В мае 10-летний юбилей отмечает завод по выпуску полиакрилонитрильного (ПАН-) прекурсора и углеродного волокна «Алабуга-волокно». Предприятие входит в дивизион «Росатом Композитные технологии» (далее — композитный дивизион). За 10 лет «Алабуга-волокно» стало важным звеном в цепочке создания композитов как для атомной отрасли, так и для многих других применений.
Строительство завода по выпуску углеродной нити началось в Татарстане в особой экономической зоне «Алабуга» в 2012 году. Мощность первой очереди составила 1,5 тыс. т углеродных волокон в год.
Технологическая линия состоит из шпулярника, участка термообработки ПАН-волокна с энергоэффективными печами окисления и карбонизации и системы поверхностной обработки и намотки готового углеродного волокна. Несмотря на внешнюю простоту технологической схемы, линия уникальная — как минимум потому, что в молодой и стремительно развивающейся углекомпозитной отрасли типовых решений нет.
15 мая 2015 года завод «Алабуга-волокно» был официально открыт. «Благодаря его запуску мы стали игроком на международном рынке, нас стали узнавать и признавать за рубежом, писать о нас в специализированных журналах», — вспоминает заместитель гендиректора, технический директор дивизиона «Росатом Композитные технологии» Юрий Свистунов. «Алабуга-волокно» выпускает средне- и высокопрочное углеродное волокно различных номиналов для композитных изделий. Российское углеволокно оказалось востребовано во всем мире. Также его поставляют и на внутренний рынок в рамках программы импортозамещения (подробнее о сферах применения углеволокна ниже).
Параллельно в композитном дивизионе работали над созданием производства ПАН-прекурсоров — сырья для производства углеволокна. В ноябре 2021 года цеха по производству этого сырья стали неотъемлемой частью завода. ПАН-прекурсоры создаются из продукта нефтепереработки — нитрила акриловой кислоты. Его на предприятие поставляет «Лукойл» — одна из крупнейших нефтяных компаний в России. Технологический процесс начинается в реакторе, где создаются молекулы полимера. Затем полимерные струи выходят через фильеры со множеством отверстий, формируя тончайшие филаменты. «Новое производство позволяет сформировать полную технологическую цепочку по углекомпозитным материалам. Качество российского ПАН-прекурсора — на уровне лучших мировых производителей», — заявил на открытии производства гендиректор Росатома Алексей Лихачев.
Благодаря запуску нового производства мощностью 5 тыс. т в год композитный дивизион смог отказаться от зарубежных поставок. Предприятие обеспечивает сырьем не только «Алабуга-волокно», но и второе предприятие композитного дивизиона, расположенное в городе Балакове Саратовской области. Кроме того, Росатом в дальнейшем вошел в четверку мировых производителей углеволокна, которые могут предложить рынку широкую номенклатуру продукции.
Продукцию «Алабуги-волокно» используют в консоли крыла длиной 17,5 м и центроплане узкофюзеляжного самолета МС-21-300. Композиты улучшают аэродинамику крыла, вес отдельных элементов уменьшается, в итоге самолет потребляет меньше топлива, себестоимость его эксплуатация снижается. Начало сертификационных полетов полностью импортозамещенной версии МС-21 должно начаться летом этого года.
Второе важнейшее применение углеволокна — это роторы газовых центрифуг для обогащения урана. Топливный дивизион Росатома (ТВЭЛ) очень требователен к качеству волокна, так как центрифуги работают со скоростью более 1,5 тыс. оборотов в секунду в течение 30 лет без остановки.
Еще одно направление — транспортное. Из углекомпозитов изготавливают прочные и легкие корпуса гоночных автомобилей, сноуборды, сапы, обвесы мотоциклов и проч. Композитный дивизион выступил партнером итальянской гоночной команды Kawasaki Puccetti Racing и вышел на рынок мотокомпонентов. Да, российские композиты можно встретить в обвесах спортивных байков, а также в сап- и сноубордах. Кстати, клюшки тоже делают из углекомпозитов.
Четвертое направление — производство баллонов высокого давления, в том числе для хранения и транспортировки водорода.
Пятое направление — ветроэнергетика: доля углекомпозитов при производстве ветролопастей составляет порядка 10 %. Из углекомпозитов делают полки лонжеронов. Полка — это полоса из нескольких слоев углеткани, идущая по всей длине лопасти. Полки закладываются в оболочки, на них опираются силовые элементы, позволяющие лопастям выдерживать ветровую нагрузку.
Наконец, из углекомпозитов делают различные мелкие предметы и детали. Здесь сфера применений ограничивается только фантазией создателей. Это и корпуса ноутбуков, и музыкальные инструменты и многое-многое другое.
Фото: ГК “Росатом”
