Niżny Tagil, gdzie znajduje się główna firma - JSC Scientific and Production Corporation Uralvagonzavod - jest miejscem narodzin pierwszej lokomotywy parowej i największym dostawcą taboru towarowego na koleje Rosji i krajów WNP, miasto-cysterna, która dał krajowi i światu ogromną liczbę wozów bojowych - jedne z najlepszych na świecie. Jednak niewiele osób wie, że początek ery kosmicznej był również w dużej mierze położony na ziemi Tagil.
Przełomowy lot Jurija Gagarina nie odbyłby się bez Uralkriomasha, przedsiębiorstwa będącego częścią korporacji UVZ. Specjaliści Tagil brali udział we wszystkich krajowych programach kosmicznych. Opracowano tutaj mobilne urządzenia do tankowania pojazdów nośnych, które zapewniły wystrzelenie nie tylko statku kosmicznego Vostok-1, ale także pierwszych satelitów, a także realizację programów Energia-Buran i Sea Launch.
W kosmos - na ciekłym tlenie
W 1946 r. w wyniku rozwoju rakiet bojowych dalekiego zasięgu, który rozpoczął się pod kierownictwem Siergieja Korolowa, powstała tarcza przeciwrakietowa kraju i otworzyły się perspektywy praktycznej eksploracji kosmosu. Nowa technologia wymagała dużej ilości ciekłego tlenu - utleniacza paliwa, dlatego na początku lat pięćdziesiątych wraz z rozwojem badań kosmicznych w Związku Radzieckim pojawiła się potrzeba transportu dużych ilości ciekłego tlenu koleją, co okazało się być niezwykle trudnym zadaniem. W kraju nie było doświadczenia w tworzeniu cystern kolejowych do przewozu cieczy kriogenicznych. Rozwiązanie tego dotkliwego problemu powierzono Uralwagonzawodowi.
Dekretem KC KPZR i Rady Ministrów ZSRR w ramach Państwowego Przedsiębiorstwa Unitarnego „Uralvagonzawod” im. FEDzerzhinsky'ego 1 października 1954 r. Utworzono specjalne biuro projektowe - OKB-250 dla kriogeniki technologia i sprzęt do startu naziemnego, kierowany przez głównego projektanta Metodego Veremieva, który później stał się niezależnym przedsiębiorstwem - OJSC "Uralkriomash". W rzeczywistości prace nad stworzeniem zbiornika kriogenicznego rozpoczęły się dwa lata wcześniej. Dlatego już w tym samym roku zespół konstruktorów opracował dokumentację nowej cysterny kolejowej do przewozu ciekłego tlenu - produkt 8G52. Rozpoczęta w tym samym czasie seryjna produkcja nowości oznaczała narodziny nowej branży w kraju - kriogenicznej inżynierii transportowej.
Złożoność rozwiązanych problemów była niewiarygodnie wysoka. Ciekły tlen reaguje z wieloma metalami i szybko odparowuje. Dlatego na zbiornik wewnętrzny zbiornika wybrano stop aluminium AMtsS, który nie wchodzi w interakcje z gazem ciekłym. Kolejną zaletą była doskonała spawalność. Przestrzeń między wewnętrznym naczyniem zbiornika a zewnętrzną obudową wypełniono materiałem termoizolacyjnym - miporą.
W 1954 r. przyszły akademik Siergiej Korolow zlecił inżynierom kriogenicznym z Uralwagonzawodu zadanie technologiczne stworzenia środków do tankowania (8G117) i tankowania (8G118) ciekłym tlenem słynnej rakiety kosmicznej R-7. W 1956 roku UVZ rozpoczęło produkcję urządzeń do tankowania ciekłym tlenem dla kosmicznych pojazdów nośnych. Z ich pomocą w sierpniu 1957 r. w kosmodromie Bajkonur przetestowano międzykontynentalny pocisk balistyczny R-7 - wybitne osiągnięcie krajowej rakiety, która wciąż umieszcza statki kosmiczne i satelity Ziemi na orbicie okołoziemskiej. Mobilne urządzenia do tankowania (tankownice i tankowce ciekłego tlenu i azotu) dla rakiety R-7 z potężnymi pompami kriogenicznymi zapewniły udane wystrzelenie szeregu sztucznych satelitów Ziemi, automatycznych stacji międzyplanetarnych i statku kosmicznego Wostok z pierwszym kosmonautą Jurij Gagarinem na pokładzie.
Gdy rozwiązano pierwsze i najtrudniejsze problemy, położono podwaliny pod technologię produkcji kriogenicznej, specjaliści zakładu rozpoczęli pracę nad niezawodnością swoich produktów. Izolacja naczyń kriogenicznych była niedoskonała, część zawartości zbiorników wyparowała podczas podróży. Czasami przyjeżdżali do kosmodromu na wpół puste. Następnie OKB-250 opanował próżnię - najlepszy izolator w przyrodzie. W tamtym czasie żadne przedsiębiorstwo nie miało doświadczenia w produkcji dużych zbiorników z izolacją próżniową.
Pierwszym certyfikatem praw autorskich do wynalazku, który otrzymała grupa specjalistów OKB-250, był certyfikat na budowę zbiornika 8G513 z próżniową izolacją proszkową. Służył jako prototyp nowej generacji nowoczesnych zbiorników kriogenicznych i radykalnie rozwiązał problem utraty ciekłego tlenu i azotu podczas transportu z pięciu do 0,2 procent dziennie.
Kolejnym etapem rozwoju technologii kriogenicznej było stworzenie na kosmodromach stacjonarnych kompleksów do przechowywania i tankowania statków kosmicznych ciekłym tlenem i azotem. Wykorzystano je do wystrzelenia systemu rakietowo-kosmicznego Sojuz (RSC) i okazały się znacznie bardziej niezawodne i wydajne niż poprzednie mobilne stacje tankowania.
Jednym z wybitnych osiągnięć OKB-250 w latach 60. było stworzenie cystern kolejowych do transportu ciekłego wodoru - najwydajniejszego, ale niezwykle wybuchowego paliwa rakietowego. Nowe zadanie było znacznie bardziej złożone niż poprzednie. Temperatura cieczy wynosi tylko 20 stopni powyżej zera absolutnego, wymagana jest superizolacja z głębszą próżnią. Prace rozpoczęte w 1966 roku zakończyły się stworzeniem czołgu ZhVTs-100. Wdrożyła idealną zasadę izolacji - ekran-proszek-próżnia. Czołg ZhVTs-100 w latach 1969-1972 był z powodzeniem wykorzystywany w programie kosmicznym N1-LZ do badania Księżyca, a jego ulepszone modyfikacje zostały wykorzystane w imponującym programie wystrzelenia rakiety i systemu kosmicznego Energiya-Buran (RSC).
Ten wielokrotnego użytku RCS został wprowadzony na rynek 15 listopada 1988 roku. Po bezzałogowym locie orbitalnym statek kosmiczny Buran wykonał automatyczne lądowanie na lotnisku z dokładnością do kilku centymetrów. Uralkriomaszewici przygotowywali się do tego triumfu od około dziesięciu lat. Stworzony w UVZ system zasilania Burana jest prototypem kompleksów energetycznych międzyplanetarnych statków kosmicznych przyszłości. Podczas startu wykorzystano również system zasilania azotem dla stacji kosmicznej Energia-Buran, opracowany i wyprodukowany przez mieszkańców Tagil.
Kolejną interesującą stroną w kosmicznych kronikach produkcji kriogenicznej jest Sea Launch. Specjaliści z Tagil Uralkriomash opracowali i wyprodukowali środki do przechowywania i tankowania rakiety Zenit. Udział w tym międzynarodowym programie był najlepszym dowodem zapotrzebowania na zgromadzone przez przedsiębiorstwo unikalne doświadczenie projektowe i technologiczne.
Perspektywy rozwoju
OJSC „Uralkriomash” jest dziś zróżnicowanym, stale rozwijającym się przedsiębiorstwem, jednym z liderów w produkcji specjalistycznego sprzętu kriogenicznego dla kolei w „obszarze 1520”. Przedsiębiorstwo działa we wszystkich kierunkach iz różnymi odbiorcami: wytwarza wyroby na potrzeby przewoźników kolejowych i firm naftowo-gazowych, Roskosmosu i krajowego przemysłu obronnego. OJSC Uralkriomash zapewnia klientowi pełen zakres usług: od wygenerowania pomysłu, opracowania schematów ideowych i dokumentacji projektowej, produkcji z obowiązkową kontrolą jakości na każdym etapie prac, a skończywszy na nadzorze instalacyjnym, gwarancyjnym, pogwarancyjnym i serwisowym.
Obecność takiego przedsiębiorstwa w korporacji oczywiście zapewnia UVZ szereg przewag konkurencyjnych nad innymi przedsiębiorstwami seryjnymi - producentami taboru kolejowego.
W 2011 r. OJSC Uralkriomash wraz z OJSC Scientific and Production Corporation Uralvagonzavod opracował strategię rozwoju na lata 2012–2015. Na ten okres przedsiębiorstwo postawiło sobie ambitne plany rozszerzenia asortymentu wytwarzanych produktów: zarówno kriogenicznych, jak i środków do transportu różnych produktów płynnych. Również w planach przedsiębiorstwa jest stopniowa, bez uszczerbku dla produkcji, ale znaczna modernizacja istniejących obiektów i budowa nowych obiektów.
Jednym z priorytetowych celów nowej polityki marketingowej jest wejście na nowe rynki. Jest to ważne zarówno dla OJSC „Uralkriomash”, jak i dla całej korporacji badawczo-produkcyjnej UVZ. Historycznie przedsiębiorstwo kriogeniczne koncentrowało się na konsumentach krajowych i krajach byłego Związku Radzieckiego. Ale teraz trwają aktywne prace nad rozszerzeniem geografii dostaw produktów.
Przewiduje się zatem, że obecność OJSC Uralkriomash w strukturze korporacji pozwoli UVZ na wejście na nowe, innowacyjne rynki naukowe i zaawansowane technologicznie, w tym zagraniczne. Są to rynki kriogenicznego sprzętu gazowego w krajach WNP, rozwijające się rynki skroplonego gazu ziemnego i skroplonego gazu naftowego w krajach WNP, Iranu, Pakistanie, Afganistanie oraz rynki pojedynczego specjalistycznego sprzętu kriogenicznego.
Inżynieria kriogeniczna
Przez prawie 60 lat działalności OJSC Uralkriomash zgromadził ogromne doświadczenie w opracowywaniu i produkcji specjalistycznych cystern kolejowych do transportu różnych gazów w stanie kriogenicznym skroplonym. Przedsiębiorstwo jest monopolistą w tej branży w Rosji i krajach WNP, dlatego głównym kierunkiem działalności był, jest i pozostaje rozwój i produkcja pojazdów i kontenerów stacjonarnych - produktów inżynierii kriogenicznej.
W kriogenicznych cysternach kolejowych i cysternach produkowanych przez OJSC Uralkriomash możliwy jest transport różnych cieczy kriogenicznych: tlenu, azotu, argonu, wodoru, skroplonego gazu ziemnego, etylenu. Produkcja kontenerów-cystern jest zatwierdzona przez Rosyjski Morski Rejestr Statków, co umożliwia transport płynów i gazów w nich transportem drogowym, kolejowym i wodnym, w tym w obiegu międzynarodowym. Zakres objętości kotłów produkowanych przez cysterny kolejowe i kontenery cysterny wynosi od 10 do 52 metrów sześciennych. Trwają prace nad rozszerzeniem asortymentu zarówno cystern kolejowych, jak i cystern.
Oprócz zbiorników kolejowych i kriogenicznych, OJSC Uralkriomash produkuje wyposażenie zbiorników do przechowywania produktów kriogenicznych o geometrycznej objętości naczynia do 250 metrów sześciennych, zimne gazogeneratory, rurociągi kriogeniczne. Ogólnie rzecz biorąc, OJSC „Uralkriomash” produkuje produkty, które zapewniają proces transportu, załadunku / rozładunku, przechowywania i zgazowania cieczy kriogenicznych.
Jednym z największych projektów w tym kierunku jest budowa kosmodromu Vostochny. Naturalnie spółka akcyjna jako producent urządzeń do przechowywania kriogenicznego nie odstępuje od realizacji tego projektu. Uralkriomash będzie produkować systemy dostarczania paliwa do pojazdu startowego Sojuz-2, a później, po 2015 roku, do pojazdu startowego Angara. Ilość zamówień jest duża.
W latach 2013-2015 Roskosmos musi opracować i wyprodukować system napełniania, obejmujący 16 stacjonarnych zbiorników i armatury. Ponadto w ramach tego projektu planuje się w ciągu tych lat wyprodukowanie do 30 jednostek specjalistycznych kriogenicznych cystern kolejowych model 15-558С-04. Ponadto otrzymano zamówienie na produkcję i dostawę 47 podobnych czołgów dla Ministerstwa Obrony w tym okresie.
Cysterna 15-558С-04 to ulepszona wersja modelu nowej generacji 15-558С-03, przeznaczona do transportu ciekłego tlenu. Pierwsze dwa prototypy zostały wyprodukowane w 2012 roku. Jego osobliwością w porównaniu z poprzednim modelem - 15-558S-01 jest to, że został opracowany pod konkretne wymagania klienta - Federalnej Agencji Kosmicznej. Głównym warunkiem powstania produktu było zwiększenie objętości przewożonego ładunku. Jednocześnie konieczne było przestrzeganie wymiarów torów i zastosowanie podstawowego peronu produkowanego przez Uralvagonzawod - peronu kolejowego z dwuosiowymi wózkami modelu 18-100. Projektanci Uralkriomasha z powodzeniem poradzili sobie ze wszystkimi zadaniami.
Z kolei w cysternie 15-558С-04 planuje się wydłużenie czasu przechowywania produktu z 30 do 60 dni ze względu na zastosowanie superizolacji, a także zastosowanie stali nierdzewnej w powłoce zewnętrznej zamiast budżetowa wersja metalu żelaznego.
W cysternach do transportu ciekłego tlenu można również transportować inne ciekłe gazy: argon, azot. Oprócz przemysłu kosmicznego są poszukiwane w przemyśle metalurgicznym, a także przez prywatne firmy sprzedające produkty do separacji powietrza. Dodatkowo opracowywana jest kwestia produkcji cystern typu 15-558С01 w celu zastąpienia przeterminowanego taboru przedsiębiorstw cywilnych.
Kolejną poważną niszą w przemyśle kriogenicznym jest tworzenie stacjonarnych magazynów dla instalacji separacji powietrza. Dziś paradoksalna sytuacja pojawia się, gdy w przedsiębiorstwach na Uralu budowane są instalacje tlenowo-azotowe, a ich magazyny mają być sprowadzane z Chin. Uralkriomash planuje zająć tę niszę i dostarczać stacjonarny sprzęt do uralskich zakładów.
Tym samym w latach 2013-2015 instalacje kriogeniczne OJSC Uralkriomash będą w pełni obciążone.
Dalszą perspektywą dla OJSC Uralkriomash może być produkcja produktów do transportu i magazynowania skroplonego gazu ziemnego. Dziś świat aktywnie rozwija produkcję zbiorników-kontenerów do skroplonego gazu ziemnego. Na przykład w Stanach Zjednoczonych, gdzie aktywnie rozwija się wydobycie gazu łupkowego, złoża są w większości niewielkie i ciągnięcie rurociągu jest po prostu nieopłacalne. Najlepszym sposobem transportu jest użycie kontenerów.
Podobnie sytuacja wygląda w Rosji, gdzie są odległe wioski, do których prowadzenie rurociągów jest ekonomicznie nieopłacalne. Dlatego konieczne jest dostarczanie tam gazu ziemnego albo w stanie sprężonym, albo w stanie skroplonym, ale w tym drugim jest to bardziej opłacalne.
Ponieważ skroplony gaz ziemny jest cieczą kriogeniczną o temperaturach zbliżonych do temperatury ciekłego tlenu i ciekłego azotu, Uralkriomash ma ogromny potencjał w dziedzinie tworzenia środków transportu, magazynowania, tankowania i zgazowania skroplonego gazu ziemnego (LNG).
W tym celu OJSC Uralkriomash opracowuje kriogeniczny zbiornik-kontener KCM-40/0, 8 i po raz pierwszy w Rosji wagon cysterny do transportu skroplonego etanu, etylenu i gazu ziemnego model 15-712. Oprócz kontenerów-cystern na skroplony gaz ziemny otwarta spółka akcyjna Uralkriomash opracowała dokumentację techniczną cysterny samochodowej, opcje magazynów skroplonego gazu ziemnego oraz generator skroplonego gazu ziemnego.
Inne kierunki
W latach 90. finansowanie badań kosmicznych gwałtownie spadło. Zmusiło to zespół specjalistów ds. kriogeniki Tagil do poszukiwania zamówień na rozwój i produkcję wcześniej nietypowych produktów, w tym dla kompleksów rolno-przemysłowych i paliwowo-energetycznych. Wdrażamy do produkcji minibrowar, instalacje do zamrażania produktów spożywczych parą ciekłego azotu, instalacje do liofilizacji warzyw i owoców metodą próżniową oraz instalacje do suszenia drewna. W tym samym czasie powstały instalacje do gaszenia pożarów, zaprojektowano i wyprodukowano zbiorniki do transportu produktów naftowych, skroplonego dwutlenku węgla, cysterny kolejowe na lekkie produkty naftowe. Firma nadal zajmuje się produkcją zbiorników i tankkontenerów na produkty naftowe.
Aktywnie trwa rozwój i produkcja produktów niekriogenicznych. Jednym z głównych zadań OJSC Uralkriomash jest wejście na nowy obiecujący rynek taboru kolejowego dla skroplonych gazów węglowodorowych.
W ramach tego kierunku, w 2012 roku Ural Railcar Design Bureau, strukturalny dział korporacji, opracował nowy czołg, model 15-588-01. Jego produkcją i certyfikacją podjął się Uralkriomash. Wagon cysterna jest również zainstalowany na peronie kolejowym z dwuosiowymi wózkami model 18-100, który jest produkowany przez Uralvagonzavod.
Zapotrzebowanie na ten model jest bardzo duże i wynosi około 15 tys. sztuk rocznie. Zapotrzebowanie to wynika z dwóch czynników. Po pierwsze, krajowa flota zbiorników LNG jest bardzo przestarzała: około 30-40 procent floty nadaje się do wycofania z eksploatacji. Po drugie, w Rosji i WNP wzrasta wydobycie ropy naftowej, gazu i produktów ich przetworzenia, co oznacza, że rośnie zapotrzebowanie na ich transport. Duże rafinerie ropy naftowej wielokrotnie zwracały się z zapytaniami do OJSC Uralkriomash w sprawie takich zbiorników.
Dzięki zwiększonej objętości kotła, zwiększonej nośności i innym parametrom zbiornik 15-588-01 ma najlepsze osiągi wśród konkurentów. Planuje się, że wielkość produkcji czołgów model 15-588-01 będzie na dużą skalę.
Obecnie produkcja zbiorników chemicznych model 15-157-02 została przeniesiona do Uralkriomash z głównego przedsiębiorstwa koncernu. Dla przedsiębiorstwa kriogenicznego zbiornik chemiczny stał się nowym rodzajem produktu. Mimo nowości i napiętych terminów ich produkcja została z powodzeniem opanowana i produkty są wytwarzane. Nowe zbiorniki spełniają wszystkie niezbędne warunki. Ponieważ środowisko wodorotlenku sodu jest bardzo korozyjne, szczególne wymagania stawiane są jakości spoin i wytrzymałości konstrukcji. Ale zdaniem specjalistów spółki akcyjnej rozwój zbiorników chemicznych nie stał się dla nich super zadaniem, ponieważ rozwój i produkcja urządzeń kriogenicznych jest znacznie bardziej skomplikowana i wyższej klasy. A dzięki wysokiemu potencjałowi naukowemu i technicznemu oraz elastycznemu procesowi technologicznemu, OJSC Uralkriomash jest w stanie zreorganizować się, aby wytwarzać nowe produkty w sposób mobilny.
W 2010 roku OJSC Uralkriomash, wraz z OJSC Kuznetsov i OJSC VNIIZhT, weszła do Księgi Rekordów Guinnessa, opracowując i produkując czołg przetargowy dla lokomotywy z turbiną gazową GT-1. To nowy rodzaj taboru trakcyjnego, w którym jako jednostkę napędową wykorzystuje się turbinę gazową, a paliwem LNG. Jego eksploatacja, jak podkreślają ekonomiści, jest czterokrotnie tańsza niż przy użyciu silnika wysokoprężnego. Projekt ten został zrealizowany w ramach innowacyjnego programu rozwoju Kolei Rosyjskich w zakresie przeniesienia taboru trakcyjnego na alternatywne źródła energii. Prace w ramach tego projektu trwają.
OJSC Uralkriomash to niezwykłe przedsięwzięcie. Ze względu na zbyt dużą produkcję eksperymentalną nie można go przypisać instytutowi badawczemu ani biuru projektowemu. Ale jednocześnie nie można go nazwać fabryką, ponieważ zawiera potężne biuro projektowe. Tak udana symbioza sprawia, że Uralkriomash OJSC jest wyjątkowym przedsiębiorstwem o największym potencjale i wielkich perspektywach.
