Неделя с ТМК. Выпуск №45 (143)
0:00
/
Открытие научно-технического центра ТМК пять лет назад стало важной вехой в развитии отечественной трубной промышленности. Впервые в стране был создан исследовательский комплекс полного цикла: от разработки инновационных материалов, конструкций и технологий до проведения испытаний и запуска продукта в производство.
В условиях современной экономики научно-исследовательский потенциал становится залогом конкурентоспособности любой промышленной организации. В ТМК ставка на его развитие была сделана с самого начала деятельности. Сейчас компания – одна из немногих трубных холдингов в мире, у которых есть собственная научно-исследовательская база и стенды для натурных испытаний новых видов продукции.
Усиление R&D-направления началось в 2007 году, когда в контур компании вошел Российский научно-исследовательской институт трубной промышленности (РосНИТИ, с 2021 года – РусНИТИ), крупнейший отраслевой научно-технический центр России. Он стал ядром корпоративного научно-технического блока компании, нацеленного на решение стратегических задач бизнеса – повышение эффективности производства, качества продукции и расширение спектра услуг для потребителей.
Институт приступил к координации работы исследовательских подразделений заводов ТМК, ориентируясь на бизнес-задачи компании. Были созданы отделы материаловедения, термической обработки и моделирования технологических процессов, бесшовных и сварных труб, разработки новых конструкций труб и баллонов, резьбовых соединений и покрытий. Кроме того, организован отдел научного и экономического анализа.
Запуск в 2019 году НТЦ в Москве стал важным шагом в развитии научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ (НИОКР) ТМК. В связке с РусНИТИ он возглавил корпоративную научную практику. Событие ознаменовало выход материаловедческих и исследовательских компетенций компании на новый уровень. Комплексные возможности центра способствовали интенсификации разработки новых материалов, конструкций и соединений для усложняющихся условий добычи углеводородов, а также для других областей применения.
Испытания полноразмерных образцов труб ранее в России не проводились.
Сегодня здание НТЦ занимает площадь в 16 тыс. м2. Здесь функционируют 11 исследовательских лабораторий для изучения физико-химических свойств металла, анализа его состояния и структуры. В центре расположены первые в России стенды для проведения комплексных испытаний новой продукции – высоконадежных соединений труб для добычи трудноизвлекаемых запасов нефти и газа. На оборудовании центра можно изготавливать опытные образцы, проверять готовность продукции к сертификационными испытаниям и испытывать полноразмерную продукцию по международным стандартам. С 2022 года лаборатория аккредитована в Национальной системе аккредитации.
До запуска НТЦ ТМК подобные испытания российские компании проводили только в зарубежных центрах, при этом процедура требовала больших финансовых затрат и занимала длительное время. Кроме того, компаниям требовалось оформить внушительный пакет документов и дождаться своей очереди. Возможность проводить испытания в России позволила отечественным производителям ускорить вывод на рынок высокотехнологичной продукции и снизить затраты на проведение тестовых испытаний.
«В век стремительного развития технологий, беспрецедентных задач, которые стоят перед металлургической отраслью, важно предоставить ученым и инженерам все возможности для проектирования и ускоренного вывода на рынок высокотехнологичных продуктов. Создание НТЦ стало поворотным моментом для Трубной Металлургической Компании и отрасли в целом – впервые в России появился объект для проведения комплексных исследований и разработки новых поколений высокопрочных труб и решений для работы в агрессивных средах, особо сложных климатических и геологических условиях.
С запуском центра мы вышли на ведущие позиции по производству такой продукции и обеспечили ресурсодобывающие компании страны собственными, полностью отечественными разработками».
Первые исследования на стендовом оборудовании прошли в 2021 году. Тогда специалисты НТЦ провели уникальные для отечественной практики натурные испытания эксплуатационных свойств резьбового премиального соединения TMK UP CENTUM в соответствии с международными стандартами.
Работа стала кульминацией целого ряда предварительных мероприятий: специалисты центра подготовили стенды к проведению тестирований, обеспечили работоспособность оборудования, подобрали необходимые материалы, отработали методику испытаний, а также подготовили опытный образец самого соединения.
Надежность премиальных соединений при работе в экстремальных условиях была успешно подтверждена методами физического моделирования поведения продукции в условиях высоких механических нагрузок и повышенных температур. Программа испытаний состояла из нескольких этапов и длилась более месяца. Образец выдерживали в течение 120 часов при температуре 290 °С, а также подвергали термоциклическим нагрузкам в диапазоне от 40 до 290 °С, воздействию внутреннего давления свыше 70 бар и осевого растяжения и сжатия.
Необходимость освоения передовых технологий в компании определяется исходя из потребностей ключевых потребителей – энергетических компаний. Их запрос – новые решения для добычи труднодоступных углеводородов. ТМК предлагает собственные разработки в сегменте высоконадежных труб – применяет различные методы упрочняющей обработки и новые покрытия, совершенствует премиальные соединения, улучшает свойства сталей и сплавов.
Но важно не только соответствовать текущим ожиданиям потребителя, но и предвидеть то, что может быть востребовано в перспективе, и успевать предложить это первыми. Такая работа ведется в рамках программ научно-технического сотрудничества, которые заключены со всеми ключевыми партнерами ТМК. Совместная деятельность научных подразделений позволяет детально прорабатывать запросы клиента с учетом компетенций производителя. НТЦ также сотрудничает с профильными и отраслевыми институтами, с Российской академией наук и ведущими вузами.
«Отрасль, в которой мы работаем, – наукоемкая, и только малую часть задач мы решаем внутренними силами. Несмотря на то что в нашей технологии и продукте заложены мысли большого числа коллег, надо понимать: постановка задачи исходит от потребителей, а конкретно – от их научных подразделений. Казалось бы, сегодня мы достигли совершенства, но завтра надо еще лучше, прочнее и надежнее», – подчеркивает Игорь Пышминцев, директор по научной работе ТМК, генеральный директор РусНИТИ, НТЦ и ИЦ ТМК.
В настоящий момент ТМК расширяет парк оборудования НТЦ, что позволит испытывать более широкий спектр продуктов и решать дополнительные задачи, актуальные для заказчиков. Компания также готова предоставлять площадку НТЦ для испытаний продукции других производителей с учетом существующего резерва по загрузке и рассчитывает на создание Единым оператором испытаний соответствующей системы взаимного признания результатов.
Одно из ключевых направлений научной деятельности НТЦ – развитие цифровых компетенций. В 2019 году был создан центр по цифровым компетенциям TMK R&D Digital. Его специалисты активно участвуют в создании и внедрении новых цифровых инструментов и технологий.
Среди последних разработок – цифровые двойники трубопрокатных станов, системы мониторинга и контроля качества выпускаемых труб, интеллектуальные системы управления производственными процессами, API-сервисы и системы продвинутой аналитики.
В круг научных изысканий НИОКР ТМК входит и участие в развитии водородной энергетики благодаря разработке и поставкам продуктов нового поколения для всех этапов технологической цепочки – производства, транспортировки, хранения и использования водорода, а также совместным проектам в научной и образовательной сферах.
Для исследования поведения различных материалов при взаимодействии с водородом в разных условиях создано специальное подразделение. Результаты уже есть – разработаны новые линейки трубной продукции для водородной энергетики – Sputnik H и Sputnik C. Sputnik H включает трубы для получения и распределения, транспортировки и хранения водорода. Sputnik C – это продукция для объектов улавливания и распределения, транспортировки и хранения СО2.
В прошлом году ТМК успешно протестировала обсадные трубы, изготовленные с использованием технологии лазерно-гибридной сварки продольных швов, предназначенные для газопроводов высокого давления. Разработку технологии, не имеющей аналогов в мире, начали на Челябинском трубопрокатном заводе. ТМК масштабирует проект и готовится к промышленному использованию.
Сегодня НТЦ разрабатывает не только стационарные, но и мобильные комплексы для гибридной сварки для их соединения на магистральных трубопроводах. Преимущества – высокая прочность и минимальные деформации. Уже подана заявка на аттестацию технологии сварки, включая испытания в полевых условиях.
Поиск энергоэффективных и экономически выгодных способов добычи трудноизвлекаемых запасов нефти также в списке приоритетных задач НИОКР ТМК. Одно из решений – высокотемпературное термохимическое воздействие на пласт: под давлением 400 атмосфер в него закачивается сверхкритическая вода, разогретая до 450 °С. Данная технология считается эффективным методом увеличения нефтеотдачи кратно или даже на порядок. Однако на рынке пока нет оборудования для реализации этой операции при температурах свыше 350 °С.
Для решения задачи специалисты НТЦ разрабатывают комплекс скважинного оборудования для термохимического воздействия на нефтематеринские породы. Первые элементы комплекса уже прошли испытания на стендах в НТЦ, запланировано создание полноразмерных образцов для проведения опытно-промысловых испытаний на реальных скважинах.
Одно из ключевых направлений научной деятельности НТЦ – развитие цифровых компетенций.
«Когда открылся Научно-исследовательский центр ТМК в Москве, 23 сентября 2019 года, к работе приступили полтора десятка научных сотрудников, стартовало опробование первой очереди оборудования, в том числе испытательных стендов для резьбовых соединений, – вспоминает Игорь Пышминцев. – На сегодня коллектив вырос уже до 250 человек, на каждой заводской площадке ТМК есть научно-инженерный состав, около 1000 человек работают в лабораториях и технических отделах, отвечают за постановку на производство новых видов продукции. Еще около 40 человек работают в центре компетенций по разным направлениям».
В 2022 году в связи с вхождением в состав ТМК новых активов произошла трансформация корпоративной структуры научно-исследовательской деятельности, обновилась система планирования НИОКР. Ряд подразделений НТЦ были выделены в Исследовательский центр ТМК. Он имеет три обособленных подразделения – в Москве, Екатеринбурге и Челябинске – и консолидирует работу исследователей-разработчиков. За НТЦ и РусНИТИ остались функции обеспечения исследований и предоставления услуг научно-технического характера.
«Считаю, что концепт научного центра удалось реализовать, благодаря чему мы выполняем полный комплекс услуг как для внутренних, так и для внешних заказчиков. Это действительно отвечает задачам компании с точки зрения ускорения цикла разработки и поставки на производство новых видов резьбовых соединений, новых материалов и решений. Пять лет работы НТЦ ТМК – это короткий срок, но очень значимый. Самое главное достижение – это становление коллектива: компетентного, работоспособного, поддерживающего друг друга. Мы чувствуем, что наш труд востребован – в компании, отрасли, стране», – отметил Игорь Пышминцев.
