числе, водонефтяных;
Нет

Приготовление составов глушения скважин;
Нет

Приготовление моделей пластовой воды, буровых растворов;
Нет

Фильтрация растворов от механических примесей;
Нет

8. Испытания базовых физико-химических свойств технологических жидкостей, гелей, суспензий

Визуальная оценка растворимости ПАВ в технологических жидкостях;

Исследование процессов термической деструкции технологических жидкостей, полимерных растворов с помощью термостатирования и последующей оценки наличия и динамики выпадения осадка и массовой доли сухого осадка, расслоения, измерения плотности, водородного показателя рН, мутности и пр.;

Оценка растворимости полимеров, в том числе, ПАВ: скорость и качество растворения полимера в матричном растворе, оценка совместимости с растворителями и другими компонентами раствора;

Исследование долгосрочной стабильности полимеров, в том числе, ПАВ, в различных температурных режимах;

Исследование фильтруемости растворов полимеров, в том числе, ПАВ, в различных температурных режимах;

Определение содержания хлорорганических соединений в растворе;

Определение степени гидролиза исследуемого раствора;

Определение содержания сульфосополимеров в растворе;

Исследование процессов расслоения эмульсий;

Измерение времени приготовления исследуемых составов: времени гелеобразования, сшивки, структурообразования растворов полимеров;

Оценка закупорки состава на щелевых дисках;

9. Базовые исследования реологических свойств технологических, биологических и пищевых жидкостей, гелей, суспензий и пен, а также вязкоупругих материалов биологического происхождения

Ротационные тесты в диапазоне температур от T_min= -40 ℃ до T_max=220 ℃ при атмосферном давлении и от T_min= -40 ℃ до T_max=300 ℃ в ячейке высокого давления (до 400 бар) обеспечивают:
Нет

Измерения проводятся на реометре Anton Paar MCR-302 с использованием сменных измерительных систем прибора, которые выбираются в зависимости от вида измерений. Режимы проведения измерений оговариваются с заказчиком.

Получение зависимости напряжения сдвига τ(γ ̇), вязкости η(γ ̇) и первой разности нормальных напряжений N_1 (γ ̇) от скорости сдвига:
Нет

в диапазоне скоростей сдвига от γ ̇_min=0,001 с^(-1) до γ ̇_max=2000 с^(-1) при атмосферном давлении,
Нет

в диапазоне скоростей сдвига от γ ̇_min=0,01 с^(-1) до γ ̇_max=1500 с^(-1) в ячейке высокого давления (до 400 бар);
Нет

Измерение предела текучести (критического напряжения сдвига, начального касательного напряжения) и получение зависимости напряжения сдвига от скорости сдвига τ(γ ̇) в режиме контролируемого напряжения сдвига τ:
Нет

в диапазоне напряжений напряжений τ_min=10^(-4) Па до τ_max=3500 Па при атмосферном давлении,
Нет

в диапазоне напряжений от τ_min≈3 Па до τ_max≈3500 Па в ячейке высокого давления (до 400 бар);
Нет

Измерение тиксотропности при помощи трехинтервального ротационного теста в режиме контролируемой скорости сдвига γ ̇. Тесты проводятся:
Нет

в диапазоне скоростей сдвига от γ ̇_min=0,001 с^(-1) до γ ̇_max=2000 с^(-1) при атмосферном давлении,
Нет

в диапазоне скоростей сдвига от γ ̇_min=0,01 с^(-1) до γ ̇_max=1500 с^(-1) в ячейке высокого давления (до 400 бар);
Нет

Динамический механический анализ (ДМА). Осцилляционные тесты в диапазоне температур от T_min= -40 ℃ до T_max=220 ℃ в интервале частот от f_min=0,001 Гц до f_max=100 Гц и в интервале амплитуд от γ_min=0,01 % до γ_max=1500 % проводятся при атмосферном давлении и включают:
Нет

Амплитудные тесты. Определение наличия и границы диапазона линейной вязкоупругой деформации (LVE-диапазон) при помощи осцилляционного амплитудного теста (амплитудная развертка): измерение зависимостей модуля упругости G' (накопления), модуля вязкостных потерь G'' и коэффициента механических потерь δ от амплитуды деформации γ_A при фиксированной частоте колебаний f;
Нет

Частотные тесты. Определение диапазона частот, в которых преобладают упругие свойства, при помощи осцилляционного частотного теста (частотная развертка): измерение зависимостей модуля упругости G' (накопления), модуля вязкостных потерь G'' и коэффициента механических потерь δ от частоты колебаний f при фиксированной амплитуде деформации γ_A;
Нет

Определение спектра времен релаксации H(λ) (напряжений сдвига τ) при помощи релаксационного теста: измерение зависимости модуля релаксации G(t) от времени нагружения при фиксированной амплитуде деформации γ_A;
Нет

Определение средней молекулярной массы полимера методом капиллярной вискозиметрии при помощи измерения характеристической вязкости;
Нет

Исследование динамики изменения средней молекулярной массы растворов полимеров под действием деструкторов и других реагентов, в зависимости от их концентраций и РТ-условий путем измерения нулевой сдвиговой вязкости;
Нет

10. Специализированные исследования реологических свойств технологических, биологических и пищевых жидкостей, гелей, суспензий и пен, а также вязкоупругих материалов биологического происхождения

Измерение степени гидратации, термостабильности и термодеструкции в течение заданного промежутка времени при помощи ротационного теста в режиме контролируемой скорости сдвига γ ̇;
Нет

Исследование структурной стабильности растворов полимеров путем измерения вязкости при малых скоростях сдвига (γ ̇_min=0,001 с^(-1)) в различных РТ-условиях;
Нет

Измерение механической стабильности при интенсивных сдвиговых нагрузках при помощи ротационных, в том числе, в ячейке высокого давления, и осцилляционных тестов;
Нет

Исследование зависимости вязкости раствора от степени его минерализации;
Нет

Исследование зависимости вязкости раствора от концентрации (геля, полимера, эмульсии);
Нет

Исследование химической деструкции полимерных растворов при различных температурах – исследование возможности разрушения структуры сшитого состава деструктором;
Нет

Исследование контактных взаимодействий с помощью теста на липкость (адгезию) с максимальным усилием отрыва одной из поверхностей до 40 Н в диапазоне температур T_min= -40 ℃ до T_max=220 ℃;
Нет

Исследование вязкоупругих свойств жидкостей ГРП после прокачки через пропантную пачку;
Нет

Определение времени потери текучести в нестационарных реологических системах:
Нет

при полимеризации водно-эмульсионных эпоксидных систем, красок,
Нет

при полимеризации материалов в химических реакторах;
Нет

при механическом загрязнении и температурной деградации машинных масел,
Нет

при гидратации строительных смесей в растворах,
Нет

при деградации хладагента в охлаждающих системах,
Нет

при замерзании теплоносителя;
Нет

при изменении свойств биологических материалов;
Нет

11. Исследования реологических свойств технологических, биологических и пищевых жидкостей, гелей, суспензий и пен, а также вязкоупругих материалов биологического происхождения по ГОСТ, ISO и отраслевым стандартам

100

Исследование термостабильности на основе стандартных реологических тестов по ISO 13503-1:2011 «Нефтяная и газовая промышленность – растворы для заканчивания и материалы – Часть 1: Измерение вязких свойств растворов для заканчивания» (пп. 7.2., 7.3);
Нет

101

Определение кажущейся вязкости по Брукфильду в соответствии с ГОСТ 25271-93 (ISO 2555-89) «Пластмассы. Смолы жидкие, эмульсии или дисперсии. Определение кажущейся вязкости по Брукфильду».
Нет

102

Контроль качества жидкостей гидроразрыва пласта на основе высоковязких органических и синтетических гелеобразователей в соответствии с отраслевыми стандартами;
Нет

12. Испытания базовых свойств расклинивающих материалов гидроразрыва пласта (пропантов), в том числе, по ГОСТ Р 51761, ГОСТ Р 54571, ISO 13503-2

103

Определение гранулометрического состава;
Нет

104

Измерение насыпной плотности;
Нет

105

Измерение кажущейся плотности;
Нет

106

Измерение абсолютной плотности;
Нет

107

Определение мутности;
Нет

108

Измерение сферичности и округлости;
Нет

109

Испытание сопротивления раздавливанию;
Нет

110

Измерение потерь при прокаливании;
Нет

13. Исследования проводимости пачки расклинивающих материалов гидроразрыва пласта (пропантов), в том числе, по ISO 13503-5

111

Испытания долговременной проводимости пропанта;
Нет

112

Испытания долговременной проводимости пропанта при циклических нагрузках;
Нет

113

Испытания остаточной проводимости пропанта с жидкостью ГРП;
Нет

114

Испытания долговременной проводимости пропанта при фильтрации неньютоновских жидкостей;
Нет

115

Определение соотношения предельного давления к расходу жидкости с учетом размера пропантной пачки путем исследования процессов выноса пропанта при различных РТ-условиях и параметрах системы пропант-флюид – фазовый состав, вязкостные свойства флюида, скорость потока в призабойной зоне;
Нет

116

Определение критического градиента фильтрации в пропантной пачке для разрушенной и недоразрушенной жидкости ГРП с воспроизведением условий призабойной, центральной и концевой пропантной пачки;
Нет

14. Исследования песконесущей способности жидкостей гидроразрыва пласта (ГРП) в ячейках типа «Хеле-Шоу»

117

Исследования динамического оседания пропанта в физической модели трещины ГРП в различных PT-условиях с видеофиксацией и описанием наблюдаемой структуры течения;
Нет

Исследования проводятся путем прокачки суспензии на основе исследуемой жидкости ГРП и расклинивающего агента (пропанта) через физическую модель трещины с заданной скорость (расходом) и одновременной фиксации структуры и характеристик потока суспензии внутри модельной трещены (скорости и давления жидкости, распределение и скорость оседания расклинивающего агента). Фиксация производится с помощью датчиков давления, скоростной видеосъёмки. Полученные данные обрабатываются с помощь авторских алгоритмов и програмного обеспечения. Для приготовления суспензии используется миксер позволяющий замешать до 100 литров жидкости ГРП по заданной рецептуре. Загрузка расклинивающего агента может достигать до 1100 кг/куб. м. Скорость прокачки суспензии через модельную трещину может достигать до 1 м/с ( в зависимости от жидкости ГРП). Состав суспензии и режимы прокачки через модельную трещину оговариваются с заказчиком.

118

Анализ видео и оценка динамической песконесущей способности ЖидкостиГРП. Обработка экспериментальных данных. Определение скоростей переноса и оседания частиц методами PIV и PTV (если имеет место), анализ динамики накопления осадка пропанта и динамики средней концентрации частиц.
Нет

119

Исследования статического оседания пропанта в физической модели трещины ГРП в различных PT-условиях с видеофиксацией и описанием характера оседания пропанта:

120

- в стандартной ячейке,

121

- в термостатированной ячейке,

122

- в условиях рентгеновской съемки:

123

- в стандартной ячейке,

124

- в термостатированной ячейке;

125

Анализ видео и оценка песконесущей способности жидкости ГРП. Определение скоростей отдельных частиц, групп частиц и построение зависимости скорости оседания от их средней концентрации:

126

для стандартной или термостатированной ячейки,

127

для рентгеновской съёмки;

128

Проведение НИР по подбору оптимальных характеристик жидкости на основе математического моделирования скорости оседания частицы (группы частиц) в зависимости от свойств пропанта и вязкоупругих свойств жидкости:

129

выбор реологической модели,

130

подбор параметров модели по результатам исследования реологических свойств,

131

выбор модели для расчета несущей способности,

132

расчет несущей способности,

133

сравнение расчетной и экспериментально установленной несущей способности;

134

Математическое моделирование технологического процесса ГРП с использованием предиктивной аналитики (искусственный интеллект и машинное обучение);

135

Выбор/разработка методов повышения эффективности ГРП;

15. Исследования фильтрационно-емкостных свойств пористых сред

136

Исследование образования и деструкции фильтрационной корки на поверхности керна при фильтрации жидкости ГРП с брейкером при помощи LPLT-теста; (расшифровать)

137

Исследование образования и деструкции фильтрационной корки на поверхности керна при фильтрации жидкости ГРП с брейкером при помощи HPHT-теста;

138

Определение эффективной проницаемости керна до прокачки и после деструкции жидкости ГРП;

16. Подбор рецептур технологических жидкостей. Определение критической концентрации используемых реагентов для обеспечения целевых эффектов в технологических процессах, в том числе:

139

Определение эффективных концентраций гелеобразователя, сшивателя, брейкера в системах ЖГРП,

140

Определение критической концентрации солей (KCl/NaCl) для коагуляции латекса,

141

Определение оптимального соотношения компонентов и времени стабильности составов водно-эмульсионных эпоксидных систем, красок;

142

Определение предельной концентрации водонасыщения блокирующего состава в системах глушения скважин;

Физика и механика высокоэнергетических процессов