СВМПЭ - RusNanoNet

ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ
ИЗ СВМПЭ В ИНТЕРЕСАХ ЭКСПЛУАТАНТОВ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА РЖД
СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН – МАТЕРИАЛ
ДЛЯ ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫХ, ДОЛГОВЕЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ –
МОЖЕТ ШИРОКО ПРИМЕНЯТЬСЯ В ИНТЕРЕСАХ РЖД
Сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМПЭ, UHMW PE в англоязычной литературе)
обладает свойствами:
 Высокие прочность и ударная вязкость в широком диапазоне температур
(от -200 до 120 ºс)
 Низкая плотность ( 0,95 г/см3) (легче воды)
 Износостойкость и сопротивление удару, коррозии и химикалиям
 Сопротивление истиранию
 Низкий коэффициент трения
 Высокие электроизолирующие свойства.
 Коррозионная стойкость
 Нулевое водопоглощение и несмачиваемость
 Высокая ударная вязкость (ударная прочность)
СВМПЭ - конструкционный полимерный материал с уникальными физикомеханическими свойствами для разнообразных областей применения, в том числе в
экстремальных условиях.
2
АНАЛИЗ МИРОВОГО РЫНКА И РЫНКА РФ и СНГ ПОЛИМЕРА СВМПЭ
Мировой рынок
 объем рынка с 2005 г вырос с 110т.т/г до 170т.т/г в 2010 году
 рынок сформирован (с 70-х гг.)
 потребители удовлетворены качеством и свойствами
продукции имеющихся производителей
CAGR
CAGR
110
Российский рынок
Рынок не сформирован. Основные сдерживающие факторы:
 отсутствует промышленный синтез СВМПЭ
 отсутствуют мощности по переработке СВМПЭ
 отсутствует культура потребления СВМПЭ
 отсутствуют компетенции эффективного применения СВМПЭ
3
СИБУР И ОАО «РЖД» ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ОБСУДИЛИ
ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СВМПЭ
ОАО «РЖД» начало
работы по изучению
возможности применения
изделий из СВМПЭ в 2007
году
ОАО «СИБУР-Холдинг»
располагает технологией
синтеза и изготовления
полуфабрикатов и
изделий из СВМПЭ
4
ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СВМПЭ В
ИНТЕРЕСАХ ОАО «РЖД»
« Результаты испытаний изделий из композиционных материалов с
добавками из СВМПЭ показывают, что наряду с такими перспективными
физико-механическими характеристиками как низкий коэффициент трения,
высокая химическая стойкость, высокая стойкость к удару, возможность
эксплуатации изделий при очень низких температурах СВМПЭ имеет ряд
характеристик, ограничивающих его широкое использование.
В частности:
 при температуре 82-84°С материал начинает размягчаться, при высоких
давлениях сжатия происходит деформация изделий;
 стоимостные характеристики отечественного материала из СВМПЭ уже не
уступают, а иногда превышают европейские цены.»
Из ответа Старшего вице-президента ОАО «РЖД» В.А.Гапановича на поручение
Президента вице-президента ОАО «РЖД» В.И. Якунина
НА СЕГОДНЯ У ООО «СИБУР» ИМЕЕТСЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ИЗДЕЛИЙ ИЗ СВМПЭ С РАБОЧЕЙ ТЕМПЕРАТУРОЙ ДО + 120 С
ЦЕНА ИЗДЕЛИЙ ИЗ СВМПЭ (ПЛИТЫ И ЛИСТЫ), ПРЕДЛАГАЕМЫХ ООО
«СИБУР», НИЖЕ ЦЕН НА ИМПОРТИРУЕМЫЕ ИЗДЕЛИЯ НА 25 – 30 %
5
ФУТЕРОВКА ИЗ СВМПЭ – ЭТО РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМ ПРИ
ПЕРЕВОЗКЕ СЫПУЧИХ ГРУЗОВ
Основные проблемы перевозки сыпучих грузов
в железнодорожных вагонах:
 Налипание на стенки и пол вагонов (уменьшения к-та полезного использования объема
вагонов до – 30%)
 Спекание и примерзание грузов к стенкам и полу вагонов
 Увеличение времени разгрузки из-за налипания, спекания и примерзания грузов к
стенкам и полу вагонов
 Износ внутренних поверхностей стенок вагонов при загрузке и разгрузке
 Износ внутренних поверхностей вагонов при перевозке химически активных грузов
(удобрения и т.п.)
Разгрузка думпкара без футеровки
 Повреждение конструкции вагонов при разгрузке, вызванное необходимостью очистки
вагонов от груза с использованием подручных средств и инструментов
 Дополнительные расходы энергии и времени рабочего персонала, связанные с очисткой
вагонов после выгрузки
Варианты решений проблем:
 Футеровка полувагонов, думпкаров, вагонов - хоперров
 Модернизация, производство вагонов с уменьшенной толщиной обшивки из металла и
применением футерования листами из СВМПЭ
 Модернизация, производство вагонов с заменой обшивки
из металла
на обшивку
из
Разгрузка
думпкара
с футеровкой
СВМПЭ
6
ИСПЫТАНИЕ ПЛИТ ИЗ СВМПЭ
Футеровка образцов техники в угольной компании СУЭК (1/3)
Разгрузка вагона без футеровки
Разгрузка вагона с футеровкой
• Проведена футеровка плитами СВМПЭ вагона «думпкар», ковша экскаватора и перегрузочного бункера
• Испытания проводились с января по август 2011 г. в разрезе Назаровское СУЭК в Красноярском Крае при
транспортировке вскрышное породы - суглинка
• При перевозке груза в футерованных СВМПЭ вагонах эффективность транспортировки повышается на 30%
• Футеровка плитами СВМПЭ позволяет повышает эффективность погрузочно-разгрузочных работ, а также
способствует увеличению срока службы оборудования
7
ИСПЫТАНИЕ ПЛИТ ИЗ СВМПЭ
Футеровка образцов техники в угольной компании СУЭК (2/3)
Ковш экскаватора до футеровки
Ковш экскаватора после футеровки
• Футеровка плитами СВМПЭ позволяет повысить эффективность использования горнорудного оборудования
на 30%, дополнительный эффект – снижение износа оборудования
8
ИСПЫТАНИЕ ПЛИТ ИЗ СВМПЭ
Футеровка образцов техники в угольной компании СУЭК (3/3)
Перегрузочный бункер до футеровки
Перегрузочный бункер после футеровки
По результатам испытаний получена заявка на футерование вагонов для промышленных испытаний на одном
из предприятий Евроцемента.
Отработана технология крепления плит и листов на футеруемые поверхности, как металлические так и
бетонные
Из АКТА ПРИЕМОЧНЫХ ИСПЫТАНИЙ:
З. Приемочная комиссия рекомендует и Считает целесообразным дальнейшее
продвижение применения плит из СВМПЗ для футеровки технических устройств,
эксплуатируемых в СУЭК.
Председатель приемочной комиссии А.В. Зиновьев
9
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ФУТЕРОВАНИЯ ВАГОНОВ,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ УГЛЯ
Вагон-углевоз типа «хопер», до футерования находился
длительное время в эксплуатации. На момент футерования
вагон должен был подвергнуться капитальному ремонту с
заменой металлических стенок, соприкасаемых с углем, из-за их
высокого механического износа и коррозии. В 2007 г
произведено футерование плитами СВМПЭ 2,0х4,0 м толщиной
20 мм поверх подлежащих замене металлическим поверхностей.
За прошедшее время вагон перевозит в год 200 тыс. тн.
каменного угля (короткое плечо – 25-40 км). При подобной
эксплуатации вагон (если бы не была применена футеровка) за
прошедший период должен был пройти еще один капитальный
ремонт с заменой стенок.
Износ плит СВМПЭ на июнь 2011 г.оценивается в 1,5-2,0 мм.
Производительность (оборачиваемость) футерованного вагона в
зимнее время (при температуре внешнего воздуха ниже – 5
градусов Цельсия) в 3 - 4 раза выше , чем обычного
металлического из-за легкости выгрузки угля
10
ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ФУТЕРОВАНИЯПЕРЕГРУЗОЧНЫХ БУНКЕРОВ,
ПРЕДНАЗНАЧЕННЫХ ДЛЯ ПЕРЕВАЛКИ БУРОГО УГЛЯ С
НАЧАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ 50 – 60%
На электростанции RWE все бункеры для подачи бурого
угля (влажность до 60%) футерованы плитами СВМПЭ,
которые работают уже 15 лет. Общая поверхность всех
футерованных бункеров плитами СВМПЭ составляет –
3500м2.
Экономических зафиксированных показателей
эффективности применения плит из СВМПЭ для
футерования бункеров руководство электростанции не
имеет. Применение оценивает как нечто само собой
разумеющееся. C их слов, полностью исключено
снижение мощности электростанции из-за частичного
или полного блокирования путей подачи угля в печи
сжигания, что по их оценке, в целом повышает
эффективность практически на 100%. Работа бункеров –
круглосуточная. Износ плит за время эксплуатации –
незначительный. Прилипания угля и пыли к листам не
имеется.
11
ТЕХНОЛОГИЯ ФУТЕРОВКИ ПОЗВОЛЯЕТ ПРОВОДИТЬ РАБОТЫ В РЕМОНТНЫХ
МАСТЕРСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ ИЛИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
12
ТЕХНОЛОГИЯ ФУТЕРОВКИ ПОЗВОЛЯЕТ ПРОВОДИТЬ РАБОТЫ БЕЗ
ПРИМЕНЕНИЯ ДОРОГОСТОЯЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ИЛИ
СПЕЦИАЛЬНЫХ СООРУЖЕНИЙ И УСЛОВИЙ
Необходимое оборудование является
общедоступным оборудованием
общего применения - сварочные
аппараты для приварки шпилек,
устройства для заделки швов, дрели,
сверла, расходные материалы –
резьбовые шпильки и гайки.
Специальные помещения или
условия для проведения работ по
футерованию не требуются.
Необходимым условием успешной
эксплуатации футерованных вагонов
является соблюдение технических
требований по установке плит и
листов.
На начальном этапе целесообразно
применять специализированные
бригады или шефмонтаж.
13
ПРЕИМУЩЕСТВА ПРИМЕНЕНИЯ СВМПЭ ПРИ МОДЕРНИЗАЦИИ
ПОДВИЖНОГО СОСТАВА, СЛУЖАЩЕГО ДЛЯ ПЕРЕВОЗКИ СЫПУЧИХ
ГРУЗОВ
1. Приобретение новых свойств, снижающих затраты:
- на дополнительные ремонты, в том числе, капитальные,
- на процесс разгрузки вагонов,
- процесс очистки вагонов.
ПЕРЕВОЗИМЫЙ ГРУЗ
А. не прилипает
Б. не примерзает
В. Не спекается
С. Легко соскальзывает
Д. Не истирает поверхности
Е. Не вступает в хим. реакции с поверхностями
2. Придание новых характеристик вагонам, повышающих производительность перевозок:
А. Футеровка полувагонов, думпкаров, вагонов – хоперров. Применение на вагонах б/у как
альтернатива капремонтам с заменой несущих поверхностей на весь срок эксплуатации вагона.
Б. Модернизация, производство вагонов с уменьшенной толщиной обшивки из металла и
применением футерования листами из СВМПЭ
Уменьшение массы вагона (увеличение коммерческой загрузки): Вагоны типа 121599, 121505,
12М580 на 1700 – 2300 кг, типа 224024 на 4000 кг
С. Модернизация, производство вагонов с заменой обшивки из металла на обшивку из СВМПЭ
Уменьшение массы вагона (увеличение коммерческой загрузки): Вагоны типа 121599, 121505,
12М580 на 2500 – 3200 кг, типа 224024 на 4600 кг
14
ВОЗМОЖНОСТИ СИБУРА ПО ПОСТАВКАМ СВМПЭ
Прогноз производства СВМПЭ, тонн в год
10000
8000
3000
1000
2012
15
2013
2014
2015 и далее
ООО «Сибур» готово поставлять
для нужд производителей и
эксплуатантов подвижного
вагонного состава плиты и листы
из СВМПЭ необходимых
типоразмеров и с необходимыми
характеристиками, осуществляя
при этом контроль за
соблюдением технических
требований по установке изделий
для получения максимально
возможного эффекта от их
использования