Красочная эпопея

Инновационная инициатива не всегда может пробиться в жизнь. Отсутствие дорогостоящей сертификации и недоверие к отечественным изобретениям стали системной проблемой экономики, декларирующей приоритет инновационных подходов

Красочная эпопея

Внедрение любой инновации можно сравнить с хирургической операцией по вживлению в организм инородного тела. При всей перспективности ноу-хау остается риск, что инфраструктура его отторгнет как несвойственный элемент системы.
Александр Черняй

В медицине такое случается часто: человек понимает, что искусственная почка необходима организму, но организм сопротивляется, и приходится пить препараты. Для дела жизни Александра Черняя, кандидата физико-математических наук, которым он занимается 15 лет, такой препарат не придуман. И экономика страны, в частности промышленность, упорно отторгает его изобретение, которое может повысить ВВП страны на несколько процентов. Речь идет о достаточно простом изобретении - дешевом антикоррозийном покрытии, цинксиликатной краске, обеспечивающей защиту металла от коррозии на 20-30 лет. Экономическую отдачу от применения краски Черняя можно приблизительно оценить следующим образом - на борьбу с коррозией технологически развитые страны, согласно мировой статистике, затрачивают 3-4% от стоимости валового национального продукта. Во всем мире ведутся исследования коррозийных процессов и методов борьбы с ними - панацеи от ржавчины пока никто не придумал. Краска Черняя тоже не панацея, но она позволяет в разы сократить расходы на поддержание металлических конструкций в рабочем состоянии.

История изобретения

Неорганическая цинксиликатная краска появилась в середине прошлого века. Ею выкрашен мост через морской пролив, ведущий в бухту Сан-Франциско. С 40-х годов аналогичное покрытие защищает от коррозии наземный 450-километровый трубопровод, проложенный вдоль морского побережья в Австралии. Но на рынке цинксиликатная краска не нашла широкого спроса из-за сложной технологии приготовления, что делает ее крайне дорогой.

О почти мифических свойствах цинксиликатной краски Александр Черняй узнал случайно, когда работал заведующим лабораторией в Алматинском центре научно-технического творчества молодежи (НТТМ) "Поиск". В конце 80-х в центр пришли предприниматели и рассказали, что если смешать жидкое стекло с цинком, можно получить такую краску, которая в огне не горит, в воде не растворяется, на кислоты и щелочи не реагирует. Для убедительности принесли пару газетных публикаций и техническое указание по применению краски. Они знали лишь наименование краски - "Силикацинк" - и ее свойства. Высокая коррозийная стойкость возникает в результате сложных химических реакций между защищаемым металлом, цинком и силикатом - на поверхности образуется защитная пленка. Покрытие электропроводящее, а цинк выполняет функцию катода. Саму краску Александр Черняй никогда не видел. В Советском союзе ее производили на Украине на одном из оборонных предприятий и применяли только для конструкций стратегического назначения.

Предприниматели предложили Черняю создать антикоррозийную краску, что оказалось очень кстати - НТТМ к тому времени перестали финансировать, а тут и тема интересная, и деньги дают. Для специалиста, занимающегося квантовой радиофизикой, имеющего несколько авторских свидетельств по разработке сверхчувствительных датчиков, задача показалась несложной: смешал жидкое стекло с цинком при определенных условиях и получил продукт.

- Первые опыты показали, что существующие промышленные стекла не водостойки. Цинк легко смешивался с силикатным связующим, краска хорошо ложилась на металлическую поверхность, высыхала в течение 30 минут, но вода ее смывала, - рассказывает Александр Иванович. - В подвале центра НТТМ я перепробовал все виды жидких стекол, которые можно было достать. Применял разные по гранулометрическим показателям цинковые порошки, менял соотношение наполнителя со связующим и мешал при разных температурных режимах, разводил водой в различных соотношениях. Ничего не получалось.

Бизнесмены еще пару раз заглянули в лабораторию и переключились на другие коммерческие проекты. А у Черняя осталась только спортивная злоба: должно же быть какое-то техническое решение.

После серии экспериментов он понял, что для такого типа красок промышленные жидкие стекла не годятся, надо разрабатывать связующее с более высокими характеристиками по модулю и чистоте: чем больше оксида кремния по отношению к оксиду щелочного металла, тем выше модуль. Определив, какое соотношение должно быть между компонентами жидкого стекла, Черняй разработал схему агрегата, производящего жидкое стекло с новыми свойствами. Аппарат в виде кастрюли с болтами и датчиком давления сделали знакомые токари. Схема "скороварки" элементарная. Секрет - в способе приготовления связующего, который, впрочем, любой специалист в физической химии, зная параметры давления, температуры и времени реакции, сможет раскрыть.

Первый автоклав Черняя производил пол-литра связующего в день. Это прозрачная жидкость, слегка мутная, без запаха. Объем для лабораторных исследований достаточный. Смешав краску в соотношении 76% цинкового порошка, 24% связующего, Черняй выкрасил железный лист и начал испытывать покрытие на прочность. Весь день через каждые полчаса он тер лист мокрой тряпкой, на ночь оставил его в воде - покрытие не сошло. Потом начались проверки на токсичность, влагостойкость, терпимость к температурным перепадам, устойчивость к агрессивным средам - информация о сверхустойчивости неорганической цинксиликатной краски подтвердилась.

История внедрения

В 90-м году СССР лихорадило идеями рынка - многие занялись торговлей, посредничеством, мелким производством... Центр "Поиск" доживал последние дни, и Александр Черняй решил выйти из "подполья" на рыночные просторы. У разработчика имелись козыри: изготовление его краски не зависело от поставок других республик - все компоненты производились в Казахстане, способ приготовления архипростой - нет надобности строить завод, достаточно запустить несколько агрегатов на арендованной площади.

- Лабораторный аппарат для выхода на рынок, конечно же, маловат был. За 300 долларов в одном из академических институтов Алматы мне изготовили агрегат с производительностью 10 литров, - говорит Александр Иванович. - И я пошел по организациям показывать прелести антикоррозийного покрытия и способ его приготовления. Я даже не пытался скрывать свое ноу-хау, показывал, как элементарно все готовится. Краской интересовались, с удовольствием брали попробовать, хвалили за надежность и простоту приготовления. Поступали предложения от мелких заказчиков на 10, 20 литров. Но такие объемы не давали рентабельности. Тогда я подумал, что мне нужен инвестор, чтобы сделать промышленную установку. Таких бизнесменов я не нашел - в те времена деньги вкладывали в основном в торговлю. Один предприниматель предложил продать ему мое изобретение за пару тысяч долларов. Вы представляете?! Никакого понятия об интеллектуальной собственности.

Вскоре о краске узнали в Казахстанском железнодорожном институте транспорта и коммуникаций. Для них такое антикоррозийное покрытие было необходимо: ржавые мосты, изрядно износившиеся вагоны, проржавевшие металлоконструкции по всей республике. Начали совместные испытания. Выкрашенные образцы на несколько дней опускали в кислотные и щелочные растворы, обжигали в печах при температуре 420 градусов по Цельсию - это точка плавления цинка. Произвели сварку автогеном - выкрашенный лист металла разрезали на две части. Покрытие обгорело лишь на 1-2 миллиметра от края разреза. Обычная краска выгорает на несколько сантиметров от шва. По ходу испытаний Черняй выявил и главного врага покрытия - человеческий фактор. У нас существует своеобразная технологическая культура - делать все по-своему, а не так, как рекомендовано.

- Нужно было покрасить водопроводные трубы для вагонов. От рабочих требовалось соблюдать технологию покраски. Я три часа объяснял, что и как делать. Это совсем не сложно - обработать поверхность и нанести покрытие, которое нужно смешать в определенной пропорции. На следующий день приношу очередную порцию связующего, а рабочие уже все трубы выкрасили! В общем, мои объяснения они пропустили мимо ушей и все сделали по-своему. Так как краски не хватало, они ее разбавили на глазок водой.

Хотя антикоррозийное покрытие Институту транспорта и коммуникаций понравилось, цинксиликатную краску на рынок он не вывел. В начале 90-х борьба с коррозией интересовала не многих - промышленность встала, крупные предприятия закрылись, шел передел собственности. Предпринимательский энтузиазм у Черняя иссяк, и он занялся преподавательской деятельностью.

Лишь в конце 90-х о его краске вспомнили - друзья пригласили в инновационную компанию. Начался новый виток красочной эпопеи. Компания выделила деньги на строительство полупромышленной установки - за два месяца создали первый образец с производительностью 250 литров связующего. Аппарат вышел неказистый - рабочие на одном алматинском заводе развели руками, мол, слепили из того, что было. Спорить не было времени - решили испытать автоклав.

- Испытание напоминало военные учения, - вспоминает изобретатель. - Мы расположились в 100 метрах от агрегата, за датчиками давления и температуры наблюдали в бинокль из машины. При давлении в пять атмосфер, халтурный автоклав засвистел, как самовар - процесс пришлось остановить, а установку переделать. Второй агрегат удался. Полученное на нем связующее ничем не отличалось от того, что я делал на лабораторном автоклаве.

Началась серия промышленных экспериментов. Их провели более десятка - как положено, с протоколами и по стандартной технологии. В 2001 году с ОАО "Алматытеплокоммунэнерго" исследовали образцы покрытых цинксиликатной краской в аккумулирующих емкостях сетевой воды районной котельной "Орбита". Выкрашенные пластины простояли год - никаких следов коррозии не обнаружено. В 2002 году в испытательной лаборатории "Сункар" выкрашенные металлические пластины подвергали воздействию 3-процентного раствора хлористого натрия и 3-процентного раствора морской соли, проверяли на стойкость к бензину и к перепадам температур от минус 40 до плюс 450 градусов по Цельсию - повреждений не обнаружили. При высокой температуре изменился лишь цвет покрытия, он стал более ярким. В СЭС силикатное связующее добавляли в корм мышам в течение недели - определяли степень токсичности. Никаких признаков отравления. Получили заключение, что цинксиликатное покрытие, в отличие от оцинкованной поверхности, абсолютно безвредно для питьевой воды.

В Атырау краску проверяли на нефтеперерабатывающем заводе. Четыре образца поместили в градирню, там круглосуточно струя воды падала на металлические пластины с высоты трех метров. После трех месяцев испытаний завод дал следующее заключение: "Покрытие не соскабливается, на нем нет следов тины, наростов и других отложений, которые образуются на любом другом покрытии, работающем в водной среде. В результате осмотра пришли к выводу: антикоррозийное покрытие работает в водной среде идеально, по сравнению с известными ранее покрытиями, применяемыми на участках ОАО "АНПЗ". Необходимо рекомендовать использование данного покрытия на ОАО "АНПЗ" на любых металлоконструкциях, в первую очередь работающих в водной среде и почве".

Впрочем, были и менее оптимистичные заключения: завод ГИДРОМАШ - ОРИОН отказался от применения цинксиликатной краски в виду "сложных технологических требований к процессу окраски".

- Пришлось разбираться. Я поехал на завод, поговорил с технологами и выяснил, что рабочие не соблюдали технологию покраски: перед покраской нужно было обезжирить поверхность металла и вытереть ее досуха. Рабочие протирание исключили, и краска отслаивалась. Чтобы убедить руководство предприятия в том, что наши требования не чрезмерны, я захватил книжку по лакокрасочным покрытиям еще 1977 года издания. В ней есть таблица по обработке металлической поверхности. Там черным по белому написано - не обработаешь поверхность, краска продержится максимум 1,5 года, обработаешь, как положено - и 10-11 лет гарантия защиты. Эти доводы подействовали - металлические поддоны перекрасили. После этого претензий с завода больше не поступало.

Рынок не принял

В 2002 году, собрав внушительный том протоколов по испытаниям - около 100 страниц - Александр Черняй с коллегами из инновационной компании открыли свою компанию Anticorr Paind. Взяли в банке 70 тысяч долларов в кредит для создания промышленной установки и аренды производственной базы. Построили новый агрегат, производительностью тонна связующего за 30 часов. Этот автоклав, по расчетам компаньонов, позволял им производить свыше 100 тонн краски в месяц. Рынок огромен - нефтезаводы, газо- и нефтепроводы, водопроводы, арматура в железобетоне, всевозможные металлоконструкции. А на горизонте уже мерещился мировой рынок.

Все оказалось сложнее и безрадостнее. Большинство предприятий не доверяют казахстанским протоколам испытаний и при демонстрации краски требуют своей тщательной проверки.

- Один из случаев. Мы предложили краску как надежное покрытие для высоковольтных мачт. Их перекрашивают каждые пять лет - таково технологическое требование. Если применить цинксиликатную краску, то перекрашивать не нужно минимум 15 лет. За этот срок я могу поручиться - столько лет первым образцам с нашим цинксиликатным покрытием. По цене наша краска не дороже применяемых сейчас для покраски мачт. Выгода очевидная. Однако на наше предложение мы услышали: покрасьте несколько мачт, а мы посмотрим. То есть пять лет они будут ждать и смотреть, как себя ведет покрытие и, может быть, потом проявят интерес. Но даже не в этом проблема. Нам сразу сказали, красьте за свой счет, а чтобы покрасить одну мачту, надо нанимать специалистов-высотников. Существует много других тонкостей - сооружение нестандартное. В общем, покраска одной мачты (только работа) обходится в несколько тысяч долларов. Естественно, на такие условия мы не согласились.

Черняевская краска столкнулась и с другой проблемой - она не соответствует международным требованиям. На алматинском заводе БЕЛКОМИТ окрасили серию металлоконструкций, предназначенных для нефтегазовой отрасли. Дирекции завода краска понравилась, рабочим еще больше - она не имеет запаха. С некоторыми цинкнаполненными красками рекомендуется работать в противогазе. Но основные заказчики завода - зарубежные компании. Когда, например, итальянцам предложили продукцию с новым антикоррозийным покрытием, те выслали список требований к краске: знак качества ISO 9000, опыт работы на рынке, уровень капитализации и т.п. Для выполнения всех требований понадобилось бы гораздо больше средств, чем на производство самой краски.

В общем, за два с половиной года Черняй с коллегами провел более пятидесяти презентаций в разных компаниях, но, как оказалось, одной демонстрации мало - необходима известность на рынке. Магия известных зарубежных брендов в Казахстане сильнее рациональных доводов. Не доверяют здесь местным разработкам, и все.

- На рекламу средств уже не было. С трудом погасили кредит за счет других проектов и личных сбережений. За два года реализовали всего 40 тонн краски. Впрочем, один выход на рынок для нас, как будто, открыт: продавать связующее известным зарубежным компаниям. Мы ведем переговоры с германской фирмой, а две канадские компании полгода назад взяли связующее для исследований - они хотят использовать эту краску для защиты труб. Правда, если наше связующее согласятся взять, краску будут производить под иностранным брендом. В общем, в войне за мировой рынок, - сокрушается Александр Черняй, - казахстанским разработчикам светит роль подносчика снарядов.