Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение

2782-5027

10.24412/2782-5027-2026-2-37-58

Реставрация памятников из металла методом холодного газодинамического напыления: критерии применения и оценка результатов

Restoration of metal monuments using the cold gas-dynamic spraying method: application criteria and results assessment

Котельников

Павел Николаевич

Kotelnikov

Pavel N.

113metal@gmail.com

художник-реставратор высшей категории произведений из металла; ФГБНИУ «ГОСНИИР», заведующий отделом научной реставрации произведений из металла artist-restorer of the highest category of metal works; The State Research Institute for Restoration, head of the department of scientific restoration of metal works

Кураков

Сергей Витальевич

Kurakov

Sergey V.

kurakov@bmstu.ru

инженер-исследователь; ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н. Э. Баумана», инженер I кат. Музея Researcher engineer; Bauman Moscow State Technical University, Engineer I cat. of Museum

Макарова

Анастасия Сергеевна

Makarova

Anastasia S.

aanpilogova@mail.ru

кандидат культурологии, художник-реставратор I категории; ФГБНИУ «ГОСНИИР», ученый секретарь PhD. cult., restorer of the I cat.; the State Research Institute for Restoration, Academic Secretary

Самойлов

Владимир Борисович

Samoilov

Vladimir B.

wladsam@mail.ru

к. т. н.; ФГБОУ ВО «МГТУ им. Н. Э. Баумана», доцент кафедры «Технологии обработки материалов» (МТ-13) Bauman Moscow State Technical University, associate professor of the Department of Materials Processing Technologies

30 6 2026

2 (18) 37 58

В статье рассматриваются вопросы, связанные с определением границ допустимости и эффективности современных технологий напыления для реставрации металлических произведений искусства, экспонирующихся под открытым небом. Работа представляет собой комплексный анализ метода холодного газодинамического напыления (ХГН), включая историю его разработки, технологические особенности и возможности данного способа, современные области применения. Объектами практического исследования выступили отреставрированные с применением ХГН памятники монументального искусства в Москве и Санкт-Петербурге. Детальному лабораторному изучению подверглись пробы покрытий, отобранные с объекта культурного наследия федерального значения — аллегорических скульптур из цинкового сплава «Вода» и «Земля» (В. И. Мухина, Н. Г. Зеленская, А. М. Сергеев). В ходе работы был проведен комплекс анализов, включая натурный визуальный осмотр, металлографию и электронную микроскопию, что позволило оценить текущее состояние покрытий, их адгезию, микроструктуру и выявить основные механизмы деградации. В результате исследования систематизированы ключевые достоинства и недостатки метода ХГН в реставрационной практике, а также разработаны практические рекомендации по его применению для сохранения монументальной металлической скульптуры. Полученные выводы имеют важное прикладное значение для выбора оптимальных технологий, проектирования реставрационных процессов и устранения повреждений объектов культурного наследия из металла в условиях агрессивной внешней среды. Показанная в статье работа проведена в рамках научной темы (рег. № НИОКТР 124031100828-6), выполнявшейся за счет средств федерального бюджета в 2025 году.

This article addresses the determination of the applicability limits and efficacy of modern spraying technologies for the restoration of metal artworks exposed outdoors. The study presents a comprehensive analysis of the Cold Gas-Dynamic Spraying (CGDS) method, encompassing its development history, technological features, potential, and modern applications. The practical research is focused on the outdoor sculpture located in Moscow and Saint Petersburg that was restored using this cold spraying method. A detailed laboratory study was conducted on coating samples taken from the federally significant cultural heritage objects — the allegorical zinc-alloy sculptures “Water” and “Earth” (by V. I. Mukhina, N. G. Zelenskaya, A. M. Sergeev). A set of analyses, including on-site visual inspection, metallography, and electron microscopy, was performed to assess the current state of the studied coatings, their adhesion, microstructure, and to identify the primary degradation mechanisms. As a result, the key advantages and disadvantages of the CGDS method in restoration practice have been systematized, and practical recommendations for its application in preserving monumental metal sculpture have been developed. The findings are of significant applied value for selecting optimal technologies, designing restoration processes, and addressing damage to metal cultural heritage objects in aggressive outdoor environments. The article presents work carried out within the framework of a scientific topic (registration number NIOKTR 124031100828-6), implemented at the expense of the federal budget in 2025.

декоративно-защитное покрытие долговечность покрытий монументальная скульптура наплавление реставрация металла уличная экспозиция холодное газодинамическое напыление

coating durability cold gas-dynamic spraying decorative-protective coating Fusing metal restoration monumental sculpture outdoor exposure

III Профильная выставка «ПРОреставрацию. Импортозамещение в реставрационных материалах и технологиях» // Круглый стол ««Применение современных технологических процессов в научной реставрации» 30 ноября 2024 г. — URL: https://yandex.ru/video/preview/8309309475587807700 (дата обращения: 24.12.2025).

IV Профильная выставка «ПРОреставрацию. Импортозамещение в реставрационных материалах и технологиях» // Научно-методический семинар «Современные возможности технологий (наплавления) в реставрации произведений из металла» 05 декабря 2025 г. — URL: https://прореставрацию.рф/25/day2#!/tab/1514283531-2 (дата обращения: 24.12.2025).

Алхимов А. П. и др. Особенности деформирования микрочастиц при ударе о твердую преграду / А. П. Алхимов, А. И. Гулидов, В. Ф. Косарев, Н. И. Нестерович // Прикладная механика и техническая физика. 2000. Т. 41. №1 (239). С. 204–209.

Алхимов А. П. и др. Холодное газодинамическое напыление: Теория и практика / А. П. Алхимов, С. В. Клинков, В. Ф. Косарев, В. М. Фомин / под ред. В. М. Фомина. М.: Физматлит, 2010. — 536 с.

Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Папырин А. Н. Метод «холодного» газодинамического напыления // Доклады Академии наук СССР. 1990. Т. 315. С. 1062–1065.

Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Папырин А. Н. и др. Новые материалы и технологии. Теория и практика упрочнения материалов в экстремальных процессах. Новосибирск: Наука. Сиб. издат. фирма, 1992. — 200 с.

Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Плохов А. В. Научные основы технологии холодного газодинамического напыления (ХГН) и свойства напыленных материалов. Новосибирск: НГТУ, 2006. — 279 с.

Базанчук Г. А., Кураков С. В., Котельников П. Н. Применение аддитивных технологий в реставрации предметов политехнического типа с периодическим зубчатым профилем // Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2024. №1. С. 7–28.

Зайцев А. Н., Александрова Ю. П., Ягопольский А. Г. Обзор методов оценки прочности сцепления газотермических покрытий // Изв. высших учеб. заведений. Машиностроение. 2021. №5 (734). С. 48–59.

Коробов Ю. С., Панов В. И., Разиков Н. М. Основные методы и материалы газотермического напыления. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2016. — 80 с. (Анализ свойств газотермических покрытий: Учеб. пособие: в 2 ч. Ч. 1).

Косарев В. Ф. Физические основы холодного газодинамического напыления: специальность 01.02.05 «Механика жидкости, газа и плазмы»: дис. … д. ф.-м. н. Новосибирск: [Б. и.], 2003. — 292 с.

Косарев В. Ф. и др. Свойства медных и алюминиевых покрытий, полученных детонационным и холодным напылением / В. Ф. Косарев, А. А. Сова, С. Б. Злобин, В. Ю. Ульяницкий // Упрочняющие технологии и покрытия. 2011. №6 (78). С. 20–26.

Косарев В. Ф., Клинков С. В. Кинетика формирования ХГН покрытий // XXIII семинар по струйным, отрывным и нестационарным течениям: сб. трудов (с международным участием). Томск, 26–28 июня 2012 г.: Сб. трудов / под ред. Г. В. Кузнецова и др. Томск: ИТПУ 2012. С. 210–213.

Котельников П. Н. и др. Исследование причин разрушения литых латунных осветительных приборов, датируемых концом XIX – началом XX века / П. Н. Котельников, А. В. Михайлова, М. В. Нацкий, И. Г. Равич // Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2025. №3 (15). С. 32–47.

Котельников П. Н., Кураков С. В., Богданов А. В. Научная реставрация предметов из металла с рельефным изображением: современные методы восполнения утрат // Невская фотоника-2025. Всероссийская науч. конф. с международным участием. Сб. науч. трудов (13–18 октября 2025 г.) СПб.: Ун-т ИТМО, 2025. С. 34.

Круглый стол «Theatrum Machinarum: Цифровые коммеморативные практики» 27 ноября 2025 // XXV международная научно-теоретическая конференция «Профессиональная культура специалиста будущего». 27–29 ноября 2025, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — URL: https://pcsf.spbstu.ru/ (дата обращения: 24.12.2025).

Кураков С. В. и др. Современные подходы и возможности в научной реставрации чеканно-рельефного профиля произведений из металла / С. В. Кураков, А. В. Богданов, М. А. Мельникова, Г. В. Тихомиров, П. Н. Котельников // Дизайн. Материалы. Технология. 2025. №4 (80). С. 22–30. DOI: 10.46418/1990-8997_2025_4(80)_22_30.

Лобанов М. Л. и др. Защитные покрытия: Учеб. пособие / М. Л. Лобанов, Н. И. Кардонина, Н. Г. Россина, А. С. Юровских. Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 2014. — 200 с.

Мальцев М. В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов (С прил. Атласа макро- и микроструктур). — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1970. — 368 с.

Нацкий М. В., И. Г. Равич. Изучение причин самопроизвольного растрескивания музейных экспонатов, полученных обработкой давлением из латунных листов // Культурологический журнал. 2021. №4 (46). С. 1–10.

Патент № 2353705 C2 Российская Федерация, МПК C23C 24/04, B05B 7/06. Способ газодинамического напыления порошковых материалов и устройство для его реализации: № 2006141982/02: заявл. 27.11.2006: опубл. 27.04.2009 / А. П. Алхимов, В. Ф. Косарев, С. В. Клинков [и др.]

заявитель Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН).

Патент № 2396371 C2 Российская Федерация, МПК C23C 24/04, B05B 7/10. Способ газодинамического напыления порошковых материалов и устройство для его реализации (Варианты): № 2008128115/02: заявл. 09.07.2008: опубл. 10.08.2010 / А. П. Алхимов, В. Ф. Косарев, С. В. Клинков [и др.]

заявитель Институт теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича СО РАН (ИТПМ СО РАН).

Равич И. Г. О возможности применения отжига при реставрации изделий, полученных из листовой латуни и подвергшихся растрескиванию // Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2022. №3. С. 35–44.

Равич И. Г. и др. О возможности отжига для снятия внутренних напряжений в изделиях с позолотой, изготовленных из листовой латуни с помощью деформации / И. Г. Равич, М. В. Нацкий, А. В. Михайлова, А. О. Беккер // Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2023. №3. С.75–87.

Сова А. А. Исследование процесса нанесения многокомпонентных покрытий методом холодного газодинамического напыления: специальность 01.02.05 «Механика жидкости, газа и плазмы»: дис. … к. т. н. Новосибирск, 2009. — 120 с.

Фазлуллин С. М. Проблема изучения и сохранения предметов музейных коллекций из полимерных материалов. Часть 1 // Художественное наследие. Исследования. Реставрация. Хранение. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2025. №1 (13). С. 73–87.

Шемаханская М. С. Металлы и вещи. История. Свойства. Разрушение. Реставрация. М.: Индрик, 2015. — 286 с.

Шикалов В. С., Клинков С. В., Косарев В. Ф. Холодное газодинамическое напыление алюминиевого покрытия на эрозионно нестойкий материал // Теплофизика и аэромеханика. 2019. Т. 26. №5. С. 779–787.

De Force B., Eden T., Potter J. Cold spray Al-5% Mg coatings for the corrosion protection of magnesium alloys // Journal of Thermal Spray Technology. 2011. Vol. 20. No. 6. P. 1352–1358.

Kurakov S., Kotelnikov P. Scientific Restoration of Polytechnic Heritage: The Case of the Franz Reuleaux Collection // Technology and Language. 2025. Vol. 6. No.3 (20). P. 64–79. — DOI 10.48417/technolang.2025.03.05.

Wang H.-R. et al. Effect of process conditions on microstructure and corrosion resistance of cold-sprayed Ti coatings / H.-R. Wang, B.-R. Hou, J. Wang, Q. Wang, W.-Y. Li // Journal of Thermal Spray Technology. 2008. Vol. 17. No. 5–6. P. 736–741.

III Profil`naya vy`stavka «PROrestavraciyu. Importozameshhenie v restavracionny`x materialax i texnologiyax» // Krugly`j stol ««Primenenie sovremenny`x texnologicheskix processov v nauchnoj restavracii» 30 noyabrya 2024 g. — URL: https://yandex.ru/video/preview/8309309475587807700 (data obrashheniya: 24.12.2025).

IV Profil`naya vy`stavka «PROrestavraciyu. Importozameshhenie v restavracionny`x materialax i texnologiyax» // Nauchno-metodicheskij seminar «Sovremenny`e vozmozhnosti texnologij (naplavleniya) v restavracii proizvedenij iz metalla» 05 dekabrya 2025 g. — URL: https://prorestavraciyu.rf/25/day2#!/tab/1514283531-2 (data obrashheniya: 24.12.2025).

Alximov A. P. i dr. Osobennosti deformirovaniya mikrochasticz pri udare o tverduyu pregradu / A. P. Alximov, A. I. Gulidov, V. F. Kosarev, N. I. Nesterovich // Prikladnaya mexanika i texnicheskaya fizika. 2000. T. 41. №1 (239). S. 204–209.

Alximov A. P. i dr. Xolodnoe gazodinamicheskoe napy`lenie: Teoriya i praktika / A. P. Alximov, S. V. Klinkov, V. F. Kosarev, V. M. Fomin / pod red. V. M. Fomina. M.: Fizmatlit, 2010. — 536 s.

Alximov A. P., Kosarev V. F., Papy`rin A. N. Metod «xolodnogo» gazodinamicheskogo napy`leniya // Doklady` Akademii nauk SSSR. 1990. T. 315. S. 1062–1065.

Alximov A. P., Kosarev V. F., Papy`rin A. N. i dr. Novy`e materialy` i texnologii. Teoriya i praktika uprochneniya materialov v e`kstremal`ny`x processax. Novosibirsk: Nauka. Sib. izdat. firma, 1992. — 200 s.

Alximov A. P., Kosarev V. F., Ploxov A. V. Nauchny`e osnovy` texnologii xolodnogo gazodinamicheskogo napy`leniya (XGN) i svojstva napy`lenny`x materialov. Novosibirsk: NGTU, 2006. — 279 s.

Bazanchuk G. A., Kurakov S. V., Kotel`nikov P. N. Primenenie additivny`x texnologij v restavracii predmetov politexnicheskogo tipa s periodicheskim zubchaty`m profilem // Xudozhestvennoe nasledie. Issledovaniya. Restavraciya. Xranenie. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2024. №1. S. 7–28.

Zajcev A. N., Aleksandrova Yu. P., Yagopol`skij A. G. Obzor metodov ocenki prochnosti scepleniya gazotermicheskix pokry`tij // Izv. vy`sshix ucheb. zavedenij. Mashinostroenie. 2021. №5 (734). S. 48–59.

Korobov Yu. S., Panov V. I., Razikov N. M. Osnovny`e metody` i materialy` gazotermicheskogo napy`leniya. Ekaterinburg: Izd-vo Ural. un-ta, 2016. — 80 s. (Analiz svojstv gazotermicheskix pokry`tij: Ucheb. posobie: v 2 ch. Ch. 1).

Kosarev V. F. Fizicheskie osnovy` xolodnogo gazodinamicheskogo napy`leniya: special`nost` 01.02.05 «Mexanika zhidkosti, gaza i plazmy`»: dis. … d. f.-m. n. Novosibirsk: [B. i.], 2003. — 292 s.

Kosarev V. F. i dr. Svojstva medny`x i alyuminievy`x pokry`tij, poluchenny`x detonacionny`m i xolodny`m napy`leniem / V. F. Kosarev, A. A. Sova, S. B. Zlobin, V. Yu. Ul`yaniczkij // Uprochnyayushhie texnologii i pokry`tiya. 2011. №6 (78). S. 20–26.

Kosarev V. F., Klinkov S. V. Kinetika formirovaniya XGN pokry`tij // XXIII seminar po strujny`m, otry`vny`m i nestacionarny`m techeniyam: sb. trudov (s mezhdunarodny`m uchastiem). Tomsk, 26–28 iyunya 2012 g.: Sb. trudov / pod red. G. V. Kuzneczova i dr. Tomsk: ITPU 2012. S. 210–213.

Kotel`nikov P. N. i dr. Issledovanie prichin razrusheniya lity`x latunny`x osvetitel`ny`x priborov, datiruemy`x konczom XIX – nachalom XX veka / P. N. Kotel`nikov, A. V. Mixajlova, M. V. Naczkij, I. G. Ravich // Xudozhestvennoe nasledie. Issledovaniya. Restavraciya. Xranenie. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2025. №3 (15). S. 32–47.

Kotel`nikov P. N., Kurakov S. V., Bogdanov A. V. Nauchnaya restavraciya predmetov iz metalla s rel`efny`m izobrazheniem: sovremenny`e metody` vospolneniya utrat // Nevskaya fotonika-2025. Vserossijskaya nauch. konf. s mezhdunarod. uchastiem. Sb. nauch. trudov (13–18 oktyabrya 2025 g.) SPb.: Un-t ITMO, 2025. S. 34.

Krugly`j stol «Theatrum Machinarum: Cifrovy`e kommemorativny`e praktiki» 27 noyabrya 2025 // XXV mezhdunarodnaya nauchno-teoreticheskaya konferenciya «Professional`naya kul`tura specialista budushhego». 27–29 noyabrya 2025, Sankt-Peterburgskij politexnicheskij universitet Petra Velikogo. — URL: https://pcsf.spbstu.ru/ (data obrashheniya: 24.12.2025).

Kurakov S. V. i dr. Sovremenny`e podxody` i vozmozhnosti v nauchnoj restavracii chekanno-rel`efnogo profilya proizvedenij iz metalla / S. V. Kurakov, A. V. Bogdanov, M. A. Mel`nikova, G. V. Tixomirov, P. N. Kotel`nikov // Dizajn. Materialy`. Texnologiya. 2025. №4 (80). S. 22–30. DOI: 10.46418/1990-8997_2025_4(80)_22_30.

Lobanov M. L. i dr. Zashhitny`e pokry`tiya: Ucheb. posobie / M. L. Lobanov, N. I. Kardonina, N. G. Rossina, A. S. Yurovskix. Ekaterinburg: Izd-vo Ural`skogo un-ta, 2014. — 200 s.

Mal`cev M. V. Metallografiya promy`shlenny`x czvetny`x metallov i splavov (S pril. Atlasa makro- i mikrostruktur). — 2-e izd., pererab. i dop. M.: Metallurgiya, 1970. — 368 s.

Naczkij M. V., I. G. Ravich. Izuchenie prichin samoproizvol`nogo rastreskivaniya muzejny`x e`ksponatov, poluchenny`x obrabotkoj davleniem iz latunny`x listov // Kul`turologicheskij zhurnal. 2021. №4 (46). S. 1–10.

Patent № 2353705 C2 Rossijskaya Federaciya, MPK C23C 24/04, B05B 7/06. Sposob gazodinamicheskogo napy`leniya poroshkovy`x materialov i ustrojstvo dlya ego realizacii: № 2006141982/02: zayavl. 27.11.2006: opubl. 27.04.2009 / A. P. Alximov, V. F. Kosarev, S. V. Klinkov [i dr.]

zayavitel` Institut teoreticheskoj i prikladnoj mexaniki im. S. A. Xristianovicha SO RAN (ITPM SO RAN).

Patent № 2396371 C2 Rossijskaya Federaciya, MPK C23C 24/04, B05B 7/10. Sposob gazodinamicheskogo napy`leniya poroshkovy`x materialov i ustrojstvo dlya ego realizacii (Varianty`): № 2008128115/02: zayavl. 09.07.2008: opubl. 10.08.2010 / A. P. Alximov, V. F. Kosarev, S. V. Klinkov [i dr.]

zayavitel` Institut teoreticheskoj i prikladnoj mexaniki im. S. A. Xristianovicha SO RAN (ITPM SO RAN).

Ravich I. G. O vozmozhnosti primeneniya otzhiga pri restavracii izdelij, poluchenny`x iz listovoj latuni i podvergshixsya rastreskivaniyu // Xudozhestvennoe nasledie. Issledovaniya. Restavraciya. Xranenie. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2022. №3. S. 35–44.

Ravich I. G. i dr. O vozmozhnosti otzhiga dlya snyatiya vnutrennix napryazhenij v izdeliyax s pozolotoj, izgotovlenny`x iz listovoj latuni s pomoshh`yu deformacii / I. G. Ravich, M. V. Naczkij, A. V. Mixajlova, A. O. Bekker // Xudozhestvennoe nasledie. Issledovaniya. Restavraciya. Xranenie. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2023. №3. S.75–87.

Sova A. A. Issledovanie processa naneseniya mnogokomponentny`x pokry`tij metodom xolodnogo gazodinamicheskogo napy`leniya: special`nost` 01.02.05 «Mexanika zhidkosti, gaza i plazmy`»: dis. … k. t. n. Novosibirsk, 2009. — 120 s.

Fazlullin S. M. Problema izucheniya i soxraneniya predmetov muzejny`x kollekcij iz polimerny`x materialov. Chast` 1 // Xudozhestvennoe nasledie. Issledovaniya. Restavraciya. Xranenie. Art Heritage. Research. Storage. Conservation. 2025. №1 (13). S. 73–87.

Shemaxanskaya M. S. Metally` i veshhi. Istoriya. Svojstva. Razrushenie. Restavraciya. M.: Indrik, 2015. — 286 s.

Shikalov V. S., Klinkov S. V., Kosarev V. F. Xolodnoe gazodinamicheskoe napy`lenie alyuminievogo pokry`tiya na e`rozionno nestojkij material // Teplofizika i ae`romexanika. 2019. T. 26. №5. S. 779–787.

De Force B., Eden T., Potter J. Cold spray Al-5% Mg coatings for the corrosion protection of magnesium alloys // Journal of Thermal Spray Technology. 2011. Vol. 20. No. 6. P. 1352–1358.