Опыт реализации ФГУП ЦНИИ км «Прометей» инновационного проекта государственного значения «Металл»

ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007

инновационная россия

Опыт реализации ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей» инновационного проекта государственного значения «Металл»

И. В. Горынин,

академик РАН, генеральный директор ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей»

Рассмотрен опыт реализации инновационного проекта государственного значения «Создание технологий и освоение производства металлических материалов с двукратным повышением свойств» (проект «Металл») на основе государственно-частного партнерства. Применение разработанных по проекту «Металл» новых материалов обеспечит строительство уникальных объектов новой техники в различных отраслях промышленности.

Presented is the experience of introduction of the innovation project «Development of technologies and mastering of production of metallic materials with twofold increase in their properties» (project «Metal») based on the government -business cooperation.

Application of new materials developed under the project «Metal» will provide creation of unique engineering objects for different industries.

Важнейший инновационный проект государственного значения «Создание технологий и освоение производства металлических материалов с двукратным повышением важнейших эксплуатационных свойств» (проект «Металл») является одним из первых проектов, финансируемых государством в рамках Федеральной целевой научнотехнической программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 гг. на основе государственночастного партнерства.

Основная идея такого партнерства заключается в привлечении средств бизнес-сообщества к инновационным разработкам и, главное, к их широкому внедрению, обеспечивающему развитие производства продукции с высокой добавленной стоимостью.

В связи с этим важными экономическими задачами проекта являлись:

• привлечение внебюджетных инвестиций в объеме не меньшем, чем бюджетные средства;

• коммерциализация интеллектуальной собственности;

• обеспечение объема продаж новых материалов по окончании проекта в пятикратном размере по отношению к вложенным бюджетным средствам.

Научно-технической целью проекта являлось создание новых марок сталей, технологии их изготовления с обеспечением двукратного повышения эксплуатационных характеристик (свариваемости, хладостойкости в сочетании с требуемой прочностью и коррозионной стойкостью) по сравнению с постав-

ляемыми в настоящее время сталями и организация промышленного производства продукции (листового проката, штрипса, труб большого диаметра, сварочных материалов) для освоения нефтегазовых месторождений на арктическом шельфе.

Необходимость постановки данной работы была продиктована настоятельной потребностью в конкурентоспособной продукции отечественных металлургических предприятий для обеспечения строительства металлоемких сварных конструкций морских ледостойких буровых нефтедобывающих платформ для арктического шельфа, трубопроводного транспорта, судов арктического флота, а также объектов инфраструктуры в северных районах России (рис. 1).

Создание новых материалов было сопряжено с решением целого ряда технических проблем, связанных с экстремальными условиями работы материалов:

• низкие температуры до -40оС;

• статические, циклические и динамические нагрузки от ветра, волн, возможных землетрясений и воздействий льда;

• коррозионно-механическое и эрозионное воздействие морской воды и льда;

• воздействие нагрузок, в том числе вибрационных, вызванных работой нефтебурового оборудования самих платформ и примыкающих трубопроводов.

Основные требования к материалам были сформулированы следующим образом:

• свариваемость без предварительного и сопутствующего подогрева;

ИННОВАЦИОННАЯ РОССИЯ

1 — хладостойкий листовой прокат и сварочные мате-

риалы для судов ледового плавания и морских ледо-стойких платформ

2 — плакированная сталь для морских ледостойких плат-

форм и ледоколов

3 — штрипсовая сталь для морских трубопроводов

4 — хладостойкий листовой прокат и сварочные матери-

алы для нефтехранилищ, грузоподъемных кранов, отгрузочных причалов

Рис. 1. Комплексное обеспечение добычи нефти и газа и строительства береговой инфраструктуры хладостойкими сталями, трубами и сварочными материалами

• хладостойкость до -60оС для сталей широкого класса категорий прочности от 235 до 690 МПа и их сварных соединений;

• изотропность свойств по толщине и площади листов;

• сопротивляемость хрупким, в т. ч. усталостным и коррозионным разрушениям;

• сочетание высокой прочности и коррозионной стойкости для защиты ледового пояса добывающих платформ и судов (плакированная сталь).

Все это в совокупности потребовало создания уникальной для России продукции.

Серийное производство материалов с такими свойствами отсутствовало, зачастую трубы, листовая гомогенная и плакированная сталь, а также целый ряд других материалов приобретались за рубежом.

Созданные в результате выполнения проекта образцы новой продукции (листовой прокат хладостойкой стали с нормированным пределом текучести 235, 315, 355, 390, 500 и 690 МПа, листовой прокат плакированной стали с пределом текучести основного слоя 355 МПа, штрипс и трубы из него с категорией прочности К60 (см. табл. 1), сварочные материалы — агломерированные флюсы, покрытые электроды, порошковая проволока — для сварки разработанных хладостойких сталей и штрипса) успешно прошли испытания по разработанным программам и методикам, были приняты Государственной приемочной комиссией и рекомендованы к освоению в серийном производстве.

Несмотря на то, что аналогичные марки сталей разработаны в других странах — Германии, Финляндии, Швеции, Японии, США, стали, разработанные в проекте «Металл», по совокупности технологических и механических свойств (свариваемость, хладостой-кость, трещиностойкость, прочностные характеристики) не имеют себе равных. Все созданные в проекте материалы также конкурентоспособны по цене с лучшими мировыми образцами.

Таблица1

новых марок стали

Марка стали Предел текучести, МПа Работа удара, КУ при -60°С Относительное сужение в направлении толщины Zz, % Параметр трещиностой-кости при сварке, Рст, °/ % Содержание серы, %

не менее не более

FСВ 235 40 - Сэкв < 0,26 0,010

F32СВ 315 50 - Сэкв < 0,26 0,010

F36W 355 50 35 0,22 0,005

F40W 390 50 35 0,22 0,005

F450W 450 60 35 0,22 0,005

F500W 500 60 35 0,28 0,005

F690W 690 70 35 0,32 0,005

АБ-12 (сталь для труб) 482 50 Доля вязкой составляющей в изломе образцов для ИПГ при -10°С — 85% Сэкв < 0,38 0,005

F36SП(плакированная сталь) 355 50 Индекс сопротивления питтин-говой коррозии — 33-36,7% 0,22 0,005

ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007

ИННОВАЦИИ № 02 (100), 2007

ИННОВАЦИОННАЯ рОССИЯ

Комплекс исследований и испытаний опытных образцов новых марок стали, выполненный на основе новейшего оборудования, оснащение которым было произведено в рамках проекта, позволил обеспечить серийное производство материалов с качественно новыми характеристиками по разработанным технологиям.

Предложенные в проекте технологии производства проката позволили обновить фонды, оснастить металлургические предприятия самым прогрессивным на сегодняшний день оборудованием, включить в производственную цепочку современные способы контроля качества продукции.

В процессе работы по проекту «Металл» за счет внебюджетных средств была произведена модернизация оборудования на металлургических предприятиях (ОАО «Северсталь», ОАО «Выксунский металлургический завод») (рис. 2), что позволило начать поставки новой металлопродукции на строящиеся

Рис. 2. Реализация частно-государственного партнерства

объекты и обеспечить производство высококачественной продукции для смежных отраслей промышленности. Всего за 2004-2006 годы потребителям поставлено новой продукции на сумму более 1,4 млрд руб. и планируются поставки начиная с 2007 г. на сумму 1 млрд руб./год (рис. 3).

Щ — объем продаж по проекту

^ — возврат средств в виде налоговых отчислений от продажи материалов ^ — государственные вложения

Рис. 3. Отдача от вложенных государственных средств

Применение разработанных по проекту новых материалов обеспечит строительство уникальных объектов новой техники (буровых платформ ледового класса, морских трубопроводов высокого давления), позволит использовать новые высокопрочные материалы в массовом порядке в различных отраслях промышленности: судостроении, транспортном машиностроении, топливно-энергетическом комплексе, транспортном и тяжелом машиностроении, мостостроении и других областях техники, в том числе оборонного значения.

Материалы, разработанные в проекте «Металл», позволят избежать разрушений буровых платформ при максимальных существующих суммарных ветровых, волновых и сейсмических нагрузках, избежать тем самым непоправимых экологических катастроф в северных регионах России. Созданные в проекте материалы для труб морских трубопроводов позволяют выдержать двукратное внутреннее давление по сравнению с ныне применяемыми, обеспечив тем самым соответствующую производительность транспортировки углеводородов и пропорциональное снижение материальных затрат.

Таким образом, результатами проекта «Металл» явились крупные научно-технические достижения и практическое воплощение концепции государственно-частного партнерства, причем в такой важнейшей сфере инновационной деятельности, как создание новых технологий и производство конкурентоспособных конструкционных материалов.

Особенность и целесообразность государственно-частного партнерства состоит, на наш взгляд, в том, что государство финансирует проект на самой первой, наиболее рискованной стадии, на которой частные компании не готовы вкладывать деньги в проект. Государство определяет приоритетность данного направления как перспективное для рынка и удовлетворения его основных потребностей, дает знаковое направление развития экономики. Вложения государственных средств в проект стимулируют частные фирмы к модернизации производства, привлекают дополнительные средства бизнеса к выполнению работ по ключевым стратегическим проблемам, стимулирующим инновационное развитие экономики Российской Федерации.

В проекте «Металл» опробована принципиально новая форма финансирования науки, при которой государство, вкладывая бюджетные средства, стимулирует развитие новых сегментов рынка в масштабе всей страны, обеспечивает возврат вложенных средств не по кредитной линии, а за счет выпуска наукоемкой продукции с высокой добавленной стоимостью, создание новых рабочих мест, увеличение валового внутреннего продукта.