Сердце для нефтяного промысла

В Усть-Каменогорске налажено первое казахстанское производство электрических двигателей для нефтяной отрасли Казахстана. Образцы опытной партии показали их превосходство перед зарубежными аналогами по надежности и сроку эксплуатации. Следующим шагом восточноказахстанских машиностроителей должно стать освоение двигателей для разных отраслей хозяйства

Сердце для нефтяного промысла

О необходимости создания казахстанского завода по производству электрических двигателей первыми заговорили на ОАО «КазМунайГаз». Нефтяники достаточно хлебнули от «экономичной» тендерной системы закупок оборудования, когда предпочтение отдается самому дешевому варианту. Дешевое – еще не значит хорошее. Электродвигатели, установленные на станках, качающих нефть из скважин, выходили из строя раньше гарантийного срока. Надо признать, условия для оборудования на нефтепромыслах далеко не идеальные: летом – жара и пыль, зимой – холод. К тому же ременная передача от двигателя к редуктору создает боковую нагрузку на передний подшипник, от чего тот рассыпается. Если при этом двигатель некондиционный, он практически сразу выходит из строя. Компания, например, считала достижением, когда двигатель держался три месяца, а нередко механизм сгорал буквально через 2–3 часа работы. В иные дни приходилось менять сразу несколько электромоторов, поставленных из ближнего зарубежья. Если знать, что на замену одного малооборотного 30-киловаттного двигателя весом 270–280 кг уходит несколько часов, то можно представить, какие колоссальные потери в этой связи несет компания. Это тонны недобытой нефти.

Снять проблему могло создание отечественного производства электродвигателей. Но в Казахстане не выпускались подобные механизмы. Поэтому «КазМунайГаз» занялась поиском партнера, способного разработать и реализовать проект по выпуску электрических двигателей для нефтепромыслов. Рабочая группа компании посетила несколько казахстанских заводов и остановилась на усть-каменогорском ТОО «Машзавод» – бывшем электроремонтном цехе Ульбинского металлургического завода (УМЗ).

В основе – мастерство

На площадях этого предприятия в начале 90-х годов по программе конверсии был налажен выпуск электродвигателей для стиральных машин и соковыжималок. Это небольшие однофазные моторчики мощностью 60 и 180 ватт, которые в технологии изготовления мало отличались от производства больших двигателей. Кроме того, у цехового персонала уже имелся опыт работы. Все это сыграло в пользу бывшего «почтового» машзавода, с которым «КазМунайГаз» быстро подписала договор о деловом партнерстве.

В ТОО «Машзавод», воспитанном на традициях оборонного предприятия, к решению задачи подошли комплексно.

– Мы изучили характеристики электродвигателей, – рассказал менеджер по инновациям АО «Ульбинский металлургический завод» Павел Иванов. – Составили перечень наиболее часто встречающихся неисправностей, связанных с работой механизмов, а также пожеланий эксплуатационников. В основном они касались улучшения характеристик в экстремально жестких условиях. Однако собственных проектировщиков на предприятии не было, поэтому мы обратились в специализированную проектную организацию – томское СКБ «Сибэлектромотор». Здесь с 1958 года разрабатывают электродвигатели различного типа, включая асинхронные, которые мы и собирались заказать. В активе СКБ такие известные работы, как проектирование оборудования ГЭС на реках Сибири. Мы заключили договор на разработку улучшенного варианта двигателя с учетом пожеланий нашего заказчика.    

Проект, предложенный томичами, целиком отвечал запросам казахстанских нефтяников. Чтобы сделать двигатель более долговечным, конструкторы усилили передний подшипниковый узел, изменили обмотку, повысив пусковой момент, увеличили степень теплозащиты со 150 до 180 градусов, снабдили датчиками, автоматически отключающими двигатель при перегреве. Кроме того, применили жаростойкую изоляцию обмоток и особый состав пропиточных лаков. Корпус двигателя защитили от мелкой степной пыли. Гарантийный срок эксплуатации при таких условиях повысился с 10 тыс. часов непрерывной работы до 15 тыс.

Разумеется, новшества привели к удорожанию мотора, в связи с чем с помощью серии испытаний пришлось доказывать выгодность проекта при практическом применении. Томичи изготовили на своем экспериментальном участке 6 опытных образцов и отправили казахстанским заказчикам вместе с документацией. В феврале прошлого года все 6 электродвигателей были установлены на действующем производстве и подверглись детальному контролю. Через полгода стало ясно, что с новыми моторами проблем меньше, они надежнее предыдущих. В результате итогом очередного тендера стал заказ  усть-каменогорскому заводу. Это редкий случай, когда, не дожидаясь завершения эксперимента с опытными образцами, компания решилась на крупный заказ.

– Экспериментальные образцы до сих пор безаварийно выполняют предназначенную для них работу, – пояснил г-н Иванов. – Через 3 месяца закончится срок гарантии, после чего можно будет делать официальные выводы о запуске двигателей в серийное производство. Мы обратились в Национальный инновационный фонд с предложением финансировать наш проект, вступить с нами в долевое участие. Что это означает? 51% остается у предприятия, а 49% отойдет инвестору. Будет создано совместное предприятие. Сейчас завершается экспертная оценка проекта, и в случае успеха СП получит самостоятельный статус и возможность специализироваться на производстве электрических двигателей. Понятно, что это будет на базе УМЗ, но завод отдаст свою долю новому предприятию.

Ставка на кадры

Нефтяники уже получили 300 двигателей от устькаменогорцев, а с мая началась отгрузка следующей партии в 260 штук. Все основные комплектующие – корпуса, крышки, валы – завод делает своими силами, а также ведет сборку и проверку на качество. В год «КазМунайГазу» на качалки требуется 600 моторов от 18 до 45 киловатт. Однако, несмотря на серьезный объем, менеджеры усть-каменогорского предприятия уже планируют освоение всей номенклатуры продукции и сотрудничество с другими фирмами. Практика показывает, что по качеству местные двигатели вполне могут конкурировать на российском рынке. Ради утверждения своего бренда завод даже готов выполнить заказы на единичные экземпляры, если такие сделаны заранее и не мешают работе над основной партией.

Вся прибыль, полученная от выпуска качалок, идет на развитие производства. Освоение других типов двигателей требует специализированного оборудования, например больших литьевых машин. Только объем заливаемого в ротор алюминия составляет 10–12 кг. Такие машины стоят порядка 20 млн тенге. А еще необходимы штампы, пресс-формы… Они тоже недешевы. Выручает то, что такие установки завод может изготовить на собственных площадках – для этого есть и специалисты, и оборудование. А чтобы поставить дело на поток, планируется еще создание собственного конструкторского бюро.

– Любые электромеханические конструкции необходимо постоянно совершенствовать, – говорит Павел Иванов. – Нужно следить за их работой, вести документацию. В нашем будущем КБ мы делаем ставку на студентов из Усть-Каменогорска, обучающихся в Томске. Но не исключено, что наши сотрудники будут направлены на практику в СКБ «Сибэлектромотор». Конструкторское бюро – важнейшая составляющая завода. Обращаться в Томск за каждой мелочью чересчур накладно, да и невозможно – корректировки необходимы постоянно, и их мы должны делать прямо на заводе.

Будущее за инновациями

Главный ориентир усть-каменогорских машиностроителей – на hi-tech-технологии, в частности разработку редукторов нового поколения, в том числе для нефтяных качалок. Раньше редукторы делали только в России, а теперь и в Алматы на АЗТМ совместно с Ижевском. Вес механизма – около 3 тонн. Однако те же томичи еще четверть века назад придумали редуктор, где вместо шестеренок используются шарикоподшипники. Редуктор-подшипник. Чтобы передать крутящий момент, по мощности равный трехтонному с зубчатой передачей, редуктор-подшипник должен весить в 30 раз меньше – около 100–150 кг! ТОО «Машзавод» намерено основать выпуск таких редукторов, но это целая наука. Приборы очень сложны в изготовлении: шарики движутся по синусоидальным траекториям по поверхностям, имеющим трехмерное пространство. Чтобы выточить такие поверхности, необходимы станки, движущиеся по трехкоординатной системе. Однако завод уверен в успехе, поскольку обладает достаточным техническим и интеллектуальным потенциалом. На дорогостоящем оборудовании, закупленном некогда для других целей, уже освоили небольшие редукторы для ручных гайковертов. При размере приспособления 50х20 мм гайковерт откручивает гайки на БелАЗах с диаметром стержня 40–50 мм. Кстати, в Томске конструкторы продемонстрировали двигатель, в корпус которого встроен редуктор-подшипник, снижающий обороты с 3000 до 80 в минуту. Габариты двигателя-редуктора увеличились незначительно, зато за счет увеличения передаточного числа он способен справляться с огромными нагрузками. Таких компактных совмещенных механизмов требуется много и во многих технологических цепочках. Перспективы не ограничены.

– Нефтяники проявили большой интерес к этой теме, но для создания опытного образца нужны деньги, – пояснил г-н Иванов. – Поэтому мы снова обращаемся в Инновационный фонд, готовим документы. Это наука, где не может быть стопроцентной уверенности в получении быстрой прибыли, но если деньги не вкладывать, результатов не будет вообще. А перспективы весьма заманчивы – предприятие может стать первопроходцем в освоении принципиально нового направления в технике. Фонд намерен вступить с нами в коалицию и в этом вопросе.

Перспективы для машзавода открываются и в секторе готовых изделий из бериллиевой бронзы. Незначительная, всего в пределах 2–3%, добавка бериллия к меди дает тугоплавкий, твердый и прочный сплав. Но главное – сплав не накапливает усталости и не образует при ударах искор. Пружина из бериллиевой бронзы работает практически бесконечно долго, не изменяя первоначальной формы. Контакт или токоведущая шина из фольги могут вытерпеть миллионы сгибаний. Особенно ценны эти свойства в условиях низких температур, когда прочие материалы становятся хрупкими. Во взрывоопасных и пожароопасных средах можно использовать ударные детали без чрезвычайных последствий.

На Ульбинском металлургическом заводе давно выпускают изделия из бериллиевой бронзы. Раньше продукция считалась секретной и шла на нужды военно-промышленного комплекса. Теперь инновационные технологии должны послужить казахстанской экономике.

Статьи по теме:
Казахстан

От практики к теории

Состоялась презентация книги «Общая теория управления», первого отечественного опыта построения теории менеджмента

Тема недели

Из огня да в колею

Итоги и ключевые тренды 1991–2016‑го, которые будут влиять на Казахстан в 2017–2041‑м

Казахстан

Не победить, а минимизировать

В Казахстане бизнес-сообщество призывают активнее включиться в борьбу с коррупцией, но начать эту борьбу предлагают с самих себя

Международный бизнес

Интернет больших вещей

Освоение IoT в промышленности позволит компаниям совершить рывок в производительности