АО «НПФ «НевИнтерМаш» специализируется на решении технических задач проектирования, конструирования, производства, поставки, монтажа, пусконаладки, диагностирования, ремонта, модернизации и реверс-инжиниринга центробежных компрессорных установок химических, нефтехимических, нефте- и газоперерабатывающих заводов.

Для замены физически изношенных и морально устаревших основных деталей и узлов импортного компрессорного оборудования его создатели не предоставили информацию об их структуре и способе производства, поэтому у промышленных предприятий РФ отсутствовала возможность отказаться от поставок импортных деталей и узлов, однако санкционная политика США и стран ЕС в отношении России на фоне мировой напряженности заставляет осознать актуальность перехода к развитию производства отечественной наукоемкой высокотехнологичной продукции.

Одними из основных узлов, ограничивающих ресурс центробежного компрессора, а также одними из наиболее нагруженных при эксплуатации компрессора и сложных в проектировании и производстве узлов, являются рабочие колеса ротора.

В соответствии с наиболее часто применяемыми в настоящее время в отечественной практике турбокомпрессоростроения международными стандартами АPI 617 и ISO 10439 соединения дисков рабочих колес за- крытого типа должны быть сварными или паяными, при этом с соответствующими обоснованиями и согласованием допускается применение и других конструктивных и технологических решений.

Реализация на предприятиях нефте- и газопереработки проектов современных технологических процессов определяет сложные и тяжелые условия эксплуатации проектируемых центробежных компрессоров, предполагая работу машин на различных режимах, требующих кроме детальной расчетной газодинамической проработки с точки зрения энергоэффективности также и обеспечение работоспособности и надежной эксплуатации на каждом режиме, что, в свою очередь, определяет необходимость особого внимания к материальному, конструктивному и технологическому исполнению основных деталей и узлов, в частности, рабочих колес, работающих в агрессивных средах и подвергающихся эрозионному износу и коррозионному растрескиванию под напряжением, сульфидному и водородному.

Материальное исполнение деталей и узлов компрессорных установок выбирается в соответствии с наиболее часто применяемыми в настоящее время в отечественной практике турбокомпрессоростроения международными стандартами NACE MR-0103 и ISO 15156, предполагающими использование как специальных сталей, так и сплавов цветных металлов, среди которых в качестве материалов рабочих колес центробежных компрессоров наибольшее употребление получили титановые сплавы.

В настоящее время как в собственных технических проектах центробежных компрессорных установок, так и при выполнении работ в сфере импортозамещения методом реверс-инжиниринга, АО «НПФ «НевИнтерМаш» освоено и реализуется на практике производство рабочих колес центробежных компрессоров из высокопрочных титановых сплавов и высоколегированных износостойких сталей переходного класса. Также освоена и реализуется на практике высокотемпературная вакуумная пайка рабочих колес из обозначенных материалов, а технологические разработки в области пайки, отработанные в ходе научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы, позволяющие снизить стоимость и время изготовления узлов по сравнению с применяемыми в турбокомпрессоростроении ранее способами пайки, находятся в стадии патентования.

В качестве примера реализации в конструкции ротора центробежного компрессора, проектируемого АО «НПФ «НевИнтерМаш» паяных рабочих колес из титанового сплава, можно привести проект компрессора для установки замедленного коксования ПАО «Орскнефтеоргсинтез»: использование паяных рабочих колес из титанового сплава ВТ6С, рекомендуемого стандартами NACE MR-0103 и ISO 15156, определено необходимостью обеспечения надежной эксплуатации компрессора на 15 различных режимах, предполагающих возможность работы машины на технологическом газе с высоким содержанием сероводорода и влаги,

а также особенностями конструктивной реализации результатов газодинамического проектирования, определившими использование восьмиступенчатого ротора, и, соответственно, необходимостью отстройки деталей от опасных резонансов на каждом режиме.

Паяные титановые рабочие колеса в обозначенном проекте использованы в конструкции ротора только для первой секции компрессора, где высокая нагруженность и высокое содержание влаги в сероводородсодержащем газе исключали возможность применения стали — рабочие колеса второй секции выполнены из стали бейнитного класса 14Х2ГМР в клепаном исполнении (рис. 1).

В ходе научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы специалистами АО «НПФ «НевИнтерМаш» была разработана технология термообработки стальных клепаных рабочих колес в сборе, позволяющая сохранить микроструктуру стали, необходимую для обеспечения стойкости материала к сульфидному растрескиванию под напряжением с обеспечением требуемых отраслевых запасов прочности — также было показано, что обеспечить надежность сварных рабочих колес в данном случае сложнее ввиду невозможности выполнения сварных швов и зоны термического влияния однородными по структуре по отношению к основному металлу.

В качестве примера реализации АО «НПФ «НевИнтерМаш» в конструкции ротора паяных рабочих колес из высоколегированной стали можно привести проект ротора для установки 25/7 ПАО «Славнефть — ЯНОС» (рис. 2): использование паяных рабочих колес из стали 07Х16Н6 определено техническим заданием из соображений повышения стойкости к эрозионному и коррозионному износу, а также повышению запасов статической прочности.

При реализации технологического процесса производства паяных рабочих колес из высокопрочной стали переходного аустенитно-мартенситного класса разработана технология, позволившая отказаться от бандажирования и автовакуумирования паяных рабочих колес перед закалкой с быстрым охлаждением.

Стоит отметить, что в настоящее время большинством зарубежных производителей при разработке центробежных компрессоров в силу технологических особенностей в конструкции роторов используются паяные рабочие колеса, и освоение технологии высокотемпературной вакуумной пайки рабочих колес является необходимым условием для разработки и производства конкурентоспособного оборудования, обладающего высокой степенью надежности и мировым уровнем качества.

Таким образом, в связи со сложившейся экономической ситуацией, выбранным курсом Президента и Правительства Российской Федерации в сторону импортозамещения, АО «НПФ «НевИнтерМаш», имея огромный потенциал и все необходимые ресурсы, готово пойти на решение любых поставленных задач в сфере производства работ в области турбокомпрессоростроения.

И.А. Максименко

АО «НПФ «Невинтермаш», г. Санкт-Петербург