CC BY
43
тературе [6] приводятся данные о существенном возрастании амплитуды колебаний рабочей поверхности пассивного волновода, что повышает эффективность ультразвуковой обработки.
к
\Л
т С
/V
к
Рис. 4. Схема закрепления пассивного волновода (к - упругий элемент)
Использование в экспериментальной установке упругого закрепления пассивного волновода в узле колебаний выявило положительные моменты при реализации технологического процесса. Работы в этом направлении будут продолжены.
Список литературы
1. Патент РФ №122920. Опубл. БИ. 2012.
2. Бахматов Ю.Ф., Пащенко К.Г. Технологические основы пластической обработки катанки в совмещенном процессе бесфильерного волочения с ультразвуком // Сталь. 2014. № 8. С. 80-82.
3. Головин С.А., Пушкар А., Левин Д.М. Упругие и демпфирующие свойства конструкционных металлических материалов. М.: Металлургия, 1987.
4. Северденко В.П., Клубович В.В. ,Степаненко А.В. Ультразвук и пластичность. Мн.: Наука и техника, 1976. 448 с.
5. Бахматов Ю.Ф. и др. Устройство для плющения А.С.СССР№ 677795. 1978.
6. Вагапов И.К. Нелинейные эффекты в ультразвуковой обработке. Мн.: Наука и техника, 1987. 160 с.
УДК 621.774:061.6
РОСНИТИ - 55 ЛЕТ. К НОВЫМ РУБЕЖАМ
Пышминцев И.Ю.
ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности», г. Челябинск, Россия
Введение
ОАО «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» представляет собой современный высокотехнологичный научный центр, являющийся лидером в трубной отрасли. За 55-летнюю историю коллективом института создан мощный научно-технический потенциал, который обеспечивает решение сложных многопрофильных задач в научной и производственной сферах, национальном и международном техническом регулировании.
Истоки
Бурное развитие трубного производства в послевоенные годы, значительный рост удельного веса Урала и Сибири в общесоюзном балансе выпуска стальных труб и возрастающие требования к обеспечению необходимых объёмов производства для освоения новых месторождений углеводородов, сооружения магистральных трубопроводов и развития машиностроения стали побудительными причинами создания на Урале крупного научного центра трубной отрасли. Основанием этому послужило постановление ЦК КПСС и СМ СССР от 13.02.1958 и последовавшее за ним распоряжение Совета народного хозяйства Челябинского экономического административного района от 02.04.1958 № 229 об образовании Уральского научно-исследовательского трубного института (УралНИТИ) с местонахождением в Челябинске.
Целевое назначение института состояло в оказании трубным заводам эффективной помощи в области освоения новых технологических процессов, внедрения прогрессивных схем производства, изыскания возможностей, обеспечивающих повышение производительности действующего оборудования, и улучшения качества выпускаемой продукции.
Не дожидаясь начала строительства основных зданий института в Ленинском районе Челябинска, в начале января 1961г. коллектив приступил к работе в помещении Научно-исследовательского института чёрной металлургии (НИИМ), расположенного в Металлургическом районе. К концу 1960-х годов было в основном завершено строительство и введены в эксплуатацию помещения лабораторно-инженерного корпуса (площадь 25 тыс. м2) и трубного опытно-экспериментального завода (площадь около 7 тыс. м2) как структурной единицы в составе института (ТОЭЗ УралНИТИ).
Принимая во внимание созданный научный потенциал, а также результаты научной деятельности на трубных заводах бывшего Советского Союза в области освоения новых и совершенствования существующих технологических процессов, исследований по экономике, управлению и организации производств, Минчермет приказом № 124 от 18.05.1966 присвоил институту наименование «Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (УралНИТИ).
Необходимо отметить исключительно важную роль в развитии УралНИТИ и его экспериментальной базы директоров: С.А. Фрикке, Ю.М. Матвеева, Ю.И. Блинова; главных инженеров: М.В. Королёва, В.Я. Иванцова, заместителя директора по научной работе В.В. Ериклинцева, директора ТОЭЗ Ю.Е. Левкоева.
В составе Минчермета СССР институтом было получено более тысячи авторских свидетельств, а также российских и зарубежных патентов на изобретения, заключены лицензионные соглашения с компаниями Японии, Великобритании, Германии и других стран. Пять сотрудников института стали заслуженными изобретателями СССР. В 1963 г. директор УралНИТИ Ю.М. Матвеев стал лауреатом Ленинской премии совместно с работниками ВНИИМЕТМАШ, ЭЗТМ, ГИПРОМЕЗ и ЧТПЗ за создание и введение в действие первого отечественного высокоскоростного агрегата непрерывной печной сварки на Челябинском трубопрокатном заводе. В 1989 г. коллектив сотрудников института был удостоен Государственной премии СССР за разработку и промышленное освоение технологий защитных покрытий внутренней поверхности трубопроводов нефтяных и газовых месторождений. Ряд разработок института отмечен премиями Совета Министров СССР. Следует отметить, что достигнутые УралНИТИ показатели экономической эффективности в тот период почти в 1,5 раза превосходили средний уровень по 34 отраслевым институтам чёрной металлургии.
Распад Советского Союза и переход к рыночной экономике предопределили востребованность научной и научно-технической деятельности УралНИТИ на российском пространстве как единственного преемника Всесоюзного НИИ трубной промышленности - ВНИТИ (Днепропетровск, Украина) посредством создания в 90-х годах на его базе следующих структур :
- технического комитета (Госстандарта России) по стандартизации труб и стальных баллонов ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны», с возложением функций постоянно действующего национального органа в межгосударственном комитете МТК 7 «Трубы и стальные баллоны»;
- специализированной научно-исследовательской организации (Госстандарта России), осуществлявшей и контролировавшей работы по проектированию производства и проверке качества, в том числе технического диагностирования баллонов;
- испытательного центра по сертификации трубной продукции «Сертицентруба» с государственной аккредитацией Госстандарта России в системе ГОСТ Р на техническую компетентность и независимость;
- базовой отраслевой организации метрологической службы трубного производства;
- отраслевого информационного фонда стандартов трубной промышленности по специализации «Стальные и чугунные трубы и баллоны».
Вновь созданные структуры совместно с технологическими подразделениями Урал-НИТИ обеспечивали широкие контакты с изготовителями и потребителями трубной продукции, способствуя межотраслевой координации и научно-техническому развитию трубной отрасли. Однако трудности переходного периода привели к сокращению части коллектива, значительному снижению возможностей лабораторной и экспериментальной базы.
К началу нового столетия прежнее название института уже не соответствовало его фактической роли в развитии трубного производства страны, и после прохождения государственной аккредитации в 2001 году он был переименован в «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности».
Новые времена
В 2003 г. после продажи государством основного пакета акций РосНИТИ были радикально изменены система управления и структура научно-технических направлений деятельности института. Основанием этому послужил договор о сотрудничестве в форме стратегического партнерства с крупнейшим отечественным трубным холдингом - Трубной металлургической компанией (ТМК), который определял текущую и перспективную тематику НИОКР института в рамках приоритетов развития трубного бизнеса ТМК. По мере расширения совместной деятельности были организованны новые и восстановлены ранее утраченные технологические подразделения, привлечены квалифицированные кадры, инвестированы значительные средства в современное исследовательское и испытательное оборудование.
В числе примечательных событий, произошедших после начала сотрудничества института с ТМК, необходимо отметить:
- образование лаборатории технического регулирования (2005 г.), разрабатывающей и проводящей экспертизу национальных стандартов (ГОСТ Р) в области производства и применения трубной продукции на территории РФ;
- аккредитацию Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии новых структур:
• органа по сертификации продукции «РосНИТИсертицентр» (2008г.);
• испытательной лаборатории (центра) ОАО «РосНИТИ» (2009г.);
- получение (2008 г.) сертификата одобрения компанией «Lloyd's Registered Quality Assurance» на соответствие стандарту системы менеджмента качества ISO 9001:2000 в области «Проектирование и разработка трубной продукции. Квалификация поставщиков» (аудиты второй стороны);
- создание (2009 г.) межотраслевой лаборатории коллективного пользования по проблемам производства и эксплуатации трубной продукции.
В 2007 году РосНИТИ был включён в контур консолидации ТМК, став научно-техническим центром компании, на базе которого Управляющая компания создала корпоративную систему управления инновациями. В рамках реализуемой компанией Стратегической
инвестиционной программы основные задачи, стоящие перед институтом, связаны с обеспечением дальнейшего развития корпоративной системы знаний, позволяющих оперативно реагировать на постоянно возрастающие требования основных потребителей трубной продук-ции. Осуществлён переход на единую корпоративную систему планирования научных ис-следований и разработок посредством формирования плана НИОКР для российских заводов группы ТМК как неотъемлемой части инвестиционной программы. Это повысило эффективность управления ресурсами, позволило выполнять работы одновременно для нескольких заводов, более эффективно организовывать проведение НИОКР и управлять их результатами. Следующим шагом развития компании стало включение в этот процесс предприятий сервисного и зарубежного дивизионов с европейскими и американскими предприятиями. Сегодня Трубная металлургическая компания является крупнейшим российским производителем и экспортёром стальных труб, входит в тройку ведущих мировых производителей высококачественных труб и объединяет 30 предприятий, расположенных в России, США, Канаде, Румынии, Омане, ОАЭ и Казахстане, обладает уникальными мощностями по производству всего спектра стальных труб.
В настоящее время институт является крупнейшим научно-техническим центром чёрной металлургии Российской Федерации и стран СНГ в области трубного производства, решения теоретических и практических вопросов технологии и оборудования для изготовления трубной продукции на всех этапах передела: от трубной заготовки до комплексных испытаний, стандартизации, сертификации, экономических и маркетинговых исследований.
Научно-технический потенциал
Высокие темпы изменения рыночной конъюнктуры, особенно в наукоемких отраслях, к числу которых относится и трубная отрасль, возникновение санкционной ситуации требуют сегодня и в перспективе принятия мер по поддержанию конкурентоспособного уровня научных исследований и прикладных технологических разработок. Решение такой задачи невозможно без соответствующего времени и содержанию научно-технического потенциала института (см. рисунок).
•Интеллектуальный ресурс (опыт, навыки, квалификация научных софулэпкоь) •Научая школа, научно-технический задел •Инновационные разработки
•Долгосрочные соглашения о сотрудничестве • Научно-технические программы •Совместные научные проекты
•Оборудование для физического моделирования •Испытательное оборудование •Современное программное обеспечение
У
Л
•Базы данных патентной а научно-технической информации •Сетевая модель распространения информации • Информационная культура
Научно-технический потенциал РосНИТИ
В числе наиболее значимых результатов современных научных разработок РосНИТИ, созданных за последнее десятилетие, следует отметить:
- создание производства бесшовных и электросварных труб на базе нового поколения высокоэффективных сталей и сплавов. Разработка легла в основу создания совместного предприятия ТМК, СинТЗ и РосНАНО - ТМК ИНОКС;
- разработку совместно с ГазпромВНИИГАЗ и ТМК-Премиум Сервис конструкции и освоение технологии изготовления на СинТЗ широкой линейки теплоизолированных лифтовых колонн (ТЛТ), предназначенных для добычи нефти и газа в районах вечной мерзлоты, для исключения растепления грунта и, следовательно, разрушения всей инфраструктуры скважины. ТЛТ также применяются при добыче с использованием тепловых методов, в частности паротепловых методов добычи тяжелой (вязкой) нефти, для исключения образования парафиновых и газогидратных пробок (лишь считанные единицы производителей в мире могут поставлять такую продукцию);
- освоение производства бесшовных труб линейных участков газопровода «Южный поток» и трубопроводов компрессорных станций с рабочим давлением до 28,45 МПа включительно;
- разработку и освоение технологии производства сероводородостойких линейных, обсадных, насосно-компрессорных и бурильных труб повышенных групп прочности для Оренбургского и Астраханского месторождений;
- освоение технологии производства хладостойких обсадных и насосно-компрессорных труб из коррозионностойких сталей «семейства» типа суперхром (13 Cr), обладающих особой стойкостью к агрессивным средам на газовых и газоконденсатных месторождениях в районах с пониженными температурами;
- создание на основе синтеза наиболее современных методов - конечных элементов и нейронных сетей уникальной методики для определения параметров труб и выбора эффективного способа достижения высоких показателей устойчивости обсадных труб к смятию внешним давлением. Применение методики позволило значительно расширить производимую линейку труб категории High Collapse на ВТЗ и ТАГМЕТ, которые по своим эксплуатационным свойствам превосходят требования стандартов;
- разработку «бессмазочных» технологий для новых резьбовых соединений насос-но-компрессорных и обсадных труб. Применяемые в них в настоящее время жидкие смазки будут заменены специальным твёрдым композиционным покрытием с полимерной матрицей, обладающим эквивалентным антифрикционным, противозадирным и антикоррозионным свойствами;
- создание и освоение новой технологии прокатки горячекатаных бесшовных труб на станах: раскатных, обкатных и продольной прокатки с использованием разработанных институтом графитосодержащей технологической смазки, наносимой на оправку, и смазоч-но-дезоксидирующего продукта, наносимого на внутреннюю поверхность гильзы;
- разработку на основе энергетической теории взаимодействия прокатного инструмента и деформируемого металла новых форм рабочей поверхности оправок c повышенной стойкостью для освоения горячекатаных бесшовных труб на станах винтовой прокатки;
- технологическое сопровождение освоения промышленного производства горячекатаных высокопрочных труб повышенной точности и качества поверхности на современнейших трёхвалковых станах непрерывной прокатки: PQF на ТАГМЕТе и FQM Северского трубного завода - уникальном трубопрокатном оборудовании, единственным в России владельцем которого является ТМК.
С вводом этих агрегатов ТМК становится обладателем наиболее современного на территории СНГ комплекса технологий для производства широкого сортамента бесшовных труб от собственного изготовления трубной заготовки до конечного продукта, существенно превосходя конкурентов на внутреннем рынке благодаря достижению более высокой произво-
дительности, более жёстких допусков на геометрические размеры, не уступающих сварным трубам, и возможности качественной прокатки труб из высокопрочных марок стали. Эти технологии открывают дорогу к освоению серийного выпуска уникальной продукции, в том числе для глубоководного бурения. Такими технологиями в настоящий момент обладают только две компании в мире. Преимущество, полученное ТМК с приобретением самых современных непрерывных станов, может быть в дальнейшем усилено за счёт создания на их базе новых перспективных ресурсо- и энергосберегающих технологий прокатки, увеличения манёвренности агрегатов.
В этом направлении РосНИТИ созданы уникальные подходы для разработки и внедрения новых схем калибров, позволяющих развить преимущества (равно как преодолеть имеющиеся недостатки) станов с трёхвалковыми клетями и двухвалковых калибров МРМ для прокатки качественных стальных труб тонкостенного сортамента.
Приоритетными задачами повышения научно-технического потенциала института определены:
- способность гибко реагировать на быстро меняющиеся требования к трубной продукции.
Решение данной задачи требует обеспечению тесной связи с потребителями, учёта проектов по новым видам продукции. Так, расширение географических границ добычи углеводородов за счёт освоения нефтегазового потенциала континентального шельфа Северных морей, Арктики предъявляет повышенные эксплуатационные характеристики к трубной продукции. Институт ведёт разработку новых технологий, инструментов, марок стали для производства труб, эксплуатируемых в зонах повышенной сейсмической активности, высоких и низких температур, агрессивных сред.
- тесное сотрудничество с основными потребителями трубной продукции и производителями оборудования для трубной отрасли.
С научными подразделениями крупнейших потребителей трубной продукции нефтегазового сортамента - Газпрома, Роснефти, Сургутнефтегаза, ЛУКОЙЛа, Газпромнефти, Независимой нефтяной компании - разработаны и реализуются научно-исследовательские программы в рамках долгосрочных соглашений. Деловые встречи и совещания на базе института проводятся с зарубежными партнерами - SMS Meer, Salzgitter и др.
- взаимодействие с российскими и зарубежными научными центрами.
Совместные исследования и разработки по созданию новых видов продукции под конкретные проекты и месторождения проводятся с отраслевыми центрами - ГазпромВНИИГА-Зом, ВИИТнефтью, ГИПРОМЕЗом. Научные интересы связывают институт с российскими и зарубежными образовательными центрами - МИСиС, УрФУ, ЮУрГУ, Массачутеским технологическим и Питтсбургским университетами.
Большие планы институт связывает с созданием нового научно-технического центра (НТЦ) ТМК в Инновационном Центре «Сколково», завершение строительства которого планируется в начале 2017г. Доступ к возможностям современной инновационной экосистемы, проведение исследований и испытаний на современном, соответствующем мировым стандартам и уникальном для отрасли оборудовании открывает перспективы в создании новых видов продукции. С Центром связывается реализация амбициозных планов по разработке технических решений, внедрению новых материалов и видов испытательного оборудования, позволяющих повысить эффективность и безопасность эксплуатации создаваемой инновационной продукции, отвечающей самым передовым требованиям ключевых нефтегазодобывающих компаний. Речь идёт о проработке на теоретическом и экспериментальном уровне требований к трубной продукции для разведки, добычи углеводородов на шельфе и в океане, их транспортировке, проведения полноразмерных испытаний образцов труб, проверке готовности продукции к сертификационным испытаниям и подтверждении надёжности создаваемых технических решений для производства новой продукции с повышенными эксплуатационными характеристиками.
Научно-технологические направления, которыми РосНИТИ занимается в настоящее время, и новые, возможность для которых предоставит НТЦ ТМК в Сколково, станут достойным вкладом института в реализацию государственной политики импортозамещения.
В современной научно-исследовательской деятельности РосНИТИ появляются новые горизонты планирования, прогнозирования и формирования перспектив развития отраслевой науки для дальнейшего удовлетворения потребностей всех участников нефтегазового рынка. Сегодня часть научных сотрудников РосНИТИ в Челябинске работает над темами, которые получат развитие на новой научно-исследовательской площадке ТМК. Тем самым обеспечивается преемственность многолетнего технологического опыта и связь между институтом и новым НТЦ в Сколково.
В задачи нового центра будет также входить подготовка высокопрофессионального персонала ТМК и формирование у него современных компетенций, ускоряющих применение новых научных знаний. Можно с уверенностью заявить, что для реализации перспективных инновационных проектов ТМК будет востребован и вовлечён широкий круг молодых специалистов и учёных института.
В институте традиционно уделяется большое внимание профессиональному росту молодых специалистов. Ежегодно в институте проводится Молодежная конференции «Молодые исследователи - металлургии», которая является отчётным мероприятием и демонстрацией вклада молодых исследователей в научно-технический потенциал института. Лучшие докладчики принимают достойное участие в ежегодной корпоративной молодёжной научно-практической конференции с участием представителей всех заводов по ключевым научно-техническим и производственным направлениям деятельности ТМК. По итогам последней конференции в октябре 2015г., как и в прошлые годы, молодые учёные института стали победителями и лауреатами в четырёх основных технологических секциях.
Помимо этого, молодые специалисты института ежегодно принимают участие в 4-5 международных и до 8-10 российских научных конференциях различного уровня, и в последние годы их достижения становятся всё весомее.
Сегодня в составе РосНИТИ научную деятельность ведут 67 исследователей в возрасте до 30 лет (или 42,7% от общей численности института), в их числе 17 аспирантов. Базовыми вузами для подготовки специалистов являются Южно-Уральский государственный университет и Уральский Федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина.
За последние три года 8 сотрудников института, недавних выпускников вузов, защитили кандидатские диссертации.
В целом деятельность РосНИТИ за период 2003-2015 гг. характеризуется динамичным развитием, в частности возросли: численность сотрудников в 2 раза, заработная плата в 5 раз, техническая вооружённость труда одного сотрудника, выполняющего исследования и разработки, в 14 раз, поступление финансовых средств от НИОКР на одного сотрудника в 13 раз.
По сравнению с 2003 г. общие объёмы поступления финансовых средств в институт от выполнения НИР и НИОКР возросли более чем в 6 раз. Порядка 80% этих объёмов составляют поступления от заводов ТМК, включая зарубежные в Румынии, США и Казахстане.
Средний возраст научных работников составил 39 лет и по сравнению с 2014 г. снизился на 4 года.
Существенно изменилась в институте система патентно-информационного обеспечения НИОКР. Используя сетевую модель распространения информации, научные подразделения получают своевременную информационную поддержку, что повышает информационную культуру специалистов и научно-технический уровень выполняемых ими разработок.
За рассматриваемый период подано 50 заявок на предполагаемые изобретения, получено 39 патентов и положительных решений, получено 87 свидетельств на программы для ЭВМ, в научно-технических и производственных журналах опубликовано 260 научных статей.
РосНИТИ в рамках планов НИР и НИОКР ежегодно выполняет около 300 работ с заводами ТМК и 200 работ с другими организациями по оказанию научно-технических и информационных услуг, стандартизации, сертификации, испытаниям и др.
Испытательная лаборатория РосНИТИ, аккредитованная Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии на техническую компетентность и независимость, а также обладающая свидетельством Российского морского реестра судоходства, в 2015 г. по сравнению с 2010 г. увеличила объёмы проводимых испытаний практически в 20 раз.
Успешная деятельность научно-исследовательских и испытательных подразделений, входящих в состав РосНИТИ, в рамках основных направлений развития бизнеса была бы невозможна без их технического переоснащения. Сегодня эти подразделения на 95% вооружены самым необходимым и современным оборудованием в возрасте до 5 лет.
Национальным Техническим Комитетом ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны», созданным на базе научно-технического потенциала РосНИТИ (членами которого сегодня являются 50 заинтересованных субъектов в области производства и потребления трубной продукции и в составе которого функционируют 10 подкомитетов по тематическим направлениям) разработан 61 национальный стандарт на трубы и баллоны, 46 из которых введены в действие, 28 из них гармонизированы с ISO, 12 переведены в разряд межгосударственных. Остальные из разработанных национальных стандартов находятся в стадии согласования и утверждения. В 2016 г. планируется к разработке 16 проектов новых стандартов.
За период 2001-2015 гг. целенаправленная деятельность ТК 357, согласованная с основными задачами и перспективными планами Комитета Российского союза промышленников и предпринимателей по техническому регулированию, стандартизации и оценке соответствия, по обновлению и гармонизации ранее существовавшей и применяемой на территории Российской Федерации нормативно-технической базы на трубную продукцию привела к следующим позитивным изменениям:
- фонд национальных стандартов (ГОСТ Р) на трубную продукцию обновлён более чем на 50%;
- основная масса (более 70%) всех новых национальных стандартов относится к наиболее наукоёмким стальным трубам нефтегазового сортамента;
- национальные стандарты, гармонизированные с международными, впервые за последние десятилетия позволили отечественным потребителям определять перспективные направления развития трубных рынков, а изготовителям принимать оптимальные решения по технологическому перевооружению заводов и корректировке технологий.
При всё более активном участии промышленности и благодаря эффективному взаимодействию ТК 357 со смежными техническими комитетами: ТК 23 «Нефтяная и газовая промышленность», ТК 67/ISO «Материалы, оборудование и морские конструкции для нефтяной, нефтехимической и газовой промышленности», ТК 375 «Металлопродукция из черных металлов и сплавов», ТК 145 «Методы контроля металлопродукции», ТК 465 «Строительство», ТК 371 «Неразрушающий контроль» и рядом других, в области технического регулирования отечественная трубная промышленность, безусловно, может служить самым ярким примером лидерства не только в развитии национальной стандартизации, но и в международной. Подтверждением этому могут служить результаты рейтинга «Госстандарта» по оценке эффективности деятельности в 2014 году 254 национальных технических комитетов по стандартизации, в котором ТК 357 занял 2 место.
Приведённые сведения о современной деятельности РосНИТИ убедительно показывают его практические связи с широким кругом отечественных и зарубежных разработчиков, изготовителей и потребителей, что позволяет институту отслеживать рыночные тенденции, и успешно разрабатывать новые материалы и технологические процессы производства высококачественных видов трубной продукции.
