Из опыта импортозамещения Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 338.24

Н.В. Оболенский,

Нижегородский инженерно-экономический университет

Из опыта импортозамещения

О ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЯХ

С решением задачи замещения импорта акционерному обществу «Термаль» пришлось столкнуться сразу же после объединения Германии, поскольку прекратились поставки в рамках социалистической интеграции с ГДР высоковольтного электронагревателя - ВВЭН (рис. 1), используемого в комбинированных системах отопления вагонов. Поставка высоковольтного электронагревателя была возможна только за валюту, и российская железная дорога стала испытывать острый недостаток этих нагревателей как для комплектования вновь строящихся пассажирских вагонов, так и для ремонта уже находящихся в эксплуатации.

С целью решения этой проблемы в 1993 году по инициативе генерального директора акционерного общества «Термаль» С.Г. Митина, ныне губернатора Новгородской области, и на основании его диссертационного экономического обоснования был заключен договор между Управлением Горьковской железной дороги и акционерным обществом «Термаль».

В соответствии с этим договором акционерное общество «Термаль» обязалось произвести подготовку производства и выпустить первую промышленную партию специальных электронагревателей, а Управление железной дороги - обеспечить финансирование работ.

Приступив к подготовке производства высоковольтного элек-

Нижегородский инженерно-экономический университет

тронагревателя, акционерное общество «Термаль» столкнулось с рядом трудностей, обусловленных тем, что оно ранее не производило подобных изделий, а именно:

- с отсутствием необходимого технологического оборудования для изготовления, сборки и испытания высоковольтного электронагревателя;

- с отсутствием поставщиков необходимых материалов (графитового порошка требуемого состава) и комплектующих изделий (керамических изоляторов, кожухов из кварцевого стекла)

- и, наконец, с отсутствием опыта работы с графитовым наполнителем.

Определенную сложность представляло решение задачи

© Оболенский Н.В., 2015

НИКОЛАИ ВАСИЛЬЕВИЧ ОБОЛЕНСКИМ

доктор технических наук, профессор, заместитель директора инженерного института по научной работе, профессор кафедры технического сервиса Нижегородского инженерно-экономического университета, заслуженный изобретатель Российской Федерации, почетный работник науки и техники Российской Федерации, лауреат премий Государственного комитета Российской Федерации по оборонным отраслям промышленности им. И. П. Кулибина. Сфера научных интересов: технологии, средства механизации и электрификации в сельском хозяйстве, экономика и управление народным хозяйством. Автор 330 публикаций

Рассматриваются высоковольтные электронагреватели, которые используются в пассажирских вагонах поездов. Показано, что в результате импортозамещения конструкция германского высоковольтного электронагревателя была переработана под отечественные материалы и комплектующие изделия, поэтому сейчас собираемые и ремонтируемые пассажирские вагоны в России комплектуются только отечественными высоковольтными электронагревателями, которые экспортируются также в страны ближнего зарубежья.

Ключевые слова: импортозамещение, высоковольтный электронагреватель, конструк-торско-технологическое решение, техническое перевооружение производственных площадей.

The article deals with high-voltage electric heaters, which are used in passenger trains. Highlights that as a result of import substitution construction of the German high-voltage electric heater has been redesigned under domestic materials and components, so it collected and repaired passenger cars in Russia are equipped with only domestic highvoltage heaters, which are also exported to neighboring countries.

Key words: import substitution, high-voltage electric heater, design and technology, technical re-equipment of production space.

Рис. 1. Импортный высоковольтный электронагреватель

Рис. 2. Отечественный высоковольтный

электронагреватель

адаптации конструкции высоковольтного электронагревателя к отечественным материалам. Однако опытно-конструкторские работы были закончены уже 1993 году, а в 1994 году акционерное общество «Термаль» стало выпускать отечественные высоковольтные электронагреватели (рис. 2).

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Акционерное общество «Термаль» получило от Всесоюзного

научно-исследовательского института железнодорожного транспорта конструкторскую документацию на электронагреватель, который производила Германия, но она не соответствовала стандартам Единой системы конструкторской документации, т.е. требовалась ее переработка, в том числе под использование отечественных материалов и комплектующих изделий.

Перед освоением выпуска отечественного высоковольтного электронагревателя начальником специального конструкторского и технологического бюро электротермического оборудования - главным конструктором акционерного общества «Термаль» было выполнено математическое моделирование и теоретическое исследование теплообмена в высоковольтных электронагревателях и надежности нескольких их вариантов, отличающихся конструкционными параметрами и материалами. Моделирование и исследования проводились с помощью ранее полученных результатов, в частности с использованием универсальной математической модели в судовом электротерми-

ческом оборудовании, эмпирических зависимостей для расчета температуры оболочки, графиков и критериального уравнения для прогнозирования показателей надежности судовых электронагревателей, а также уравнений графических зависимостей, приведенных в работе [1].

По результатам теоретических исследований конструктором В.П. Гусевым был разработан комплект конструкторской документации на отечественный высоковольтный электронагреватель для железнодорожного транспорта, а технологом С.Е. Ефремовым -технологический процесс изготовления высоковольтных электронагревателей.

Наиболее подготовленным для изготовления кожухов из кварцевого стекла оказался завод кварцевого стекла г. Гусь-Хрустальный Владимирской области. В.П. Гусев, С.Е. Ефремов, начальники отделов Ю.Н. Родинов и В.Г. Племянников быстро решили с этим заводом все конструкционно-технологические вопросы, и он в короткий срок освоил производство кожухов из кварцевого стекла с необходимыми электромеханическими характеристиками.

В конструкцию нагревательного узла высоковольтного электронагревателя входят керамические изоляторы. Их производство успешно освоил Нижегородский завод «Орбита».

В германском аналоге высоковольтного электронагревателя для заполнения зазоров между кварцевым кожухом и наружной металлической оболочкой использовался графитовый порошок. Для разработчиков отечественного высоковольтного электронагревателя особые трудности были с выбором марки графитового порошка и, соответственно, его завода-изготовителя. Дело в том, что этот порошок должен обладать как соответствующими конструкционными характеристиками, связанными

с его теплопроводностью, так и технологическими свойствами: хорошей сыпучестью, уплотняе-мостью и экологичностью. Оказалось, что отечественная промышленность такой порошок не выпускает.

Главный технолог А.П. Моисеев вместе с В.Г. Племянниковым и С.Е. Ефремовым согласовали с заводом графитовых изделий в г. Вязьме Смоленской области и товариществом с ограниченной ответственностью «АКБ» г. Дзержинска Нижегородской области условия поставки графитового порошка с требуемыми техническими характеристиками.

Впоследствии В.П. Гусев, С.Е. Ефремов, В.Г. Племянников и Ю.Н. Родинов усовершенствовали высоковольтный электронагреватель, заменив графитовый порошок электротехническим пери-клазом [3].

По окончании разработки отечественной конструкции высоковольтного электронагревателя в экспериментальном цехе бригадой В.Г. Сидоровича были изготовлены 30 его опытных образцов для испытаний.

Испытания опытных образцов были проведены в научно-исследовательском центре Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. По результатам испытаний институт дал положительное заключение и рекомендацию для серийного производства высоковольтного электронагревателя.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ПЕРЕВООРУЖЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПЛОЩАДЕЙ

Для серийного выпуска отечественных высоковольтных электронагревателей были произведены следующие работы.

1. В производстве № 2 выделен и оснащен участок сборки и испытаний высоковольтного электронагревателя. Работы по техническому перевооружению прово-

Установки для укладки спиралей

дились под руководством технического директора С.В. Зинкова.

2. В производстве № 1 были оборудованы рабочие места пайки токами высокой частоты фланцев высоковольтного электронагревателя, механической обра-

ботки металлического защитного кожуха и линия гальванического покрытия этого кожуха.

Механическая обработка деталей металлического кожуха была организована на участке механической обработки с использова-

Стенд для проверки диэлектрической прочности изоляции высоковольтного электронагревателя

нием токарных и фрезерных станков, высвободившихся в результате конверсии.

Линия гальванической обработки защитных кожухов, обеспечивающая расконсервацию заготовок стальной трубы и цинкование защитных кожухов в сборе, была организована в гальваническом цехе производства № 1.

3. Были разработаны и изготовлены две наполнительные машины, две установки для укладки нагревательной спирали, два стенда для испытаний высоковольтного электронагревателя, более десятка пресс-форм, штампов и приспособлений.

Все работы по изготовлению машин, узлов и монтажу были выполнены ремонтно-механическим цехом под руководством бригадира Е.М.Гризовского.

Одна из наполнительных машин была выполнена на базе ранее приобретенной машины фирмы SIPA (Италия), использовавшейся для наполнения трубчатых электронагревателей патронного типа. Вторая - разработана А.П. Моисеевым. Она предназначена для до-уплотнения графитового наполнителя после заполнения им высоковольтного электронагревателя.

Разработка, изготовление и внедрение описанного технологического оснащения, а также организация специальных участков с несколькими десятками рабочих мест позволили выпускать до

50 тыс. высоковольтных электронагревателей в год, что, как показали маркетинговые исследования, полностью удовлетворяет потребности рынка стран Содружества Независимых Государств.

В заключение сделаем следующие выводы.

1. Работа выполнена как одна из задач конверсии по договору с конкретным потребителем (Управлением Горьковской железной дороги) без привлечения централизованного финансирования.

2. Обеспечены экономия валюты и замещение поставок из Германии.

3. Комплекс работ выполнен в короткие сроки: опытно-конструкторские работы - менее чем за год; подготовка производства -менее чем за полгода.

4. Произведена опытная эксплуатация высоковольтных электронагревателей и по замечаниям потребителей откорректирована их конструкторско-технологиче-ская документация для серийного производства.

5. Решены организационные и технические вопросы по поставке необходимых материалов и комплектующих изделий для высоковольтных электронагревателей.

6. Организовано специализированное производство высоковольтных электронагревателей в акционерном обществе «Тер-маль» с технологическими участками, оснасткой и стендами про-

верки, что позволило выпускать до 50 тыс. высоковольтных электронагревателей в год. Это помогло создать дополнительно сотни рабочих мест как в акционерном обществе «Термаль», так и на других предприятиях Российской Федерации.

7. В 1993-1994 годах выпущено 22,1 тыс. шт. отечественных высоковольтных электронагревателей на сумму более 3 млрд руб., что значительно снизило спад производства акционерного общества «Термаль».

8. Разработана конструкция отечественного высоковольтного электронагревателя с высокими техническими характеристиками: нагревостойкость до 1000 °С, электрическая прочность изоляции более 10000 В, потребляемая мощность 2 кВт, рабочее напряжение 500-700 В [2].

9. Высокий технический уровень высоковольтных электронагревателей подтвержден патентами на полезные модели [3, 4].

10. Решением коллегии Государственного комитета Российской Федерации по оборонным отраслям промышленности от 13 декабря 1995 года «За работу в области конверсии военного производства» поименованному в настоящей статье коллективу присуждена премия Госкомоборонпрома России и присвоено звание «Лауреат премии Госкомоборонпрома России».

ЛИТЕРАТУРА

1. Оболенский Н.В. Справочник по судовому электротермическому оборудованию. Л.: Судостроение. 1985. 272 с.

2. Оболенский Н.В. Электронагрев в сельскохозяйственных обрабатывающих и перерабатывающих производствах: монография. Нижний Новгород: НГСХА, 2007. 350 с.

3. Свидетельство на полезную модель № 983. Трубча-

LITERATURA

1. Obolenskii N.V. Spravochnik po sudovomu уе1ек1то!егтюИе8коти oborudovaniyu. L.: Sudostroenie, 1985. 272 s.

2. Obolenskii N.V. Yelektronagrev v sel'skohozjаistvennyh obrabatyvayushih i pererabatyvayushih proizvodstvah: monografijа. Nizhnii Novgorod: NGSHA, 2007. 350 s.

3. Svidetel'stvo na poleznuyu model' № 983. Trubchatyi

тый высоко-вольтный нагреватель / Ю.Н. Родинов, В.Г. Племянников, С.Е. Ефремов, В.П. Гусев (Российская Федерация). 1 с. Опубл. 16.10.1995. БИ: 10/1995.

4. Свидетельство на полезную модель № 1782. Трубчатый высоко-вольтный нагреватель / Ю.Н. Родинов, В.Г. Племянников, С.Е. Ефремов, В.П. Гусев (Российская Федерация). 2 с. Опубл. 16.02.1996.

vysokovol'tnyi nagrevatel' /YU.N. Rodinov, V.G. Plem^nnikov, S.E Efremov, V.P. Gusev (Rossiiskajа Federacijа). 1 s. Opubl.

16.10.1995. BI: 10/1995.

4. Svidetel'stvo na poleznuyu model' № 1782. Trubchatyi vysokovol'tnyi nagrevatel' /YU.N. Rodinov, V.G. Plem^nnikov, S.E. Efremov, V.P. Gusev (Rossiiskajа Federacijа). 2 s. Opubl.

16.02.1996.