Александр Лабыкин «Expert Online» 05 авг 2014, 10:37

Россия вполне может вернуть утраченное лидерство по применению в промышленности композиционных материалов, придающих продукции буквально космическое качество. Но внутренний спрос на композиты тормозится из-за слишком долгой подготовки нормативных документов. И хотя нам есть чем удивить мир, выход на внешние рынки пока затруднен из-за низких объемов производства композитов.

Отчитываясь президенту Владимиру Путину о состоянии дел в производстве, министр промышленности и торговли Денис Мантуров больше всего уделил внимание успехам отрасли композиционных материалов. Это один из перспективных секторов инновационной экономики, на него правительство возлагает особые надежды. Еще в восьмидесятых годах Россия занимала третье место в мире по применению композиционных материалов. Сейчас стоит задача в среднесрочной перспективе возродить их производство и применение, а в дальнесрочной и занять уверенные позиции по экспорту композитов. Преимущество таких материалов неоспоримо за счет сверхпрочности, сверхлегкости, что в большинстве случаев удешевляет производство продукции из них.
«У нас в стране серьезный потенциал по развитию этой отрасли и вообще по потреблению композитных материалов, - говорит Денис Мантуров. - В среднем мировой рынок растет на 5-7 процентов по году. У нас основное использование этих материалов – в ЖКХ, транспортной инфраструктуре, авиации, космосе, энергетике. К сожалению, потребление по душу населения композитных материалов в сравнении с другими развитыми странами у нас в 15 раз меньше, это всего полкилограмма на одного человека».
Объем производства композиционных материалов в России оценивается десятками тысяч тонн и составляет всего лишь 0,3-0,5% от мирового рынка. Резкое падение спроса в последние двадцать лет на авиационную и оборонную продукцию практически заморозили развитие разработок в области полимерных связующих и армирующих волокон, щедро финансируемые в 80-е годы. В то же время в Европе, США и странах Азиатско-Тихоокеанского региона наблюдается бум в развитии композитной отрасли. Мировой рынок композиционных материалов на сегодняшний день оценивается в 12 млн тонн в год и составляет около 30 трлн рублей. При этом потребление только мирового авиастроительного сектора составляет порядка 340 млрд. рублей (около 1%). Ежегодно авиастроительные компании перерабатывают около 530 тонн (7% от мирового производства) углеродных волокон в виде препрегов и углеродных тканей и 330 тонн стеклянных волокон.
Одним словом, рынок сбыта колоссальный и следовательно перспективы российских компаний могут быть тоже впечатляющими. Тем более, что ощутимые достижения у нас уже есть. Закономерно, что наиболее передовые достижения у нас есть в области авиастроения, где организованы новые композитные производства. Например, это заводы «Объединенной авиастроительной корпорации» "КАПО Композит" (Казань) и «АэроКомпозит-Ульяновск». Последний, который будет открыт в этом году, станет одним из самых крупных и наиболее высокопроизводительных производств в мире по созданию агрегатов из композиционных материалов для авиастроения. Новое предприятие будет выпускать композитное крыло для отечественного среднемагистрального самолета МС-21 на основе инфузионной технологии. Благодаря высокой доле автоматизации и использованию промышленных роботов, затраты на производство оцениваются в пять раз ниже по сравнению с подобными предприятиями в Европе.
«У России безусловно есть прорывные технологии, которым нет аналогов в мире и мы вполне можем вернуть себе лидерство в производстве композиционных материалов, - пояснил «Эксперт Online»Виктор Авдеев, генеральный директор НПО «УНИХИМТЕК», профессор химического факультета МГУ имени Ломоносова. – Например, инфузионная технология «АэроКомпозита» не имеет аналогов в мире. Они отовсюду собрали все самое лучшее и пошли еще дальше. Если в итоге удастся наладить серийное производство и загрузить мощности, то это будет достижение мирового уровня с возможностью выходить на экспорт».
В отечественном авиастроении применение композиционных материалов постоянно увеличивается. Если в первом российском лайнере SSJ100 используется около 12% агрегатов из композитов, то новый самолет МС-21 будет состоять из композитов на треть.
Новый завод в Ульяновске будет поставлять агрегаты из композиционных материалов как для отечественных самолетов, так и на экспорт. В сотрудничестве с международным партнером компанией FACC уже в будущем году ОАК может начать поставки по экспортным программам в адрес Boeing и Airbus.
В Казани выпускаются элементы механизации крыла, воздушные тормоза и прочее. На днях казанский завод отправил на тестовые испытания в Жуковский (ЦАГИ) партию изготовленных для программы SSJ100 агрегатов механизации крыла, выполненных из композиционных материалов по автоклавной технологии. К концу года агрегаты планируется поставлять в Комсомольск-на-Амуре.
«По проекту композиционного крыла в 2007-2008 годах была проделана большая работа по изучению существовавших на тот момент технологий создания крупногабаритных интегральных конструкций из композиционных материалов по автоклавной технологии, - сообщил «Эксперт Online» Андрей Громашев, главный технолог ЗАО «АэроКомпозит», доктор технических наук, член-корреспондент Российской инженерной академии. - Проведена и большая работа с потенциальными поставщиками и разработчиками компонентов композиционных материалов на предмет технологичности и конструктивной реализуемости при использовании существовавших и находящихся в разработке новых материалов. Оценивались технические возможности реализации различных технологий с точки зрения наличия или потенциальной возможности разработки необходимого оборудования. Анализировался опыт уже создававшихся на тот момент композиционных крыльев аналогичного назначения в компаниях Boeing, Airbus, Bombardier, опыт создания композиционных корпусов судов и лопастей ветрогенераторов».
В результате выбор был остановлен на применении инфузионной технологии для изготовления несущих силовых деталей крыла. К тому же, первоначальные затраты (в оборудование) на данную технологию значительно меньше, чем на автоклавную. Применяемые материалы имеют большую технологичность и значительный временной запас по жизнеспособности.
«Конструкции, созданные по данной технологии, не уступают по прочности и плотности автоклавным конструкциям, - говорит Андрей Громашев. – Под применение инфузионной технологии для производства «АэроКомпозит-Ульяновск» были созданы уникальные образцы ранее не существовавшего оборудования. И все это дает возможность, при достижении планируемого успеха, встать в один ряд с мировыми производителями гражданской авиационной техники».
Есть достижения по производству новых композиционных материалов и в других отраслях промышленности. Они появились во многом благодаря созданию двух инжиниринговых центров. Один из них – «Нанотехнологический центр композитов» образован по инициативе холдинговой компании «Композит» и Фонда инфраструктурных и образовательных программ Роснано.
На ОАО «Средне-Невский судостроительный завод» в Санкт-Петербурге недавно открыт новый цех, где завершается отработка технологии строительства первого в России пассажирского катамарана из углепластика на основе углеродных тканей производства ЗАО «Препрег-СКМ» ХК «Композит».
«Коллективу предприятия «Препрег-СКМ» удалось в короткие сроки разработать, изготовить, сертифицировать в Российском морском регистре судоходства и поставить на завод около 10 тонн углеродной ткани», - говорит руководитель направления продаж в судостроение холдинговой компании «Композит» Игорь Ласкорунский.
Применение композиционных материалов позволило снизить вес катамарана, повысить его прочностные характеристики. Судно сможет перевозить в комфортных условиях до 150 пассажиров, со скоростью 30 узлов, например, в пригороды Санкт-Петербурга. Кроме того применение углепластика позволит снизить расход топлива. Длина судна составляет 25,6 м, ширина – 9,5 м водоизмещение – 80 тон.
Другой пример использования композитов в машиностроении - не имеющий аналогов в мире вагон-хоппер из стеклопластика, созданный на «Уралвагонзаводе». За счет композита увеличен срок эксплуатации вагона с 22-х до 32 лет (хотя срок службы стеклопластика – 100 лет). Увеличена и грузоподъемность на 15 процентов. Вагон-хоппер предназначен для эксплуатации по всей сети железных дорог колеи 1520 мм стран СНГ, Латвии, Литвы, Эстонии для бестарной перевозки неопасных минеральных удобрений и других сыпучих неопасных грузов, требующих защиты от атмосферных осадков. Компания «Русагротранс» и «Уралвагонзавод» уже согласовывают сейчас контракт на 1,5 тысячи вагонов до 2020 года с учетом выделяемых из бюджета через Минпромторг субсидий на стимулирование продажи инновационных вагонов. Сейчас расширяет мощности и «Тверьстеклопластик», где организовано уже производство цельнокомпозитных крупногабаритных конструкций для строительства.
Композиционные материалы очень востребованы и в строительстве. Точнее здесь – в первую очередь. Недавно в Башкирии пять мостов были усилены углеродными лентами FibArm производства того же «Препрег-СКМ». Усиление несущих конструкций мостов потребовалось для перевозки по ним крупногабаритного оборудования ОАО «Газпром нефтехим Салават». По усиленным мостам перевозили сооружение высотой 54 метра, весом 91 тонна, высотой 6,5 метров. Также на стройплощадку доставили колонны и тяжеловесные реакторы Р-101 весом 446,7 тонн и Р-102 - 349,2 тонн соответственно.
«В России немало уникальных наработок в сфере композитов, - пояснил «Эксперт Online» исполнительный директор "Союза производителей композитов" Сергей Ветохин. – Например, мобильные дорожные покрытия, позволяющие проходить тяжелой технике в труднодоступной местности, даже по болотам. Такие используют в основном нефтяники. Отличные решения есть у ОАО НИИ «Графит» для строительства атомных станций: их технологии тоже не имеют аналогов в мире».
Но широкое применение композиционных материалов в строительстве осложняется тем, что Главгосэкспертиза не пропускает инновационные проекты по причине отсутствия СНИПов или, по-новому, Свода правил на новые технологии.
«Например, на трассе Москва-Смоленск построен первый в мире пешеходный мост методом вакуумной инфузии, - говорит Сергей Ветохин. – Кстати, более десятка таких мостов для Росавтодора «завернула» Главгосэкспертиза как раз по причине отсутствия Свода правил на эту технологию».
Кстати, сборка таких мостов занимает всего день-два, что позволяет существенно удешевить строительство. А мосты в Башкортостане были усилены без перекрытия движения.
Но применение технологии усиления бетонных конструкций углепластиком происходит скорее вопреки, чем благодаря усилиям производителей. Проект Свода правил был готовы еще в 2012 по инициативе «препрег-СКМ» и его принятия ожидали еще в 2013 году. В связи с постоянным переподчинением строительной отрасли (управлялась Минрегионразвития, затем его структурой Госстроем, теперь Минстроем) рассмотрение документов регулярно откладывалась. Участники рынка подозревают, что здесь не обошлось и без лобби ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко (входит в НИЦ Строительство Минстроя), у которого строителям приходится по сути покупать специальные технические условия, позволяющие, например, применять технологии усиления конструкций углепластиком.
«Органы государственной экспертизы часто не дают положительные заключения на проекты, ссылаясь на отсутствие Свода правил на применение композитов для усиления,, - пояснил «Эксперт Online»Михаил Столяров, генеральный директор Нантехнологического центра композитов(НЦК). - Но они носят рекомендательный, а не обязательный характер. Именно поэтому проектировщики отказываются от применения композиционных материалов и в итоге спрос на них не сопоставим с развитыми странами . Получается замкнутый круг. Но дело движется. С 1 января 2014 вступил в силу ГОСТ на композиционную арматуру из стеклопластика и с тех пор строителинаращивают ее использование. Это положительно отразилось на проблеме сбыта десятками предприятий, производящим ее. Росавтодор успешно применяет перильные ограждения из композитов, они установлены уже на десятках объектах, НЦК сейчас производит такие перила для 14 объектов. На днях должен быть принят Свод (пришел на замену СНИПу) Правил по усилению железобетонных конструкций углепластиком . На разработку и согласование Свода правил уходит несколько лет – это, наверное, одна из важнейших причин торможения в развитии отрасли».
И тем не менее в стране уже более 1000 строительных объектов усилены по новой технологии. В частности, в прошлом году с применением системы внешнего армирования на основе углеродных лент FibArm были усилены своды первого корпуса Кремля. Если в ближайшее время долгожданный Cвод правил по углепластику в строительстве будет принят, реконструкция ветхих домов и других строений станет намного дешевле и быстрее. В программе Минпромторга заложены средства и на разработку нормативных документов для применения композиционных материалов, около 20 из которых касаются строительной сферы.
"Я бы не сказал, что принятие регламентирующих документов кем-то затягивается, на все есть свои сроки и они выдерживаются, - говорит Сергей Ветохин. – Проблема скорее в дефиците компетентных людей, способных создавать документы на композиционные материалы".
Между тем в настоящее время в НЦК уже функционирует линия пултрузии по производству профилей с повышенными диэлектирическими свойствами для использования в конструкции контактной сети.