Журнал «Инновации» 2015г.
Создание многофункциональных силикатно-эмалевых ЗАЩИТНЫХ покрытий: от теории к практике.
К.В.Казак, д.т.н., директор ООО «Эмаль-Ставан», г.Екатеринбург
Представлены результаты разработки новых составов многофункциональных нанокомпозиционных силикатных эмалей и способа их получения, а также опыт производства и внедрения.
Ключевые слова: силикатные эмали, фритты, защитные покрытия.
Presents the results of the development of new formulations of multifunctional nanocomposite silicate paints and ways of obtaining them, as well as experience in production and implementation.
Key words: enamel, Frits, protective coatings.
Динамично развивающееся научно-техническое предприятие ООО «Эмаль-Ставан», относящееся к категории малых, специализируется на разработке и внедрении в производство наукоемких технологий защиты металлоизделий различного назначения от действия агрессивных сред путем нанесения силикатно-эмалевых покрытий. За 10 лет деятельности при поддержке Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере (Фонд содействия) в рамках успешно реализованной программы «Старт» ООО «Эмаль-Ставан» увеличило выпуск продукции с нуля (2004– год образования предприятия) до 36,7 миллионов рублей в 2014 году. Основным, успешно реализованным инновационным продуктом предприятия является организация производства соединительных втулок для труб с внутренним силикатно-эмалевым покрытием, предназначенных для защиты зоны сварного шва трубопроводов различного назначения. Для обеспечения собственного производства сырьевыми материалами и выхода на новый сегмент рынка инициативной группой сотрудников предприятия был разработан проект выполнения комплекса работ по созданию нанокомпозиционных многофункциональных силикатно-эмалевых защитных покрытий и способа их получения на собственной производственной базе.
Анализ положения дел в отрасли и конкурентной среды показал, что силикатные эмали (фритты) технического назначения заданных составов и свойств в России на момент разработки проекта не выпускались. Общая потребность отечественных предприятий в силикатных эмалях (фриттах) составляет около 20 тыс. тонн в год, из них около 1,2 тыс.тонн – эмали технического назначения. Оценка объемов рынка была проведена на основе информации о вновь создаваемых эмальпроизводствах, уже существующих и с учетом собственной потребности. Выпуском эмалевых фритт в России занимаются 13 предприятий с общим объемом производства до 11 тыс. тонн в год, что обеспечивает до 55 % потребности. Дефицит около 9 тыс. тонн в год до последнего времени покрывался поставками из других стран (Турция, Италия, Голландия, Бельгия, Испания, США). Однако на сегодняшний день поставки фритты в связи с введенными санкциями резко сократились.
Разработанная на предприятии собственная стратегия импортозамещения предполагает постепенный переход от производства известного товара к наукоемкой и высокотехнологичной продукции путем повышения уровня развития производства и технологий. Она опирается на развитие и расширение всего производства, повышение качества производимого товара и технологий, применяемых на предприятиях, разработку и внедрение инновационных продуктов.
Силикатные эмали, разработанные специалистами ООО «Эмаль-Ставан», позволяют создавать на металлоизделиях композиционные защитные покрытия с заданным комплексом эксплуатационных свойств и имеют следующие преимущества перед существующими аналогами:
а) Экономия электроэнергии на 10-15% по сравнению с аналогами за счет использования энергосберегающих технологий:
— пониженная температура сплавления (1200-1280оС против 1300-1380оС для аналогов) и обжига эмалей (750-780оС против 830-840оС для аналогов),
— нанесение 1-2 слоев безгрунтовой эмали против нанесения 1-2 слоев грунтовой и 2-4 слоев покровной эмали для аналогов при улучшенных эксплуатационных характеристиках предложенных покрытий (химическая стойкость и водостойкость, стойкость к термодинамическим и знакопеременным нагрузкам, повышенная стойкость к истиранию).
б) Снижение расхода сырьевых материалов при выплавке эмали на 5-10% по сравнению с аналогами за счет использования разработанного высокотехнологичного оборудования.
в) снижение отпускной цены продукции на 10-15% по сравнению с аналогами за счет снижения себестоимости ее производства (80-85 тыс.руб/тн против 100 тыс.руб/тн для аналога).
г) Защита окружающей среды за счет уменьшения технологических выбросов при использовании разработанного высокотехнологичного оборудования, а также возможности использования при синтезе эмалей техногенных отходов различных производств, согласно разработанной технологии их переработки.
д) Расширение области применения защитных покрытий за счет возможности эмалирования высокоуглеродистых и легированных сталей (существующие аналоги не обеспечивают качественного покрытия).
Расчеты показали, что реализация этого проекта позволит ускорить организацию производства нового поколения силикатных эмалей (фритт) для собственных нужд и отпуск сторонним предприятиям, сохранить и усилить промышленный и технологический потенциал не только предприятий, участвующих в проекте, но и их смежников, позволит инвестировать в развитие производства и создание новой продукции, повысить производительность труда и создать дополнительные рабочие места, что соответствует семи основным принципам деятельности правительства РФ в кризисных условиях.
В рамках проекта специалистами ООО «Эмаль-Ставан» выполнены следующие работы:
— разработана методика создания нового поколения нанокомпозиционных многофункциональных силикатных эмалей технического назначения и покрытий из них с комплексом заданных технологических, механических и эксплуатационных свойств для широкой области использования,
— разработана методика расчета химического состава силикатных эмалей требуемых свойств, позволяющая получать композиционные покрытия для защиты оборудования, работающего в экстремальных условиях,
— получены новые виды специальных силикатных эмалей, синтезированных по новой рецептуре и технологии, со стабильными заданными физико-химическими и эксплуатационными свойствами,
— осуществлены выбор технологического процесса производства силикатных эмалей и разработка исходных данных для проектирования основного оборудования,
— проведен выбор конструкции и определены размеры печи с учетом производительности и режимов ее работы, вида топлива, предполагаемых составов выплавляемых эмалей и принятого технологического процесса.
Благодаря поддержке Фонда в рамках программы «Антикризис», в 2011 году предприятию удалось приступить к реализации инновационного проекта, разработать детальный бизнес-план, технико-экономические показатели которого подтвердили эффективность инвестиционных вложений, быструю их окупаемость и возврат привлеченных инвестиционных средств. Однако не все пошло гладко. Не имея дополнительных источников финансирования и сосредоточив усилия на выполнении НИОКР, сотрудники предприятия столкнулись с рядом трудностей: отсутствие готовности к выпуску промышленных партий продукции осложняло поиск заказчиков и инвесторов, а отсутствие инвесторов делало невозможным выпуск промышленных партий продукции. В целях увеличения вложения собственных финансовых средств участниками Общества было принято решение инвестировать чистую прибыль в данный проект, не выплачивая дивидендов.
В 2011 году было организовано производство продукции небольшими партиями по упрощенной технологии с привлечением сторонних организаций. Это несколько увеличивало затратную часть проекта на начальном этапе, однако позволило начать активную работу с потребителями и разрешающими органами, а также маркетинговую и рекламную деятельность. Результаты деятельности предприятия заинтересовали потенциальных инвесторов, начались длительные переговоры, однако «кабальные» условия, которые предлагали инвесторы, не устраивали разработчиков проекта. Только, найдя инвестора-единомышленника, создав с ним простое товарищество, основанное на совместной деятельности, предприятие приступило к выпуску первых опытных партий фритты.
В период 2011-2012 года специалисты предприятия отработали возможные технологические схемы процесса, определили перечень основного и вспомогательного оборудования, уточнили необходимые объемы и параметры энергоносителей и сырьевых материалов, на основе которых разработали комплексное техническое задание на организацию производства эмалевых фритт. При финансовой поддержке инвестора было приобретено, смонтировано и запущено в производство необходимое оборудование.
С середины 2012 года началась положительная динамика развития предприятия: выручка от продаж к концу года достигла 22,1 миллионов рублей, численность сотрудников увеличилась с 4 до 8 человек, средняя зарплата на одного сотрудника возросла с 7,5 до 12,5 тыс.руб. При этом сотрудники предприятия продолжали активно заниматься маркетинговой и рекламной деятельностью, патентовать свои разработки. Авторы проекта неоднократно становились лауреатами российских и международных выставок, опубликовали более 10 статей в научных и популярных журналах, выезжали с презентацией основного продукта к потенциальным потребителям – нефтяникам и газовикам.
Проделанная работа позволила предприятию в 2012 года перейти к реализации дополнительного вида продукции – эмалевой фритты технического назначения, плановые объемы выпуска которой составляют 660 тн в год. В процессе выполнения работ специалистами предприятия были получены новые виды специальных силикатных эмалей для монтажных шликеров соединительных элементов, что позволило расширить сортамент выпускаемой продукции.
В 2014 году предприятие сохранило положительную динамику развития: выручка от продаж за 2014 год составила 36,7 миллионов рублей, численность сотрудников достигла 15 человек, а средняя зарплата – 26 тыс.руб. Финансовые вложения Фонда за период реализации проекта составили 6,0 миллионов рублей, а налоговые платежи предприятия в бюджет за этот же период достигли 5,7 миллионов рублей. Выход производства на проектную мощность с суммарным годовым объемом реализации продукции 100,0 миллионов рублей позволит увеличить сумму дополнительных поступлений в бюджет от реализации проекта до 10,0 миллионов рублей в год.
На сегодня специалистами ООО «Эмаль-Ставан» совместно с инвестором — ООО НПП «ПромТехЭмаль» (г.Челябинск), освоено промышленное производство силикатных эмалей (фритт) технического назначения, поставляемых по соответствующим ТУ, и защитных втулок для трубопроводов с силикатно-эмалевым покрытием, поставляемых по ТУ 14-2Р-387-2011. Сотни километров трубопроводов с внутренним силикатно-эмалевым покрытием и с защитой сварного шва специальной соединительной втулкой успешно эксплуатируются в различных регионах нашей страны – г.Норильск (ОАО «ГМК «Норильский Никель»), г.Уренгой (ООО «СМО «ЯМАЛСТРОЙ»), Ленинградская область (ОАО «Ленгазспецстрой»), г. Ухта (ОАО «Стройгазконсалтинг») и др.
Становление и успешное развитие ООО «Эмаль-Ставан» было бы невозможно без поддержки Фонда содействия. На сегодняшний день ООО «Эмаль-Ставан» является патентообладателем 8 объектов интеллектуальной собственности, совместно с инвестором владеет производственными площадями и уникальным оборудованием, расположенными в металлургическом районе г.Челябинска, сформировало штат высококлассных специалистов и наладило промышленный выпуск готовой продукции. Однако авторы проекта не останавливаются на достигнутом – впереди новые задачи: расширение и автоматизация существующего производства, повышение качества и модернизация выпускаемой продукции, освоение новых сегментов рынка. В разработке находится новый инвестиционный проект «Организация производства эмалированной металлопродукции (тонколистовая сталь, трубы и фасонные изделия) и систем теплогидроизоляции трубопроводов».