AzTU-da maşın öyrənməsi ilə idarə olunan yeni nəsil metal-kompozit örtüklərin yaradılması

Layihə neft-qaz sənayesinin aqressiv mühitlərində işləyən karbon və azlegirli polad konstruksiya və avadanlıqların xidmət müddətinin artırılması üçün yeni çoxkomponentli korroziya-aşınma davamlı metal-kompozit örtüyün yaradılmasına yönəldilmişdir. Layihədə əsas substrat kimi API 5L X65/X70 tipli boru poladlarına yaxın karbon və azlegirli poladların tətbiqi nəzərdə tutulur. Yeni örtüyün metal matrisini Ni-Fe-Cr sistemi təşkil edəcək, matrisa Mo, B və Si ilə modifikasiya olunacaqdır. Örtüyün yüksək aşınma müqavimətini təmin etmək məqsədilə WC və Cr₃C₂ karbidlərinin hibrid möhkəmləndirici faza kimi istifadəsi araşdırılacaqdır. Örtük karbon poladından xarici funksional səthə doğru kimyəvi tərkibi və möhkəmləndirici fazanın miqdarı dəyişən funksional-gradientli quruluşda hazırlanacaqdır. Belə yanaşma karbon poladı ilə yüksək xassəli xarici qat arasında daha mərhələli struktur keçidinin formalaşdırılmasına, qalıq gərginliklərinin və çat əmələ gəlmə ehtimalının azaldılmasına xidmət edəcəkdir. Örtüyün hazırlanması üçün əsas texnologiya kimi lazer örtmə üsulu nəzərdə tutulur. Lazer gücü, skan sürəti, tozun verilmə sürəti, örtmə addımı və digər texnoloji parametrlərin örtüyün mikrostrukturuna, məsaməliliyinə, substratla qarışma dərəcəsinə, sərtliyinə, korroziya və aşınma davranışına təsiri tədqiq ediləcəkdir. Alınmış örtüklər optik və elektron mikroskopiya, SEM–EDS, XRD, profilometriya, mikro- və makrosərtlik, triboloji, elektrokimyəvi və digər uyğun tədqiqat üsulları ilə xarakterizə ediləcəkdir. Korroziya davranışı ilk mərhələdə xlorid tərkibli model məhlullarda, daha sonra CO₂ ilə zənginləşdirilmiş neft-qaz mühitini imitasiya edən məhlullarda öyrəniləcəkdir. H₂S tərkibli mühitlərdə sınaqlar yalnız müvafiq təhlükəsizlik sistemi olan laboratoriyada və ya ixtisaslaşmış tərəfdaş təşkilatda aparılacaqdır. Layihənin əsas innovativ hissələrindən biri kimyəvi tərkib və lazer örtmə texnologiyasının maşın öyrənməsi ilə birlikdə optimallaşdırılmasıdır. Ni, Fe, Cr, Mo, B, Si miqdarları, WC/Cr₃C₂ nisbəti və lazer parametrləri giriş göstəriciləri, örtüyün sərtliyi, məsaməliliyi, aşınma sürəti, korroziya cərəyanı sıxlığı, elektrokimyəvi müqaviməti, çatların olması və digər xassələr isə çıxış göstəriciləri kimi rəqəmsal məlumat bazasına daxil ediləcəkdir. Random Forest, Gradient Boosting/XGBoost, Support Vector Regression, Gaussian Process Regression və digər uyğun modellərin müqayisəsi aparılacaqdır. Kiçik və orta həcmli eksperimental məlumat bazası nəzərə alınaraq model seçimi məlumatın real həcminə uyğun aparılacaq və yalnız yüksək dəqiqlik göstəricisi əldə etmək məqsədilə həddindən artıq mürəkkəb model tətbiq edilməyəcəkdir. İzah edilə bilən maşın öyrənməsi vasitəsilə örtüyün xassələrinə ən çox təsir göstərən kimyəvi və texnoloji parametrlər müəyyən ediləcəkdir. Bayesian və digər çoxmeyarlı optimallaşdırma üsulları vasitəsilə maksimum korroziya və aşınma müqavimətinə, minimal məsaməliliyə, yaxşı metallurgiya birləşməsinə və mümkün qədər aşağı material maya dəyərinə malik kompozisiya seçiləcəkdir. Maşın öyrənməsi tərəfindən təklif edilən ən perspektivli örtüklər laboratoriyada yenidən hazırlanaraq modelin nəticələri eksperimental şəkildə yoxlanılacaqdır. Layihənin sonunda şərti olaraq AZTU–NFC-MMC adlandırılan yeni metal-kompozit örtük sistemi, onun hazırlanma texnologiyası, eksperimental məlumat bazası, maşın öyrənməsi modeli və rəqəmsal material pasportu yaradılması nəzərdə tutulur.