Введение

Магистерская программа «Конструирование энергосберегающих узлов трения» направления 150700

«Машиностроение» разработана для

подготовки высококвалифицированных специалистов в области триботехники и триботехнологий. Магистры, окончившие полный цикл обучения,

способны решать широкий круг задач по обеспечению надежности нефтегазового оборудования на всех этапах его жизненного цикла, начиная от конструирования и заканчивая ремонтом и реновацией.

Эффективное использование машин и оборудования нефтегазовой отрасли невозможно без решения задач, связанных с повышением стойкости узлов трения и подвижных сопряжений. Если учесть, что в машинах и механизмах нефтегазовой отрасли до 80% аварий и отказов оборудования связано с износом поверхностей подвижных узлов и деталей, то востребованность специалистов трибологического профиля сомнения не вызывает.

В последние годы в России, как и во всем мире, значительное внимание уделяется вопросам эффективного использования энергии в технике и технологиях, в том числе применяемых при разработке и освоении месторождений нефти и газа. Одним из перспективных направлений создания и использования энергоэффективной техники является применение трибологических и триботехнических подходов при конструировании и реновации узлов трения. Использование конструкторских и технологических методов для снижения коэффициента трения – это перспективное направление развития машиностроительного производства, представляющее собой крупный резерв технико-экономического значения.

Не менее важным резервом повышения эффективности использования оборудования и экономии материальных ресурсов является применение таких методов при восстановлении изношенных деталей.

Создание в процессе реновации покрытий с повышенной стойкостью позволяет продлить срок службы восстановленной детали, увеличить межремонтный период, улучшить эксплуатационные параметры узла или механизма в целом.

Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению 150700 «Машиностроение» позволит выпускнику, освоившему программу магистерской подготовки и успешно прошедшему итоговую аттестацию, получить квалификацию (степень) «магистр». Нормативный срок освоения программы для очной формы обучения составляет 2 года. Трудоемкость освоения программы оценивается зачетными единицами (з.ед.) за весь период обучения. Из них на дисциплины общенаучного цикла приходится 30 з.ед., а профессионального – 40 з.ед., практики и научно-исследовательская работа оценивается в 40 з.ед. Завершается обучение государственным экзаменом, успешная сдача которого оценивается в з.ед.

Аннотация программы Интенсивная газо- и нефтедобыча, которая велась в последние десятилетия, привела к значительному усложнению условий извлечения природных ресурсов на многих месторождениях и вызвала резкое увеличение эксплуатационных нагрузок на машины и оборудование в добывающей промышленности и газотранспортных системах. В будущем эта негативная тенденция будет только усиливаться и вызывать рост затрат на эксплуатацию таких объектов. В связи с этим вопросы повышения надежности и долговечности оборудования стали приоритетной задачей для многих предприятий, что определяет необходимость подготовки специалистов, способных решать возникающие при этом проблемы.

Условия работы подвижных деталей машин и узлов трения оборудования нефтяной и газовой отрасли характеризуются высокими механическими и тепловыми нагрузками, наличием контакта с агрессивными средами, присутствием в зоне контакта рабочих поверхностей абразивных частиц или непосредственным контактом с высокотвердыми горными породами и грунтами.

Это определяет необходимость использования при их конструировании и изготовлении широкого спектра технических и технологических решений, направленных на снижение контактных нагрузок и повышение стойкости к разрушающему воздействию. Специалист, занимающийся проектированием, изготовлением, эксплуатацией и ремонтом такой техники, должен обладать комплексом знаний, включающим понимание физико-химических процессов, протекающих в зоне контакта, знание конструкторских подходов, обеспечивающих снижение эксплуатационных нагрузок, и навыки применения технологических методов, обеспечивающих требуемый комплекс свойств, как в поверхностном слое, так и по сечению детали в целом. Совокупность знаний, навыков и умений, полученных специалистов при обучении по данной магистерской программе позволит в дальнейшем принимать оптимальные решения при работе с широким спектром машин и оборудования, как нефтегазового машиностроения, так и оборудования других отраслей.

Реализация магистерской программы «Конструирование энергосберегающих узлов трения» построена на базе одного базового общенаучного и трех профессиональных специализированных модулей:

- базовый общенаучный модуль, включающий дисциплины общего профиля, предназначен для формирования общекультурных компетенций выпускника, позволяющих легко адаптироваться и применять полученные знания в новых областях деятельности. Он включает такие дисциплины как деловой иностранный язык, защита интеллектуальной собственности, менеджмент и маркетинг, философские проблемы науки и техники, организационно-экономическое проектирование инновационных процессов;

- профессиональный теоретический модуль предназначен для получения студентами знаний по основам теории трения и изнашивания и подготовки к профессиональной деятельности в области проектирования, изготовления и эксплуатации узлов трения. Этот модуль базируется на таких дисциплинах как: современные проблемы нефтегазовой науки, техники и технологии, физико-химическая механика поверхностей трения, техническая эстетика в технологии машиностроения, тепловая динамика трения и изнашивания, математические методы в инженерии, основы научных исследований, организация и планирование эксперимента;

- специализированный конструкторский модуль позволит формировать конструкторские решения, основанные на многокомпонентном анализе механизма работы узла трения и включает такие дисциплины как: уплотнение узлов трения, надежность узлов трения, проектирование триботехнических систем, трибометрия, избирательный перенос в узлах трения, автоматизация проектирования нефтегазопромыслового оборудования, новые конструкционные материалы, компьютерные технологии в машиностроении.

- специализированный технологический модуль обеспечит получение навыков и умений для производственнотехнологической деятельности выпускника. В его состав входят: триботехническая диагностика, триботехническое материаловедение, оборудование и оснастка для триботехнологий, организация и оснащение цехов и участков реновационного производства, энергосберегающие смазочные материалы, методы получения защитных покрытий в узлах трения, методы повышения износостойкости узлов трения.

Наиболее сильной частью программы является большой объем практических и лабораторных работ. Магистры, прошедшие обучение по программе «Конструирование энергосберегающих узлов трения» направления 150700 «Машиностроение», получат не только теоретические знания, но и реальные практические навыки работы на технологическом оборудовании, измерительных приборах и испытательных установках, что значительно расширит их конкурентноспособность на современном рынке труда, как в нефтегазовой, так и в других отраслях промышленности.

ОБЛАСТЬ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫПУСКНИКА

Область профессиональной деятельности магистров включает разделы науки и техники, содержащие совокупность средств, приемов, способов и методов человеческой деятельности, направленной на создание конкурентоспособной продукции машиностроения и основанной:

на применении современных энергосберегающих подходов к конструированию узлов трения нефтегазового оборудования;

на использовании современных методов проектирования, математического, физического и компьютерного моделирования технологических процессов, обеспечивающих высокие триботехнические характеристики узла трения;

на создании систем управления качеством применительно к конкретным условиям производства на основе международных стандартов;

на проведении маркетинговых исследований с поиском оптимальных решений при разработке нефтегазового оборудования с учетом требований качества, надежности и стоимости узлов трения, а также сроков изготовления, безопасности жизнедеятельности и экологической чистоты.

Возможные места работы:

- конструкторские бюро и инжиниринговые компании, специализирующиеся на разработке нефтегазового оборудования;

- производственные предприятия, осуществляющие выпуск оборудования, комплектующих и его реновацией;

- сервисные компании, занимающиеся техническим обслуживанием и ремонтом;

- научно-исследовательские институты, выполняющие теоретические и прикладные исследования в области машиноведения.

Должности, на которые может претендовать выпускник:

- при реализации научно-исследовательской деятельности: инженерисследователь, научный сотрудник, заведующий сектором;

- при реализации проектно-конструкторской деятельности: конструктор, инженер-проектировщик;

- при реализации организационно-управленческой деятельности: руководитель производственного подразделения, цеха, участка и др.);

- при реализации производственно-технологической деятельности: инженерные должности (технолог, технический руководитель производственного подразделения и др.).

РЕСУРСНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОГРАММЫ

РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина располагает высококвалифицированным кадровым составом и материально-технической базой, обеспечивающей проведение всех видов дисциплинарной и междисциплинарной подготовки, лабораторной, практической и научно-исследовательской работы, предусмотренной учебным планом.

Не менее 85% преподавателей, обеспечивающих учебный процесс по профессиональному циклу магистерской программы имеют ученые степени и ученые звания, при этом ученые степени доктора наук или ученое звание профессора имеют 15 % преподавателей. К руководству магистерскими диссертациями привлечены преподаватели из числа действующих руководителей и ведущих работников профильных организаций, предприятий и учреждений.

Основная образовательная программа обеспечена учебно-методической документацией и материалами по всем учебным курсам. Содержание каждой из таких учебных дисциплин представлено на сайте Университета в сети Интернет.

Каждый обучающийся по магистерской программе обеспечен доступом к электронно-библиотечной системе, содержащей издания по основным изучаемым дисциплинам.

Руководители магистерских программ регулярно проводят самостоятельные исследовательские (творческие) проекты или участвуют в совместных исследованиях с ведущими научно-производственными организациями России, имеют публикации в отечественных научных журналах (включая журналы из списка ВАК) и/или зарубежных реферируемых журналах, трудах национальных и международных конференций, симпозиумов по профилю, не менее одного раза в пять лет проходят повышение квалификации.

Для успешного освоения магистерской программы на кафедре трибологии и технологий ремонта нефтегазового оборудования для изучения отдельных циклов специальных программных дисциплин созданы:

учебно-лабораторный практикум для проведения трибологических испытаний (оборудование: установки для проведения комплексных исследований износостойких свойств материалов, поверхностных покрытий и смазочных материалов);

учебно-лабораторный практикум по проведению металлографических исследований материалов (оборудование для определения структурно-фазового состава сталей и сплавов и химического состава: оптикоэмиссионный спектрометр Foundry Мasters LAB-SAS, оптические Neofot 32, оборудование для пробоподготовки);

учебно-лабораторный практикум по определению физико-механических свойств (оборудование: универсальная сервогидравлическая установка для статических и динамических испытаний серии Servopulser, испытательная установка EU-40 для статических и динамических испытаний, копер, испытательная разрывная машина Р-5, универсальный твердомер SWISS MAX600, микротвердомеры ПМТ-3);

учебно-лабораторный практикум по определению физико-химических свойств масел и специальных жидкостей (оборудование для определения продуктов износа: оптико-эмиссионный спектрометр МФС-12 и инфракрасный Фурье – спектрометр, счетчик частиц износа);

учебно-лабораторный практикум по изучению технологий и оборудования для обработки поверхностей с особыми свойствами (металлообрабатывающее оборудование: станок токарновинторезный, станок плоскошлифовальный, станок круглошлифовальный, станок фрезерный универсальный, станок сверлильный универсальный, ленточная пила).

учебно-лабораторный практикум по изучению технологий и оборудования для создания поверхностей с особыми свойствами (оборудование для нанесения покрытий: аппарат сварочный, машина сварочная для контактной сварки (МТаппарат сварочный (МШ-1001), аппарат электросварочный (МТПР-25), сварочный полуавтомат инверторторный в защитных газах, установка для плазменного напыления (пк-1), установка для электродуговой металлизации, установка для газопламенного напыления (TOP-JET100), установка для микродугового оксидирования; камера пескоструйная, портативный электронный регистратор, быстродействующий пирометр);

Для проведения: лекционных занятий используются аудитории, оснащенные современным оборудованием (мультипроекторы, NV, DVD, компьютеры и т.п.); практических занятий – специально оснащенные аудитории; лабораторных работ – оснащенные современным оборудованием и приборами, установками лаборатории.

СТРУКТУРА ПРОГРАММЫ

В соответствии с целями и задачами программы состав дисциплин направлен на формирование у магистранта комплекса компетенций по основным направлениям его деятельности. Структура программы состоит из одного базового общенаучного и трех профессиональных специализированных модулей:

1. Базовый общенаучный модуль предназначен для формирования общекультурных компетенций выпускника и включает дисциплины общего 2. Профессиональный теоретический модуль предназначен для формирования компетенций связанных с организационно-управленческой деятельностью и включает дисциплины базового профессионального цикла.

3. Специализированный конструкторский модуль позволит формировать компетенции, связанные с проектно-конструкторской деятельностью и обобщает дисциплины вариативной части учебного плана конструкторской направленности.

4. Специализированный технологический модуль обеспечит формирование компетенций для производственно-технологической деятельности выпускника.

Обобщение знаний по всем четырем блокам сформирует у магистранта компетенции для осуществления научно-исследовательской и педагогической деятельности с широким кругозором по всему спектру проблем, связанных с разработкой энергосберегающей техники для нефтегазовой отрасли.

СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ

БАЗОВЫЙ ОБЩЕНАУЧНЫЙ МОДУЛЬ

В состав этого модуля входят следующие дисциплины:

- Деловой иностранный язык, - Защита интеллектуальной собственности, - Менеджмент и маркетинг, - Философские проблемы науки и техники, - Организационно-экономическое проектирование инновационных процессов, - Современные проблемы нефтегазовой науки, техники и технологии.

В результате их изучения формируются следующие общекультурные компетенции выпускника компе- Характеристика обязательного порогового уровня сформиНазвание компетенции способность совершенствовать и Иметь высокие внутренние стандарты качества работы;

ОК- развивать свой интеллектуаль- ставить перед собой амбициозные, но достижимые цели;

ный и общекультурный уровень сопоставлять достигнутое с поставленными целями. Владеть способами духовного и интеллектуального самопознания, саморазвития и саморегуляции компе- Характеристика обязательного порогового уровня сформиНазвание компетенции способность к обобщению, ана- Выделять потребность в инженерном решении и формуОК- лизу, критическому осмысле- лировать задачу с учетом требований, анализировать нонию, систематизации, прогнози- вые и нетипичные задачи; систематизировать, обобщать, рованию при постановке целей в классифицировать, оценивать, структурировать подлежасфере профессиональной дея- щие исследованию явления, их связи и отношения. Готовтельности с выбором путей их ность принять на себя ответственность за выработку поддостижения ходов к решению возникающих проблем в нестандартных способность критически оцени- Использовать методы научного поиска и интеллектуальОК- вать освоенные теории и кон- ного анализа научной информации при решении новых цепции, переосмысливать накоп- задач. Ставить познавательные задачи и выдвигать гиполенный опыт, изменять при не- тезы; выбирать условия проведения исследования, необобходимости профиль своей ходимые приборы и оборудование; описывать результаты, профессиональной деятельности формулировать выводы.

способность собирать, обраба- Самостоятельно искать, анализировать и отбирать необОК- тывать с использованием совре- ходимую информацию, организовывать, преобразовывать, менных информационных тех- сохранять и передавать ее. Структурирование знаний, их нологий и интерпретировать не- ситуативно-адекватная актуализация, приращение накопобходимые данные для форми- ленных знаний. Умение выбирать собственную траекторования суждений по соответст- рию образования.

вующим социальным, научным и этическим проблемам способность самостоятельно Самостоятельно искать, анализировать и отбирать необОК- применять методы и средства ходимую информацию, организовывать, преобразовывать, познания, обучения и самокон- сохранять и передавать ее. Структурирование знаний, их троля для приобретения новых ситуативно-адекватная актуализация, приращение накопзнаний и умений, в том числе в ленных знаний. Умение выбирать собственную траектоновых областях, непосредствен- рию образования.

но не связанных со сферой деятельности способность выбирать аналити- Самостоятельно выбирать соответствующие методы для ОК- ческие и численные методы при построения математических моделей технологических разработке математических мо- процессов и оборудования для восстановления и упрочнеделей машин, приводов, обору- ния деталей, оценивать их применимость и степень достодования, систем, технологиче- верности, использовать стандартные методы расчета при ских процессов в машинострое- расчете режимов обработки; разрабатывать собственные способность на научной основе Самостоятельно разрабатывать методологические основы ОК- организовывать свой труд, само- проведения научного исследования, ставить цели и форстоятельно оценивать результа- мулировать задачи работы над проектом по выбранной ты своей деятельности, владеть теме, связанной с реализацией профессиональных функнавыками самостоятельной ра- ций. Определение стратегии выполнения научного исслеботы в сфере проведения науч- дования: объема работ и последовательности их выполненых исследований ния, графика работ по этапам, необходимых ресурсов.

способность получать и обраба- Способность самостоятельно осуществлять поиск необхоОК- тывать информацию из различ- димых источников информации и их отбор согласно теманых источников с использовани- тике решаемых задач, в том числе с использованием соКоды Краткое содержание/определение и структура компетенции.

ем современных информацион- временных информационных технологий. Использование ных технологий, умеет приме- персональных компьютеров с применением программных нять прикладные программные средств общего и специального назначения при решении средства при решении практиче- профессиональных задач, связанных с разработкой ресурских вопросов с использованием сосберегающих технологий и оборудования для реноваперсональных компьютеров с ции. Умение успешно и целесообразно осваивать новые применением программных технологии и программные продукты с целью поиска, средств общего и специального обобщения и использования информации, предоставляеназначения в том числе в режиме мой сетью Интернет. Использовать возможности Интерудаленного доступа нет для налаживания и поддержания контактов с удаленными пользователями сети в рамках своей профессиональной деятельности. Использовать ресурсы Интернет в способность свободно пользо- Навыки чтения научной литературы, относящейся к сфере ОК- ваться литературной и деловой профессиональной деятельности, реферирования статей и письменной и устной речью на монографий. Способность к коммуникациям в ситуациях русском языке, умение создавать научного и делового общения. Ведение научной, деловой и редактировать тексты профес- переписки.

сионального назначения, владения иностранным языком как средством делового общения способность проявлять инициа- Выбирать способы самоопределения в различных ситуаОК- тиву, в том числе в ситуациях циях; уметь принимать решения, брать на себя ответстриска, брать на себя всю полноту венность за их последствия, осуществлять действия и поответственности, учитывая цену ступки на основе выбранных целевых и смысловых устаКоды Краткое содержание/определение и структура компетенции.

компе- Характеристика обязательного порогового уровня сформиНазвание компетенции ошибки, вести обучение и ока- новок; быть готовым разрешать сложные, конфликтные зывать помощь сотрудникам или непредсказуемые ситуации Общее количество часов учебного плана, отведенное на изучение дисциплин этого модуля, составляет 396 часов, из них 72 часа составляют лекции, часов семинарские занятия. В результате успешного освоения общенаучного модуля обучающийся набирает 11 кредитов.

ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЙ ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

В состав этого модуля входят дисциплины, связанные с общей подготовкой к профессиональной деятельности в области проектирования, изготовления и эксплуатации узлов трения. Это модуль базируется на таких дисциплинах как:

- Математические методы в инженерии, - Основы научных исследований, организация и планирование эксперимента, - Техническая эстетика в технологии машиностроения, и двух блоков дисциплин по выбору обучающегося:

- Блок Тепловая динамика трения и изнашивания энергосберегающих сопряжений оборудования НГП ;

Тепловые процессы при наплавке износостойких сплавов узлов трения;

- Блок Физико-химическая механика поверхностей трения;

Физико-химическая механика износостойких покрытий узлов трения В результате изучения этих дисциплин будут сформированы компетенции, представленные ниже.

Коды ком- Название компетенции Краткое содержание/определение и структура компетенции.

умение организовывать работу кол- Уметь организовывать работу коллектива исполнителей с ПК- лективов исполнителей, принимать учетом всего спектра мнений, принимать исполнительские исполнительские решения в усло- решения и определять порядок выполнения работ, формуливиях спектра мнений, определять ровать и доводить до сведения исполнителей отдельные запорядок выполнения работ, органи- дачи и их последовательность, обладать инновационным зовывать в подразделении работы мышлением для проведения работ по совершенствованию и по совершенствованию, модерни- модернизации выпускаемой продукции и услуг, знать и зации, унификации выпускаемых уметь применять основные положения системы менеджменизделий и их элементов, по разра- та качества применительно к конкретным условиям произботке проектов стандартов и сер- водства на основе отечественных и международных стандартификатов, обеспечивать адапта- тов цию современных версий систем управления качеством к конкретным условиям производства на основе международных стандартов способность к работе в многона- Обладать познаниями в культуре отдельных народов, с позиПК- циональных коллективах, в том ций уважения и толерантность организовывать и работать в числе при работе над междисцип- многонациональных коллективах, быть готовым к восприлинарными и инновационными ятию новых мнений и подходов при работе над междисциппроектами, создавать в коллективах линарными и инновационными проектами уметь использоотношений делового сотрудничест- вать достижения современной культуры в профессиональной способность выбирать оптималь- Обладать познаниями в методах проведения многокритериПК- ные решения при создании продук- ального анализа, уметь применять стандартные методики для ции с учетом требований качества, принятия оптимального решения при разработке технологинадежности и стоимости, а также ческих процессов и принятии технических решений, с учесроков исполнения, безопасности том требований качества, надежности и стоимости, а также жизнедеятельности и экологиче- сроков исполнения, безопасности жизнедеятельности и экоской чистоты производства логической чистоты производства.

способность подготавливать заявки Иметь опыт проведения патентных исследований на основе ПК- на изобретения и промышленные анализа источников патентной информации с привлечением образцы, организовывать работы по других видов информации, знать структуру составления паосуществлению авторского надзора тента, уметь выделять аналоги и прототипы изобретения, при изготовлении, монтаже, налад- формулировать сущность и новизну изобретения, знать праке, испытаниях и сдаче в эксплуа- вовые аспекты и организационные методы осуществления тацию выпускаемых изделий и объ- авторского надзора.

способность разрабатывать планы и Понимать суть инновационной деятельности, уметь оцениПК- программы организации инноваци- вать научную новизну предлагаемой разработки, технологионной деятельности на предпри- ческие и инновационные риски от ее внедрения, оценивать ятии, оценивать инновационные и квалификационный уровень персонала, выявлять направлетехнологические риски при внедре- ния для повышения его квалификации в области использовании новых технологий, организо- ния внедряемых инновационных разработок и организовывывать повышение квалификации и вать работу в этом направлении тренинг сотрудников подразделений в области инновационной деятельности и координировать работу персонала при комплексном решении инновационных проблем умение обеспечивать защиту и Знать существующие законы и нормативные акты по правоПК- оценку стоимости объектов интел- вой охране объектов ИС, особенности правового режима разлектуальной деятельности личных видов интеллектуальной собственности, процедуру способность подготавливать отзы- Критически анализировать и оценивать новизну проектов ПК- вы и заключения на проекты стан- стандартов, рационализаторских предложений и изобретедартов, рационализаторские пред- ний, владеть информацией об современном состоянии научложения и изобретения но-технического развития в рассматриваемой области, формулировать собственное мнение по содержанию анализируемых документов, уметь составлять отзывы и заключения способность проводить маркетин- Осуществлять сбор, обработку и анализ информации с целью ПК- говые исследования и подготавли- уменьшения неопределённости при принятии управленчевать бизнес-планы выпуска и реа- ских решений с целью определения перспективного вида лизации перспективных и конку- продукции и технологий, формировать план осуществления рентоспособных изделий бизнес- операций, в части производства продукции и оценке способность обеспечивать управле- Осуществлять технико-экономический анализ программ осПК- ние программами освоения новой воения новой продукции, выделять из перечня затрат произпродукции и технологий, прово- водственные и непроизводственные расходы, оценивать их дить оценку производственных и влияние в обеспечение качества продукции, владеть навыканепроизводственных затрат на обеспечение требуемого качества ми технико-экономического анализа продукции, анализировать результаты деятельности производственных подразделений способность разрабатывать меро- Знать принцип организации производства, основанный на ПК- приятия по комплексному исполь- безотходных или малоотходных технологиях, иметь предзованию сырья, по замене дефи- ставление о замкнутых циклах производства, методах перецитных материалов и изысканию работки отходов производства и воздействии отходов произспособов утилизации отходов про- водства на окружающую среду способность изучать и анализиро- Обладать навыками анализа технической информации, уметь ПК- вать необходимую информацию, выделять основные и второстепенные тенденции, обрабатытехнические данные, показатели и вать собранные данные с помощью методов математического результаты работы, систематизиро- анализа, делать выводы и подкреплять их численными значевать их и обобщать ниями окружающую среду способность организовывать работу Понимать роль повышения научно-технических знаний раПК- по повышению научно-технических ботников в современном производстве как разновидность знаний работников конкурентных преимуществ и инвестиции, знать виды методов повышения квалификации, семинаров, курсов и конференций, осознавать их необходимость и оценивать их отдачу умение организовать развитие Понимать роль творческой инициативы, рационализации, ПК- творческой инициативы, рациона- изобретательства в современном производстве, уметь органилизации, изобретательства, внедре- зовывать внедрение достижений науки, техники, использование достижений отечественной и ние передового опыта, оценивать вклад от этого внедрения в зарубежной науки, техники, ис- эффективность работы подразделения работу подразделения, предприятия Общее количество часов учебного плана, отведенное на изучение дисциплин этого модуля, составляет 430 часов, из них 18 часа составляют лекции, часов семинары, практические и лабораторные работы. В результате успешного освоения общенаучного модуля обучающийся набирает 12 кредитов.

Тепловая динамика трения и изнашивания энергосберегающих сопряжений оборудования НГП Описание, цели и задачи дисциплины Цель освоения дисциплины – оснастить выпускника знаниями о тепловых процессах, происходящих в узлах трения, с тем, чтобы при проектировании нефтегазового оборудования он мог разрабатывать мероприятия по уменьшению трения и изнашивания, что в итоге скажется на долговечности и надежности узлов трения.

В ходе изучения дисциплины выпускник должен изучить основные положения тепловой динамики трения и изнашивания, а также получить теоретические знания и практические навыки расчета и экспериментального определения температур при работе узлов трения и ознакомиться с основными методами замера температур в узлах трения.

Тепловые процессы при наплавке рабочих поверхностей узлов трения Описание, цели и задачи дисциплины Изучение дисциплины позволит получить углубленные знания в области разработки и применения наплавочных технологий для повышения долговечности и надежности узлов трения и подвижных сопряжений нефтегазового оборудования. Цель дисциплины – изучение тепловых процессов, формирующихся в поверхностном слое детали, при нанесении наплавленных слоев, предназначенных для упрочнения узлов трения и повышения их долговечности.

В результате освоения курса обучающийся получит представление об основных закономерностях формирования тепловых полей в поверхностном слое детали при использовании различных источников нагрева; освоит расчетные и экспериментальные методики определения рациональных режимов наплавки деталей разных размеров и конфигурации; приобретет знания в области выбора материала поверхностного слоя, обеспечивающего требуемые характеристики эксплуатации узла трения, и особенностей его формирования при использовании наплавочных технологий.

Физико-химическая механика поверхностей трения Описание, цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний, умений и навыков в области науки о трении и изнашивании подвижных сопряжений машин, механизмов и оборудования, а также о механических, физических, химических, электрических процессах, происходящих при взаимодействии трибосопряжений. Рассмотрены вопросы физики, механики и трибохимии контактных взаимодействий и их роли в возникновении и накоплении повреждений. Отмечена важная роль эффекта адсорбционного понижения прочности твердых тел и поверхностных пленок в процессах трения и изнашивания трибосопряжений.

Физико-химическая механика износостойких покрытий узлов трения Описание, цели и задачи дисциплины Цель и задачи дисциплины – снабдить специалиста современными знаниями об физико-химических процессах, происходящих при изнашивании твердых тел, раскрыть причины и физику разрушения поверхностей трения в конкретных условиях изнашивания, научить оценивать работоспособность поверхностей трения и назначать мероприятия по повышению их износостойкости.

Изучение дисциплины позволит овладеть необходимыми знаниями и умениями применять их для освоения последующих специальных дисциплин.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ КОНСТРУКТОРСКИЙ МОДУЛЬ

В состав этого модуля входят дисциплины проектно-конструкторского профиля, изучение которых позволит находить оптимальные подходы к разработке конструкции узла трения или подвижного соединения для заданных условий работы. К таким дисциплинам относятся:

- Конструирование уплотнений энергосберегающих узлов трения, - Надежность энергосберегающих узлов трения, - Проектирование триботехнических систем, - Трибометрия, - Избирательный перенос в узлах трения, - Новые конструкционные материалы, - Компьютерные технологии в конструировании энергосберегающих узлов трения.

По выбору обучающегося в этот модуль входит блок дисциплин:

- Автоматизация технологических процессов сварки и наплавки, - Автоматизация проектирования подвижных сопряжений нефтегазопромыслового оборудования.

Перечень компетенций проектно-конструкторской деятельности, сформированный в результате изучения этих дисциплин представлен ниже.

способность подготавливать техни- Применять и разбираться в имеющихся пакетах автоматиПК- ческие задания на разработку про- зированного проектирования и использовать их в проектектных решений, разрабатывать эс- ной деятельности, иметь опыт работы составления и кизные, технические и рабочие про- оформлений технической и проектной документации в соекты технических разработок с ис- ответствии с требованиями государственных стандартов, пользованием средств автоматизации техническим условиям и другим нормативным документам проектирования и передового опыта разработки конкурентоспособных изделий, участвовать в рассмотрении различной технической документации, подготавливать необходимые способность составлять описания Уметь составлять пошаговое описание принципов действия ПК- принципов действия и устройства и устройства проектируемых изделий и объектов, формулипроектируемых изделий и объектов с ровать в кратком виде последовательность действий при их обоснованием принятых технических использовании, показывать основные преимущества прирешений нятых технических решений способность разрабатывать методи- Целенаправленно осуществлять работу по разработке метоПК- ческие и нормативные документы, дических и нормативных документов для реализации разпредложения и проводить мероприя- работанных проектов и программ, выявлять вопросы, третия по реализации разработанных бующие дополнительной проработки, давать предложения проектов и программ по осуществлению мероприятий, устраняющих имеющиеся умение применять новые современ- Знать основные принципы научного подхода к разработке ПК- ные методы разработки технологиче- технологических процессов изготовления изделий и объекских процессов изготовления изде- тов, уметь с использованием экспериментальных и матемалий и объектов в сфере профессио- тических методов определять рациональные режимы рабональной деятельности с определени- ты оборудования ем рациональных технологических режимов работы специального оборудования Общее количество часов учебного плана, отведенное на изучение дисциплин этого модуля, составляет 756 часов, из них 72 часа составляют лекции, часа практические и лабораторные работы. В результате успешного освоения общенаучного модуля обучающийся набирает 21 кредитов.

Конструирование уплотнений энергосберегающих узлов трения Описание, цели и задачи дисциплины Целью освоения дисциплины является изучение:

- механизмов процессов, происходящих в уплотнениях;

- методов расчета уплотнений и определения их долговечности;

- конструктивных решений уплотнительных узлов, особенностей их применений.

Задачи дисциплины – вооружить студента теоретическими знаниями и практическими навыками для проектирования и грамотного применения уплотнений в подвижных и неподвижных сопряжениях.

В результате освоения курса обучающийся получит представление об основных закономерностях создания уплотнений неподвижных соединений, уплотнений пар вращательного и возвратно-поступательного движения, об особенностях конструирования и эксплуатации уплотнений, применяемых в оборудовании нефтегазовой отрасли.

Надежность энергосберегающих узлов трения Описание, цели и задачи дисциплины Целью освоения дисциплины является усвоение студентами знаний по основам надежности узлов трения с тем, чтобы они в практической работе могли на стадии проектирования, изготовления и эксплуатации назначать мероприятия по обеспечению основных показателей надежности машин и оборудования нефтегазовой отрасли путем использования.

Задачи дисциплины – вооружить студента теоретическими знаниями и практическими навыками расчета показателей надежности типовых узлов трения, подвижных и неподвижных соединений.

В результате освоения курса обучающийся может производить расчеты показателей надежности в зависимости от условий эксплуатации объектов, с тем, чтобы назначать мероприятия по повышению надежности и поддержанию надежности в ходе эксплуатации энергоэффективных узлов трения.

Проектирование триботехнических систем Описание, цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний, умений и навыков в области проектирования триботехнических систем, а также подготовки к профессиональной деятельности в области проектирования, изготовления и эксплуатации узлов трения различных машин и оборудования. В рамках данной дисциплины рассматриваются, как общемашиностроительные принципы конструирования, так и специальные - принцип совместимости конструкционных материалов, разделения поверхностей трения, принцип положительного градиента механических свойств, соответствия закона изнашивания, правило оптимальной шероховатости. В состав разделов курса включены расчеты для проектирования подшипников скольжения, направляющих скольжения, фрикционных муфт и тормозов.

Описание, цели и задачи дисциплины Целями и задачами дисциплины является усвоение студентами сведений о методах измерения основных триботехнических параметров трущихся сопряжений, моментов и сил трения, способах оценки износостойкости, а также приобретение навыков применения знаний о трибометрии в, исследовательской работе, учебном процессе и последующей трудовой деятельности.

В результате освоения дисциплины обучающийся изучит основные методы измерения триботехнических параметров, включающих оценку износа, сил и моментов сил трения, коэффициента трения, температуры на контакте и в объеме трущегося сопряжения, получит знания по методикам определения параметров трибометрических измерений.

Описание, цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний, умений и навыков в области самоорганизации в подвижных сопряжениях. В рамках курса рассматривается эффект безызносности в узлах трения и его физические основы. Обучающиеся знакомятся с современными представлениями о механизме избирательного переноса при трении, механизме массопереноса с позиций физико-химической механики и механохимии. Изучают структуру и свойства пленок, формирующихся на поверхностях трения для пары медный сплав–сталь, алюминиевый сплав–сталь, антифрикционный сплав–сталь. Осваивают применение триботехнологий на основе избирательного переноса: металлоплакирующих смазочных материалов, металлсодержащих пластичных смазок, финишной антифрикционной безабразивной обработки, безразборного восстановления технических характеристик трибосопряжений.

Автоматизация технологических процессов сварки и наплавки, Описание, цели и задачи дисциплины Целями дисциплины являются освоение основных законов и расчетных соотношений теории автоматического регулирования и управления в сварочном производстве, принципов действия и устройств систем управления различными параметрами сварочного оборудования, а также приобретения навыков использования основных методов автоматического регулирования для повышения качества наплавленных слоев и сварных конструкций.

Автоматизация проектирования подвижных сопряжений нефтегазопромыслового оборудования.

Описание, цели и задачи дисциплины Целью изучения данной дисциплины является приобретение обучающимися профессионально-профильных компетенций в области теоретических основ автоматизированного проектирования (САПР) машиностроительных предприятий, ознакомление с принципами построения современных САПР и использование передовых CAD/CAE - технологий в процессе конструирования и расчета подвижных сопряжений нефтегазопромыслового оборудования, с целью обеспечения прочности, долговечности и безопасности эксплуатации деталей и узлов.

Приобретение студентами знаний и умений в области САПР машиностроительных предприятий нефтегазопромыслового и бурового оборудования позволит студентам в большей мере отвечать требованиям компетентностной модели.

СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ МОДУЛЬ

Содержание этого модуля построено на дисциплинах технологической направленности, что сформирует у магистра по окончании обучения комплексное понимание всего жизненного цикла узлов трения, включающего не только конструирование, но и изготовление, эксплуатацию и реновацию по истечении срока службы. В этот модуль вошли следующие дисциплины:

- Триботехническая диагностика, - Триботехническое материаловедение, - Энергосберегающие смазочные материалы, а также два блока дисциплин по выбору;

- Блок Оборудование и оснастка для триботехнологий, Организация и оснащение цехов и участков реновационного производства, - Блок Методы получения защитных покрытий в узлах трения, Методы повышения износостойкости узлов трения.

Компетенции, формирующиеся в результате изучения этого модуля, обеспечат возможность для магистра заниматься производственно-технологической деятельностью.

Коды ком- Краткое содержание/определение и структура компетенции. ХаНазвание компетенции способность разрабатывать тех- Анализировать требования к разрабатываемому оборудованию, ПК- нические задания на проектиро- машинам, приводам или отдельным узлам, выявлять основные вание и изготовление машин, параметры, обеспечивающие заданные эксплуатационные хаприводов, оборудования, систем рактеристики изделия, формулировать цель, технические требои нестандартного оборудования вания и этапы технического задания на проектирование и изгои средств технологического ос- товление машин, приводов, оборудования, проводить техниконащения, выбирать оборудова- экономический анализ и обоснование выбора оборудования и ние и технологическую оснастку технической оснастки.

способность разрабатывать Осуществлять сбор и анализ данных по производительности отПК- нормы выработки и технологи- дельных видов работ, рассчитывать количество расходных маческие нормативы на расход териалов и энергоресурсов при выполнении отдельных операматериалов, заготовок, топлива ций технологического процесса, выявлять производственные и и электроэнергии непроизводственные потери, сопоставлять фактические данные умение оценивать технико- Осуществлять сбор и анализ данных по производительности отПК- экономическую эффективность дельных видов работ, рассчитывать количество расходных мапроектирования, исследования, териалов и энергоресурсов при выполнении отдельных операизготовления машин, приводов, ций технологического процесса, выявлять производственные и оборудования, систем, техноло- непроизводственные потери, сопоставлять фактические данные гических процессов, принимать по расходам материалов и энергоресурсов с техническими хаучастие в создании системы рактеристиками оборудования и справочными данным менеджмента качества на предприятии умение разрабатывать методи- На основе имеющейся научно-технической информации провоПК- ческие и нормативные материа- дить анализ и выделять основные положения для разработки лы, а также предложения и ме- методических и нормативных материалов, знать структуру изроприятия по осуществлению ложения методических и нормативных материалов, уметь в сжаразработанных проектов и про- той форме излагать перечень предложения и мероприятий по умение осуществлять эксперти- Уметь оценивать соответствие технической документации треПК- зу технической документации бованиям технических регламентов, в том числе экологическим соответствии или несоответствии проектной документации требованиям технических регламентов и других регламентирующих Общее количество часов учебного плана, отведенное на изучение дисциплин этого модуля, составляет 576 часов, из них 17 часа составляют лекции, часов семинары, практические и лабораторные работы. В результате успешного освоения общенаучного модуля обучающийся набирает 16 кредитов.

Описание, цели и задачи дисциплины В перечень разделов дисциплины «Триботехническая диагностика» включено рассмотрение таких методов как: акустические (активные и пассивные), вибрационный, нейтронно-активационный, феррография - качественный и количественный анализ феррограммы, прямое фотометрирование, атомноабсорбционная спектрометрия, атомно-эмиссионный метод, атомнофлуоресцентная спектрометрия, светорассеяние, полярография, поточная ультрамикроскопия, эмиссионная спектрометрия, электролитический метод, седиментационный анализ.

Целью изучения дисциплины является приобретение студентами знаний, умений и навыков в области диагностики узлов трения подвижных сопряжений машин, механизмов и оборудования. Это необходимое условие для успешного применения достижений триботехники в области повышения износостойкости узлов трения машин и механизмов, подвергнутых различным видам изнашивания и подготовки к профессиональной деятельности в области проектирования, изготовления и эксплуатации трибосопряжений Описание, цели и задачи дисциплины Целью и задачами дисциплины является усвоение основных сведений о свойствах материалов триботехнического назначения, их применении в конкретных узлах трения и условиях эксплуатации изделий, а также приобретение навыков применения знаний о триботехнических материалах в последующей трудовой деятельности.

В процессе освоения дисциплины обучающиеся получат сведения об основных технических характеристиках различных материалов: металлических, неметаллических, композиционных; о влиянии их структуры и свойств на износостойкость при различных видах и условиях изнашивания. Приобретенные знания позволят выбирать наиболее рациональные материалы и технологию их обработки для высоконагруженных деталей, что даст возможность повысить надежность и ресурс работы подвижных узлов и деталей механизмов, снизить материалоемкость конструкций.

Оборудование и оснастка для триботехнологий Описание, цели и задачи дисциплины Многообразие технологических способов повышения износостойкости деталей машин и восстановления изношенных поверхностей требует для своего осуществления различного, как по принципу действия, так и по конструкции оборудования. Для повышения износостойкости или для предания поверхности деталей специфических свойств могут использоваться как традиционные методы наплавки с использованием энергии горения газовых смесей или электроэнергии, так и новых методов нанесения покрытий, основанных на использовании лазерных, плазменных, ионно-плазменных, электронно-лучевых и других технологий. В связи с этим, цель дисциплины - снабдить специалиста современными знаниями по вопросам проектирования и применения оборудования и вспомогательных средств, используемых для повышения износостойкости и восстановления поверхностей деталей нефтегазовых машин и аппаратов.

В процессе освоения данной дисциплины решаются следующие задачи:

ознакомление студентов с принципами действия, конструкциями и назначением основных видов оборудования и вспомогательных средств, используемых для повышения износостойкости и восстановления деталей машин;

получение навыков работы на основных видах оборудования (установках для наплавки, поверхностного упрочнения, нанесение износостойких покрытий и т.п.).

Организация и оснащение цехов и участков реновационного производства Описание, цели и задачи дисциплины Цель и задачи дисциплины – снабдить специалиста современными знаниями и практическими навыками, необходимыми для организации реновационного производства, обучить студента производить расчеты отдельных цехов и участков в рамках неявной номенклатуры и количества ремонтируемых изделий, разработке оптимального варианта структуры и планировки реновационного производства с использованием современных средств проектирования.

Для осуществления поставленной цели – проектирования реновационного производства – необходимо знать современные методы проектирования специфических видов производств: сборочно-разборочного, моечного, сварочнонаплавочного, термического и др., принципы проектирования производства в условиях отсутствия точной программы производства, обеспечивающего производство ремонтных работ с высокой производительностью и техникоэкономической эффективностью. Преподавание дисциплины имеет практическую направленность и проводится на уровне современного состояния науки и техники.

Энергосберегающие смазочные материалы Описание, цели и задачи дисциплины Дисциплина «Энергосберегающие смазочные материалы» представляет собой дисциплину вариативной части цикла общенаучных дисциплин. В рамках дисциплины представлены результаты научных основ разработки составов металлсодержащих смазочных материалов, обеспечивающих значительное снижение потерь на трение. Рассмотрены составы смазочных композиций для безразборного восстановления технических характеристик машин и оборудования, использование которых обеспечивает экономию горючесмазочных материалов, а также имеет экономическое значение. С целью снижения времени приработки подвижных сопряжений рассмотрены процессы финишной безабразивной обработки поверхностей трения. Даны практические рекомендации по выбору металлов в составе смазочных композиций и группировок органических соединений, которые обеспечивают формирование на поверхностях трения энергосберегающих защитных самовосстанавливающихся пленок.

Методы получения защитных покрытий в узлах трения Описание, цели и задачи дисциплины Целью дисциплины является изучение физических основ и принципов применения ресурсосберегающих технологий для получения защитных покрытий при конструировании и изготовлении узлов трения и подвижных сопряжений нефтегазового оборудования.

В результате освоения дисциплины обучающийся изучит физические основы создания поверхностей с особыми свойствами методами наплавки, напыления и металлизации, обеспечивающих высокую стойкость в различных условиях эксплуатации; освоит подходы к управлению параметрами технологического процесса и свойствами материала поверхностного слоя узла трения, обеспечивающего требуемый уровень стойкости в заданных условиях эксплуатации, получит знания по методикам регулирования режимов технологических процессов получения защитных покрытий.

Методы повышения износостойкости узлов трения.

Описание, цели и задачи дисциплины Целью дисциплины является изучение современных методов повышения износостойкости узлов трения, принципов и подходов к выбору рациональной технологии упрочнения и режимов обработки поверхностей подвижных деталей нефтегазового оборудования.

В процессе изучения дисциплины обучающийся ознакомится с широкой гаммой технологий упрочнения поверхностей трения, включающей современные методы термической, термомеханической, химико-термической обработки; будет знать принципы выбора системы легирования сталей и сплавов для обеспечения наибольшей долговечности узла трения, а также получит знания по методам назначения рациональных режимов технологических процессов повышения износостойкости узлов трения.

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

Неотъемлемой частью магистерской программы «Конструирование энергосберегающих узлов трения» является научно-исследовательская работа магистрантов, результатом которой является магистерская диссертация, защищаемая ими по окончании срока обучения. За десятилетия научно-исследовательских работ кафедры трибологии и технологий ремонта нефтегазового оборудования в области конструирования и повышения долговечности узлов трения машин и оборудования сформирована научная школа, основными приоритетными направлениями которой являются:

- выработка новых конструктивных решений узлов трения и смазочных материалов, обеспечивающих повышение эффективности эксплуатации оборудования нефтегазовой отрасли;

- создание новых материалов для повышения стойкости рабочих поверхностей деталей и подвижных сопряжений, работающих в условиях абразивного и ударно-абразивного изнашивания, коррозионно-механического воздействия, тепловой эрозии, кавитации и т.п.;

- разработка технологий изготовления и восстановления узлов трения и деталей оборудования нефтегазовой отрасли с использованием широкой группы термических и механотермических методов нанесения покрытий;

- разработка технологий формирования поверхностных слоев с особыми свойствами с применением износостойких металлических и керамических композиционных наноматериалов.

Выполнение магистрантами кафедры научно-исследовательских работ под руководством высококвалифицированного профессорско-преподавательского состава, прохождение им практик и стажировок на профильных предприятиях в России и за рубежом позволит сформировать необходимые компетенции для дальнейшей научно-исследовательской деятельности.

Коды ком- Краткое содержание/определение и структура компетенции. ХаракНазвание компетенции петенций умение организовать и про- Знать принципы и методы проведения научных исследований, меПК- водить научные исследова- тоды обработки экспериментальных данных и их использования, ния, связанные с разработкой осуществлять работы стандартизации с целью установления норм, проектов и программ, прово- правил и характеристик технических средств, систем, процессов, дить работы по стандартиза- оборудования и материалов в целях обеспечения экономии всех ции технических средств, видов ресурсов, безопасности продукции, технической и информасистем, процессов, оборудо- ционной совместимости, а также взаимозаменяемости и качества способность разрабатывать Знать методы математического и физического моделирования техПК- физические и математиче- нологических процессов с использованием стандартных и специаские модели исследуемых лизированных пакетов и средств автоматизированного проектиромашин, приводов, систем, вания, разрабатывать методики и проводить расчеты по методикам процессов, явлений и объек- планирования эксперимента и обработки экспериментальных дантов, относящихся к профес- ных.

сиональной сфере, разрабатывать методики и организовывать проведение экспериментов с анализом их результатов способность подготавливать Иметь опыт работы составления и оформлений научных отчетов в ПК- научно-технические отчеты, соответствии с требованиями государственных стандартов, уметь обзоры, публикации по ре- формулировать основные результаты исследований и разработок и зультатам выполненных ис- правильно понимать возможность их внедрения в области машиноследований строения.

способность и готовность Умение проектировать, модифицировать структуру содержания ПК- использовать современные образовательного процесса, использовать и сочетать различные психолого-педагогические технологии обучения, осуществлять педагогическую рефлексию.

теории и методы в профес- Умение внедрять инновационные технологии в процесс обучения.

сиональной деятельности