Фізико-механічний інститут імені Г. В. Карпенка НАН України

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України  (ФМІ ім. Г.В. Карпенка, м. Львів) відомий в Україні й у світі як науково-дослідницький центр у галузі механіки руйнування і міцності матеріалів, фізико-хімічних процесів корозії, неруйнівного контролю дефектності матеріалів та технічної діагностики конструкцій та середовищ і входить до складу Відділення фізико-технічних проблем матеріалознавства  Національної академії наук України.

Історія Фізико-механічний інститут ім. Г. В. Карпенка НАН України (ФМІ ім. Г. В. Карпенка) заснований у 1951 році на базі діючих тоді у Львові установ АН Української РСР і АН СРСР. Наказом по Львівському філіалу АН УРСР встановлено дату початку роботи Інституту 1 червня 1951 року. Початково назва Інституту: "Інститут машинознавства та автоматики АН УРСР". У 1964 році – перейменований на Фізико-механічний інститут, а у 1980 році ФМІ присвоєно ім’я академіка Георгія Карпенка (1910–1977), який очолював Фізико-механічний інститут з 1952 по 1971 рік, на вшанування його заслуг перед наукою та Інститутом й з нагоди 90-річчя від дня народження вченого.

Сьогодні ФМІ ім. Г.В. Карпенка відомий в Україні і у світі як науково-дослідницький центр у галузі механіки руйнування і міцності матеріалів, фізико-хімічних процесів корозії, неруйнівного контролю дефектності матеріалів та технічної діагностики конструкцій і середовищ.

Вагомий внесок у заснування інституту та подальший його розвиток зробили: Г.М. Савін, Г.В. Карпенко, М.М. Шумиловський, К.Б. Карандєєв, М.Я. Леонов, Я.С. Підстригач, В.М. Михайловський, Г.Г. Максимович, О.М. Романів, Ю.І. Бабей, Б.І. Блажкевич, Л.Я. Мізюк, О.Я. Ярема й низка інших відомих вчених.

В інституті створено теорію адсорбційної та водневої втоми сталей, розвинуто теорію граничної рівноваги деформівних тіл із дефектами типу тріщин, що заклало основи нового напрямку в механіці матеріалів, розвинуто новий науковий напрям – фізико-хімічну механіку руйнування та міцності матеріалів, опрацьовано нові методи локальної зміцнювальної термообробки зварних швів і поверхневого зміцнення деталей машин, створено нові прилади та системи для дослідження космічних об'єктів.

Суттєвого розвитку в інституті набули математична теорія дифракції хвиль, теорії сигналів і електричних кіл. Вченими ФМІ запропоновано нові методи обробки зображень, відбору і перетворення сигналів, підвищення їх завадостійкості при геофізичних та космічних дослідженнях.

Результати виконаних в інституті наукових досліджень опубліковано у понад 300 монографіях, серед яких, зокрема, 15-томна фундаментальна праця «Механіка руйнування та міцність матеріалів».

Фахівці інституту зробили вагомий внесок у розв’язання великомасштабних науково-технічних проблем, серед яких: розробка та атестація високоміцних та корозійнотривких металічних матеріалів для суднобудівної та енергетичної промисловості; розробка конструкцій і технологій виготовлення породоруйнівного шарошкового інструменту для вугільної промисловості; створення та організація виробництва комплексу апаратури для розвідки і оцінювання запасів корисних копалин; атестація конструкційних матеріалів для космічної техніки, що контактує з водневовмісними середовищами; розробка та виготовлення апаратури для керування космічними апаратами; організація вітчизняного виробництва тепло- та корозійнозахищених труб для комунального господарства України; розроблення ефективних неруйнівних методів і засобів для надійної експлуатації авіаційної техніки; створення апаратури для діагностики стану підземних комунікацій та реалізація ін’єкційних технологій відновлення пошкоджених елементів будівельних конструкцій.

Наукові та науково-технічні розробки інституту відзначено Державними преміями СРСР у галузі науки і техніки, Ради Міністрів СРСР, Державними преміями України у галузі науки і техніки, іменними преміями НАН.

Керівництво Директор ФМІ ім. Г.В. Карпенка – НАЗАРЧУК ЗІНОВІЙ ТЕОДОРОВИЧ, академік НАН України, д.ф-м.н., проф., лауреат Державної премії України у галузі науки і техніки, премії ім. К.Д. Синельникова НАН України, заслужений діяч науки і техніки України. Відомий вчений у галузі технічної діагностики, міцності і неруйнівного контролю матеріалів.

З.Т. Назарчук автор теорії взаємодії зондувальної хвилі з системою довільних тріщиноподібних макродефектів конструкційного матеріалу. Створив теорію неруйнівного контролю дефектності матеріалу, засновану на математично коректному врахуванні дифракційної взаємодії зондувальних фізичних полів із системою тріщиноподібних дефектів. Суттєво розширив теорію резонансного розсіяння хвиль на дефектах матеріалу. Зробив значний науковий внесок у розвиток чисельно-аналітичних методів розв’язування сингулярних операторних рівнянь математичної фізики, побудував аналітичні розв’язки ряду змішаних крайових задач, що складають еталонну базу для діагностування стану об’єктів.

Автор та співавтор понад 350 наукових робіт, у тому числі 10 монографій.

Почесний директор ФМІ ім. Г.В. Карпенка – Панасюк Володимир Васильович, академік НАН України, д.т.н., проф., заслужений діяч науки і техніки України, Лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, очолював Інститут з 1971 по2014 рік.

В.В. Панасюк зробив вагомий науковий внесок у формування основ теорії крихкого руйнування та міцності матеріалів, а також у становлення львівської школи механіків-матеріалознавців. Йому належать важливі наукові здобутки з проблем напружено-деформованих станів і граничної рівноваги пружно-пластичних тіл з тріщинами, контактних задач теорії пружних тіл, задач фізико-хімічної механіки матеріалів і водневого матеріалознавства.

В.В. Панасюк є автором понад 600 наукових публікацій, у тому числі 17 монографій. Серед них — перша у Східній Європі монографія "Гранична рівновага крихких тіл з тріщинами" (1968), яка відіграла особливо важливу роль у формуванні нового наукового напрямку в науці про міцність матеріалів і конструкцій.

Заступник директора з наукової роботи – СКАЛЬСЬКИЙ ВАЛЕНТИН РОМАНОВИЧ, д.т.н., проф., член-кореспондент НАН України., Заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки.

В.Р. Скальський відомий вчений у галузі механіки руйнування, матеріалознавства, неруйнівного контролю та технічної діагностики виробів і елементів конструкцій. Він розробив теоретико-експериментальні засади неруйнівного визначення об’ємної пошкодженості конструкційних матеріалів, застосовуючи її акустико-емісійну міру, ефективність якої підтвердив на різних матеріалах, у тому числі деградованих під дією воднево-механічного чинника. Запропонував новий метод визначення довговічності феромагнетних елементів конструкцій тривалого експлуатування за параметрами їх взаємодії з квазістатичним зовнішнім магнетним полем і вперше встановив явище зростання активності магнетопружної акустичної емісії під впливом водню низьких концентрацій у маловуглецевих сталях.

Автор і співавтор 15 монографій, 5 науково-технічних посібників, 2 підручників та понад 300 наукових статей.

Діяльність

Інститут є розробником передових технологій в галузі фізико-хімічної механіки руйнування та міцності матеріалів, корозії металів та їх протикорозійного захисту, неруйнівного контролю і діагностики властивостей матеріалів, середовищ і конструкцій.

Неруйнівний контроль та технічна діагностика матеріалів є одним з найбільш поширених сучасних підходів до запобігання руйнуванню конструкцій. Конкурентноздатні розробки ФМІ в цій галузі дають змогу проводити широкий спектр досліджень з визначення залишкового ресурсу об’єктів тривалої експлуатації.

Інститут веде розробку передових технологій, методів та засобів технічної діагностики елементів конструкцій промислових об’єктів тривалої експлуатації з використанням вихрострумової, ультразвукової, акусто-емісійної, магнітної та вібраційної дефектоскопії.

Фахівці інституту проводять контроль відповідального обладнання енергетичної, будівельної, нафто- та газотранспортної галузей промисловості з метою своєчасного запобігання їх виходу з ладу на основі власних унікальних методик, та спеціального обладнання. Науковці ФМІ використовують також спеціальне устаткування для проведення ремонтних та профілактичних робіт в особливо складних умовах.

Особливість методик та технологій полягає у врахуванні впливу на міцність та довговічність елементів конструкцій реальних умов їх експлуатації (агресивних і небезпечних середовищ, високих та низьких тисків, температур, дії за цих умов водню, сірководню, рідких металів тощо) для прогнозування роботоздатності та ресурсу експлуатації конструкцій.

Розроблені в інституті технології та обладнання дають змогу відновити дороговартісне устаткування за допомогою електродугового напилення, а також продовжити термін експлуатації шляхом нанесення корозійнотривких та зносостійких титанових, оксидокерамічних, нанокристалічних покривів. Розробки ведуться для різних класів матеріалів. Інститут пропонує також сучасні технологічні схеми захисту поверхонь від корозії з використанням спеціально розроблених лако-фарбових покриттів з попереднім гідроабразивним очищенням поверхні.

У ФМІ розробляються унікальні ін’єкційні технології заліковування дефектів типу тріщин у бетонних, залізобетонних та цегляних конструкціях із застосуванням текучих поліуретанових композицій з метою оперативного відновлення їх несучої здатності. В рамках відповідних інноваційних проектів в інституті розроблено та виготовлено пересувні діагностично-відновлювальні лабораторії, що можуть бути ефективно використані у складних умовах реновації міських підземних інженерних споруд, пам’яток архітектури, мостів, дамб тощо.

Інститут широко співпрацює з відомими українськими та зарубіжними підприємствами, бере участь у виконанні великомасштабних технологічних проектів і цільових програм.

В галузі літакобудування ведеться активна співпраця з українським АНТК "Антонов", зокрема, в рамках розробки і впровадження у виробництво нових методів оцінювання довговічності силових елементів конструкцій літаків серії "АН". Крім того, протягом останніх восьми років в АНТК "Антонов" та підприємствах, що експлуатують авіаційну техніку, успішно використовуються та внесені до технічного регламенту обслуговування вихрострумові дефектоскопи, розроблені у ФМІ НАН України.

Інститут веде постійну співпрацю з підприємствами НАК "Нафтогаз України", низкою українських ТЕС та АЕС, у рамках якої виконує експертну оцінку залишкового ресурсу експлуатації, моніторинг та заходи з відновлення відповідальних вузлів та деталей – трубопроводів, вентилів, роторів, систем охолодження тощо.

Органічне поєднання фундаментальних та прикладних досліджень у галузі матеріалознавства, механіки руйнування та міцності матеріалів і конструкцій, корозії та технічної діагностики на базі широкого використання інформаційних технологій забезпечує інститутові передові позиції у вітчизняній та світовій науці у цій проблематиці.

Фізико-механічний інститут ім. Г.В. Карпенка НАН України є головною установою в Україні з наукової проблеми “Фізико-хімічна механіка матеріалів” та науково-технічної проблеми “Корозія і протикорозійний захист металів”. З цих проблем діють наукові ради, які здійснюють координацію наукової діяльності у відповідних галузях досліджень.

Інститут залучений до роботи у Науково-навчальному центрі з правами відділення цільової підготовки Національного університету "Львівська політехніка" та Західного наукового центру НАН України і МОН України, який створено на виконання спільних постанови Президії НАН України №302 та рішення Колегії МОН України № 14/1-13 від 22.11.2006 р. "Про поглиблення інтеграції освіти і науки в сучасних умовах".

Метою діяльності такого центру є організація цільової підготовки фахівців з підвищеним творчим потенціалом для установ НАН України, вищих навчальних закладів та науково-виробничих об'єднань для забезпечення кадрового супроводу розробок НАН України та Національного університету "Львівська політехніка", а також проведення спільних наукових досліджень.