Михаил Бублик, «Україна Молода»
Романиты — родственники бриллиантов
Третье дыхание углерода как возможная стартовая площадка украинского прорыва
Фулерены — тип молекулярной формы (аллотроп) углерода, открытый в 80-х гг. ХХ-го века. В фулеренах атомы углерода расположены в вершинах правильных шести- и пятиугольников, покрывающих поверхность сферы, эллипсоида либо трубки. Такие молекулы могут содержать 28, 32, 50, 60, 70, 76 и т.д. молекул. Первой был открыта молекула с числом атомов C60. Структура криталла фулеренов напоминает футбольный мяч, состоящий из заплаток 5- и 6-угольной формы, в вершинах многоугольников которого расположены кристаллы углерода.
Что такое фулерены, у нас знает далеко не каждый выпускник технического вуза. Очевидно, потому, что открыли этот класс веществ относительно недавно — два десятка лет тому назад, а система научно-технической информации в стране с тех пор, мягко говоря, пришла в некоторый упадок. А между тем Украина в отрасли применения фулеренов занимает ведущие позиции в мире. Даже не страна в целом, а Луганская область. А если совсем точно — ООО «Интермет», чьи цеха расположились в городе Стаханов.
Общество с неограниченными возможностями
«Интермет» производит подшипники, и уже этот факт сам по себе может считаться неординарным. Потому что в СССР, скажем, все подшипниковые заводы были пронумерованы и, хотя вся экономика страны побеждённого пролетариата была огосударствлена, носили в своем названии надменное уточнение: «Государственный подшипниковый завод ...» Или сокращенно — ГПЗ. И было таковых несколько больше двух десятков. А в Украине — лишь два: в Харькове и Виннице. Теперь к ним добавилось стахановское ООО. Правда, есть существенное отличие: ГПЗ в основном специализировались на подшипниках качения (шариковые, роликовые); профиль же «Интермета» — подшипники скольжения. Зато какие!
— Если с маслом, то у наших подшипников коэффициент трения (КТ) где-то в пределах 0,005—0,007, — просветил гуманитариев-журналистов президент ООО Сергей Романов. — А при качении он 0,003—0,005. То есть в наших изделиях КТ приблизительно отвечает подшипникам качения. Без масла, конечно, он на порядок хуже: 0,03 — 0,05. Но если сравнить с баббитом, который считается наилучшим антифрикционным материалом, так у того КТ равняется 0,1. Иначе говоря, у романита-Н без масла коэффициент трения выходит втрое лучше, чем у бабита с маслом.
Структура кристалла фулерена C60К этому следует прибавить уточнение: подшипники качения никогда без масла не используются. А романит-Н — это материал, изобретённый Романовым. Вернее, один из целого ряда романитов — Н, ВЛ, УВЛ, носящих теперь его имя... или фамилию? В любом случае материал выдающийся как по своим физико-химическим свойствам, так и по вложенными в него ноу-хау. Нигде больше в мире ничего подобного делать не умеют.
— Ещё будучи директором Кировского завода порошковой металлургии (обанкротившийся завод в соседнем со Стахановым Кировске. — Авт.), я начал заниматься этой проблемой. Материалы легли в основу моей кандидатской диссертации. Я создал около семидесяти материалов, применяемых нами. Все они запатентованы.
Баббит — антифрикционный сплав на основе олова или свинца. Некоторые марки баббита содержат сурьму, медь, никель, мышьяк, кадмий, теллур, кальций, натрий, магний и другие химические элементы. Сплав изобретён в 1839 И. Баббитом (I. Babbitt).
Традиционно подшипники скольжения изготовляют из баббита или «скользкой парочки» бронза-баббит. Первую изобрели ещё в одноимённую эпоху; второй — в середине позапрошлого века. Возраст почтенный, потому уже время идти на пенсию. Тем более что применение романита-Н увеличивает износостойкость подшипников в разы. Что это означает для предприятий с тяжёлыми условиями производства? Приблизительно 70, а то и все 80 процентов поломок оборудования возникают здесь в узлах трения, или, говоря по-простому, летят подшипники (хорошо, если вслед не «полетит» цапфа вала). А это лишняя потеря времени, которое, как известно, — деньги. Тем более, есть такие производства, которые в определённый промежуток времени вообще нельзя останавливать, потому что это приведёт к тяжелым последствиям...
Цапфа — часть вала или оси, на которой находится опора (подшипник). Цапфа на краю вала называется шип, в средней части вала — шейка, воспринимающая осевые нагрузки концевая цапфа — пята.
— Если взять те же установки непрерывного разливания стали — стойкость подшипников качения на них составляет около трёх месяцев. Наши работают полтора-два года. Без особых капиталовложений можно на 30-40 процентов повысить производительность оборудования.
За счёт чего?
Бриллиантовые мячики
Наиболее известными аллотропами углерода являются — аморфный уголь, кристаллические графит и алмаз. Менее известны исследованные недавно углеродные нанотрубки, нанороды (aggregated diamond nanorods — ADNR), лонсдэлейт (lonsdaleite) и фулерены. Автор забыл упомянуть о третьей известной до 85-го года разновидности углерода — аморфном угле.
Время рассказать о фулеренах детальнее. До 1985 года углерод был известен в двух разновидностях (алотропних формах): графит и бриллиант. Вся разница между ними — в расстоянии между атомами кристаллической решетки. Если графит как следует раскалить и сжать — выйдет бриллиант. Кристалл бриллианта — октаэдр, правильный восьмигранник (две, соединённые основаниями египетские пирамиды). Вместо этого кристалл фулерена — футбольный мяч в миниатюре: 20 шестиугольников и 12 пятиугольников. Эти мячики свободно вращаются в т.н. гранецентричной кубической решетке, что и обеспечивает невероятно низкий коэффициент трения: деталь из такого вещества не столько трется о поверхность другой, сколько катится по ней, как на шариковых подшипниках.
Собственно, это только один из вариантов нового класса веществ — [60]фулерен (60 атомов углерода в одном кристалле). Уже получены и изучаются другие, более сложные модификации, но о них как-то в другой раз. Пока же — об изобретении Сергея Романова.
До определенного времени фулерен получали, випаривая графит на электрической дуге в атмосфере гелия. Потом выяснилось, что он входит в состав некоторых очень древних (докембрийского периода) минералов. Вот только извлечь его оттуда в достаточных для промышленного использования количествах слишком сложно. Потому на Западе один грамм вещества стоит от 100 до 300 долларов. Ежегодное потребление его в мире составляет около сотни килограммов. Приблизительно столько же, сколько в Стаханове, но — за месяц. Да и цена его здесь другая — 15-20 гривень за килограмм. Сергей Михайлович заодно преодолел ещё одну сложность:
— В нашей отрасли фулерен не применялся, потому что при тех температурах, при которых мы проводим спекание, он превращается в обычный графит. А я нашел катализатор, который мы специально вводим и ограждаем его превращение. У нас он остается в том виде, в котором он существует в минерале.
Технология изготовления романитових подшипников такова: готовят порошок, который состоит из 13 компонентов — меди, графита, железа, нитрида бора, фулереносодержащего минерала и высокопрочных углеродных волокон. Эту смесь сначала напрессовывают с помощью мощного прокатного стана (разработка ООО) на 2-миллиметровый стальной лист, а затем в конвеерний печи при температуре 1100 градусов Цельсия происходит спекание, после чего смесь превращается в сплошной металл — романит. Листы выгибают под диаметр будущего вала, делают чистовую заточку на специальном токарном станке, а дальше — составление готового изделия.
Перед прыжком
— Романит — материал новый, малоизвестный. Ваши подшипники имеют спрос?
— Наша работа — не экспериментальные изделия, а промышленные поставки. Мы работаем с Украиной и Россией: металлургические комбинаты, горнообогатительные, — «Южный», «Центральный», «Северный», ОАО «Уральская сталь» (г. Новотроицк). Поставляем железной дороге — моторно-осевые подшипники. Если у баббитовых подшипников срок службы год-полтора, то мы даём гарантию 7,5 года. Сама «Укрзалізниця» сделала расчёты: на одном локомотиве использования наших МОПов даёт годовой эффект 35 тыс. грн. У них 1800 локомотивов, поэтому суммарный эффект — 63 миллиона. Вот у меня телеграмма: при проведении капитальных ремонтов устанавливать только наши подшипники, потому что они служат от капремонта к капремонту. Если сравнить с бронзой, то стоимость наших изделий выше на 35-40%. А стойкость выше в 10-15 раз. В следующем году мы будем поставлять «Укзалізниці» моторно-осевые подшипники. Кроме того, на чешских локомотивах мы ставим втулки боковых опор, которые там не предусмотрены. Дальше — линзы опоры кузова сферические. Сейчас железная дорога обратилась к нам, чтобы мы попробовали решить проблему относительно втулок компрессоров. Объёмы солидные.
ООО «Интермет» начало осуществлять инвестиционный проект в Стаханове в 2003 году. Местный коксохимический завод давно ликвидирован; сегодня здесь вместо коксовых батарей живописные руины, чуть ли не за́мок какого-то средневекового барона: террикон прислонился к горе, остатки каменных сооружений с башнями и арками — к террикону. К счастью, сохранилось несколько вспомогательных цехов. Вот один из них общество и выкупило. Ещё один цех — на территории Стахановского троллейбусного парка. А офис — в третьем месте.
— У вас уникальное для целого мира производство. Не пытались наладить сотрудничество с западными фирмами?
— Как-то пытались работать со словаками. Они взяли наш материал, провели анализы, получили позитивные результаты. Но они предлагали, чтобы мы просто продали нашу технологию: понимают, что покупать готовое — это потеря рабочих мест...
— Вы организовали производство на территории приоритетного развития (ТПР). Это для вас было принципиально?
— Конечно, принципиально, потому что тогда были льготы. Как раз тогда, с помощью нашей обладминистрации, за счёт внесения инвестиций, мы попали в эту зону. Благодаря этому у нас капитализация росла быстрыми темпами. Если мы начинали с основными фондами стоимостью 194 тыс. грн., то сегодня их у нас уже около девяти миллионов. Также с помощью ОГА, Минэкономики мы выиграли тендер на создание новых рабочих мест. Мы получили 3,5 млн., на эти средства приобрели новое высокопродуктивное оборудование. И объёмы увеличили, и создали дополнительно 50-60 рабочих мест. Если мы начинали с 30 работниками, то сегодня у нас 150.
В планах ООО «Интермет» — и в дальнейшем расширять производство, осваивать новые рынки. В частности в Казахстане. Есть и другие наработки. Словом, фирма вполне успешна. А как по мне, то здесь есть то зерно, которое может позволить целой стране осуществить прорыв на внешнеэкономическом «фронте». Можно, конечно, прорываться в сферы электроники, биотехнологий или что-то ещё. А здесь... Рынок чёрной металлургии уже освоен нашим бизнесом, так что теперь есть возможность предложить этому рынку новые материалы. Можно начать с романитов, но, подозреваю, в шкафах наших научных работников-металловедов есть ещё не одна сотня такого уровня разработок. Как бы их совместить — олигархов с профессорами?
