Nižni Tagil, kjer se nahaja glavno podjetje - Znanstveno -proizvodna korporacija Uralvagonzavod, je rojstni kraj prve parne lokomotive in največji dobavitelj tovornega voznega parka za železnice Rusije in držav SND, ki je mesto cisterna. državi in svetu podaril ogromno bojnih vozil - nekaj najboljših na planetu. Le malo ljudi ve, da je bil začetek vesoljske dobe v veliki meri postavljen tudi na deželi Tagil.
Prelomni let Jurija Gagarina ne bi potekal brez podjetja Uralkriomash, ki je del korporacije UVZ. Strokovnjaki Tagil so sodelovali pri vseh domačih vesoljskih programih. Tu so bili razviti mobilni objekti za polnjenje goriv za nosilne rakete, ki so zagotovili izstrelitve ne le vesoljskega plovila Vostok-1, temveč tudi prve satelite, pa tudi izvajanje programov Energia-Buran in Sea Launch.
V vesolje - na tekoči kisik
Leta 1946 je bil kot rezultat razvoja bojnih raket dolgega dosega, ki se je začel pod vodstvom Sergeja Koroleva, ustvarjen jedrski raketni ščit v državi in odprle so se možnosti za praktično raziskovanje vesolja. Nova tehnologija je zahtevala veliko količino tekočega kisika - oksidanta goriva, zato se je v začetku petdesetih let z razvojem vesoljskih raziskav v Sovjetski zvezi pojavila potreba po sredstvih za prevoz velikih količin tekočega kisika po železnici, kar se je izkazalo biti izjemno težka naloga. Izkušenj pri ustvarjanju železniških cistern za prevoz kriogenih tekočin v državi ni bilo. Rešitev tega akutnega problema je bil zaupan Uralvagonzavodu.
Z odlokom Centralnega komiteja CPSU in Sveta ministrov ZSSR v okviru Državnega enotnega podjetja "Uralvagonzavod" po imenu FEDzerzhinsky 1. oktobra 1954 je bil ustanovljen poseben projektni biro - OKB -250 za kriogeno tehnologijo in opremo za izstrelitev na zemlji, ki jo vodi glavni oblikovalec Metodije Veremiev, ki je kasneje postalo neodvisno podjetje - OJSC "Uralkriomash". Dejansko so se dela na ustvarjanju kriogenega rezervoarja začela dve leti prej. Zato je že istega leta skupina oblikovalcev razvila dokumentacijo za nov železniški vagon -cisterno za prevoz tekočega kisika - izdelek 8G52. Serijska proizvodnja novosti, ki se je začela istočasno, je zaznamovala rojstvo nove industrije v državi - kriogenega transportnega inženiringa.
Kompleksnost rešenih problemov je bila neverjetno velika. Tekoči kisik reagira s številnimi kovinami in hitro izhlapi. Zato je bila za notranjo posodo rezervoarja izbrana aluminijeva zlitina AMtsS, ki ne vpliva na tekoči plin. Druga prednost je bila odlična varljivost. Prostor med notranjo posodo rezervoarja in zunanjim ohišjem je bil napolnjen s toplotnoizolacijskim materialom - mipora.
Leta 1954 je bodoči akademik Sergej Korolev kriogenim inženirjem Uralvagonzavoda izdal tehnološko nalogo za ustvarjanje sredstev za polnjenje (8G117) in polnjenje (8G118) s tekočim kisikom slavne vesoljske rakete R-7. Leta 1956 je UVZ začel s proizvodnjo naprav za polnjenje tekočega kisika za vesoljske rakete. Z njihovo pomočjo so avgusta 1957 na kozmodromu Baikonur preskusili medcelinsko balistično raketo R-7-izjemen dosežek domače rakete, ki še vedno postavlja vesoljska plovila in satelite Zemlje v orbito okoli Zemlje. Mobilni objekti za oskrbo z gorivom (črpalke za polnjenje in polnjenje tekočega kisika in dušika) za raketo R-7 z zmogljivimi kriogenimi črpalkami so zagotovili uspešne izstrelitve številnih umetnih zemeljskih satelitov, avtomatskih medplanetarnih postaj in vesoljskega plovila Vostok s prvim kozmonavtom Jurijem Gagarinom na krovu.
Ko so bili rešeni prvi in najtežji problemi, so bili postavljeni temelji kriogene proizvodne tehnologije, strokovnjaki za tovarne so začeli delati na zanesljivosti svojih izdelkov. Izolacija kriogenih posod je bila nepopolna, del vsebine rezervoarjev je med potovanjem izhlapel. Včasih so na kozmodrom prišli napol prazni. Potem je OKB -250 obvladal vakuum - najboljši izolator v naravi. Takrat še nobeno podjetje ni imelo izkušenj s proizvodnjo velikih vakuumsko izoliranih posod.
Prvo avtorsko potrdilo za izum, ki ga je prejela skupina strokovnjakov OKB-250, je bilo potrdilo za izdelavo rezervoarja 8G513 z vakuumsko izolacijo v prahu. Služil je kot prototip nove generacije sodobnih kriogenih rezervoarjev in korenito rešil problem izgube tekočega kisika in dušika med transportom od pet do 0,2 odstotka na dan.
Naslednja stopnja v razvoju kriogene tehnologije je bila ustvarjanje stacionarnih kompleksov v kozmodromih za shranjevanje in polnjenje vesoljskih plovil s tekočim kisikom in dušikom. Uporabili so jih za izstrelitev raketno -vesoljskega sistema Soyuz (RSC) in se izkazali za veliko bolj zanesljive in učinkovite od prejšnjih mobilnih naprav za oskrbo z gorivom.
Eden od izjemnih dosežkov OKB -250 v 60. letih je bila izdelava železniških cistern za prevoz tekočega vodika - najučinkovitejšega, a izjemno eksplozivnega raketnega goriva. Nova naloga je bila veliko bolj zapletena od prejšnjih. Temperatura tekočine je le 20 stopinj nad absolutno ničlo, potrebna je superizolacija z globljim vakuumom. Dela, ki so se začela leta 1966, so se končala z ustvarjanjem tanka ZhVTs-100. Izvedel je popolno načelo izolacije-zaslon-prah-vakuum. Rezervoar ZhVTs-100 je bil v letih 1969-1972 uspešno uporabljen v vesoljskem programu N1-LZ za preučevanje Lune, njegove izboljšane modifikacije pa so bile uporabljene v grandioznem programu za izstrelitev raketno-vesoljskega sistema Energiya-Buran (RSC).
Ta RCS za večkratno uporabo je bil uveden 15. novembra 1988. Po orbitalnem letu brez posadke je vesoljsko plovilo Buran samodejno pristalo na letališču z natančnostjo nekaj centimetrov. Uralkriomaševci so se na to zmago pripravljali približno deset let. Napajalni sistem Burana, ustvarjen na UVZ, je prototip energetskih kompleksov medplanetarnih vesoljskih plovil prihodnosti. Med izstrelitvijo je bil uporabljen tudi sistem za oskrbo z dušikom za vesoljsko postajo Energia-Buran, ki so ga razvili in izdelali prebivalci Tagila.
Druga zanimiva stran v vesoljskih analih kriogene proizvodnje je Sea Launch. Strokovnjaki Tagil Uralkriomash so razvili in izdelali sredstva za shranjevanje in polnjenje rakete Zenit. Sodelovanje v tem mednarodnem programu je bil najboljši dokaz, da je podjetje povpraševalo po edinstvenih oblikovalskih in tehnoloških izkušnjah.
Razvojne možnosti
OJSC "Uralkriomash" je danes raznoliko in stalno razvijajoče se podjetje, eno vodilnih v proizvodnji specializirane železniške kriogene opreme na "območju 1520". Podjetje deluje v vseh smereh in z različnimi potrošniki: izdeluje izdelke za potrebe železniških prevoznikov in naftnih in plinskih podjetij, Roskosmosa in domače obrambne industrije. OJSC Uralkriomash kupcu ponuja celoten obseg storitev: od ustvarjanja idej, razvoja shematskih diagramov in projektne dokumentacije, izdelave z obveznim nadzorom kakovosti na vseh stopnjah dela do zaključka z nadzorom namestitve, garancijo, po garancijo in servisnim vzdrževanjem.
Prisotnost takega podjetja v korporaciji seveda daje UVZ številne konkurenčne prednosti pred drugimi serijskimi podjetji - proizvajalci voznih sredstev.
Leta 2011 je OJSC Uralkriomash skupaj z OJSC Scientific and Production Corporation Uralvagonzavod razvilo razvojno strategijo za obdobje 2012–2015. V tem obdobju je podjetje zase določilo ambiciozne načrte za širitev palete proizvedenih izdelkov: kriogenih in sredstev za prevoz različnih tekočih izdelkov. V načrtih podjetja je tudi postopna, brez poseganja v proizvodnjo, vendar pomembna posodobitev obstoječih objektov in gradnja novih objektov.
Eden od prednostnih ciljev nove tržne politike je vstop na nove trge. To je pomembno tako za OJSC "Uralkriomash" kot za raziskovalno -proizvodno družbo UVZ kot celoto. V preteklosti je bilo kriogeno podjetje osredotočeno na domače potrošnike in države nekdanje Sovjetske zveze. Zdaj pa poteka aktivno delo za širitev geografije zalog izdelkov.
Tako se predvideva, da bo prisotnost OJSC Uralkriomash v strukturi korporacije omogočila UVZ vstop na nove inovativne znanstveno intenzivne in visokotehnološke trge, vključno s tistimi v tujih državah. To so trgi opreme za kriogeni plin v državah CIS, razvijajoči se trgi utekočinjenega zemeljskega plina in utekočinjenega naftnega plina v državah CIS, Iranu, Pakistanu, Afganistanu in trgi posamezne specializirane kriogene opreme.
Kriogeni inženiring
V skoraj 60 letih delovanja je OJSC Uralkriomash nabralo ogromne izkušnje pri razvoju in proizvodnji specializiranih železniških cistern za prevoz različnih plinov v kriogenem utekočinjenem stanju. Podjetje je monopol v Rusiji in državah ZND v tej industriji, zato je bila glavna usmeritev dejavnosti, je in ostaja razvoj in proizvodnja vozil in stacionarnih zabojnikov - proizvodov kriogenega inženiringa.
V kriogenih železniških cisternah in zabojnikih cistern, ki jih proizvaja OJSC Uralkriomash, je mogoče prevažati različne kriogene tekočine: kisik, dušik, argon, vodik, utekočinjen zemeljski plin, etilen. Proizvodnjo zabojnikov za cisterne odobri ruski pomorski register ladij, ki omogoča prevoz tekočin in plinov v njih po cestnem, železniškem in vodnem prometu, tudi v mednarodnem prometu. Obseg količin kotlov, proizvedenih v vagonih cisternah in cisternah, je od 10 do 52 kubičnih metrov. V teku je delo za širitev palete tako vagonov cistern kot kontejnerjev cistern.
Poleg železniških in kriogenih rezervoarjev OJSC Uralkriomash proizvaja rezervoarje za shranjevanje kriogenih izdelkov z geometrijsko prostornino posode do 250 kubičnih metrov, hladilne uplinjevalnike, kriogene cevovode. Na splošno OJSC "Uralkriomash" proizvaja izdelke, ki zagotavljajo postopek prevoza, nakladanja / raztovarjanja, skladiščenja in uplinjanja kriogenih tekočin.
Eden največjih projektov v tej smeri je izgradnja kozmodroma Vostochny. Seveda delniška družba kot proizvajalec kriogene skladiščne opreme ne stoji ob strani pri izvajanju tega projekta. Uralkriomash bo izdeloval sisteme za dostavo goriva za raketonosno raketo Soyuz-2, kasneje pa po letu 2015 tudi za raketonosno vozilo Angara. Obseg naročil je velik.
V letih 2013–2015 mora Roskosmos razviti in izdelati sistem za polnjenje, vključno s 16 stacionarnimi rezervoarji in fitingi. Prav tako se v okviru tega projekta v teh letih načrtuje proizvodnja do 30 enot specializiranih kriogenih železniških vagonov cistern model 15-558С-04. Poleg tega je bilo prejeto naročilo za izdelavo in dostavo 47 podobnih tankov za Ministrstvo za obrambo v tem obdobju.
Avtocisterna 15-558С-04 je izboljšana različica nove generacije modela 15-558С-03, zasnovana za transport tekočega kisika. Prva dva prototipa sta bila izdelana leta 2012. Njegova posebnost v primerjavi s prejšnjim modelom - 15-558S -01 je, da je bil razvit za posebne zahteve naročnika - Zvezne vesoljske agencije. Glavni pogoj za ustvarjanje izdelka je bilo povečanje obsega prepeljanega tovora. Hkrati je bilo treba upoštevati železniške dimenzije in uporabiti osnovno ploščad Uralvagonzavoda-železniško ploščad z dvoosnimi podstavnimi vozički modela 18-100. Oblikovalci podjetja Uralkriomash so se uspešno spopadli z vsemi nalogami.
V avtomobilu cisterni 15-558С-04 se načrtuje podaljšanje časa skladiščenja izdelka s 30 na 60 dni zaradi uporabe superizolacije, pa tudi uporabe nerjavečega jekla v zunanji lupini namesto proračunska različica železne kovine.
V rezervoarjih za transport tekočega kisika se lahko prevažajo tudi drugi tekoči plini: argon, dušik. Poleg vesoljske industrije so v povpraševanju tudi v metalurški industriji, pa tudi pri zasebnih podjetjih, ki prodajajo izdelke za ločevanje zraka. Poleg tega se obravnava vprašanje izdelave vagonov cistern modela 15-558С01, ki bi nadomestilo vozni park civilnih podjetij, ki jim je potekel rok trajanja.
Druga resna niša v kriogeni industriji je ustanovitev stacionarnih skladišč za naprave za ločevanje zraka. Danes nastajajo paradoksalne razmere, ko se v podjetjih na Uralu gradijo tovarne kisika in dušika, skladišča za njih pa naj bi prevažali iz Kitajske. Uralkriomash namerava zasesti to nišo in dobavljati stacionarno opremo tovarnam Ural.
Tako bodo v obdobju 2013–2015 kriogene proizvodne zmogljivosti OJSC Uralkriomash v celoti naložene.
Nadaljnja možnost za OJSC Uralkriomash je lahko proizvodnja proizvodov za transport in skladiščenje utekočinjenega zemeljskega plina. Danes svet aktivno razvija proizvodnjo rezervoarjev za utekočinjen zemeljski plin. Na primer, v Združenih državah, kjer se proizvodnja plina iz skrilavca aktivno razvija, so nahajališča večinoma majhna in vlečenje cevovoda preprosto ni donosno. Najboljši način prevoza je uporaba zabojnikov.
Podobno je v Rusiji, kjer so oddaljene vasi, do katerih je ekonomsko nesmiselno voditi cevovode. Zato je treba tja dovajati zemeljski plin bodisi v stisnjenem bodisi v utekočinjenem stanju, vendar je v slednjem bolj donosno.
Ker je utekočinjen zemeljski plin kriogena tekočina s temperaturami blizu temperatur tekočega kisika in tekočega dušika, ima Uralkriomash velik potencial na področju ustvarjanja sredstev za transport, skladiščenje, polnjenje in uplinjanje utekočinjenega zemeljskega plina (LNG).
V ta namen OJSC Uralkriomash razvija kriogeni kontejnerski rezervoar KCM-40/0, 8 in prvič v Rusiji železniški vagon-cisterno za prevoz utekočinjenega etana, etilena in zemeljskega plina, model 15-712. Poleg zabojnikov za utekočinjen zemeljski plin je odprta delniška družba Uralkriomash razvila tehnično dokumentacijo za avtocisterno, možnosti skladiščenja utekočinjenega zemeljskega plina in uplinjevalca za utekočinjen zemeljski plin.
Druge smeri
V devetdesetih letih se je financiranje vesoljskih raziskav močno zmanjšalo. To je prisililo ekipo strokovnjakov za kriogeniko Tagil, da poiščejo naročila za razvoj in proizvodnjo prej neznačilnih proizvodov, tudi za agroindustrijo in komplekse za gorivo in energijo. V proizvodnjo smo dali mini pivovarno, naprave za zamrzovanje živilskih proizvodov s hlapi tekočega dušika, naprave za sušenje zmrzovanja zelenjave in sadja po vakuumski metodi ter naprave za sušenje lesa. Hkrati so nastale naprave za gašenje požarov, razvili in izdelali cisterne za prevoz naftnih derivatov, utekočinjen ogljikov dioksid, železniške cisterne za lahke naftne derivate. Podjetje se še vedno ukvarja s proizvodnjo rezervoarjev in rezervoarjev za naftne derivate.
Razvoj in proizvodnja nekriogenih izdelkov se aktivno nadaljuje. Ena glavnih nalog OJSC Uralkriomash je vstop na nov obetaven trg železniških voznih parkov za utekočinjene ogljikovodikove pline.
V okviru te smeri je leta 2012 oblikovalski urad Ural Railcar Design, strukturni oddelek korporacije, razvil nov avtomobil cisterno, model 15-588-01. Njegovo proizvodnjo in certificiranje je opravil Uralkriomash. Cisterna je nameščena tudi na železniški ploščadi z dvoosnimi podstavnimi vozički modela 18-100, ki jih proizvaja Uralvagonzavod.
Povpraševanje po tem modelu je zelo veliko in znaša približno 15 tisoč enot na leto. To povpraševanje je posledica dveh dejavnikov. Prvič, domača flota tankov z utekočinjenim zemeljskim plinom je zelo zastarela: približno 30–40 odstotkov flote je primernih za razgradnjo. Drugič, v Rusiji in CIS se povečuje proizvodnja nafte, plina in proizvodov iz njihove predelave, kar pomeni, da narašča potreba po njihovem prevozu. Veliki rafinerije nafte so OJSC Uralkriomash večkrat povpraševali o takšnih rezervoarjih.
Zaradi povečane prostornine kotla, povečane nosilnosti in drugih parametrov ima rezervoar 15-588-01 najboljše zmogljivosti med konkurenti. Načrtovano je, da bo obseg proizvodnje tankov modela 15-588-01 obsežen.
Trenutno je proizvodnja kemičnih rezervoarjev model 15-157-02 iz glavnega podjetja korporacije prenesena na Uralkriomash. Za kriogeno podjetje je posoda za kemikalije postala nova vrsta izdelka. Kljub novosti in kratkim rokom so njihovo proizvodnjo uspešno obvladali in izdelke izdelujejo. Novi rezervoarji izpolnjujejo vse potrebne pogoje. Ker je okolje natrijevega hidroksida zelo jedko, se postavljajo posebne zahteve glede kakovosti zvarov in trdnosti konstrukcije. Toda po mnenju strokovnjakov delniške družbe razvoj kemičnih rezervoarjev zanje ni postal super naloga, saj sta razvoj in proizvodnja kriogene opreme veliko bolj zapletena in višjega razreda. Zahvaljujoč velikemu znanstvenemu in tehničnemu potencialu ter prilagodljivemu tehnološkemu postopku se lahko OJSC Uralkriomash reorganizira za proizvodnjo novih izdelkov na mobilni način.
Leta 2010 se je OJSC Uralkriomash skupaj z OJSC Kuznetsov in OJSC VNIIZhT vpisal v Guinnessovo knjigo rekordov z razvojem in izdelavo razpisne cisterne za lokomotivo na plinsko turbino GT-1. To je nova vrsta vlečnega voznega parka, ki uporablja plinsko turbino kot pogonsko enoto in utekočinjen zemeljski plin kot gorivo. Njegovo delovanje je, kot poudarjajo ekonomisti, štirikrat cenejše od uporabe dizelskega motorja. Ta projekt je bil izveden kot del inovativnega razvojnega programa Ruskih železnic za prenos vlečnega voznega parka na alternativne vire energije. Dela v okviru tega projekta se nadaljujejo.
OJSC Uralkriomash je nenavadno podjetje. Zaradi prevelike eksperimentalne proizvodnje je ni mogoče pripisati raziskovalnemu inštitutu ali oblikovalskemu biroju. Hkrati pa ga tudi ne moremo imenovati rastlina, ker vključuje močan projektni biro. Tako uspešna simbioza naredi Uralkriomash OJSC edinstveno podjetje z največjim potencialom in velikimi obeti.
