يمثل مايو الحالي الذكرى العاشرة لتأسيس شركة “ألابوغا-فولوكنو”، المصنعة لمادة مسبقة البولي أكريلونيتريل (PAN) والألياف الكربونية. وكجزء من قسم تكنولوجيا المركبات في روساتوم، أصبحت هذه المنشأة حلقة مهمة في سلسلة توريد المواد المركبة على مدار العقد الماضي، حيث تخدم ليس فقط صناعة الطاقة النووية بل العديد من التطبيقات الأخرى.
بدأ بناء مصنع الألياف الكربونية في عام 2012 ضمن المنطقة الاقتصادية الخاصة بألابوغا في تتارستان، وكانت طاقته الإنتاجية السنوية في خط الإنتاج الأول تبلغ 1500 طن متري من الألياف الكربونية.
تبدأ عملية التصنيع بنظام الكريل، تليه المعالجة الحرارية في أفران الأكسدة والكربنة ذات الكفاءة الطاقية، ثم تختتم بمعالجة السطح ولف الألياف. على الرغم من أن عملية الإنتاج تبدو بسيطة على الورق، إلا أن الخط يُعتبر فريدًا من نوعه، نظرًا لقلة المعايير في قطاع المركبات الكربونية الشاب والسريع التطور.
في 15 مايو 2015، تم إطلاق مصنع “ألابوغا-فولوكنو” رسميًا. يتذكر يوري سفيستونوف، نائب المدير العام والمدير الفني لقسم تكنولوجيا المركبات في روساتوم: “لقد جعلنا من هذا الإطلاق لاعباً رئيسياً مُعترفاً به عالمياً، وبدأت وسائل الإعلام المتخصصة في تغطية إنجازاتنا”. ينتج مصنع “ألابوغا-فولوكنو” الألياف الكربونية ذات القوة المتوسطة والعالية لصناعة المركبات، وسرعان ما اكتسبت هذه الألياف المصنوعة في روسيا طلبًا عالميًا، كما تُزود محليًا كجزء من جهود إحلال الواردات (يمكن الاطلاع أدناه على مزيد من المعلومات حول مجالات التطبيق).
في الوقت ذاته، عمل قسم المركبات على إنشاء إنتاج مسبقات الـ PAN، وهي المادة الخام الضرورية لصناعة الألياف الكربونية. بحلول نوفمبر 2021، أصبحت مرافق إنتاج المسبقات جزءًا لا يتجزأ من المصنع. تُصنع مسبقات الـ PAN من الأكريلونيتريل، وهو منتج من تكرير النفط تقدمه شركة “لوك أويل”، إحدى أكبر شركات النفط في روسيا.
تبدأ عملية الإنتاج في مفاعل حيث تتشكل جزيئات البوليمر. ثم تمر تيارات البوليمر عبر الفوهات المجهزة بعدد كبير من الثقوب الدقيقة، مما ينتج خيوطًا رفيعة للغاية. وأشار أليكسي ليخاتشيوف، المدير العام لشركة روساتوم، خلال الافتتاح الرسمي للمنشأة، إلى أن “هذه المنشأة الجديدة تكمل سلسلة إنتاج مركبات الكربون لدينا. إن جودة مادة PAN الروسية تنافس تلك التي تنتجها الشركات الرائدة عالميًا”.
مع بدء تشغيل هذه المنشأة الجديدة، التي تبلغ طاقتها 5000 طن سنويًا، ألغت وحدة المركبات الاعتماد على الموردين الأجانب. الآن، تغذي خط مواد الـPAN كل من مصنع ألابوغا-فولوكنو ومصنع روساتوم الثاني للمركبات في منطقة بالاكوفو بساراتوف. ونتيجةً لذلك، دخلت روساتوم قائمة أفضل أربعة منتجين عالميين لألياف الكربون مع مجموعة متنوعة من المنتجات.
مجالات الاستخدام
تُستخدم ألياف الكربون المنتَجة في ألابوغا-فولوكنو في تصنيع الأجنحة بطول 17.5 متر وصندوق الجناح المركزي لطائرة MC-21-300 ذات الهيكل الضيق. تسهم المواد المركبة في تحسين الديناميكا الهوائية وتقليل الوزن، مما يؤدي في النهاية إلى تقليل استهلاك الوقود وتكاليف التشغيل. ومن المقرر أن تبدأ رحلات الشهادات لطائرة MC-21 المعتمدة بالكامل على البدائل المحلية في صيف عام 2025.
أما الاستخدام الحاسم الثاني لألياف الكربون فهو في دوارات أجهزة الطرد المركزي المستخدمة في تخصيب اليورانيوم. إذ تتطلب وحدة الوقود في روساتوم (TVEL) جودة عالية جدًا من الألياف نظرًا لتشغيل أجهزة الطرد المركزي باستمرار بسرعة تفوق 1500 دورة في الدقيقة لمدة تصل إلى 30 عامًا دون انقطاع.
المجال الرئيسي الثالث للتطبيق هو النقل. تُستخدم المركبات المركبة لصنع هياكل خفيفة الوزن وقوية لسيارات السباق، وألواح التزلج على الثلوج، وألواح التجديف، وأغطية الدراجات النارية، وغيرها. وقد تعاونت وحدة المركبات مع فريق سباقات إيطالي يُدعى كاواساكي بوتشتي ريسينغ ودخلت الآن سوق مكونات الدراجات النارية. ومن الصحيح أن المركبات الروسية تُستخدم في دراجات رياضية، وألواح تزلج، وألواح تجديف — وحتى في عصي الهوكي.
أما الاستخدام الرابع، فهو إنتاج خزانات الضغط العالي، بما في ذلك تلك المخصصة لتخزين ونقل الهيدروجين.
وفيما يتعلق بالاستخدام الخامس، فإن الطاقة الريحية تمثل أحد المجالات المهمة أيضًا، حيث تشكل المركبات الكربونية حوالي 10% من المواد المستخدمة في شفرات توربينات الرياح. تُستخدم هذه المركبات لصنع شرائط الدعم، وهي قطع مصنوعة من عدة طبقات من القماش الكربوني تمتد على طول الشفرة بالكامل. كما يتم تضمينها في القذائف والعناصر الداعمة التي تساعد الشفرات على تحمل أحمال الرياح.
أخيرًا، تُستخدم المركبات الكربونية في إنتاج العديد من العناصر والأجزاء الصغيرة. هنا، تكون الإمكانيات محدودة فقط بخيال المصممين، وتشمل مثلاً أغلفة الأجهزة المحمولة، والآلات الموسيقية، وغيرها الكثير.
