Nizhny Tagil, onde a empresa principal - JSC Scientific and Production Corporation Uralvagonzavod está localizada - é o local de nascimento da primeira locomotiva a vapor e o maior fornecedor de material circulante de carga para as ferrovias da Rússia e dos países da CEI, a cidade-tanque da cidade, que deu ao país e ao mundo um grande número de veículos de combate - alguns dos melhores do planeta. No entanto, poucas pessoas sabem que o início da era espacial também se deu em grande parte nas terras do Tagil.
O voo histórico de Yuri Gagarin não teria ocorrido sem a Uralkriomash, uma empresa que faz parte da corporação UVZ. Especialistas da Tagil participaram de todos os programas espaciais domésticos. Aqui foram desenvolvidas instalações móveis de reabastecimento para veículos lançadores, o que garantiu o lançamento não só da nave Vostok-1, mas também dos primeiros satélites, bem como a implementação dos programas Energia-Buran e Sea Launch.
Para o espaço - com oxigênio líquido
Em 1946, como resultado do desenvolvimento de mísseis de combate de longo alcance, que começou sob a liderança de Sergei Korolev, o escudo de mísseis nucleares do país foi criado e as perspectivas para a exploração prática do espaço sideral foram abertas. A nova tecnologia exigia uma grande quantidade de oxigênio líquido - um oxidante de combustível, portanto, no início dos anos 1950, com o desenvolvimento da pesquisa espacial na União Soviética, surgiu a necessidade de meios de transporte de grandes quantidades de oxigênio líquido por ferrovia, o que acabou acontecendo ser uma tarefa incrivelmente difícil. Não havia experiência na criação de tanques ferroviários para o transporte de líquidos criogênicos no país. A solução para este problema agudo foi confiada a Uralvagonzavod.
Por decreto do Comitê Central do PCUS e do Conselho de Ministros da URSS como parte da Empresa Unitária Estadual "Uralvagonzavod" em homenagem a FEDzerzhinsky em 1 de outubro de 1954, um gabinete de projeto especial foi formado - OKB-250 para criogênicos tecnologia e equipamento de lançamento ao solo, chefiado pelo designer-chefe Methodius Veremiev, que mais tarde se tornou independente da empresa - OJSC "Uralkriomash". Na verdade, o trabalho para a criação de um tanque criogênico começou dois anos antes. Por isso, já no mesmo ano, uma equipe de projetistas desenvolveu a documentação de um novo vagão-tanque ferroviário para transporte de oxigênio líquido - produto 8G52. A produção em série da novidade, que começou na mesma época, marcou o nascimento de uma nova indústria no país - a engenharia criogênica de transportes.
A complexidade dos problemas resolvidos era incrivelmente alta. O oxigênio líquido reage com muitos metais e evapora rapidamente. Portanto, a liga de alumínio AMtsS, que não interage com o gás líquido, foi selecionada para o vaso interno do tanque. Outra vantagem foi sua excelente soldabilidade. O espaço entre o vaso interno do tanque e o revestimento externo foi preenchido com material isolante de calor - mipora.
Em 1954, o futuro acadêmico Sergei Korolev atribuiu uma tarefa tecnológica aos engenheiros criogênicos de Uralvagonzavod para a criação de meios de reabastecimento (8G117) e reabastecimento (8G118) com oxigênio líquido do famoso foguete espacial R-7. Em 1956, a UVZ iniciou a produção de instalações de reabastecimento de oxigênio líquido para veículos lançadores espaciais. Com a ajuda deles, em agosto de 1957, o míssil balístico intercontinental R-7 foi testado no cosmódromo de Baikonur - um feito notável de foguetes domésticos, que ainda coloca espaçonaves e satélites terrestres em órbita próxima à Terra. Instalações móveis de reabastecimento (reabastecedores e reabastecedores de oxigênio líquido e nitrogênio) para o foguete R-7 com poderosas bombas criogênicas garantiram o lançamento bem-sucedido de uma série de satélites terrestres artificiais, estações interplanetárias automáticas e a espaçonave Vostok com o primeiro cosmonauta Yuri Gagarin a bordo.
Quando os primeiros e mais difíceis problemas foram resolvidos, as bases da tecnologia de produção criogênica foram lançadas, os especialistas em plantas começaram a trabalhar na confiabilidade de seus produtos. O isolamento dos vasos criogênicos era imperfeito, parte do conteúdo dos tanques evaporou durante a viagem. Às vezes, eles iam ao cosmódromo meio vazios. Então o OKB-250 dominou o vácuo - o melhor isolante da natureza. Naquela época, nenhuma empresa tinha experiência na fabricação de grandes recipientes com isolamento a vácuo.
O primeiro certificado de copyright da invenção, recebido por um grupo de especialistas do OKB-250, foi um certificado para a construção de um tanque 8G513 com isolamento a pó a vácuo. Serviu como um protótipo para uma nova geração de tanques criogênicos modernos e resolveu radicalmente o problema da perda de oxigênio líquido e nitrogênio durante o transporte de 5% a 0,2% ao dia.
O próximo estágio no desenvolvimento da tecnologia criogênica foi a criação de complexos estacionários em cosmódromos para armazenar e reabastecer espaçonaves com oxigênio líquido e nitrogênio. Eles foram usados para lançar o foguete Soyuz e o sistema espacial (RSC) e se mostraram muito mais confiáveis e eficientes do que as instalações de reabastecimento móveis anteriores.
Uma das grandes conquistas do OKB-250 nos anos 60 foi a criação de tanques ferroviários para o transporte de hidrogênio líquido - o combustível de foguete mais eficiente, mas extremamente explosivo. A nova tarefa era muito mais complexa do que as anteriores. A temperatura do líquido está apenas 20 graus acima do zero absoluto, é necessário um superisolamento com um vácuo mais profundo. O trabalho iniciado em 1966 terminou com a criação do tanque ZhVTs-100. Ele implementou o princípio perfeito de isolamento - tela-pó-vácuo. O tanque ZhVTs-100 em 1969-1972 foi usado com sucesso no programa espacial N1-LZ para estudar a Lua, e suas modificações aprimoradas foram usadas no programa grandioso para o lançamento do foguete Energiya-Buran e sistema espacial (RSC).
Este RCS reutilizável foi lançado em 15 de novembro de 1988. Após um vôo orbital não tripulado, a espaçonave Buran fez um pouso automático no campo de aviação com uma precisão de vários centímetros. Os Uralkriomashevites estão se preparando para esse triunfo há cerca de dez anos. O sistema de fornecimento de energia Burana criado na UVZ é um protótipo dos complexos de energia das espaçonaves interplanetárias do futuro. Durante o lançamento, também foi utilizado um sistema de abastecimento de nitrogênio para a estação espacial Energia-Buran, desenvolvido e fabricado pelos moradores do Tagil.
Outra página interessante nos anais espaciais da produção criogênica é o Sea Launch. Os especialistas do Tagil Uralkriomash desenvolveram e fabricaram meios para armazenar e reabastecer o foguete Zenit. A participação neste programa internacional foi a melhor prova da exigência de design único e experiência tecnológica acumulada pela empresa.
Perspectivas de desenvolvimento
OJSC "Uralkriomash" é hoje uma empresa diversificada e em constante desenvolvimento, uma das líderes na produção de equipamentos criogênicos ferroviários especializados na "área 1520". A empresa atua em todas as direções e com diversos consumidores: fabrica produtos para as necessidades de transportadoras ferroviárias e empresas de petróleo e gás, Roskosmos e indústria de defesa nacional. OJSC Uralkriomash oferece ao cliente uma gama completa de serviços: desde a geração de ideias, desenvolvimento de diagramas esquemáticos e documentação de projeto, produção com controle de qualidade obrigatório em todas as etapas da obra e finalizando com supervisão de instalação, garantia, pós-garantia e manutenção do serviço.
A presença de tal empresa dentro da corporação, é claro, fornece à UVZ uma série de vantagens competitivas em relação a outras empresas em série - fabricantes de material rodante.
Em 2011, OJSC Uralkriomash, juntamente com OJSC Scientific and Production Corporation Uralvagonzavod, desenvolveu uma estratégia de desenvolvimento para 2012–2015. Para este período, a empresa determinou planos ambiciosos para expandir a gama de produtos manufaturados: criogênicos e meios para o transporte de vários produtos líquidos. Também nos planos do empreendimento está uma gradual, sem prejuízo da produção, mas significativa modernização das instalações existentes e a construção de novas instalações.
Um dos objetivos prioritários da nova política de marketing é entrar em novos mercados. Isso é importante tanto para OJSC “Uralkriomash” e para a corporação de pesquisa e produção UVZ como um todo. Historicamente, uma empresa criogênica tem se concentrado nos consumidores domésticos e nos países da antiga União Soviética. Mas agora um trabalho ativo está em andamento para expandir a geografia do fornecimento de produtos.
Assim, prevê-se que a presença da OJSC Uralkriomash na estrutura da corporação permitirá à UVZ entrar em novos mercados inovadores de ciência intensiva e alta tecnologia, inclusive em países estrangeiros. Esses são os mercados de equipamentos de gás criogênico nos países da CEI, os mercados em desenvolvimento de gás natural liquefeito e gás de petróleo liquefeito nos países da CEI, Irã, Paquistão, Afeganistão e os mercados de equipamentos criogênicos especializados únicos.
Engenharia criogênica
Ao longo de quase 60 anos de atividade, a OJSC Uralkriomash acumulou vasta experiência no desenvolvimento e fabricação de tanques ferroviários especializados para o transporte de diversos gases em estado criogênico liquefeito. A empresa é um monopólio na Rússia e nos países da CEI neste setor, portanto, a principal direção de atividade era, é e continua sendo o desenvolvimento e fabricação de veículos e contêineres fixos - produtos da engenharia criogênica.
Em tanques ferroviários criogênicos e contêineres-tanque fabricados pela OJSC Uralkriomash, é possível transportar vários líquidos criogênicos: oxigênio, nitrogênio, argônio, hidrogênio, gás natural liquefeito, etileno. A produção de contêineres-tanque é aprovada pelo Registro Marítimo de Navegação da Rússia, que possibilita o transporte de líquidos e gases neles por transporte rodoviário, ferroviário e aquaviário, inclusive em circulação internacional. A gama de volumes das caldeiras produzidas por vagões-tanques e contêineres-tanque é de 10 a 52 metros cúbicos. O trabalho está em andamento para expandir a gama de vagões-tanque e contêineres-tanque.
Além de tanques ferroviários e criogênicos, a OJSC Uralkriomash produz equipamentos tanques para armazenamento de produtos criogênicos com volume geométrico de vasos de até 250 metros cúbicos, gaseificadores a frio, dutos criogênicos. Em geral, a OJSC "Uralkriomash" fabrica produtos que garantem o processo de transporte, carga / descarga, armazenamento e gaseificação de líquidos criogênicos.
Um dos maiores projetos nesse sentido é a construção do cosmódromo Vostochny. Naturalmente, a sociedade por ações como fabricante de equipamentos de armazenamento criogênico não se opõe à implantação desse projeto. A Uralkriomash fabricará sistemas de entrega de combustível para o lançador Soyuz-2 e, posteriormente, após 2015, para o lançador Angara. O volume de pedidos é grande.
Em 2013–2015, Roskosmos precisa desenvolver e fabricar um sistema de enchimento, incluindo 16 tanques estacionários e acessórios. Além disso, no âmbito deste projeto, está prevista a produção de até 30 unidades de vagões-tanque ferroviários criogênicos especializados modelo 15-558С-04 ao longo desses anos. Além disso, foi recebido pedido de fabricação e entrega de 47 tanques semelhantes para o Ministério da Defesa neste período.
O vagão-tanque 15-558С-04 é uma versão aprimorada do modelo de nova geração 15-558С-03, projetado para o transporte de oxigênio líquido. Os dois primeiros protótipos foram fabricados em 2012. A sua peculiaridade em comparação com o modelo anterior - 15-558S-01 é que foi desenvolvido para as necessidades específicas do cliente - a Agência Espacial Federal. A principal condição para a criação do produto foi o aumento do volume da carga transportada. Ao mesmo tempo, era necessário cumprir as dimensões da ferrovia e utilizar a plataforma básica produzida pela Uralvagonzavod - uma plataforma ferroviária com bogies de dois eixos do modelo 18-100. Os designers do Uralkriomash realizaram com sucesso todas as tarefas.
Já no vagão-tanque 15-558С-04, está previsto o aumento do tempo de armazenamento do produto de 30 para 60 dias devido ao uso de superisolamento, bem como ao uso de aço inoxidável na casca externa ao invés de a versão econômica do metal ferroso.
Em tanques para o transporte de oxigênio líquido, outros gases líquidos também podem ser transportados: argônio, nitrogênio. Além da indústria espacial, eles são procurados na indústria metalúrgica, bem como por empresas privadas que vendem produtos de separação de ar. Além disso, a questão da fabricação de vagões-tanque do modelo 15-558С01 está sendo elaborada para substituir o material rodante expirado das empresas civis.
Outro nicho sério na indústria criogênica é a criação de instalações de armazenamento estacionárias para plantas de separação de ar. Hoje, uma situação paradoxal está surgindo quando usinas de oxigênio-nitrogênio estão sendo construídas nas empresas dos Urais, e as instalações de armazenamento para elas devem ser transportadas da China. A Uralkriomash planeja ocupar esse nicho e fornecer equipamentos fixos para as usinas dos Urais.
Assim, para o período de 2013-2015, as instalações de produção criogênica de OJSC Uralkriomash estarão totalmente carregadas.
Uma outra perspectiva para OJSC Uralkriomash pode ser a produção de produtos para o transporte e armazenamento de gás natural liquefeito. Hoje, o mundo está desenvolvendo ativamente a produção de contêineres-tanque para gás natural liquefeito. Por exemplo, nos Estados Unidos, onde a produção de gás de xisto está se desenvolvendo ativamente, os depósitos são em sua maioria pequenos e simplesmente não é lucrativo puxar o gasoduto. A melhor forma de transporte é por meio de contêineres.
A situação é semelhante na Rússia, onde existem aldeias remotas para as quais é economicamente inadequado conduzir oleodutos. Portanto, é necessário entregar ali o gás natural comprimido ou liquefeito, mas neste último é mais lucrativo.
Como o gás natural liquefeito é um líquido criogênico com temperaturas próximas às do oxigênio e nitrogênio líquidos, o Uralkriomash tem grande potencial na área de criação de meios de transporte, armazenamento, reabastecimento e gaseificação de gás natural liquefeito (GNL).
Para isso, a OJSC Uralkriomash está desenvolvendo um contêiner-tanque criogênico KCM-40/0, 8 e, pela primeira vez na Rússia, um vagão-tanque ferroviário para o transporte de etano liquefeito, etileno e gás natural, modelo 15-712. Além de contêineres-tanque para gás natural liquefeito, a sociedade anônima Uralkriomash desenvolveu documentação técnica para um caminhão-tanque, opções para instalações de armazenamento de gás natural liquefeito e um gaseificador de gás natural liquefeito.
Outras direções
Na década de 1990, o financiamento para pesquisas espaciais diminuiu drasticamente. Isso obrigou a equipe de especialistas em criogenia da Tagil a buscar pedidos para o desenvolvimento e fabricação de produtos até então atípicos, inclusive para os complexos agroindustriais e de combustíveis e energia. Colocamos em produção uma mini-cervejaria, instalações para congelamento de produtos alimentícios com vapor de nitrogênio líquido, instalações para liofilização de vegetais e frutas pelo método de vácuo e instalações para secagem de madeira. Paralelamente, foram criadas instalações de extinção de incêndios, desenvolvidos e fabricados tanques para transporte de derivados de petróleo, dióxido de carbono liquefeito, tanques ferroviários para derivados leves. A empresa ainda se dedica à produção de tanques e contêineres para produtos petrolíferos.
O desenvolvimento e a produção de produtos não criogênicos continuam ativamente. Uma das principais tarefas da OJSC Uralkriomash é entrar em um novo mercado promissor de material rodante ferroviário para gases de hidrocarbonetos liquefeitos.
Nessa direção, em 2012, o Ural Railcar Design Bureau, divisão estrutural da corporação, desenvolveu um novo carro tanque, modelo 15-588-01. Sua fabricação e certificação foram realizadas pela Uralkriomash. O vagão-tanque também está instalado em uma plataforma ferroviária com bogies de dois eixos modelo 18-100, que é fabricado pela Uralvagonzavod.
A demanda por esse modelo é muito alta e gira em torno de 15 mil unidades anuais. Essa demanda se deve a dois fatores. Primeiro, a frota doméstica de tanques de GNL está muito desatualizada: cerca de 30–40 por cento da frota é adequada para descomissionamento. Em segundo lugar, na Rússia e na CEI, a produção de petróleo, gás e produtos de seu processamento está aumentando, o que significa que a necessidade de seu transporte está crescendo. Grandes refinarias de petróleo fizeram perguntas repetidas à OJSC Uralkriomash sobre esses tanques.
Devido ao aumento do volume da caldeira, aumento da capacidade de carga e outros parâmetros, o tanque 15-588-01 tem o melhor desempenho entre os concorrentes. A previsão é que o volume de produção dos tanques modelo 15-588-01 seja em larga escala.
Atualmente, a produção de tanques químicos modelo 15-157-02 foi transferida para Uralkriomash da empresa principal da corporação. Para uma empresa criogênica, um tanque químico se tornou um novo tipo de produto. Apesar da novidade e dos prazos apertados, sua produção tem sido dominada com sucesso e os produtos estão sendo fabricados. Os novos tanques atendem a todas as condições necessárias. Como o ambiente de hidróxido de sódio é muito corrosivo, requisitos especiais são colocados na qualidade das soldas e na resistência da estrutura. Mas, segundo os especialistas da sociedade por ações, para eles o desenvolvimento de tanques químicos não se tornou uma super tarefa, já que o desenvolvimento e a produção de equipamentos criogênicos é muito mais complicado e de classe superior. E graças ao seu alto potencial científico e técnico e processo tecnológico flexível, OJSC Uralkriomash é capaz de se reorganizar para fabricar novos produtos de forma móvel.
Em 2010, OJSC Uralkriomash, junto com OJSC Kuznetsov e OJSC VNIIZhT, entrou no Guinness Book of Records ao desenvolver e fabricar um tanque de licitação para a locomotiva de turbina a gás GT-1. Trata-se de um novo tipo de material rodante de tração, que utiliza turbina a gás como unidade de propulsão e GNL como combustível. Seu funcionamento, enfatizam os economistas, é quatro vezes mais barato do que com motor a diesel. Este projeto foi implementado como parte do programa de desenvolvimento inovador da Russian Railways para a transferência de material circulante de tração para fontes alternativas de energia. O trabalho neste projeto continua.
OJSC Uralkriomash é uma empresa incomum. Devido à grande produção experimental, não pode ser atribuída a um instituto de pesquisa ou bureau de design. Mas, ao mesmo tempo, também não pode ser chamado de planta, porque inclui um poderoso gabinete de design. Essa simbiose de sucesso torna o Uralkriomash OJSC uma empresa única com o maior potencial e grandes perspectivas.
