Статьи

Алюминий в производстве железнодорожных вагонов

Было время, когда цены на солярку и электроэнергию были низкие и экономить их особой нужды не было. Поэтому о снижении веса железнодорожных вагонов за счет применения алюминиевых сплавов даже не помышляли, тем более что они были строго фондированы. Сегодня ситуация кардинально изменилась. Мысль о скоростном железнодорожном сообщении, альтернативном самолету, между бывшей и настоящей столицами никогда не покидала самые высокие государственные умы, поскольку к этому подталкивают экономические соображения — более долгий срок эксплуатации и меньший вес подвижного состава. Еще в 60-х годах на Рижском вагонном заводе был создан алюминиевый пассажирский состав, до сих пор курсирующий между Москвой и Санкт-Петербургом. Срок его эксплуатации давно прошел, но обследования показали, что с ним все в порядке, и его используют дальше. Запад продолжает путь в этом правильно угаданном направлении. Постепенно широкое распространение там получили и облегченные пассажирские скоростные поезда, и алюминиевые грузовые вагоны. В США, например, сейчас около 70% грузоперевозок осуществляется в вагонах из алюминиевых сплавов. Об этом опыте в России вспомнили уже в ХХI веке, когда резко подорожала нефть и электричество. Перевозками грузов в нашей стране сейчас занялись независимые компании, измеряющие успех экономическим эффектом, и алюминиевый грузовой вагон им определенно придется впору. При стандартной 74-тонной емкости он на 8 тонн легче стального, а значит, меньше затраты энергии на его перемещение, когда он идет порожняком. Соответственно при загрузке его емкость на 8 тонн больше. Объем кузова нового полувагона почти на 13 м3 больше традиционного полувагона, что дает громадное преимущество при перевозке легковесных грузов. Если помножить это на 12 тысяч километров (путь от Бреста до Владивостока), то выгода очевидна. Да и выглядит такой вагон намного эстетичнее, чем традиционный стальной, причем без необходимости какой-либо покраски, что тоже немаловажно. Кроме того, алюминиевые сплавы более устойчивы к коррозии, а срок службы изготовленного на их основе вагона составляет до 40 лет. Конечно, алюминиевый вагон дороже стального (как-никак алюминий - цветной металл), но эта разница быстро окупится сторицей. С учетом высокой себестоимости металла грузовые вагоны проектируются таким образом, чтобы по окончании эксплуатации их можно было легко рециркулировать обратно в металл, сдать его и вернуть больше половины вложенных в кузов денег. Со стальными вагонами такого фокуса не получится. Выходит, что преимуществ у алюминиевых вагонов много, а вот их самих нет. Можно было бы поступиться собственной гордостью и закупить вагоны на Западе. Но к нашему суровому климату они совершенно не приспособлены. Растущий спрос побуждает наших производителей работать в этом новом направлении. Несколько лет назад Уралвагонзавод совместно с РЖД и алюминиевой Группой СУАЛ оперативно разработал проектно-конструкторскую документацию на новый полувагон со сварным кузовом из алюминиевых сплавов, который в основном копировал стальную конструкцию. В октябре 2003 года серебристый красавец был изготовлен. Правда, его испытания на Уралвагонзаводе так и не были доведены до конца, т.к. он оказался перезагружен заказами на серийные вагоны, да и было очевидно, что конструкцию нужно значительно дорабатывать. Более удачливой оказалась другая разработка, осуществленная на простаивающем Воронежском авиационном заводе (ныне ОАО "Воронежское акционерное самолетостроительное общество" (ВАСО), на котором делались президентские Ил-96. ВАСО по заказу РЖД спроектировало и изготовило новый полувагон из алюминиевых пустотелых панелей, которые разработал и поставил Каменск-Уральский металлургический завод, входящий в Группу СУАЛ. Причем этот вагон оказался еще более экономичным, чем предыдущий. Затем он был испытан на Щербинке, дальше опытных образцов дело так и не дошло. В 2010г. совместный выпуск алюминиевого закрытого вагона-зерновоза объемом 116 м3 намерены освоить чебоксарские предприятия Сеспель и Промтрактор-Вагон (концерн Тракторные Заводы). Цистерна грузового вагона чувашских предприятий будет изготовлена из алюминиевого сплава, большая часть сварных соединений (до 90%) будут выполняться технологией сварки трением с перемешиванием. Конструкция будет изготовлена из соединенных между собой экструдированных блоков, что улучшает ее прочность, простоту и технологию сборки готового изделия, благодаря использованию экструдированных деталей сложной формы. По стоимости вагон будет дороже обычного. Только алюминиевая цистерна будет стоить около 1,6 млн. руб. Но характеристики будут принципиально иными. Параллельно сейчас разрабатывается второй алюминиевый вагон следующего поколения, где учтены все ошибки предыдущего проекта. РЖД самостоятельно не в силах вытянуть НИОКР, поэтому проект осуществляется совместно с компанией Алюминиевые продукты и заинтересованными операторами. А их заинтересованность понятна: вагон алюминиевой конструкции весит на 8 тонн меньше обычного, то есть в него можно загрузить на 8 тонн больше. И дело не только в алюминии — конструкция принципиально новая, тележка с повышенной нагрузкой, что в совокупности обеспечивает безремонтный пробег свыше 1 млнкм. Но существует и ряд проблем, массовый выпуск поездов на основе алюминиевых полуфабрикатов решения ряда технологических проблем и принципиально иной квалификации персонала. Так, пассажирские вагоны за рубежом делают из алюминиевых профилей, сваривая их между собой, а потом вырезая окна обычной фрезой. Вырезанные куски направляют на переработку. В России же подобный подход, по мнению представителей отечественных предприятий, слишком затратен. Стоимость алюминиевого вагона гораздо выше чем традиционного стального. Кроме того, отсутствуют гарантированные заказы на закупки алюминиевого подвижного состава со стороны компаний, занимающихся пассажирскими и грузовыми перевозками, а также резкие колебания цен на "крылатый металл".