Nizhny Tagil, nơi đặt doanh nghiệp chính - Công ty Cổ phần Khoa học và Sản xuất Uralvagonzavod - là nơi sản sinh ra đầu máy hơi nước đầu tiên và là nhà cung cấp đầu máy vận chuyển hàng hóa lớn nhất cho đường sắt của Nga và các nước SNG, thành phố xe tăng, mà đã mang lại cho đất nước và thế giới một số lượng lớn các phương tiện chiến đấu - một số phương tiện chiến đấu tốt nhất trên hành tinh. Tuy nhiên, ít ai biết rằng sự khởi đầu của thời đại không gian cũng phần lớn được đặt trên vùng đất Tagil.
Chuyến bay mang tính bước ngoặt của Yuri Gagarin sẽ không diễn ra nếu không có Uralkriomash, một doanh nghiệp thuộc tập đoàn UVZ. Các chuyên gia của Tagil đã tham gia vào tất cả các chương trình vũ trụ trong nước. Các cơ sở tiếp nhiên liệu di động cho các phương tiện phóng đã được phát triển ở đây, đảm bảo cho việc phóng không chỉ tàu vũ trụ Vostok-1, mà còn các vệ tinh đầu tiên, cũng như việc thực hiện các chương trình Energia-Buran và Sea Launch.
Vào không gian - trên oxy lỏng
Năm 1946, do sự phát triển của các tên lửa chiến đấu tầm xa, bắt đầu dưới sự lãnh đạo của Sergei Korolev, lá chắn tên lửa hạt nhân của đất nước đã được tạo ra và triển vọng cho việc khám phá thực tế ngoài không gian đã được mở ra. Công nghệ mới đòi hỏi một lượng lớn oxy lỏng - một chất oxy hóa nhiên liệu, vì vậy vào đầu những năm 1950, với sự phát triển của nghiên cứu vũ trụ ở Liên Xô, nhu cầu về các phương tiện vận chuyển một lượng lớn oxy lỏng bằng đường sắt đã xuất hiện. là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn. Không có kinh nghiệm trong việc tạo ra các bồn chứa đường sắt để vận chuyển chất lỏng đông lạnh trong nước. Giải pháp cho vấn đề cấp tính này được giao cho Uralvagonzavod.
Theo nghị định của Ủy ban Trung ương của CPSU và Hội đồng Bộ trưởng Liên Xô như một bộ phận của Doanh nghiệp Nhà nước Đơn nhất "Uralvagonzavod" được đặt tên theo FEDzerzhinsky vào ngày 1 tháng 10 năm 1954, một phòng thiết kế đặc biệt được thành lập - OKB-250 cho đông lạnh công nghệ và thiết bị phóng mặt đất do nhà thiết kế chính Methodius Veremiev đứng đầu, công ty sau này trở thành doanh nghiệp độc lập - OJSC "Uralkriomash". Trên thực tế, công việc tạo ra một bể chứa đông lạnh đã bắt đầu từ hai năm trước đó. Do đó, cũng trong năm đó, một nhóm các nhà thiết kế đã phát triển tài liệu cho một toa xe bồn mới để vận chuyển oxy lỏng - sản phẩm 8G52. Việc sản xuất hàng loạt sản phẩm mới, được bắt đầu cùng lúc, đánh dấu sự ra đời của một ngành công nghiệp mới trong nước - kỹ thuật vận tải đông lạnh.
Độ phức tạp của các vấn đề được giải quyết là vô cùng cao. Oxy lỏng phản ứng với nhiều kim loại và bay hơi nhanh. Do đó, hợp kim nhôm AMtsS, không tương tác với khí lỏng, đã được lựa chọn cho phần bên trong của bồn chứa. Một ưu điểm khác là khả năng hàn tuyệt vời của nó. Không gian giữa bình bên trong của bình và vỏ bên ngoài được lấp đầy bằng vật liệu cách nhiệt - mipora.
Năm 1954, viện sĩ tương lai Sergei Korolev đã giao một nhiệm vụ công nghệ cho các kỹ sư đông lạnh của Uralvagonzavod để tạo ra phương tiện tiếp nhiên liệu (8G117) và tiếp nhiên liệu (8G118) bằng oxy lỏng của tên lửa vũ trụ R-7 nổi tiếng. Năm 1956, UVZ bắt đầu sản xuất các phương tiện tiếp nhiên liệu oxy lỏng cho các phương tiện phóng vào không gian. Với sự giúp đỡ của họ, vào tháng 8 năm 1957, tên lửa đạn đạo xuyên lục địa R-7 đã được thử nghiệm tại sân bay vũ trụ Baikonur - một thành tựu nổi bật của tên lửa trong nước, hiện vẫn đưa tàu vũ trụ và vệ tinh Trái đất vào quỹ đạo gần trái đất. Các cơ sở tiếp nhiên liệu di động (máy tiếp nhiên liệu và tiếp nhiên liệu oxy lỏng và nitơ) cho tên lửa R-7 với máy bơm đông lạnh mạnh mẽ đảm bảo phóng thành công một số vệ tinh trái đất nhân tạo, trạm liên hành tinh tự động và tàu vũ trụ Vostok với phi hành gia đầu tiên Yuri Gagarin trên tàu.
Khi những vấn đề đầu tiên và khó khăn nhất được giải quyết, nền tảng của công nghệ sản xuất đông lạnh đã được đặt ra, các chuyên gia nhà máy bắt đầu nghiên cứu về độ tin cậy của sản phẩm của họ. Lớp cách nhiệt của các bình đông lạnh không hoàn hảo, một phần nội dung của các bình bị bay hơi trong suốt hành trình. Đôi khi họ đến vũ trụ trống rỗng một nửa. Sau đó OKB-250 làm chủ chân không - chất cách điện tốt nhất trong tự nhiên. Tại thời điểm đó, chưa có doanh nghiệp nào có kinh nghiệm sản xuất bình cách nhiệt chân không cỡ lớn.
Giấy chứng nhận bản quyền đầu tiên cho sáng chế, được nhận bởi một nhóm các chuyên gia OKB-250, là giấy chứng nhận cho việc xây dựng bể chứa 8G513 với lớp cách nhiệt bằng bột chân không. Nó được dùng làm nguyên mẫu cho một thế hệ thùng đông lạnh hiện đại mới và giải quyết triệt để vấn đề thất thoát oxy lỏng và nitơ trong quá trình vận chuyển từ 5 đến 0,2% mỗi ngày.
Giai đoạn tiếp theo trong sự phát triển của công nghệ đông lạnh là việc tạo ra các phức hợp tĩnh tại các vũ trụ để lưu trữ và tiếp nhiên liệu cho tàu vũ trụ bằng oxy lỏng và nitơ. Chúng được sử dụng để phóng tên lửa Soyuz và hệ thống vũ trụ (RSC) và hóa ra đáng tin cậy và hiệu quả hơn nhiều so với các phương tiện tiếp nhiên liệu di động trước đây.
Một trong những thành tựu nổi bật của OKB-250 trong những năm 60 là việc chế tạo các thùng chứa trên đường sắt để vận chuyển hydro lỏng - loại nhiên liệu tên lửa hiệu quả nhất, nhưng cực kỳ dễ nổ. Nhiệm vụ mới phức tạp hơn nhiều so với những nhiệm vụ trước. Nhiệt độ chất lỏng chỉ cao hơn độ không tuyệt đối 20 độ, cần phải tạo siêu cách nhiệt với chân không sâu hơn. Công việc bắt đầu vào năm 1966 kết thúc với việc chế tạo xe tăng ZhVTs-100. Nó thực hiện nguyên tắc hoàn hảo của cách nhiệt - màn-bột-chân không. Xe tăng ZhVTs-100 vào năm 1969-1972 đã được sử dụng thành công trong chương trình không gian N1-LZ để nghiên cứu Mặt trăng, và các sửa đổi cải tiến của nó đã được sử dụng trong chương trình phóng tên lửa và hệ thống vũ trụ Energiya-Buran (RSC).
RCS có thể tái sử dụng này được đưa ra vào ngày 15 tháng 11 năm 1988. Sau chuyến bay theo quỹ đạo không người lái, tàu vũ trụ Buran hạ cánh tự động xuống sân bay với độ chính xác vài cm. Người Uralkriomashevites đã chuẩn bị cho chiến thắng này trong khoảng mười năm. Hệ thống cung cấp năng lượng Burana được tạo ra tại UVZ là một nguyên mẫu của tổ hợp năng lượng của tàu vũ trụ liên hành tinh trong tương lai. Trong quá trình phóng, một hệ thống cung cấp nitơ cho trạm vũ trụ Energia-Buran, do cư dân Tagil phát triển và sản xuất, cũng đã được sử dụng.
Một trang thú vị khác trong biên niên sử không gian về sản xuất đông lạnh là Sea Launch. Các chuyên gia của Tagil Uralkriomash đã phát triển và sản xuất các phương tiện để lưu trữ và tiếp nhiên liệu cho tên lửa Zenit. Việc tham gia chương trình quốc tế này là minh chứng rõ nhất cho nhu cầu về thiết kế độc đáo và kinh nghiệm công nghệ mà doanh nghiệp tích lũy được.
Triển vọng phát triển
OJSC "Uralkriomash" ngày nay là một doanh nghiệp đa dạng, phát triển ổn định, là một trong những doanh nghiệp đi đầu trong sản xuất thiết bị đông lạnh đường sắt chuyên dụng tại "khu vực 1520". Doanh nghiệp hoạt động theo mọi hướng và với nhiều đối tượng tiêu dùng khác nhau: sản xuất các sản phẩm phục vụ nhu cầu của các hãng vận tải đường sắt và các công ty dầu khí, Roskosmos và ngành công nghiệp quốc phòng trong nước. OJSC Uralkriomash cung cấp cho khách hàng đầy đủ các dịch vụ: từ hình thành ý tưởng, phát triển sơ đồ và tài liệu thiết kế, sản xuất với kiểm soát chất lượng bắt buộc ở mọi giai đoạn công việc và kết thúc bằng giám sát lắp đặt, bảo hành, bảo hành sau và bảo trì dịch vụ.
Tất nhiên, sự hiện diện của một doanh nghiệp như vậy trong tổng công ty mang lại cho UVZ một số lợi thế cạnh tranh so với các doanh nghiệp nối tiếp khác - các nhà sản xuất đầu máy toa xe.
Năm 2011, OJSC Uralkriomash cùng với Tập đoàn Khoa học và Sản xuất OJSC Uralvagonzavod đã xây dựng chiến lược phát triển cho giai đoạn 2012–2015. Trong giai đoạn này, doanh nghiệp đã xác định cho mình kế hoạch đầy tham vọng là mở rộng phạm vi sản phẩm sản xuất: cả phương tiện đông lạnh và phương tiện vận chuyển các sản phẩm lỏng khác nhau. Ngoài ra trong kế hoạch của xí nghiệp là từng bước, không ảnh hưởng đến sản xuất, nhưng hiện đại hoá đáng kể các cơ sở hiện có và xây dựng các cơ sở mới.
Một trong những mục tiêu ưu tiên của chính sách marketing mới là thâm nhập vào các thị trường mới. Điều này rất quan trọng đối với OJSC “Uralkriomash” và đối với toàn bộ công ty nghiên cứu và sản xuất UVZ. Trong lịch sử, một doanh nghiệp đông lạnh đã tập trung vào người tiêu dùng trong nước và các nước thuộc Liên Xô cũ. Nhưng hiện nay công việc tích cực đang được tiến hành để mở rộng địa lý cung cấp sản phẩm.
Do đó, dự đoán rằng sự hiện diện của OJSC Uralkriomash trong cơ cấu của tập đoàn sẽ cho phép UVZ thâm nhập vào các thị trường công nghệ cao và chuyên sâu về khoa học sáng tạo mới, bao gồm cả các thị trường ở nước ngoài. Đây là các thị trường cho thiết bị khí đông lạnh ở các nước CIS, các thị trường đang phát triển của khí đốt tự nhiên hóa lỏng và khí hóa lỏng ở các nước CIS, Iran, Pakistan, Afghanistan và các thị trường cho thiết bị đông lạnh chuyên dụng.
Kỹ thuật đông lạnh
Trong gần 60 năm hoạt động, OJSC Uralkriomash đã tích lũy được nhiều kinh nghiệm trong việc phát triển và sản xuất các bồn chứa đường sắt chuyên dụng để vận chuyển các loại khí khác nhau ở trạng thái hóa lỏng đông lạnh. Doanh nghiệp độc quyền ở Nga và các nước SNG trong ngành công nghiệp này, do đó hướng hoạt động chính vẫn là phát triển và sản xuất xe cộ và các thùng chứa cố định - các sản phẩm của kỹ thuật đông lạnh.
Trong các bồn chứa đường sắt đông lạnh và các thùng chứa bồn chứa do OJSC Uralkriomash sản xuất, có thể vận chuyển các chất lỏng đông lạnh khác nhau: oxy, nitơ, argon, hydro, khí tự nhiên hóa lỏng, ethylene. Việc sản xuất các thùng chứa xe tăng được Cơ quan Đăng ký Vận tải Hàng hải Nga phê duyệt, cho phép vận chuyển chất lỏng và khí trong đó bằng đường bộ, đường sắt và đường thủy, kể cả lưu thông quốc tế. Phạm vi thể tích của các loại nồi hơi được sản xuất bằng toa xe bồn và công te nơ từ 10 đến 52 mét khối. Công việc đang được tiến hành để mở rộng phạm vi hoạt động của cả toa xe bồn và xe bồn.
Ngoài bồn chứa đường sắt và bồn đông lạnh, OJSC Uralkriomash sản xuất thiết bị bồn chứa để lưu trữ các sản phẩm đông lạnh với thể tích tàu hình học lên đến 250 mét khối, thiết bị khí hóa lạnh, đường ống đông lạnh. Nói chung, OJSC "Uralkriomash" sản xuất các sản phẩm đảm bảo quá trình vận chuyển, bốc / dỡ hàng, lưu trữ và khí hóa chất lỏng đông lạnh.
Một trong những dự án lớn nhất theo hướng này là xây dựng vũ trụ Vostochny. Đương nhiên, công ty cổ phần với tư cách là nhà sản xuất thiết bị lưu trữ đông lạnh không đứng ngoài việc thực hiện dự án này. Uralkriomash sẽ sản xuất hệ thống cung cấp nhiên liệu cho xe phóng Soyuz-2 và sau đó, sau năm 2015, cho xe phóng Angara. Khối lượng đặt hàng lớn.
Trong năm 2013–2015, Roskosmos cần phát triển và sản xuất hệ thống chiết rót, bao gồm 16 bồn chứa và phụ kiện tĩnh tại. Ngoài ra, trong khuôn khổ dự án này, dự kiến sẽ sản xuất tới 30 chiếc toa xe bồn chuyên dụng cho đường sắt lạnh kiểu 15-558С-04 trong những năm này. Ngoài ra, trong giai đoạn này, Bộ Quốc phòng đã nhận được đơn đặt hàng chế tạo và giao 47 xe tăng tương tự cho Bộ Quốc phòng.
Xe bồn 15-558С-04 là phiên bản cải tiến của model 15-558С-03 thế hệ mới, được thiết kế để vận chuyển oxy lỏng. Hai nguyên mẫu đầu tiên được sản xuất vào năm 2012. Điểm đặc biệt của nó so với mẫu trước đó - 15-558S-01 là nó được phát triển cho các yêu cầu cụ thể của khách hàng - Cơ quan Vũ trụ Liên bang. Điều kiện chính để tạo ra sản phẩm là sự gia tăng khối lượng hàng hóa vận chuyển. Đồng thời, cần tuân thủ các kích thước đường sắt và sử dụng nền tảng cơ bản do Uralvagonzavod sản xuất - một nền đường sắt có hai trục kiểu 18-100. Các nhà thiết kế của Uralkriomash đã đối phó thành công với tất cả các nhiệm vụ.
Đến lượt xe bồn 15-558С-04, dự kiến tăng thời gian bảo quản sản phẩm từ 30 lên 60 ngày do sử dụng chất cách nhiệt, cũng như sử dụng thép không gỉ ở vỏ ngoài thay vì phiên bản ngân sách của kim loại đen.
Trong các thùng để vận chuyển oxy lỏng, các khí lỏng khác cũng có thể được vận chuyển: argon, nitơ. Ngoài ngành công nghiệp vũ trụ, họ còn có nhu cầu trong ngành công nghiệp luyện kim, cũng như các công ty tư nhân bán các sản phẩm tách khí. Ngoài ra, vấn đề sản xuất xe bồn kiểu 15-558С01 đang được nghiên cứu để thay thế cho các đầu xe hết niên hạn sử dụng của các doanh nghiệp dân dụng.
Một ngách nghiêm trọng khác trong ngành công nghiệp đông lạnh là việc tạo ra các cơ sở lưu trữ cố định cho các nhà máy tách khí. Ngày nay, một tình huống nghịch lý đang xuất hiện khi các nhà máy oxy-nitơ đang được xây dựng tại các doanh nghiệp của Ural, và các cơ sở lưu trữ chúng được cho là được vận chuyển từ Trung Quốc. Uralkriomash có kế hoạch chiếm lĩnh vực này và cung cấp thiết bị cố định cho các nhà máy ở Ural.
Do đó, trong giai đoạn 2013–2015, các cơ sở sản xuất đông lạnh của OJSC Uralkriomash sẽ hoạt động hết công suất.
Một triển vọng xa hơn đối với OJSC Uralkriomash có thể là sản xuất các sản phẩm để vận chuyển và lưu trữ khí đốt tự nhiên hóa lỏng. Ngày nay, thế giới đang tích cực phát triển sản xuất bình chứa khí đốt tự nhiên hóa lỏng. Ví dụ, ở Hoa Kỳ, nơi sản xuất khí đá phiến đang phát triển tích cực, các khoản tiền gửi chủ yếu là nhỏ và việc kéo đường ống chỉ đơn giản là không có lãi. Cách tốt nhất để vận chuyển là sử dụng container.
Tình hình tương tự ở Nga, nơi có những ngôi làng hẻo lánh mà kinh tế không đủ khả năng để dẫn đường ống. Do đó, cần phải cung cấp khí tự nhiên đến đó ở trạng thái nén hoặc ở trạng thái hóa lỏng, nhưng nó có lợi hơn ở trạng thái sau.
Vì khí tự nhiên hóa lỏng là một chất lỏng đông lạnh có nhiệt độ gần bằng nhiệt độ của oxy lỏng và nitơ lỏng, nên Uralkriomash có tiềm năng lớn trong lĩnh vực tạo ra các phương tiện vận chuyển, lưu trữ, tiếp nhiên liệu và khí hóa khí tự nhiên hóa lỏng (LNG).
Để làm được điều này, OJSC Uralkriomash đang phát triển một xe bồn chứa chất đông lạnh KCM-40/0, 8 và lần đầu tiên ở Nga, một toa xe bồn đường sắt để vận chuyển etan hóa lỏng, ethylene và khí tự nhiên, kiểu 15-712. Ngoài các thùng chứa chứa khí đốt tự nhiên hóa lỏng, công ty cổ phần mở Uralkriomash đã phát triển tài liệu kỹ thuật cho xe tải chở dầu, các tùy chọn về kho chứa khí đốt tự nhiên hóa lỏng và thiết bị khí hóa khí hóa lỏng.
Các hướng khác
Trong những năm 1990, kinh phí dành cho nghiên cứu vũ trụ giảm mạnh. Điều này buộc nhóm các chuyên gia về kỹ thuật lạnh Tagil phải tìm kiếm các đơn đặt hàng để phát triển và sản xuất các sản phẩm chưa từng có trước đây, bao gồm cả cho các khu liên hợp năng lượng, nhiên liệu và nông nghiệp. Chúng tôi đưa vào sản xuất nhà máy bia mini, lắp đặt tủ lạnh đông thực phẩm bằng hơi nitơ lỏng, lắp đặt tủ sấy đông lạnh rau quả bằng phương pháp chân không, lắp đặt tủ sấy gỗ. Đồng thời, các hệ thống lắp đặt để dập tắt đám cháy đã được tạo ra, các bồn chứa để vận chuyển các sản phẩm dầu, carbon dioxide hóa lỏng, các bồn chứa đường sắt cho các sản phẩm dầu nhẹ đã được phát triển và sản xuất. Công ty vẫn hoạt động trong lĩnh vực sản xuất bồn chứa và thùng chứa các sản phẩm xăng dầu.
Việc phát triển và sản xuất các sản phẩm không chứa chất đông lạnh đang tích cực tiếp tục. Một trong những nhiệm vụ chính của OJSC Uralkriomash là tham gia vào thị trường đầu máy toa xe đầy hứa hẹn mới cho khí hydrocacbon hóa lỏng.
Là một phần của hướng đi này, vào năm 2012, Văn phòng Thiết kế Xe lửa Ural, một bộ phận kết cấu của tập đoàn, đã phát triển một toa xe chở dầu mới, kiểu 15-588-01. Việc sản xuất và chứng nhận của nó do Uralkriomash đảm nhận. Xe bồn cũng được lắp đặt trên bệ đường sắt với hai trục kiểu 18-100, do Uralvagonzavod sản xuất.
Nhu cầu về dòng máy này rất cao và lên tới khoảng 15 nghìn chiếc mỗi năm. Nhu cầu này là do hai yếu tố. Thứ nhất, đội xe tăng LNG trong nước rất lạc hậu: khoảng 30–40% đội xe phù hợp để ngừng hoạt động. Thứ hai, ở Nga và SNG, việc sản xuất dầu, khí đốt và các sản phẩm chế biến của họ ngày càng tăng, có nghĩa là nhu cầu vận chuyển của họ ngày càng lớn. Các công ty lọc dầu lớn đã nhiều lần hỏi OJSC Uralkriomash về những bể chứa như vậy.
Do thể tích lò hơi tăng, khả năng chuyên chở và các thông số khác tăng lên, xe tăng 15-588-01 có hiệu suất tốt nhất trong số các đối thủ cạnh tranh. Theo kế hoạch, số lượng sản xuất xe tăng kiểu 15-588-01 sẽ ở quy mô lớn.
Hiện tại, việc sản xuất bồn chứa hóa chất model 15-157-02 đã được chuyển giao cho Uralkriomash từ xí nghiệp chính của tập đoàn. Đối với một doanh nghiệp đông lạnh, bồn chứa hóa chất đã trở thành một loại sản phẩm mới. Mặc dù tính mới và thời hạn chặt chẽ, quá trình sản xuất của họ đã được thành công và các sản phẩm đang được sản xuất. Các xe tăng mới đáp ứng tất cả các điều kiện cần thiết. Vì môi trường natri hydroxit rất dễ ăn mòn, nên các yêu cầu đặc biệt được đặt ra về chất lượng của mối hàn và độ bền của kết cấu. Nhưng theo các chuyên gia của công ty cổ phần, đối với họ, việc phát triển các bồn chứa hóa chất không trở thành một nhiệm vụ cao siêu, vì việc phát triển và sản xuất các thiết bị đông lạnh phức tạp hơn nhiều và cao cấp hơn. Và nhờ vào tiềm lực khoa học kỹ thuật cao và quy trình công nghệ linh hoạt, OJSC Uralkriomash có thể tự tổ chức lại để sản xuất các sản phẩm mới theo phương thức cơ động.
Năm 2010, OJSC Uralkriomash, cùng với OJSC Kuznetsov và OJSC VNIIZhT, đã đi vào sách kỷ lục Guinness bằng cách phát triển và chế tạo thùng đấu thầu cho đầu máy tuabin khí GT-1. Đây là một loại đầu máy kéo mới, sử dụng tuabin khí làm động cơ đẩy và LNG làm nhiên liệu. Hoạt động của nó, như các nhà kinh tế nhấn mạnh, rẻ hơn 4 lần so với sử dụng động cơ diesel. Dự án này được thực hiện như một phần của chương trình phát triển sáng tạo của Đường sắt Nga nhằm chuyển đầu máy kéo sang các nguồn năng lượng thay thế. Công việc theo dự án này vẫn tiếp tục.
OJSC Uralkriomash là một doanh nghiệp không bình thường. Do sản xuất thử nghiệm quá lớn nên không thể quy cho viện nghiên cứu hay phòng thiết kế. Nhưng đồng thời, nó cũng không thể được gọi là một nhà máy, bởi vì nó bao gồm một phòng thiết kế hùng mạnh. Sự cộng sinh thành công như vậy làm cho Uralkriomash OJSC trở thành một doanh nghiệp duy nhất có tiềm năng cao nhất và triển vọng lớn.
