Главная » Компании » Машиностроительная сага

Машиностроительная сага

Новосибирский завод химконцентратов (НЗХК) сегодня немыслим без машиностроительного производства. На заводе успешно решили вопрос технологического перевооружения и готовы оказывать услуги по аутсорсингу. Высокое качество, требуемое в атомной промышленности, обеспечивается на всех стадиях технологической цепочки.

ОАО «Новосибирский завод химконцентратов» представляет собой комплекс химических и машиностроительных производств по производству топлива для АЭС и исследовательских реакторов. НЗХК выпускает 20% мирового производства литиевых продуктов. НЗХК входит в корпорацию «ТВЭЛ». ОАО «ТВЭЛ» владеет 88,3% акций завода, остальные торгуются на РТС.

Первые шаги в атомной энергетике

Директор по производству ОАО «НЗХК» Михаил Зарубин. Фото Михаила ПЕРИКОВА

Когда в 70-х годах прошлого века Новосибирский завод химконцентратов делал первые шаги в атомной энергетике, он изначально рассматривался как «сборочная площадка» для выпуска тепловыделяющих элементов и кассет. Комплектующие в рамках кооперации поставлялись из различных частей тогда еще СССР — Подмосковья, Удмуртии и Казахстана. На НЗХК производилась сборка и поставка потребителю конечной продукции.

Основное производство на НЗХК — выпуск тепловыделяющих сборок (ТВС). Процесс подготовки ТВС состоит из нескольких этапов: вначале из сырья делаются так называемые таблетки (действительно по форме и размерам напоминающие цилиндрические таблетки), содержащие низкообогащенный уран. Эти таблетки «упаковываются» в длинные трубки из циркониевого сплава — тепловыделяющие элементы (ТВЭЛ), кстати, давшие название корпорации. Три сотни ТВЭЛов соединяются в тепловыделяющую сборку, которая в нескольких узлах скрепляется при помощи дистанцирующих решеток. На данную конструкцию устанавливаются хвостовик и головка, которые служат для обеспечения установки ТВС в ячейку реактора, проведения транспортно-технологических операций, размещения стержней управления защитой реактора.

По словам директора по производству НЗХК Михаила Зарубина, «при производстве ядерного топлива критическим является вопрос соблюдения высоких требований по безопасности продукции. Причем это относится не только к оборудованию по выпуску основной продукции, но и к оборудованию обслуживающих цехов, обеспечивающих НЗХК нестандартным оборудованием, измерительным и режущим инструментом». Здесь требуется высокая точность на всех этапах, как производственная, так и измерительная.

Задействовать резерв

Фото Михаила ПЕРИКОВА

Первые шаги в направлении развития собственной машиностроительной базы завод начал делать в 70-х годах с созданием инструментального цеха N 8. По словам заместителя начальника цеха N 8 Александра Журавлева, цех основан в октябре 1975 года именно для постепенного перепрофилирования части машиностроительных операций со сторонних предприятий на НЗХК.

Следующий виток развития машиностроительных мощностей приходится на период начала 2000-х годов, когда развитие НЗХК пошло в сторону диверсификации деятельности завода.

Если на момент постройки завода ТВС в реакторе требовалось менять раз в два года, то сегодня в результате инноваций технологический цикл растянулся до четырех-пяти лет, что естественным образом сокращает объем заказов на предприятии. Активное наращивание числа атомных реакторов, работающих на ТВС советского типа, после Чернобыля было несколько приостановлено. А конкуренция с зарубежными образцами ТВС осложнена тем, что их производство — вопрос во многом политический. Несмотря на то что завод готов выпускать ТВС для зарубежных реакторов и уже отправлял пробные образцы на испытания, вопрос о долгосрочном сотрудничестве находится в стадии переговоров.

Подобная ситуация на рынке подтолкнула руководство НЗХК к решению о диверсификации бизнеса. Расширяться решено было по нескольким направлениям. Среди них, конечно, оказалось и машиностроение. На этом направлении НЗХК добился существенных успехов. Объемы заказов от сторонних организаций на машиностроительные услуги неуклонно растут. Если в первые годы работы завода комплектующие для ТВС поставляли из Подмосковья и Казахстана, то теперь сам завод в рамках корпорации «ТВЭЛ» готов начать поставки хвостовиков и головок на завод «Электросталь» в Подмосковье. Ожидается, что первые детали отправятся с завода в августе этого года.

Фото Михаила ПЕРИКОВА

По словам Михаила Зарубина, «в связи с тем, что объемы выпуска основной продукции не растут из-за стабилизации заказов в атомной энергетике, у нас появился определенный резерв машиностроительных мощностей. Сегодня мы готовы сотрудничать с любыми предприятиями города, области, региона по изготовлению самых сложных изделий, и технологические возможности это позволяют».

Итак, какими машиностроительными мощностями располагает сегодня НЗХК?

Завод может изготавливать боксовое, емкостное и фильтрационное оборудование, запорную арматуру, которая используется для пароводоподготовки на ТЭЦ. Технический парк НЗХК включает в себя последние модели японского, швейцарского, австрийского оборудования. Значительная часть новых станков сосредоточена в цехе N 8, занимающемся выпуском инструмента. Уникальность установленного оборудования подчеркивает заместитель начальника цеха N 8 Александр Журавлев. «Летом прошлого года мы приобрели первую за Уралом установку гидроабразивной резки (резка происходит за счет подачи песчано-водяной смеси под большим давлением через канал шириной 0,1–0,5 мм), применение которой позволяет резать металл толщиной до 100 мм, — рассказывает господин Журавлев. — На данном оборудовании возможно обрабатывать крупногабаритные детали (до пяти метров длиной), причем от оператора требуется только задать параметры листа и конфигурацию желаемого изделия. Выбор оптимальной техники распиливания станок выбирает самостоятельно. Плюсы по сравнению с технологиями, применяемыми ранее, очевидны — вместо больших наплывов на листе металла гидроабразивная резка дает ровную кромку по всей глубине листа. Скорость работы также возросла: в порядке эксперимента на новом оборудовании из листа металла был вырезан герб Новосибирска со всеми мелкими деталями всего за полтора часа».

В цехе установлены три новых ленточных станка (используемые на них ленточные пилы сокращают толщину разреза с 10–12 до 1–1,5 мм), а также другое новое оборудование — пружинонавивные станки, электроэрозионное оборудование, позволяющее изготавливать пресс-формы и штампы.

При установке станков в цехе позаботились и о «мелочах»: установили пластиковые стеклопакеты. Теперь температура в огромном производственном помещении не опускается ниже +18 градусов. Эти условия не в последнюю очередь продиктованы и заботой о технологическом оборудовании. В условиях, когда допуски составляют доли микрона (меньше толщины человеческого волоса в 100 раз), стабильная температура важна. Еще одна миниинновация внедрена в цехе N 10, для которого приобретена установка автоматического мытья деталей. Процесс обезжиривания деталей путем механического погружения и барботажа раствором МС ушел в прошлое. Новые линии с конвейерным перемещением деталей, автоматическим управлением температурой и уровнем воды, струйной обработкой позволили поднять этот процесс на новый уровень.

Прогрессивная технологическая линия

Сегодня на НЗХК появилось оборудование, которое позволяет производить на заводе все комплектующие, необходимые для сборки ТВЭЛ. Освоен выпуск таблеток, дистанционирующих решеток, хвостовиков и головок. Но при этом за время внедрения технологий несколько изменились методы контроля, появились новые технические требования, поэтому назрела острая необходимость создать новую прогрессивную технологическую линию, которая бы учитывала все те ноу-хау, которые известны в производстве. Сегодня они заложены в концепцию новой технологической линии, и ее часть — линия подготовки оболочек — уже спроектирована, изготовлена и сдана в эксплуатацию. В ней реализованы новые технические и технологические идеи, линия построена на новой элементной базе. При этом процесс внедрения — от проектирования до установки на участок — самостоятельно реализован специалистами НЗХК.

Стоит пояснить, что для атомной отрасли свойственен существенный «консерватизм» в положительном смысле этого слова. Внедрение в жизнь новых технологических идей затрудняется тем, что они должны, во-первых, пройти предварительный отбор, а во-вторых — комплекс длительных испытаний вне реактора, прежде чем инновация может быть внедрена в серийное производство. Это обусловлено в первую очередь заботой о безопасности атомных станций. Измененный элемент будет работать несколько лет в условиях высокой температуры и давления. Здесь возрастает важность измерительных приборов, используемых при сборке ТВС. По словам Михаила Зарубина, «любые изменения физических и химических свойств проходят испытания. На дистанционирующих решетках допуски составляют 0,04 мм. Кассета, работая в реакторе четыре-пять лет, находится в таких условиях, что требования по обработке напрямую влияют на безопасность. Ни одного лишнего микрона не закладывается конструкторами без учета безопасности работы. Точность в свою очередь определяется точностью измерительного инструмента, оснастки. Для этого на НЗХК имеется развитый парк аналитического и контрольно-измерительного оборудования. Есть оптико-электронные анализаторы по контролю за параметрами химического состава материалов, используемых в производстве, и прецизионные методы контроля с помощью координатно-измерительных машин. Они контролируют основную нашу продукцию и продукцию инструментального цеха«.

Возрастают и возможности самого оборудования. По словам начальника цеха N 10 Александра Рабина, «фирмы-производители постоянно соревнуются между собой для удовлетворения запросов потенциальных потребителей продукции. Некоторые идут еще дальше и выпускают оборудование, для которого еще пару лет назад отсутствовала сама концепция работы».

«Когда в 2000 году наш цех занимался подбором оборудования для обработки заготовок ячеек для дистанцирующих решеток, то выбор был невелик из-за специфичности операции обработки, — рассказывает Александр Рабин. — Требовался станок с одновременной обработкой двух взаимно противоположных торцов детали за одну установку (т.е. за одну установку детали. — «КС«). В тот момент данное оборудование выпускало всего несколько фирм, а сейчас практически любая фирма имеет в своем буклете станки подобного типа. Еще недавно для изготовления деталей на некоторых операциях требовались сложные приспособления для базирования. В настоящее время станок сам готов с помощью всевозможных щупов найти деталь, обмерить ее и, если потребуется, развернуть оси станка для дальнейшей обработки детали. Кроме этого, есть возможности обмерять режущий инструмент и оценивать его состояние с помощью щупа на основе бесконтактной лазерной системы. Сокращение цикла обработки, уменьшение межоперационных перемещений решается применением оборудования, позволяющего совместить токарные и фрезерные работы в одну операцию. В 2006 году наш цех приобрел семь станков данного типа, и полученные результаты радуют. Сокращение трудоемкости (затрат живого труда на производство единицы продукции) на 8,4% достигнуто за счет нового оборудования».

Трехмерное моделирование

Купить и установить станок — половина работы по выпуску продукции. Вторая часть — обучить персонал на нем работать. По словам Александра Рабина, современные станки стали «умнее» и работать на них проще. Роль оператора снижается, но возрастает роль проектировщиков. Как говорит заместитель начальника цеха N 8 Александр Журавлев, «от того, насколько правильно технолог составил программу, зависит изготовление пресс-формы. Разработка пресс-форм идет полностью на компьютере. Мы получаем заказ, разрабатываем модель, а затем ее закладывают в станок». Обучение специалистов работе на иностранном оборудовании в основном производится на месте после монтажа, осуществляемого производителем. Это позволяет обучить большее число рабочих и за меньшее время. Сами станки в своей эксплуатации не слишком сложные: главное — правильно написать программу для них, чем занимаются технологи.

Сегодня проектировщики действуют в рамках единого информационного комплекса. По словам Михаила Зарубина, цех N 31 НЗХК занимается решением того комплекса задач (от проектирования до изготовления), которым во времена СССР занимались целые проектные институты. В этом есть положительный момент: действующие подразделения машиностроительного профиля работают, начиная от постановки задачи, проектирования, разработки рабочей конструкторской и технологической документации в рамках единой информационной системы, основанной на TechnologiCS, и заканчивая выпуском готового изделия.

По словам Александра Рабина, изготовление деталей на основе разработок 3D-моделей и управляющих программ для числового программного управления (ЧПУ) позволяет сократить срок проектирования в разы. «Изготовление алюминиевых хвостовиков с применением 3D-модели позволило уменьшить ручной труд на слесарной операции в четыре раза. Экономия достигается и при внедрении инноваций в другие технологии. Традиционно для изготовления комплектующих деталей на заводе используется прокат. При этом большой объем дорогостоящего материала (нержавеющей стали) уходит в стружку. Применение точного литья или литья по выплавляемым моделям (по расчетам специалистов ОАО «Машиностроительный завод» («Электросталь«) позволит сократить объем отходов с 80% массы заготовки до 30% и соответственно сократит цикл изготовления деталей. Это перспективное направление для нашего предприятия жизненно необходимо, и здесь главное — не упустить время», — говорит Александр Рабин.

Кооперация

В разработке новых машиностроительных технологий принимают участие и ученые. В 2003 году тогдашний генеральный директор НЗХК Юрий Забелин и президент СО РАН Николай Добрецов подписали очередную совместную программу СО РАН и НЗХК, которая действует до сих пор. В ее рамках на НЗХК два года назад внедрили уникальный для Новосибирска лазерный комплекс, который позволяет проводить раскрой металла с максимальной точностью.

К разработке ряда элементов линии по выпуску ТВЭЛов также привлекались ученые. Некоторые уникальные контрольно-измерительные позиции, которые в нее встроены, — разработка Конструкторско-технологического института научного приборостроения под руководством Юрия Чугуя. Им разработана технология контроля геометрии тепловыделяющего элемента, причем контроль встроен в линию и позволяет очень быстро измерять параметры изделия.

Оптико-электронным способом определяется диаметр и длина, непрямолинейность ТВЭЛа, соосность заглушки с телом трубы. В результате целый комплекс параметров определяется с большой скоростью. Очень жесткие требования по геометрии предъявляются к дистанционирующим решеткам. С помощью автоматического контроля полная геометрия решетки определяется за 12 минут, что является очень хорошим результатом. Подобные инновации — шаг к статистическому управлению технологическими процессами.

Говоря о примерах сотрудничества с компаниями-заказчиками продукции, стоит упомянуть об изготовлении на заказ пресс-форм с использованием 3D-моделирования конечного изделия. Подобные пресс-формы изготовлены для томского медико-экологического центра «Дюны». Компания сотрудничает с производителем майонеза «Лука», для которого изготовлены пресс-формы для выпуска банок под майонез. Производство пресс-форм, по словам Михаила Зарубина, — высший класс инструментального хозяйства.

Дальнейшее перевооружение

«На мой взгляд, к какой бы отрасли не относилось предприятие, без высококачественного инструмента оно существовать не может, — рассуждает Михаил Зарубин. — Поэтому одной из важнейших задач нашего машиностроительного направления является производство инструмента. Если говорить об отраслях, которые проявляют наибольший интерес к нашим услугам, то это прежде всего химическое производство и производство пластмасс. Возможности НЗХК по производству емкостного и фильтрационного оборудования, а также оборудование для производства пресс-форм высокой сложности и высокой точности позволяют предприятиям решать свои бизнес-задачи. Но кроме этих направлений, наш комплекс металлообработки позволяет изготавливать боксовое оборудование, запорную арматуру».

«Наш станочный парк сегодня таков, что нет смысла вкладывать в него большие деньги, как раньше, сегодня производство организовано, оно работает. Но тем не менее НЗХК в 2007 году инвестирует около 600 млн рублей на техническое перевооружение и реконструкцию своего производства. С использованием того оборудования, которое у нас есть, используя лазерную или гидроабразивную резку, круглую шлифовку, обладающую очень высокими точностными характеристиками, мы можем получить высококачественные изделия. С применением современных методов контроля с помощью координатно-измерительных машин эта задача становится решаемой в минимальные сроки. В результате мы готовы выполнить любые заявки любой сложности по изготовлению как инструмента, так и нестандартного оборудования», — резюмирует Михаил Зарубин.

г. Новосибирск,
Б. Хмельницкого, 94,
тел. (383) 271–85–57
начальник производственно-
технического одела
Василий Семенин

Антон ВОРЫХАЛОВ


Comments are closed.

Так же в номере