Сложившаяся политическая ситуация не могла не отразиться на российской промышленности. Все чаще и чаще звучит слово «импортозамещение». В воздухе витает ожидание, что наш рынок сильно просядет и вновь возможна китайская экспансия, но уже в нише, освобожденной европейскими фирмами, поставки которых могут быть ограничены. Какие-то предприятия уже давно готовятся к замещению импортной продукции собственными силами. Открываются новые производственные мощности, внедряются собственные разработки, все более актуальными становятся такие понятия, как энергоэффективность и рациональность.
Сегодня о нижегородском предприятии ООО НПЦ «АНОД» знает большая часть арматуростроительного сообщества. Armtorg побеседовал с начальником отдела арматуры НПЦ «АНОД» Владимиром Евсеевичем Евсиковым, который рассказал о разработках и импортозамещении в нефтегазовом комплексе, осуществляемых компанией.
Armtorg: Здравствуйте, Владимир Евсеевич! Расскажите о работе и задачах вашего отдела.
В.Е.: Здравствуйте! Цель нашей работы ― создание арматурного отдела на предприятии, которое занимается совсем другой продукцией, а именно торцевыми уплотнениями насосов. 13 лет назад был создан арматурный отдел, делающий перспективные разработки арматуры, которой так не хватает при переработке и транспортировке нефти и газа. Кроме того, у нас много разработок высокоэнергетической арматуры, работающей на пароводяных системах атомных установок. Словом, круг наших разработок широк, и за 13 лет получено более 30 изобретений. Хочется отметить, в частности, последние интересные разработки, которые прошли испытания, уже имеют все сертификаты и документы и наконец-то начинают внедряться в жизнь.
Большая разработка была сделана в рамках программы импортозамещения по заданию «Газпрома». Работа ведется почти 8 лет. Это альтернатива антипомпажному клапану для запуска компрессоров на магистральных линиях газопровода. Корпус этого клапана выполнен по принципу клапана, который нам поставляет фирма Mokveld уже около 50 лет ― надежного, но дорогого. Сегодня к этим клапанам предъявляются новые требования, должно появляться и новое качество арматуры, которого пока нет у Mokveld.
Арматура должна удовлетворять требованиям экологичности. При использовании клапана Mokveld экология нарушается постольку, поскольку в качестве энергии используется газ под давлением, непосредственно взятый из трубы газопровода, который выбрасывается в атмосферу. Создаются различные устройства, которые усложняют конструкцию клапана ― отводят этот газ, а затем снова вводят под давлением в линию газопровода. Появляются и такие новые требования, как использование арматуры в северных районах страны.
Применение газа в качестве движущей силы при низких температурах весьма непросто для данных клапанов. Его надо осушать, для чего делаются специальные установки. Некоторые фирмы пытались повторить разработку Mokveld, но в ее конструкции есть такие элементы, которые довольно трудно сделать надежными. В частности, это косозубая рейка, позволяющая превратить поступательные движения штока в перпендикулярное ему перемещение плунжера, который регулирует затвор. При больших скоростях перемещении этой рейки происходит сильный износ и возможно заклинивание. Освоив этот узел, фирма Mokveld применяет его во многих своих конструктивных решениях. Это основной элемент, который сложно повторить.
Мы решили вообще отказаться от него. В конструкцию клапана была введена насосная станция, которая позволяет нам создавать давление масла в пневмогидроаккумуляторах. Три аккумулятора, которые питаются от насоса, постоянно поддерживают давление, необходимое для управления. Эту энергию масла под давлением несколько десятков атмосфер мы используем непосредственно для перемещения плунжера внутри клапана осевого потока.
Конструкцию корпуса мы не меняли, но перемещение плунжера происходит уже не с помощью рейки, а с помощью гидравлического поршня, делящего гидроцилиндр на две автономные полости. Подавая давление масла под поршень, плунжер клапана с затвором перемещается на закрытие. Одновременно масло из противоположной полости поршня перемещается под давлением в пружинный гидроаккумулятор, где сжимает пакет тарельчатых пружин. Он аккумулирует эту энергию, и в случае экстренного открытия клапана масло под давлением пружин сбрасывается из полости под поршнем гидроцилиндра в масленный бак, что сопровождается быстрым перемещением поршня и затвора. За полторы секунды мы обеспечиваем полное открытие антипомпажного клапана и снятие помпажного явления при запуске компрессора. Многие пытались доказать нам расчетами, что такого невозможно добиться, но испытания во всех режимах подтвердили нашу правоту. Были оппоненты, которые пытались опорочить наше изделие, но комиссия, несмотря на их протест, подписала протокол испытаний. Хотя испытания прошли более четырех лет тому назад, но в силу определенных обстоятельств мы так и не можем завершить сертификацию изделия. Кроме этого, нас уже сейчас предупреждают, что даже после сертификации клапана на взрывозащиту и подписания Акта приемки испытаний, предстоят еще более существенные затраты на согласования ТУ на клапан для включения в реестр арматуры «Газпрома». Несмотря ни на что, нас не покидает надежда, что наше изделие будет изготавливаться и работать на транспортных магистралях «Газпрома». Это изделие очень интересно и доказывает, что даже небольшие фирмы, которые имеют хороших конструкторов, способны создавать технику, составляющую достойную конкуренцию импортным конструкциям.
Armtorg: Какие еще разработки заслуживают особого внимания?
В.Е.: Запатентовано, например, интересное решение в запорно-регулирующей арматуре. Существует один известный принцип разгрузки плунжеров, обеспечивающих регулировку и уплотнение клапана в конце хода. Используется сбалансированный плунжер в виде цилиндра, где давление на и под плунжером одинаково. Сам плунжер содержит радиальные уплотнения по цилиндру. Уплотнения эти изнашиваются с течением времени, и при работе с загрязненными средами быстро выходят из строя. Невозможно обеспечить абсолютно герметичное закрытие арматуры, работающей с большой цикликой, даже если основной затвор будет абсолютно герметичен. Еще один недостаток арматуры ― мягкие уплотнения, не выдерживающие температуру выше 250 градусов. Мы пошли по другому пути. Поскольку речь идет о высоких давлениях и температурах, мы вообще отказались от фторопластовых и резиновых уплотнений и перешли на сильфоны. Комбинация двух сильфонов позволяет нам обеспечить необходимый ход затвора. С помощью многослойных сильфонов мы обеспечиваем стопроцентную разгрузку или, по крайней мере, частичную, что существенно уменьшает усилие при перемещении затвора, благодаря чему существенно снижается усилие привода в клапане. Это оригинальное изделие мы запатентовали, и образцы прошли полный цикл испытаний в НИИ им. Ползунова. Этому изделию тоже около 9 лет, но убедить наши заводы использовать этот принцип в высокоэнергетических процессах мы пока не можем. Хотя есть несколько штатных образцов, работающих на объектах. В частности, воронежский завод «Турбонасос» использовал наш клапан на своей установке и очень доволен им. Он абсолютно герметичен по затвору, обеспечивает колоссальную циклику, высокую надежность.
Используемый принцип очень хорошо подходит для создания арматуры на атомную энергетику. До сегодняшнего дня запорно-регулирующая арматура работает без разгрузки затвора. Почему? Потому что почти вся арматура, стоящая на 1-м и 2-м контуре, требует двустороннего направления потока при аварийных и специальных режимах. Использовать же разгруженный затвор для атомных установок невозможно, поскольку конструкция разгрузки, используемая сейчас во всех решениях, двустороннего направления при температуре выше 250°С не обеспечивает. А наш клапан решает эту проблему. Для неразгруженной арматуры используются пневматические, гидравлические, электрические приводы с колоссальным усилием, которые существенно утяжеляют конструкцию.
Все больший и больший интерес проявляется сегодня к шаровым кранам. Они используются на многих установках, в том числе в нефтегазовой промышленности. Эти краны прекрасно работают на чистых средах. Но идеально чистых сред не так уж много, поэтому встает вопрос, связанный с ресурсом работы затвора. При длительной работе затвор арматуры изнашивается, нарушается его герметичность. Над шаровыми кранами при эксплуатации «трясутся», стараются лишний раз не открывать и не закрывать. Порой их приходится менять уже после 100–150 циклов.
Мы задумались над этим и разработали свою арматуру ― эксцентриковую, где используется только сегмент шара, расположенный с эксцентриситетом относительно седла. В закрытом положении сфера сегмента ложится в конусную поверхность седла. При повороте затвора происходит мгновенный отрыв сферической поверхности от конусной поверхности седла, образуется зазор, и среда уже не попадает между трущимися поверхностями. Решение интересное, оно уже использовалось фирмой Masoneilan 50 лет тому назад. Было предложено использовать регулирующее устройство с одной полусферой (конструкция типа «Камфлекс»).
Проанализировав эту конструкцию, мы оценили ее возможности и создали свою, где в качестве затвора работает не один, а два сегмента сферы, соединенных между собой. Получилась арматура двусторонняя, что очень важно, в частности, для многих установок «Газпрома». Появилось очень много положительных нюансов, которые позволяют нам, во-первых, создать арматуру, ресурс которой существенно выше, во-вторых, открывать арматуру даже при очень высоких давлениях благодаря сбросу среды из внутренней полости перед открытием, чего нельзя сделать с шаровым краном. Там давление выравнивается на выходе и входе перед открытием клапана, что существенно увеличивает время открытия. В нашей же конструкции, когда сбрасывается давление из внутренней полости затвора, мгновенно происходит разгрузка, и арматура открывается усилием в десятки раз меньшим. Этот ценный фактор можно использовать при создании арматуры на высокие давления и большие диаметры. А у «Газпрома» сейчас широко используется диаметр до 1400 мм и выше.
При этих достоинствах эксцентриковых кранов их можно считать альтернативой шаровым, особенно на сильнозагрязненных средах.
Armtorg: Можете рассказать на примерах о данном типе кранов?
Мы задумались, как воспользоваться линейной передачей усилия на плоскую поверхность тарелки клина, чтобы громадное усилие не изгибало эту тарелку, а равномерно распределяло давление по уплотнительной поверхности. Решение было найдено. Базовая конструкция ничем не отличается ― это линейная опора, которая используется при создании торцевых уплотнений, где не должно быть перекоса скользящих плоскостей. С изгибающейся тарелки задвижки усилие через линейный контакт переходит на кольцо, передающее усилие без всякого изгиба. Линейная опора мгновенно распределяет нагрузку по всей уплотнительной поверхности кольца и седла. Эту конструкцию мы уже семь лет испытываем на штатных задвижках Костромской ГРЭС при давлениях 110–120 атм. и температуре 410–420 градусов. Она работает эти семь лет без ремонта, без износа поверхностей. Для сравнения, на другой нитке работает такая же задвижка чеховского завода, и ее уже трижды ремонтировали, сошлифовывая каждый раз по 0,5 мм уплотнительной поверхности затвора. Через три ремонта ее можно выбрасывать, поскольку толщина основного твердого слоя – всего 5 мм, и его твердость теряется по мере шлифовки. Мы на практике доказали, что подобная модернизация имеет смысл.
Armtorg: Благодарим за встречу и интереснейший рассказ! По традиции ― ваши пожелания и напутствия тем, кто прочтет это интервью.
В.Е.: Сейчас я экспромтом назвал основные разработки, которые могут быть интересны читателям и потребителям. Мое пожелание им будет такое: верьте в то, что есть фирмы, готовые делать интересные, принципиально новые разработки. Эти небольшие компании находятся у нас в России. Крупные заводы не в состоянии заниматься такими разработками, у них другие задачи, но такие экспериментальные отделы, как наш, работают на будущее. Мы понимаем, что не сможем все запустить в производство, но наша цель – создать разработку, испытать, доказать, что мы идем в верном направлении, и предложить ее фирмам, которые занимаются серийным выпуском. Это очень трудно, когда есть уже установившиеся технологии, консервативные специалисты, которые не хотят новшеств. Но рано или поздно необходимо переходить на новые рельсы, иначе никакого прогресса не будет.
Опубликовано в «Вестнике арматурщика» № 6 (19) 2014
