Ледокол от «Звезды»

ТЕМА НОМЕРА / #6_2020
Текст: Светалана ЗАЙЦЕВА / Фото: Росатом, ТАСС

Осенью на дальневосточном судостроительном комплексе (ССК) «Звезда» состоится закладка головного ледокола проекта 10 510 «Лидер» — самого мощного атомохода в истории мирового судостроения. «Атомный эксперт» узнал, как будут строить это судно.

Головному судну проекта 10 510 присвоено название «Россия». Идея названия принадлежит «Атомфлоту». «У нас существует преемственность в названиях судов», — говорит гендиректор ФГУП «Атомфлот» Мустафа Кашка.

Предыдущая «Россия», ледокол типа «Арктика» с двумя реакторами ОК900А, работала с 1985 по 2013 год. Это судно мощностью 55 МВт стало четвертым в мире ледоколом с ядерной энергетической установкой, оно проходило льды толщиной 2,5 метра. В 1990 году «Россия» впервые в истории арктических путешествий совершила круизный рейс на Северный полюс.

Новая «Россия» будет оснащена двумя реакторами типа РИТМ400. Суммарная мощность ледокола составит 120 МВт, что позволит судну преодолевать льды толщиной до четырех метров. Атомоход сможет проложить канал шириной около 50 метров.

«Принципиально новая задача для ледокола — не просто прокладка канала при максимальной ледопроходимости, а обеспечение коммерчески обоснованной скорости проводки транспортных судов в тяжелых ледовых условиях. Средняя толщина льда — около двух метров, коммерчески обоснованная скорость доставки грузов газовозами и танкерами — 12−14 узлов. Требование обеспечить эти условия проводки было включено в техническое задание ледокола», — объясняет главный конструктор судна — заместитель гендиректора по проектированию ЦКБ «Айсберг» Владимир Воробьев. «Ввод ледокола в эксплуатацию позволит гарантировать безопасные и регулярные проводки в восточном районе Арктики, обеспечит круглогодичную навигацию в акватории Северного морского пути, откроет новые возможности для коммерческих высокоширотных маршрутов», — утверждает М. Кашка.

Всего планируется построить три ледокола проекта 10 510.
Пять действующих атомоходов «Атомфлота»
«Севморпуть»
контейнеровоз проекта 10081, введен в эксплуатацию в 1988 году.
    «Таймыр»
    мелкосидящий ледокол типа «Таймыр» проекта 10580, введен в эксплуатацию в 1989 году.
      «Вайгач»
      мелкосидящий ледокол типа «Таймыр» проекта 10580, введен в эксплуатацию в 1990 году.
        «Ямал»
        ледокол типа «Арктика» проекта 10520, введен в эксплуатацию в 1992 году.
          «50 лет Победы»
          ледокол типа «Арктика» проекта 10 521, введен в эксплуатацию в 2007 году.
          Строящиеся ледоколы «Атомфлота»
          «Звезда» судостроения
          Контракт на строительство головного ледокола проекта «Лидер» с дальневосточным ССК «­Звезда» подписан 23 апреля 2020 года, ввод судна в эксплуатацию запланирован на 2027 год.

          ССК «Звезда» создается в городе Большой Камень Приморского края c 2009 года консорциумом во главе с НК «Роснефть», которая обеспечивает комплексу пилотную загрузку. «Роснефть — крупнейшая нефтедобывающая компания — активно использует в своей деятельности суда и морскую технику, развивает шельфовое направление. Продукция судоверфи в первую очередь ориентирована на проекты по добыче, переработке, хранению и транспортировке нефти и природного газа», — рассказал в интервью ТАСС гендиректор ССК «Звезда» Сергей Целуйко. Дополнительные заказы судоверфь получила от компаний «Росморпорт», «Совкомфлот» и «­Газпром».

          В продуктовую линейку ССК «Звезда» вой­дут суда водоизмещением до 350 тыс. тонн, элементы морских платформ, суда ледового класса, коммерческие суда для транспортировки грузов, специальные суда и другие виды морской техники. В портфеле заказов с учетом опционов — 59 судов. «ССК „Звезда“ становится крупнейшей в России верфью, предназначенной для строительства морских судов всех типов и добычных платформ для работы на российском шельфе», — доволен С. Целуйко. Проект строительства ССК «Звезда» будет завершен в 2024 году. Строительная программа верфи позволяет одновременно строить ледокол «Россия» и другие суда, все графики синхронизированы.

          «Россию» ССК «Звезда» построит крупноблочным методом. «Секции судна будут объединять в блоки в цехах, а затем доставлять на стапель. Это позволит сократить срок строительства. Корпус и надстройка атомохода состоят из 19 блоков», — объясняет заместитель руководителя проекта ССК «Звезда» Сергей Константинов, который отвечает за сооружение головного ледокола проекта 10 510. Предельный вес блока из секций — 1,2 тыс. тонн, это максимальная грузоподъемность самого мощного в России крана «Голиаф», установленного в доке, где будут строить «Россию».

          Высота крана — 120 метров, ширина — 189 метров. Это уже второй «Голиаф» на судостроительном комплексе. Первый кран, ставший символом города Большой Камень, обеспечивает работу тяжелого открытого достроечного стапеля с 2018 года. «Голиафы» оснащены автоматизированной интеллектуальной системой управления, позволяющей управлять краном одному оператору.
          В это время в Петербурге
          Крупноблочный метод при строительстве атомных ледоколов применяется впервые. Атомные ледоколы проекта 22 220 «Арктика» мощностью 60 МВт, которые сейчас строятся на Балтийском заводе в Санкт-­Петербурге, собирают из секций весом около 100 тонн каждая прямо на стапеле.

          «В общей сложности корпус c надстройкой атомного ледокола состоит из 372 секций», — подсчитал заместитель директора по производству Балтийского завода Роман Лакша.

          Осенью 2020 года головной атомоход «Арктика» проекта 22 220 будет сдан заказчику. Следующие два судна этого проекта — "Сибирь" и «Урал» — Балтийский завод построит в 2021 и 2022 годах. Контракт на строительство четвертого и пятого — "Якутии" и «Чукотки» — был подписан в августе прошлого года, сроки их сдачи — 2024 и 2026 годы. «Якутия» была заложена в мае 2020 года.
          Спуск или подъем?
          Головной ледокол проекта «Лидер» станет шестым новым атомным ледоколом «Атомфлота». ССК «Звезда» построит его в своем сухом доке, строительство которого уже завершается.

          «Наш сухой док — одно из крупнейших в мире гидротехнических сооружений, в России таких больше нет. Это углубленный на 14 метров в грунт водонепроницаемый котлован прямоугольной формы, примыкающий к акватории залива. Длина дока — 485 метров, ширина — 114 метров. По всей длине он разделен на два отсека — в каждом одновременно можно строить два судна. Над доком располагается крановое оборудование: „Голиаф“ и четыре вспомогательных крана грузоподъемностью по 70 тонн», — объясняет С. Константинов.

          Перед началом работы отсек отделяют от акватории водонепроницаемым затвором — батопортом. Воду откачивают насосами. После сборки блоков док заполняют морской водой, и судно всплывает над стапелем. Технологически это подъем, но называется спуском на воду. (На этом же этапе строительства ледоколы проекта 22 220 спускаются со стапеля Балтийского завода на воду. — Прим. «АЭ»). Затем батопорт отводится в сторону, а судно выходит в акваторию для достройки. «Важно отметить, что работа в отсеках выполняется независимо. То есть в один момент мы можем строить судно в одном отсеке дока и выводить достроенное на воду из другого», — добавляет С. Константинов.

          В одном отсеке можно сформировать корпус до 50 тыс. тонн, затем судно необходимо вывести в акваторию. В доке будет построен корпус «России», смонтирована часть крупногабаритного оборудования: две паротурбинные установки из четырех и реакторная установка. Частично — надстройка. «После спуска на воду смонтируем еще две паротурбинные установки, начнем швартовные испытания, загрузим топливо, завершим достроечные работы и надстройку. Затем начнутся ходовые испытания. Далее мы проведем „Россию“ Северным морским путем до порта приписки в Мурманск», — рассказывает С. Константинов.
          Большой Камень
          Город Большой Камень находится в 30 км от Владивостока, на берегу Уссурийского залива Японского моря. Население города — почти 38 тыс. человек. На верфи ССК «Звезда» работают 3,6 тыс. человек, более 80% — жители Приморского края. К вводу в эксплуатацию всех объектов в 2024 году сотрудников станет более 7 тыс. Кадры набираются со всей России: ведется активная работа по привлечению и переобучению персонала, развитию социальной инфраструктуры города и строительству жилых домов для сотрудников судоверфи. Уже сданы и заселены 10 домов. До 2023 года планируется построить около 5 тыс. квартир, полностью обеспечив потребности работников в жилье.
          Морские талисманы
          В давние времена у кораблестроителей существовал обычай помещать в корпус судна золотые и серебряные монеты — талисманы, чтобы умилостивить море. Эта традиция эволюционировала: в корпуса судов стали закладывать медали с именами строителей, названием и рангом корабля. Потом стали использовать доски — на них помещалось больше информации. Прикрепляют такую доску на закладную секцию в праздничной обстановке как символ старта строительства.
          Интересный этап
          Часть инфраструктуры, необходимой для строительства «России», у ССК уже есть. Так, уже действует блок корпусных производств, где проходят раскрой и обработка металла, сборка секций, введены в эксплуатацию окрасочные камеры и цех, где секции формируются в блоки и насыщаются оборудованием. Достраивается инфраструктура для изготовления баков металловодной защиты, защитной оболочки, биологической защиты реактора — механомонтажный цех и цех укрупнения блоков. «Мы подписали договор о сотрудничестве с Дальневосточным заводом (ДВЗ) „Звезда“, у которого есть большой опыт работы с реакторными установками и ядерными материалами. Будем привлекать его специалистов», — говорит С. Константинов. ДВЗ «Звезда» — градообразующее предприятие Большого Камня, занимающееся ремонтом подводных лодок Тихоокеанского флота.

          «Каждый этап строительства нового ледокола заслуживает особого внимания, каждый — наукоемкий, трудоемкий и ответственный. Мы серьезно готовимся к монтажу реакторной установки, — рассказывает С. Константинов. — Интересным обещает быть этап изготовления корпуса „России“. Нам предстоит работать с плакированными сталями, из которых будет изготовлен ледовый пояс судна — зона максимальной нагрузки при взаимодействии ледокола со льдом. Это двухслойные стали из разных сортов металла: нержавеющего и обычного черного».
          Комментарий эксперта

          Сергей Голосиенко
          заместитель начальника научно-­производственного комплекса НИЦ «Курчатовский институт» — ​ЦНИИ КМ «Прометей» — ​об истории применения плакированных сталей в корпусах атомных ледоколов
          — Созданием материалов для судостроения «Прометей» занимается с середины прошлого века. Все стали для корпусов атомных ледоколов, включая высокопрочные и хладостойкие, разработаны в нашем институте. Толщина металлических листов может достигать 60 мм, а в отдельных случаях — 80 мм. Прокат, близкий к максимальным толщинам, используется в ледовом поясе — это часть корпуса судна, от носовой оконечности до приблизительно середины длины судна с обоих бортов, подвергающаяся наиболее интенсивным нагрузкам.

          Но даже высокопрочный «черный» металл оказался уязвим при использовании в арктических морях. Эксплуатация первого атомного ледокола «Ленин» показала, что воздействие льда и соленой морской воды приводит к коррозионно-­эрозионному разрушению наружного слоя обшивки, возникает шероховатость в виде язвенных образований с острыми кромками. На сленге это повреждение называется «терка».

          В первые годы эксплуатации ледокола шероховатость стальной обшивки возрастает более чем в 10 раз, затем стабилизируется. «Терка» цепляет на себя лед, в результате скорость продвижения судна во льдах серьезно снижается. Для того чтобы защитить металл от износа, поверхность корпуса можно покрыть специальной защитной краской. Однако такое решение дает лишь временный эффект.

          Ученые-­материаловеды долго ломали голову, как увеличить износостойкость корпуса атомных ледоколов. В результате приняли рациональное техническое решение об использовании биметалла— плакированных сталей. Название происходит от французского слова plaque, что означает «накладывать», «покрывать». Плакированные листы используются в различных отраслях промышленности для защиты от воздействия агрессивных сред как альтернатива однослойному (гомогенному) прокату из легированных и дорогих сталей.

          Плакированная сталь для ледового пояса атомного ледокола состоит из двух листов. Основного — обычного черного металла толщиной около 50 мм. И плакирующего — тонкого листа нержавеющей стали толщиной 5 мм, который непосредственно контактирует со льдом и водой. Нержавеющая сталь отличается высокой стойкостью к коррозии и износу, шероховатость этого металла со временем меняется незначительно, даже при эксплуатации в самых суровых условиях.

          Поначалу, в порядке эксперимента, опытные листы плакированной стали вваривали в ледовый пояс корпусов атомных ледоколов, словно заплатки, — в те участки, где возможен интенсивный износ при эксплуатации. Затем было принято решение изготовить из плакированной стали весь ледовый пояс. Первым и пока единственным ледоколом, на котором такой пояс установили, стал атомоход «50 лет Победы». Судно эксплуатируется с 2007 года, ледовый пояс до сих пор почти как новенький. Второй объект в Арктике, где используется ледовый пояс из плакированной стали, — морская ледостойкая платформа «Приразломная», с помощью которой добывают нефть на шельфе в условиях дрейфующих ледовых полей.

          Существует три способа получения толстых листов биметаллов. Первый — электрошлаковая наплавка нержавеющей стали на заготовку из черного металла, затем их совместная горячая прокатка и термическая обработка. Этим способом была изготовлена плакированная сталь для ледового пояса ледокола «50 лет Победы». Второй способ — пакетная прокатка, когда на заготовку из черного металла накладывается заготовка из нержавейки, затем опять же проводятся совместная горячая прокатка и термическая обработка. Третий способ — сварка взрывом уже готовых листов, когда один из них укладывают на другой, сверху помещают взрывчатку и взрывают: нержавеющая сталь «впечатывается» в черный металл, и происходит их сплавление.

          Использование плакированных сталей на судне требует применения специальной катодной защиты корпуса. Дело в том, что черный металл в морской воде сильно корродирует в контакте с нержавеющей сталью. Чтобы этого не допустить, применяются специальные методы электрохимической защиты. Один из главных элементов системы катодной защиты — аноды, которые монтируются в корпусе судна ниже ватерлинии. Аноды создают необходимый электрохимический потенциал и препятствуют коррозионному повреждению черного металла по всей части корпуса, контактирующей с морской водой. Подтверждение качества системы катодной защиты получено в ходе многочисленных обследований состояния корпуса ледокола «50 лет Победы».
          Верфь под наблюдением
          «Атомфлот» создал в Большом Камне группу наблюдения за строительством «России». На первом этапе в нее вошли пять человек: глава группы, начальник технического отдела, два экономиста и помощник руководителя. «Строительство наберет обороты — группа увеличится. Это не обязательно будут сотрудники „Атомфлота“ — жители Большого Камня и Приморского края тоже могут вой­ти в ее состав», — говорит заместитель гендиректора по развитию флота, руководитель представительства «Атомфлота» в городе Большой Камень и глава группы наблюдения за строительством атомных ледоколов проекта 10 510 «Лидер» Николай Мантула.

          Группа наблюдения контролирует соответ­ствие техническому проекту и рабочей документации, соблюдение сроков, целевое использование средств. Важная составляющая строительства — управление качеством. Совместно со специалистами «Звезды» планируется проводить проверки, выявлять несоответствия и устранять их. Чтобы за динамикой строительства могли наблюдать специалисты из Москвы и Мурманска, в сухом доке ССК «Звезда» будут установлены две видеокамеры.
          ДРУГИЕ МАТЕРИАЛЫ #6_2020