Алюминиевые решения для судостроения и причальной инфраструктуры

О применении алюминия в судостроении и строительстве причальной инфраструктуры шла речь на круглом столе в рамках деловой программы выставки и конференции «Маломерное и малотоннажное судостроение России» (SLS Russia 2023) в Калининграде. Организатором мероприятия на правах информационного партнера SLS Russia стала Алюминиевая Ассоциация, компании из состава которой производят и поставляют судостроителям полуфабрикаты и конечные изделия из алюминия.

Инновации для импортозамещения

Эксперты, собравшиеся на дискуссионной площадке в калининградском Музее Мирового океана, рассмотрели возможности применения отечественных инноваций на основе применения алюминиевых сплавов, в том числе и для решения задач импортозамещения в судостроении.

Представители отрасли также отметили необходимость унификации требований Морского Регистра РФ и Российского классификационного общества (РКО) при вводе алюминиевых судов в эксплуатацию.

С презентациями выступили представители Алюминиевой Ассоциации, Конструкторского бюро молодежи МГТУ им. Н.Э. Баумана, Каменск-Уральского металлургического завода (КУМЗ), Чебоксарского предприятия «Сеспель», Ушаковских верфей, компаний «Авиаль» и «Алюмарина». Также в работе сессии приняли участие эксперты Центра кластерного развития и поддержки предпринимательства Калининградской области.

С новейшими разработками, предлагаемыми корабелам, участников круглого стола ознакомил руководитель направления «Судостроение» Алюминиевой Ассоциации Виктор Иваненко. Он отметил, что алюминий – один из основных материалов для маломерного и среднетоннажного судостроения в России.

«Мы стремимся к созданию судов с нужными техническими характеристиками и понятной экономической эффективностью. Суда должны потреблять меньше топлива, обладать лучшими весовыми характеристиками и быть экологичными», – подчеркнул Виктор Иваненко.

Компании и научно-производственные центры из состава Ассоциации ведут разработки новых сплавов и полуфабрикатов, создаваемых методами литья, проката и экструзии. Задача Ассоциации – обеспечить доступность этих решений в местах их потребления и создавать решения, которые были бы выгодны производителям с точки зрения стоимости постройки судов.

На всех парусах

По данным Виктора Иваненко, в России в год регистрируется около 175 тысяч маломерных судов, из них новых, изготовленных из алюминия – около 18-20 тысяч. Это большой рынок, с которым необходимо работать. Есть и значительный экспортный потенциал. В последние годы производители маломерных судов добились выдающихся результатов. Если пять-семь лет назад многие лодки были похожи на простые, так называемые, «казанки», то сейчас они часто представляют собой высокотехнологичные изделия.

Заметны успехи и у производителей среднетоннажных судов. В июне в Москве были запущены первые в мире электрические речные трамвайчики производства компании «Эмпериум». В конструкции каждого из них в общей сложности около шести тонн алюминия. Для этих судов, оснащенных тяжелой аккумуляторной батареей, снижение веса корпуса и надстройки имеет критически важное значение. Сейчас в столице находятся уже десять трамвайчиков, а всего до конца 2023 года должно быть поставлено 21 судно.

В 2022 – 2023 годах по заказу компании «ВодоходЪ» произведены два судна на электрической тяге «ЭкоходЪ». Они уже поставлены в Нижний Новгород и Красноярск.

Еще два судна из алюминия находятся в производстве в Иркутске на верфях Восточно-Сибирского речного пароходства. Проект HSC150B – это катамаран на подводных крыльях с динамическим принципом поддержания. В этом проекте конструкторами компании «Си-Тех» впервые в России применено комплексное решение: сварные крупногабаритные облегченные панели (СКО-панели) и новый сплав 1581, что в совокупности позволило облегчить надстройку на 7,2% по сравнению с применением стандартных прессованных крупногабаритных панелей из сплава 1561. Ожидается, что первый катамаран этой серии осенью будет спущен на воду.

Сплав 1561 широко представлен в конструкции судна на подводных крыльях «Метеор 2020» разработки компании «Си-Тех» и производства Зеленодольского ССЗ. Два судна спущены на воду, а всего в постройке находятся четыре таких СПК – в каждом по 23 тонны изделий из алюминиевых сплавов.

Целый ряд востребованных проектов реализует расположенное в Нижегородской области ЦКБ по СПК им. Р. Е. Алексеева. Помимо высокоскоростных катеров на подводных крыльях «Сагарис», в эллингах производственного комплекса ЦКБ строятся СПК «Метеор-120Р» – всего семь судов, а также «Валдай-45Р» – в постройке уже 18-е судно серии. Запрос на этот тип судов очень высок, поэтому есть основания предполагать, что их количество будет существенно увеличено.

Как ожидается, более 50 тонн алюминиевых сплавов будет использовано в надстройке судна RPV 8714, строящегося в ВСРП. Из полноразмерных круизных теплоходов нужно упомянуть лайнер «Мустай Карим» (проект PV300), который был введен в эксплуатацию в 2020 году и сейчас работает в Волжско-Невском бассейне с каботажным выходом в смежные моря. Судно имеет алюминиевую надстройку. Его брат-близнец «Петр Великий» (проект PV300VD) должен быть достроен в августе этого года. Алюминиевая надстройка предусмотрена и в конструкции теплоходов проекта «Карелия», рассчитанного на 180 пассажиров. Заложены уже три судна.

Директор по производству калининградского предприятия «Ушаковские верфи» Семен Данилин рассказал об опыте строительства судна «Соталия», которое впервые было представлено в июне 2022 года на полях ПМЭФ. 19-метровое судно модульного типа способно брать на борт 30 пассажиров и развивать скорость 25 км/ч. Первую «Соталию» по заказу АО «ОСК» изготовили из алюминиевых сплавов 1561 и 5083. Общий вес алюминиевых элементов конструкции этого судна – 5,5 тонн. Важная особенность данного проекта: это почти полностью отечественная разработка, в ней практически нет импортных деталей. «Соталия» может быть использовано в различных качествах: как речной трамвайчик, экскурсионное и транспортное судно или как плавучий медицинский пункт.

В своем выступлении Семен Данилин также обратил внимание на ряд проблемных вопросов, касающихся унификации методики освидетельствования и признания материалов в Российском морском регистре и Российском Классификационном Обществе.

Во всех упомянутых проектах задействованы мощности компаний из состава Алюминиевой Ассоциации, предоставляющих самые современные и необходимые алюминиевые решения для отечественного инновационного судостроения.

Алюминиевый ренессанс

Ренессансом назвал процессы, происходящие в маломерном и малотоннажном судостроении, руководитель Центра кластерного развития и поддержки предпринимательства Калининградской области Дмитрий Офицеров. Ранее потребности отечественного рынка закрывали иностранные производители, вытеснившие российские компании. Сейчас ситуация изменилась.

Одним из примеров обращения к отечественным технологиям и материалам является скоростной катер катамаранного типа «Добрыня». Корпус этого судна грузоподъемностью до пяти тонн и пассажировместимостью до десяти человек изготавливается из алюминиевого сплава на предприятии ПСЗ «Янтарь».

По словам Дмитрия Офицерова, предприятия Калининградской области способны производить конкурентоспособные суда и продукцию для российского и зарубежного рынков. Развитие взаимодействия калининградских компаний с Алюминиевой Ассоциацией позволит решить комплексную задачу: расширить потребление отечественной алюминиевой продукции, обеспечить судостроителей современными материалами и поднять на новый уровень судостроительные технологии в регионе.

Пул материалов и технологий

В современном судостроении используются целый ряд алюминиевых сплавов. Среди них есть как широко применимые, максимально доступные, такие как 5083, так и сплавы с повышенными механическим свойствами, например, сплав1581. Также имеется новый сплав АД35ч, обладающий улучшенными эксплуатационными характеристиками по сравнению с зарубежным сплавом 6082.  Выбор в пользу того или иного сплава зависит от решаемой производителем задачи, а также необходимости обеспечить конкурентоспособную цену конечному продукту.

Виктор Иваненко сообщил, что разработанный в ИЛМиТ сплав 1581 системы алюминий-магний с малыми добавками скандия позволяет достичь наиболее высоких прочностных и эксплуатационных свойств при меньшей массе алюминиевых конструкций. По сравнению со стандартным 5083 новый сплав обладает примерно на 30% более высоким пределом текучести, используемым конструкторами при проведении прочностных расчетов.

Сплав 1581 уже нашел применение в производстве маломерных судов. Например, в компании BRO Boats (Ростов-на-Дону) из этого сплава создана лодка, весовые характеристики которой оказались существенно лучше по сравнению с аналогичным изделием из сплава 5083. По словам директора BRO Boats Дениса Серкова, подтвержденное снижение веса корпуса составило 14% (253 кг против 294 кг).

Инновационное решение для судостроения России – СКО-панели. Впервые из данного полуфабриката было изготовлено судно на воздушной подушке «Хаска». Производителем и поставщиком данного полуфабриката является член Алюминиевой Ассоциации – ЦНИИ КМ «Прометей» (Санкт-Петербург). Другой член Ассоциации, Чебоксарское предприятие «Сеспель», поставляет необходимое оборудование. Основные характеристики этого полуфабриката, который создается методом сварки трением с перемешиванием и отличается простотой монтажа: толщина от 1,5 мм с малыми допусками при изготовлении и длина 8000 мм при неограниченной ширине. Данный элемент может иметь искривления в 3D-плоскостях и различный ортогональный набор для максимального приближения его к обводам судна.

Еще один необходимый продукт – алюминиевые протекторы для защиты от коррозии судов, резервуаров и другого оборудования. Эти изделия могут быть выполнены в любой геометрии и из различных сплавов – в зависимости от поставленной задачи.

Перспективное направление – кабели с алюминиевой жилой корабельного применения. Данные кабели могут быть изготовлены по запросу клиента в соответствии с ГОСТ 7866.1-76.

Скандийсодержащая проволока для сварки инновационных алюминиевых сплавов с повышенными механическими характеристиками – новый продукт компании «Авиаль». На заводе также изготавливают проволоку для защиты от коррозии для морских и речных судов. Завершились работы над новым ТУ для сварочной проволоки, используемой в судостроении. Толщина такой проволоки может быть от 0,5 до 10 мм, а вес бухты от 200 до 600 кг.

Уникальный метод сварки трением с перемешиванием используют на Чебоксарском предприятии «Сеспель». Как отметил специалист отдела маркетинга Евгений Иванов, применение такого вида сварки позволяет соединять материал без расплавления и не меняет его состав. В компании успешно освоили и запустили мобильный сварочный комплекс. При транспортировке комплекс монтируется на передвижную платформу с помощью собственных гидравлических опор. Это позволяет оперативно использовать его на любом предприятии, а также практически снимает ограничения по габаритам выпускаемых полуфабрикатов, связанных с транспортировкой на дорогах общего пользования.

КУМЗ выпускает широкую линейку продукции для различных отраслей промышленности, в том числе и для судостроения. Начальник отдела маркетинга Денис Селиванов отметил, что предприятие имеет сертификаты Российского морского регистра и Российского Классификационного Общества. На заводе изготавливается кузнечнопрессовая и прокатная продукция: профили, прутки, трубы, поковки, листы, рифленые листы и плиты.

Специалисты КУМЗ разработали два варианта улучшенных свойств для проката широко используемого алюминиевого сплава 5083. Первый вариант – прокат 5083 Н111 с улучшенными характеристиками. Благодаря специальной технологии производства лист получается прочный и при этом хорошо поддается гибке, например, в требуемую геометрическую конфигурацию профиля. Такой прокат технологичнее стандартного листа 5083 Н111, реализуемого на рынке. Второй вариант – прокат 5083 в состоянии поставки H116 и H321. Листы из него значительно прочнее стандартного материала и обладают повышенной коррозионной стойкостью в соленой морской воде.

Исключительно важный проект для достижения технологического суверенитета в маломерном судостроении – российский подвесной лодочный мотор (ПЛМ). Этот проект, реализуемый Алюминиевой Ассоциацией, Конструкторским бюро молодежи МГТУ им. Н. Э. Баумана и НПП «Патриот», призван снять остроту проблемы дефицита импортных двигателей для маломерных судов. Специалистами названных центров компетенций разработан и представлен участникам круглого стола опытный образец двигателя мощностью 80-100 л. с. на базе мотора АВТОВАЗ с внесением в конструкцию силового агрегата существенного количества новых деталей из алюминия. До конца года планируется ввести в эксплуатацию цех в ОЭЗ Дубна площадью 2000 кв. м, где отечественные подвесные моторы будут выпускаться серийно, начиная с этого года.

Путь к причалу

В соответствии со Стратегией развития туризма в Российской Федерации на период до 2035 года в различных регионах страны модернизируются и создаются туристские объекты. В том числе возводятся комплексы отелей на побережьях Балтийского, Черного, Каспийского морей, а также в акваториях внутренних водоемов. Одновременно с этим закономерно растет запрос на строительство яхтенных марин, особенно в туристских кластерах. Концепцией развития внутреннего туризма предусмотрено строительство порядка 39 марин.

Благодаря неоспоримым эстетическим свойствам, простоте монтажа, высокой мобильности и продолжительному сроку службы алюминиевые решения в причальной инфраструктуре получили большое распространение и признание на побережье Средиземного моря, Персидского залива и других регионах. В нашей стране, где эти конструкции также представлены, но имеют пока исключительно иностранное происхождение, Алюминиевая Ассоциация совместно с партнерами работает над пилотным проектом на основе отечественных решений.

В России есть все условия для успешного развития данного направления: наличествует огромный рынок, производственный потенциал и поддержка муниципалитетов, заинтересованных в том, чтобы сделать прибрежные территории более привлекательными для туристов. Среди уже реализованных проектов Виктор Иваненко назвал причальную инфраструктуру в яхтенном клубе «Хайдекруг» в поселке Взморье Калининградской области и Музее Мирового океана в самом Калининграде.   

Опытом создания данной причальной инфраструктуры с использованием алюминиевых компонентов поделился гендиректор ООО «Алюмарина» Сергей Ананьин. Используя собственные многолетние наработки и зарубежный опыт, «Алюмарина» при поддержке Центра развития предпринимательства Калининградской области и Алюминиевой Ассоциации реализует пилотный проект по созданию причальной инфраструктуры из алюминиевых сплавов полностью отечественного производства – скоро должны появиться первые единицы продукции.

Среди разработок «Алюмарины» около 20 концепций проектов яхтенных портов и стоянок, включая частные. Универсальность применения (крепления) понтонов позволяет создавать плавучие рецепции, бары, бани – они легко вписываются в линейку, монтируются и эксплуатируются. Помимо якорных парковок есть проекты остановочных пунктов для общественного транспорта Калининграда, которые в перспективе можно масштабировать на другие регионы России.

***

Общим итогом прошедшего в рамках деловой программы SLS Russia 2023 мероприятия стало подтверждение растущего спроса среди судостроителей на материалы и инновационные российские технологии на основе алюминия, а также расширение сферы применения продукции алюминиевой отрасли за счет развития причальной инфраструктуры. Внедрение инноваций в виде новых сплавов, полуфабрикатов и технологий позволяет успешно решать задачи импортозамещения и повышения качества и конкурентоспособности в отечественном судостроении.

Судостроительная отрасль, в свою очередь, заинтересована в легких, прочных, коррозионностойких и доступных материалах, применение которых обеспечит как достижение необходимых конструкционных свойств, так и снижение затрат на закупку алюминиевых полуфабрикатов и сборку судов. Производители пассажирских, скоростных и инновационных судов, стремящиеся к улучшению весовых и экологических характеристик водного транспорта, видят значительный потенциал развития алюминиевых решений.