Композиты - пропуск в будущее

05 июля 2021
- PortNews

Используя современные композитные материалы, можно улучшить свойства промышленных изделий и получить новые потребительские свойства. Качественный рывок динамично растущей отрасли произойдет, когда будут найдены решения удешевления производства композитов, адаптирована международная нормативная база для их использования. Россия наряду с ведущими мировыми экономиками участвует в этом инновационном походе и намерена конкурировать за пропуск в будущее.

(Фрагмент публикации)

ПОД ПРИСМОТРОМ

По мере развития рынка полимерных композитных материалов формируются требования и правила их безопасного использования, в том числе и в морской индустрии. Международная морская организация (IMO) начала регулировать применение полимерных композитных материалов (ПКМ) на судах только с 2017 года, выпустив «Временную инструкцию по использованию элементов из ПКМ в судовых конструкциях» — Циркуляр MSC.1/Circ. 1574 от 09.06.2017, в котором оговариваются сферы применения таких материалов в неответственных конструкциях с точки зрения противопожарной безопасности. Российский морской регистр судоходства (РС, Регистр), как и другие классификационные общества, предъявляет требования к неметаллическим материалам.

Накапливая опыт наблюдения за строительством судов с применением ПКМ и научно-технические разработки, Регистр актуализирует требования к полимерным композитным материалам.

Как рассказали в РС, в частности, при обновлении требований к корпусам судов и шлюпок из ПКМ в «Правилах классификации и постройки морских судов, 2020» учтено появление новых армирующих, связующих материалов и ПКМ с более высокими прочностными характеристиками. Учитываются новые подходы к проектированию, позволяющи применять современные вычислительные методы. Также Регистр одобрил применение новых технологий формования конструкции, в частности методы закрытого формования, к которым относятся метод инфузии и RTM-методы (Resin Transfer Molding) и методы формования на основе препрегов, эластичных матриц.

За последние три года Регистр расширил диапазон применения ПКМ. Новые правила теперь распространятся на суда с корпусом и надстройкой из ПКМ длиной от 15 до 70 м (в предыдущей редакции: от 12 м до 30 м); на надстройки из ПКМ судов с металлическим корпусом (отсутствовали в предыдущей версии); на шлюпки и катера из ПКМ длиной от 4,5 до 15 м (в предыдущей редакции: от 4,5 м до 12 м).

В настоящее время под наблюдением Регистра находятся следующие неметаллические материалы и изделия из них: корпуса судов и шлюпок из ПКМ; трубы и фасонные части судовых трубопроводов из полимерных материалов; сосуды из ПКМ контейнеров-цистерн (требования введены в Правила Регистра в 2017 году); полимерные подкладки (chockfast) для установки главных и вспомогательных механизмов, судового оборудования; ПКМ для изготовления дейдвудных подшипников и подшипников баллера руля; переходные мостики из ПКМ для нефтеналивных судов; канаты из синтетического волокна; защитные покрытия.

ПРОПУСК В МОРЕ
Дополняется и развивается международное нормативное регулирование, что позволяет расширять границы применения ПКМ. Одно из таких дополнений инициировала Россия. Российский морской регистр судоходства еще в 2016 году провел научно-исследовательские работы для создания правил проектирования, изготовления, испытаний и эксплуатации контейнеров-цистерн из ПКМ для перевозки опасных грузов.

На их основании была подготовлена Нота РФ, которая была представлена в Подкомитет экспертов ООН по перевозке опасных грузов. Подкомитет экспертов ООН поддержал инициативу и принял решение о формировании рабочей группы для проработки деталей и выработки конкретных предложений по дополнению Типовых правил ООН. На 57-й сессии подкомитета экспертов ООН по перевозке опасных грузов, прошедшей в конце 2020 года, принято решение о внесении в Типовые правила ООН (Оранжевая книга) новой главы с требованиями к съемным цистернам с сосудами из полимерных композиционных материалов (ПКМ).

Как пояснил «ПортНьюс» начальник отдела по техническому наблюдению за контейнерами, опасным грузам и таре Александр Фетисов, ожидается, что в сентябре 2021 года при переиздании Оранжевой книги будет дополнена новая глава. Далее на ближайшей сессии подкомитета IMO по контейнерам и грузам (IMO CCC 7) в сентябре 2021 года появится возможность включения требований к контейнерам-цистернам с сосудами из ПКМ в МК МПОГ с дальнейшим одобрением на КБМ (Комитет IMO по безопасности на море) в ноябре 2021 года. «Таким образом, скорее всего, к концу 2021 года будут сняты ограничения для перевозки контейнеров-цистерн с сосудами из ПКМ морем для доставки химически агрессивных веществ», — отметил Александр Фетисов.

Пока, ввиду отсутствия соответствующих требований в МК МПОГ, контейнеры-цистерны с сосудами из ПКМ, пусть и в ограниченном количестве, используются для доставки жидких, химических и нефтехимических грузов автомобильным, речным и железнодорожным транспортом. Использование такого оборудования в международных морских перевозках ограничено из-за отсутствия необходимых международных требований.

Между тем такое оборудование может стать востребованным на рынке мультимодальных перевозок опасных грузов, считает Дмитрий Самаркин, директор технического департамента АО «Инфотек-Балтик М» — компании, которая с 2016 года ведет опытную эксплуатацию контейнеров-цистерн с сосудами из ПКМ. По его словам, при транспортировке соляной кислоты оборудование продемонстрировало положительные эксплуатационные качества: контейнер-цистерна из ПКМ прост в обслуживании, не требует дополнительных затрат, ремонтопригоден. Физико-механические свойства сосудов из ПКМ при перевозке и хранении агрессивных сред, по сравнению сосудами из металлических материалов, обеспечивают ряд ощутимых преимуществ. Такие сосуды имеют более высокий уровень коррозионной стойкости и, соответственно, увеличенный срок службы, более низкую массу тары контейнера.

За счет этого повышается и коммерческая привлекательность КЦ ПКМ, т. к. появляется возможность увеличить массу перевозимого груза, упрощается процесс очистки, повышается долговечность и т. д.

«Благодаря активной позиции Российского морского регистра судоходства в отношении международного нормативного регулирования инновационный контейнер вскоре станет и морским. Дело за проектантами и производителями такого транспортного оборудования», — отметил Дмитрий Самаркин.

Отметим, что в рамках госпрограммы «Развитие отрасли производства композитных материалов» концерн «Уралвагонзавод» в сотрудничестве с научно-исследовательскими организациями при участии Регистра создал первые отечественные образцы таких контейнеров. Непосредственно в России есть не менее пяти потенциальных производителей контейнеров-цистерн с сосудами ПКМ, однако пока изготовление такого оборудования серийно не налажено. §