Композиты в атомной отрасли: зачем «Росатому» углеволокно и кто его производит
Углеродное волокно в атомной отрасли — не экзотика, а рабочий материал: вращающиеся узлы, баллоны высокого давления, оснастка, лопасти ветроустановок, строительные конструкции. Разбираем цепочку переделов от прекурсора до изделия, где в ней место подрядчика и поставщика и что меняется, когда композитная деталь едет на ядерный объект.
Производитель препрегов приходит на переговоры с предприятием отрасли уверенный в своём материале. Через сорок минут разговор уходит от прочности к другому: воспроизводимость от партии к партии, прослеживаемость сырья, протоколы испытаний каждой партии, кто подписывает паспорт. Материал у него хороший. Системы, которая доказывает, что он хороший всегда, нет. На этом переговоры и заканчиваются. Разбираем композитное направление отрасли и то, что требуется, чтобы в него зайти.
Зачем атомной отрасли композиты
Углепластик даёт то, чего не даёт металл: высокую удельную прочность, стойкость к агрессивным средам, отсутствие коррозии и низкую массу. В отрасли это востребовано там, где деталь вращается, находится под давлением, работает в химии или должна быть лёгкой при большом размере. Композитное направление в «Росатоме» — самостоятельный бизнес со своими производствами и внешним рынком, а не вспомогательный цех. Публичные новости по нему смотрите в пресс-центре «Росатома» и в ленте Atomic-Energy.ru.
Цепочка переделов
| Передел | Продукт | Что нужно на площадке |
|---|---|---|
| Сырьё | Полиакрилонитрильный прекурсор | Химическое производство, обращение с растворителями |
| Волокно | Углеродное волокно, ровинг | Печи, термообработка, газоочистка, энергоснабжение |
| Полуфабрикат | Ткани, ленты, препреги, связующие | Ткацкое и пропиточное оборудование, климат-контроль |
| Изделие | Намотка, выкладка, пултрузия, формование | Автоклавы, намоточные станки, оснастка, лаборатория |
| Контроль | Испытания, неразрушающий контроль | Стенды, ультразвук, рентген, аттестованные методики |
Чем глубже передел, тем больше в нём инженерии и тем интереснее он подрядчику. Стройка корпуса под печи окисления и карбонизации — это высокотемпературное производство, газоходы, аварийная вентиляция, серьёзная энергетика. Стройка цеха препрегов — это климат, чистота и холодильные склады.
Где композиты применяются в отрасли
- высокоскоростные вращающиеся узлы, где важна удельная прочность;
- сосуды и баллоны высокого давления, в том числе водородные;
- лопасти ветроустановок и элементы гондол в ветроэнергетическом направлении;
- технологическая оснастка, ёмкости и трубопроводы для агрессивных сред;
- композитная арматура и конструкции в строительстве, где важна коррозионная стойкость;
- защитные и облегчённые конструкции, транспортная упаковка.
Где место подрядчика
Композитные производства строят и модернизируют постоянно, и это обычные промышленные подряды: корпуса, инженерные системы, монтаж и пусконаладка технологического оборудования, вентиляция и газоочистка, энергетика. Отдельная ниша — проектирование и изготовление оснастки: пресс-формы, оправки, стапели. Ещё одна — испытательные лаборатории под ключ, от стендов до аттестации методик.
Где место поставщика
Химическое сырьё и связующие, вспомогательные материалы для выкладки, инертные газы, фильтры, абразив и режущий инструмент для механообработки композитов, оборудование неразрушающего контроля, климатическое и вакуумное оборудование. Отдельный спрос — на аналитику: приборы контроля вязкости, степени отверждения, влажности.
Что меняется, когда изделие едет на ядерный объект
Пока композитная деталь идёт на ветроустановку или в общепромышленный сектор, действуют обычные правила. Как только она попадает в перечень оборудования и изделий, важных для безопасности объекта использования атомной энергии, включается другая процедура. Оценка соответствия ведётся по правилам НП-071-18, изготовитель работает по программе обеспечения качества, продукция сопровождается документами о соответствии, а на отдельные виды деятельности по Положению о лицензировании требуется лицензия Ростехнадзора — прежде всего на конструирование и изготовление оборудования для ядерных установок.
Композит покупают не за прочность образца, а за уверенность, что тысячная деталь будет такой же, как первая.
Неразрушающий контроль и своя лицензия
В производстве композитов много рентгеновского и радиационного контроля: просвечивание, томография, радиометрия плотности. Рентгеновские аппараты и приборы с закрытыми источниками — это радиационные источники. Если они применяются, предприятию нужна лицензия на эксплуатацию радиационных источников, служба радиационной безопасности, учёт и контроль, обученный персонал. Об этом часто вспоминают в последний момент, когда лаборатория уже смонтирована, а работать на ней нельзя.
Как заходить в направление
- Определить свой передел и предмет договора: работы, материалы или готовое изделие.
- Проверить, попадает ли продукция в категорию важной для безопасности.
- Привести в порядок систему качества и прослеживаемость партий.
- Оформить недостающие разрешения: лицензию на радиационные источники, лицензию на изготовление оборудования.
- Подготовиться к аудиту заказчика: записи, а не декларации.
Атом-Плюс помогает производителям композитов и их подрядчикам разобраться в разрешительной части: определяем, нужна ли лицензия в области использования атомной энергии под конкретную продукцию, оформляем лицензию на эксплуатацию радиационных источников для лабораторий неразрушающего контроля, разрабатываем программу обеспечения качества под требования заказчика. Если вы выходите на атомный рынок, оставьте заявку в форме ниже.
Фото: Elkágyé, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
