В основе успеха – развитое производство, высококвалифицированный персонал, мощное конструкторское бюро
Нижний Тагил, где находится головное предприятие – ОАО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод», – это родина первого паровоза и крупнейший поставщик грузового подвижного состава для железных дорог России и стран СНГ, город-танкоград, который дал стране и миру огромное количество боевых машин – одних из лучших на планете. Однако мало кто знает, что начало космической эры также во многом было заложено на тагильской земле.
Знаменательный полет Юрия Гагарина не состоялся бы без ОАО «Уралкриомаш» – предприятия, входящего в структуру корпорации УВЗ. Тагильские специалисты принимали участие во всех отечественных космических программах. Здесь были разработаны подвижные заправочные средства для ракет-носителей, которые обеспечили запуски не только корабля «Восток-1», но и первых спутников, а также реализацию программ «Энергия-Буран» и «Морской старт».
В космос – на жидком кислороде
В 1946 году в результате разработки боевых ракет дальнего радиуса действия, начавшейся под руководством Сергея Королева, был создан ракетно-ядерный щит страны и открыты перспективы практического освоения космического пространства. Для новой техники требовалось большое количество жидкого кислорода – окислителя топлива, поэтому в начале 50-х годов с развитием космических исследований в Советском Союзе возникла потребность в средствах транспортировки по железной дороге больших количеств жидкого кислорода, что оказалось невероятно сложной задачей. Опыт создания железнодорожных цистерн для перевозки криогенных жидкостей в стране отсутствовал. Решение этой острой проблемы было возложено на Уралвагонзавод.
Постановлением ЦК КПСС и Совета министров СССР в составе ГУП «Уралвагонзавод» имени Ф. Э. Дзержинского 1 октября 1954 года было образовано особое конструкторское бюро – ОКБ-250 по криогенной технике и наземному стартовому оборудованию во главе с главным конструктором Мефодием Веремьевым, позже ставшее самостоятельным предприятием – ОАО «Уралкриомаш». По сути работы по созданию криогенной цистерны начались на два года раньше. Поэтому уже в том же году коллективом группы конструкторов была разработана документация на новую железнодорожную цистерну для перевозки жидкого кислорода – изделие 8Г52. Серийное производство новинки, стартовавшее тогда же, знаменовало рождение в стране новой отрасли – криогенного транспортного машиностроения.
Сложность решенных задач была невероятно высока. Жидкий кислород вступает в реакцию со многими металлами и быстро испаряется. Поэтому для внутреннего сосуда цистерны был подобран не вступающий во взаимодействие с жидким газом алюминиевый сплав АМцС. Еще одним его достоинством была отличная свариваемость. Пространство между внутренним сосудом цистерны и внешним кожухом набивалось теплоизоляционным материалом – мипорой.
В 1954 году будущий академик Сергей Королев выдал криогенщикам Уралвагонзавода технологическое задание на создание средств заправки (8Г117) и дозаправки (8Г118) жидким кислородом знаменитой космической ракеты Р-7. В 1956-м на УВЗ началось производство средств заправки жидким кислородом космических ракет-носителей. С их помощью в августе 1957 года на космодроме Байконур была испытана межконтинентальная баллистическая ракета Р-7 – выдающееся достижение отечественного ракетостроения, которая до сих пор выводит на околоземную орбиту космические корабли и спутники Земли. Подвижные заправочные средства (заправщики и дозаправщики жидкого кислорода и азота) для ракеты Р-7 с мощными криогенными насосами обеспечили успешные запуски целого ряда искусственных спутников Земли, автоматических межпланетных станций и космического корабля «Восток» с первым космонавтом Юрием Гагариным на борту.
Когда первые и самые трудные задачи были решены, заложены основы технологии криогенного производства, заводские специалисты начали работать над надежностью своих изделий. Изоляция криогенных сосудов была несовершенна, часть содержимого цистерн испарялась еще во время пути. Иногда они приходили на космодром полупустыми. Тогда ОКБ-250 был освоен вакуум – лучший в природе изолятор. В то время ни одно предприятие не имело опыта по изготовлению больших сосудов с вакуумной изоляцией.
Первым авторским свидетельством на изобретение, которое получила группа специалистов ОКБ-250, стало свидетельство на устройство цистерны 8Г513 с вакуумно-порошковой изоляцией. Она явилась прототипом для нового поколения современных криогенных цистерн и кардинально решила проблему потери жидких кислорода и азота при перевозке с пяти до 0,2 процента в сутки.
Следующим этапом развития криогенной техники явилось создание стационарных комплексов на космодромах для хранения и заправки космических кораблей жидким кислородом и азотом. Они использовались для запуска ракетно-космической системы (РКС) «Союз» и оказались гораздо надежнее и эффективнее прежних передвижных заправочных средств.
Одним из выдающихся достижений ОКБ-250 в 60-е годы стало создание железнодорожных цистерн для перевозки жидкого водорода – самого эффективного, но чрезвычайно взрывоопасного ракетного топлива. Новая задача по сложности намного превосходила предыдущие. Температура жидкости лишь на 20 градусов выше абсолютного нуля, требуется суперизоляция с более глубоким вакуумом. Начатая в 1966-м работа завершилась созданием цистерны ЖВЦ-100. В ней был осуществлен совершенный принцип изоляции – экранно-порошково-вакуумный. Цистерна ЖВЦ-100 в 1969–1972 годах была успешно использована в космической программе изучения Луны «Н1-ЛЗ», а ее усовершенствованные модификации – в грандиозной программе по запуску ракетно-космической системы (РКС) «Энергия-Буран».
Эта многоразовая РКС стартовала 15 ноября 1988 года. После орбитального полета в беспилотном варианте корабль «Буран» совершил автоматическую посадку на аэродром с точностью в несколько сантиметров. Уралкриомашевцы к этому триумфу готовились около десяти лет. Созданная на УВЗ система энергопитания «Бурана» является прообразом энергетических комплексов межпланетных кораблей будущего. При запуске использовалась также разработанная и изготовленная тагильчанами система обеспечения РКС «Энергия-Буран» азотом.
Еще одна интересная страница космической летописи криогенного производства – «Морской старт». Специалисты тагильского Уралкриомаша разработали и изготовили средства хранения и заправки топливом ракеты «Зенит». Участие в этой международной программе стало лучшим доказательством востребованности уникального конструкторского и технологического опыта, накопленного предприятием.
Перспективы развития
ОАО «Уралкриомаш» сегодня – многопрофильное, стабильно развивающееся предприятие, один из лидеров по производству специализированной железнодорожной криогенной техники на «пространстве 1520». Предприятие работает во всех направлениях и с различными потребителями: выпускает продукцию для нужд железнодорожных перевозчиков и нефтегазовых компаний, Роскосмоса и отечественного ОПК. ОАО «Уралкриомаш» предоставляет заказчику полный комплекс услуг: начиная от генерации идеи, разработки принципиальных схем и конструкторской документации, производства с обязательным контролем качества на каждом этапе работ и заканчивая шефмонтажом, гарантийным, постгарантийным и сервисным обслуживанием.
Наличие такого предприятия в рамках корпорации, безусловно, предоставляет УВЗ ряд конкурентных преимуществ перед другими серийными предприятиями – изготовителями подвижного состава.
В 2011-м ОАО «Уралкриомаш» совместно с ОАО «Научно-производственная корпорация «Уралвагонзавод» была выработана стратегия развития на 2012–2015 годы. Предприятие на этот период определило для себя амбициозные планы по расширению линейки производимой продукции: как криогенной, так и средств для транспортировки различных жидких продуктов. Также в планах предприятия постепенная, без ущерба для производства, но значительная модернизация существующих мощностей и строительство новых объектов.
Одна из приоритетных целей новой маркетинговой политики – выход на новые рынки. Это важно как для ОАО «Уралкриомаш», так и для научно-производственной корпорации УВЗ в целом. Исторически криогенное предприятие было ориентировано на отечественного потребителя и страны бывшего Советского Союза. Но сейчас ведется активная работа по расширению географии поставок продукции.
Таким образом, прогнозируется, что наличие в структуре корпорации ОАО «Уралкриомаш» позволит УВЗ выйти на новые инновационные наукоемкие и высокотехнологические рынки, в том числе и зарубежных стран. Это рынки оборудования криогенных газов стран СНГ, развивающиеся рынки сжиженного природного газа и сжиженного углеводородного газа стран СНГ, Ирана, Пакистана, Афганистана, рынки единичного специализированного криогенного оборудования.
Криогенное машиностроение
Почти за 60 лет деятельности в ОАО «Уралкриомаш» накоплен огромный опыт разработки и изготовления специализированных железнодорожных цистерн для перевозки различных газов в криогенном сжиженном состоянии. Предприятие является монополистом в России и странах СНГ в этой отрасли, потому основным направлением деятельности была, есть и остается разработка и изготовление транспортных средств и стационарных емкостей – продукции криогенного машиностроения.
В криогенных железнодорожных цистернах и контейнерах-цистернах производства ОАО «Уралкриомаш» возможно перевозить различные криогенные жидкости: кислород, азот, аргон, водород, сжиженный природный газ, этилен. Производство контейнеров-цистерн одобрено Российским морским регистром судоходства, что позволяет перевозить в них жидкости и газы автомобильным, железнодорожным и водным транспортом, в том числе в международном обращении. Диапазон объемов котлов выпускаемых железнодорожных цистерн и контейнеров-цистерн – от 10 до 52 кубических метров. Ведутся работы по расширению номенклатурного ряда как железнодорожных цистерн, так и контейнеров-цистерн.
Помимо железнодорожных и криогенных цистерн ОАО «Уралкриомаш» производит емкостное оборудование для хранения криогенных продуктов с геометрическим объемом сосуда до 250 кубических метров, холодные газификаторы, криогенные трубопроводы. В общем, ОАО «Уралкриомаш» изготавливает продукцию, обеспечивающую процесс транспортировки, слива/налива, хранения и газификации криогенных жидкостей.
Одним из крупнейших проектов в этом направлении является строительство космодрома Восточный. Естественно, что акционерное общество как производитель криогенного емкостного оборудования не остается в стороне от реализации данного проекта. Уралкриомаш будет изготавливать системы доставки компонентов топлива для ракеты-носителя «Союз-2», в дальнейшем, после 2015 года – для ракеты-носителя «Ангара». Объем заказов большой.
В 2013–2015 годах для Роскосмоса необходимо разработать и изготовить заправочную систему, в том числе 16 стационарных емкостей, арматуру. Также в рамках этого проекта за эти годы планируется произвести до 30 единиц специализированных криогенных железнодорожных цистерн модели 15-558С-04. Кроме того, поступил заказ на изготовление и поставку в данный период 47 аналогичных цистерн для Министерства обороны.
Вагон-цистерна 15-558С-04 – это улучшенный вариант модели нового поколения 15-558С-03, предназначенной для перевозки жидкого кислорода. Первые два опытных образца были изготовлены в 2012 году. Ее особенностью по сравнению с предыдущей моделью – 15-558С-01 является то, что разрабатывалась она под конкретные требования заказчика – Федерального космического агентства. Главным условием при создании изделия стало увеличение объема перевозимого груза. При этом необходимо было соблюсти железнодорожные габариты и применить базовую платформу производства Уралвагонзавода – железнодорожную платформу с двухосными тележками модели 18-100. Со всеми задачами конструкторы Уралкриомаша успешно справились.
В свою очередь в вагоне-цистерне 15-558С-04 планируется увеличение времени сохранения продукта с 30 до 60 суток за счет применения суперизоляции, а также использование в наружной оболочке нержавеющей стали вместо бюджетного варианта из черного металла.
В цистернах для перевозки жидкого кислорода можно транспортировать и другие жидкие газы: аргон, азот. Помимо космической отрасли они востребованы в металлургическом производстве, а также частными компаниями, торгующими продуктами разделения воздуха. Дополнительно прорабатывается вопрос изготовления цистерн модели 15-558С01 для замены отработавшего срок эксплуатации подвижного состава гражданских предприятий.
Еще одна серьезная ниша в криогенной отрасли – создание стационарных хранилищ для воздухоразделительных установок. Сегодня складывается парадоксальная ситуация, когда на предприятиях Урала строятся кислородно-азотные заводы, а хранилища для них предполагается везти из Китая. Уралкриомаш планирует занять эту нишу и поставлять стационарное оборудование уральским заводам.
Таким образом, на период 2013–2015 годов производственные мощности ОАО «Уралкриомаш» по криогенному направлению будут полностью загружены.
Дальнейшей перспективой для ОАО «Уралкриомаш» может стать производство изделий для транспортировки и хранения сжиженного природного газа. Сегодня в мире активно развивается производство контейнеров-цистерн для сжиженного природного газа. Например, в Соединенных Штатах, где активно развивается добыча сланцевых газов, месторождения в основном небольшие и тянуть трубопровод просто невыгодно. Оптимальный способ транспортировки – использование контейнеров.
Аналогичная ситуация и в России, где есть отдаленные поселки, к которым экономически нецелесообразно вести трубопроводы. Поэтому доставлять туда природный газ надо либо в сжатом, либо в сжиженном состоянии, но выгоднее в последнем.
Поскольку сжиженный природный газ является криогенной жидкостью с температурами, близкими к температурам жидкого кислорода и жидкого азота, Уралкриомаш имеет большой потенциал в области создания средств для транспортировки, хранения, заправки и газификации сжиженного природного газа (СПГ).
Для этого в ОАО «Уралкриомаш» разрабатываются криогенный танк-контейнер КЦМ-40/0,8 и впервые в России – железнодорожный вагон-цистерна для перевозки сжиженных этана, этилена и природного газа модели 15-712. Кроме контейнеров-цистерн для сжиженного природного газа открытое акционерное общество «Уралкриомаш» разработало техническую документацию на автоцистерну, варианты средств хранения сжиженного природного газа, газификатор сжиженного природного газа.
Другие направления
В 90-е годы финансирование на космические исследования резко сократилось. Это вынудило коллектив тагильских криогенщиков искать заказы на разработку и изготовление несвойственной им ранее продукции, в том числе для агропромышленного и топливно-энергетического комплексов. Поставили на производство мини-пивзавод, установки для заморозки пищевых продуктов парами жидкого азота, установки для сублимационной сушки овощей и фруктов методом вакуумирования, установки для сушки древесины. В это же время были созданы установки для тушения пожаров, разработаны и изготовлены цистерны для перевозки продуктов нефтепереработки, сжиженной углекислоты, железнодорожные цистерны для светлых нефтепродуктов. Производством цистерн и контейнеров-цистерн для нефтепродуктов предприятие занимается и сегодня.
Освоение и производство некриогенной продукции активно продолжается. Одной из главных задач для ОАО «Уралкриомаш» является выход на новый перспективный рынок железнодорожного подвижного состава для сжиженных углеводородных газов.
В рамках этого направления в 2012 году Уральским конструкторским бюро вагоностроения – структурным подразделением корпорации – была разработана новая цистерна модели 15-588-01. Ее изготовление и сертификацию взял на себя Уралкриомаш. Цистерна также установлена на железнодорожной платформе с двухосными тележками модели 18-100, которую производит Уралвагонзавод.
Спрос на данную модель очень высок и ежегодно составляет порядка 15 тысяч единиц. Такая востребованность объясняется двумя факторами. Во-первых, отечественный парк цистерн для СПГ сильно устарел: под списание подходит около 30–40 процентов парка. Во-вторых, в России и СНГ увеличивается добыча нефти, газа и продуктов их переработки, а значит, растет потребность в их перевозке. Крупные переработчики нефти неоднократно делали запросы в ОАО «Уралкриомаш» по поводу таких цистерн.
Благодаря увеличенному объему котла, повышенной грузоподъемности и другим параметрам цистерна 15-588-01 имеет наилучшие показатели среди конкурентов. Планируется, что объемы производства цистерн модели 15-588-01 будут масштабными.
В настоящее время передано на Уралкриомаш с головного предприятия корпорации производство химических цистерн модели 15-157-02. Для криогенного предприятия химическая цистерна стала новым видом продукции. Несмотря на новизну и сжатые сроки, их производство успешно освоено и изделия изготавливаются. Новые цистерны соответствуют всем необходимым условиям. Поскольку среда гидроксида натрия очень агрессивна, особые требования предъявляются к качеству сварных швов и прочности конструкции. Но по признанию специалистов акционерного общества, для них освоение химических цистерн не стало сверхзадачей, так как разработка и производство криогенного оборудования намного сложнее и выше классом. А благодаря высокому научно-техническому потенциалу и гибкому технологическому процессу ОАО «Уралкриомаш» способно мобильно перестраиваться на выпуск новой продукции.
В 2010 году ОАО «Уралкриомаш» совместно с ОАО «Кузнецов» и ОАО «ВНИИЖТ» вошло в Книгу рекордов Гиннесса, разработав и изготовив тендерную емкость для газотурбовоза ГТ-1. Это новый вид тягового подвижного состава, который в качестве движителя использует газовую турбину, а в качестве топлива – СПГ. Его эксплуатация, как подчеркивают экономисты, в четыре раза дешевле, чем использование дизеля. Этот проект реализован в рамках программы инновационного развития ОАО «РЖД» по переводу тягового подвижного состава на альтернативные источники энергии. Работы в рамках данного проекта продолжаются.
ОАО «Уралкриомаш» – предприятие необычное. Из-за слишком большого опытного производства его нельзя отнести к НИИ или КБ. Но при этом нельзя назвать и заводом, потому что в состав его входит мощное конструкторское бюро. Такой удачный симбиоз и делает ОАО «Уралкриомаш» уникальным предприятием с высочайшим потенциалом и большими перспективами.
Елена Горинова
Опубликовано в выпуске № 37 (505) за 25 сентября 2013 года
