Эволюция производства: полимеры и композиты

div>

Полимеры активно приходят на смену металлам, например, антифрикционным бронзам и чугунам, и служат производству в самых разных сферах. К примеру, решают проблему налипания: от кузовов самосвалов до разнообразных поверхностей в пищевой и фармацевтической промышленности.

К тому же, переход на полимеры и композиты — незаменимый помощник в решении столь актуальной сегодня проблемы — необходимости в импортозамещении. Многие российские компании приобрели в своё время импортные линии для разных отраслей промышленности. С тех пор комплектующие к ним подорожали в 3-4 раза. Их замена на более дешёвые и долговечные, выполненные из полимерных материалов отечественного производства, даёт компаниям выгоду и объективно способствует развитию этого рынка.

«Рынок полимерных и композитных материалов, изделий на их основе действительно бурно развивается. Если раньше мы занимались поставками продукции немецкой компании, то теперь с использованием этого опыта и технологий производство налажено в России. За Уралом осуществляем поставки, например, для «СибЦемента», предприятий «РУСАЛа», — подтверждает заместитель генерального директора по региональному развитию ООО «ТД Пластмасс Групп» Андрей Стрельченко.

Одним из крупнейших потребителей полимеров специалисты называют машиностроение. Как отмечает коммерческий директор красноярской компании ООО «ПолимерПро» Вячеслав Васильев, налицо отказ от металлических подшипников, замена бронзы в узлах трения-скольжения, подшипников трения покоя, крепежа и защитных элементов корпусов (что особенно актуально при низких температурах). Ненамного отстают и сельское хозяйство с пищевой промышленностью. А при добыче полезных ископаемых полимерные материалы используются в качестве защитных футеровок рабочих поверхностей транспортных средств (вагонов, вагонеток, ковшей экскаваторов, кузовов самосвалов), конвейеров, грохотов и бункеров. Кроме того, в этой отрасли эластичные резервуары из полимеров с пропиткой для хранения нефти и шлама пришли на замену тяжёлым металлическим бакам, подверженным коррозии.

Как рассказывают практики, случаи перехода с металла на полимерные материалы часто бывают по-своему уникальными. Например, одна из российских корпораций столкнулась с проблемой замены особой марки чугуна («Уранус») на материал с подобными же свойствами. «Уранус» ранее производили во Франции эксклюзивно для швейцарской компании, поставщика насосного оборудования в Россию. Но она завершила выпуск данного типа оборудования, французы, соответственно, перестали выпускать «Уранус», и российский клиент остался без комплектующих. В компании попробовали применять бронзовые паллиативы, но они проработали не более квартала.

Вот тут-то специалисты ООО «ТД Пластмасс Групп» и предложили свой полимерный материал на замену. Сроки его службы (кстати, в высоко абразивной среде) оказались в полтора раза больше, чем у французского чугуна, а стоимость вдвое ниже.

«При применении полимерных материалов во многих случаях удаётся отказаться  или существенно изменить систему смазки (например, перейти от смазки маслом на смазку водой), что снижает трудозатраты на обслуживание техники. Полимерные материалы обладают специфической износостойкостью. В узлах оборудования, где металл требует частой замены, например, при контакте с абразивным элементом полимерные материалы будут продолжать работать в штатном режиме. Сроки их эксплуатации в отдельных случаях даже превышают сроки службы оборудования, на котором они установлены. Кроме того, некоторые детали из полимеров возможно изготавливать на деревообрабатывающем оборудовании, что снижает их себестоимость», — отмечает Вячеслав Васильев.

Эксперт говорит, что последние 10 лет отмечены введением в производственную практику термостойких термопластов, например полиэфирэфиркетона (РЕЕК). В результате в промышленный обиход переработки полимеров вошли виды оборудования, ранее применяемые для тяжёлого машиностроения, такие как прессы высокого давления с мощными силовыми установками и экструзионные установки высоких давлений и температур.

«А однажды к нам обратился главный механик одного из производств. В его компании функционирует несколько линий, связанных с липкими продуктами на клеевой основе. Каждые две смены им приходилось останавливать линию и очищать рабочие детали от клеевой композиции. После осмотра линии специалистами было предложено несколько решений на основе нашей полимерной продукции, и через год мы получили положительный отзыв от службы главного механика: линии проработали всё это время практически без остановок», — рассказывает г-н Васильев.

Экологичность полимерных материалов — вопрос непростой. С одной стороны, у всех на виду настоящий мусорный коллапс, вызванный массовым применением полимерной упаковки. С другой — вопрос при необходимости можно разрешить двумя-тремя подзаконными актами, раздельным сбором и переработкой мусора, как это практикуют в Южной Корее, Японии и Скандинавии, отмечают специалисты.

По словам Вячеслава Васильева, это не столько проблема самих материалов, сколько нашего отношения к ним — отсутствия политической воли и экологической культуры, например. Кроме того, многие современные полимеры допущены к контакту с пищевой продукцией и питьевой водой. Поэтому даже при неправильной утилизации эти материалы не наносят вред природе — они инертны. К тому же переработка и утилизация многих видов изделий происходит там же, где они были произведены, по завершении их рабочего цикла — после замены на новые.

Знатоки отрасли отмечают: учитывая потенциал сырьевой базы полимеров, получаемых из возобновляемого сырья, — целлюлозы и крахмала, в России вполне реально наладить производство необходимых компонентов и переработку последних в готовые изделия. И что важно, новые методы переработки целлюлозы в целлофан с применением ионных жидкостей позволяют использовать российскую сырьевую базу лесной отрасли без вреда для окружающей среды.

В 2021 году стартует «переход» Европы от нынешней полимерной упаковки к материалам из возобновляемого сырья, за это время Россия могла бы обеспечить многих европейских потребителей экологичным упаковочным материалом. И это не столько картон, производимый из полноценной древесины, сколько целлофан, получаемый из отходов лесопереработки. С точки зрения перспектив защиты окружающей среды и повышения эффективности лесной отрасли целлофановое производство имеет очевидные преимущества.

Зарубежные компании, как правило, не передают технологии, а стремятся поставлять готовые изделия, что вполне объяснимо. Поэтому российским производителям необходимо находиться в постоянном научном и технологическом поиске. Каждая новая торговая марка — это несколько лет проб и ошибок, а каждый этап производства ставит новые сложные задачи.

При этом производители остро ощущают дефицит квалифицированных кадров и отечественных компонентов, необходимых для инновационного производства новых видов композитов. Если этот дефицит компенсировать, отмечают эксперты, производство композитных материалов в РФ может выйти на качественно иной уровень и достичь впечатляющих масштабов. Ведь недостаток композитных материалов — проблема не только России, но и огромного рынка Юго-Восточной Азии, которая остро нуждается в новых типах материалов для электроники и других отраслей, в частности, в сфере аддитивных технологий (печати на 3D-принтерах).

Тем не менее российский бизнес наращивает активный поиск привлекательных экономических ниш в сфере производства изделий из инновационных композитных материалов.

«Далеко не все виды современных полимерных материалов производят в России — многое приходится импортировать, кое в чём отечественные производители всё же опережают западных. У некоторых до 50% продукции идёт на экспорт. Помимо СНГ, это Китай, Индия, страны Юго-Восточной Азии, Венгрия, Австрия Швейцария.

Переход на новые композитные материалы затруднён в РФ как малой осведомлённостью инженерного корпуса о новых материалах, применяемых в промышленности, так и нормативными ограничениями, особенно в крупных госкорпорациях. При этом импортное оборудование часто принимают на баланс по факту формального соответствия входных и выходных параметров без учёта дальнейшего сервисного обслуживания. А сервис для многих компаний-поставщиков — это 50% выручки, по некоторым направлениям — до 70% чистой прибыли. Им важно «заманить» клиента конкурентной ценой, затем обеспечить регулярныё ремонт, и стабильность генерации прибыли будет реализована. Подобные циклы поставок приводят к повышению стоимости эксплуатации оборудования и снижению его производительности за счёт использования суррогатов ремонтных комплектов».