Железные дороги требуют непрерывного прогресса. Машиностроительная отрасль испытывает кадровый голод

В канун дня машиностроителя мы поговорили с Анной Орловой, заместителем генерального директора Объединенной вагонной компании и исполнительным директором ВНИЦТТ. Получился интересный научпоп, из которого можно многое структурировать для себя в сознании и узнать нового.   

С момента появления инновационных вагонов (имеем ввиду осевую нагрузку 25 тс и повышенную грузоподъёмность) прошло 10 лет. Для инновации в вагоностроении это срок? Есть ли какое-то движение вперёд и что сейчас считается инновационным продуктом?

Вагоностроение — это одна из самых консервативных отраслей, где смена технологических поколений происходит очень медленно. Если посмотреть на осевую нагрузку на российских железных дорогах, то в 1976 году она составляла 22 тс, в 1981 была увеличена до 23,25 тс, а в 1988 году — до 23,5 тс. При этом повышение нагрузки на вагоны происходило без существенных конструктивных изменений в их ходовой части, тележка Ханина была разработана в 1930-х, получила свой конструктивный облик привычной нам тележки модели 18-100 в 1950-х годах, а в конце 1990-х завершился переход с подшипников скольжения на подшипники качения. Сейчас все вагоны на тележках модели 18-100 и её аналогах можно отнести к предыдущему поколению, к технологии, которой уже 70 лет. Таких вагонов на сети железных дорог всё ещё более одного миллиона.

Ещё в начале 2000 г. МПС России поставило на вид неудовлетворительные технические характеристики вагонов на тележках 18-100. Эксплуатационные службы отмечали повышенный темп износа гребней колёсных пар, необходимость производить замену фрикционных клиньев не только в плановых ремонтах, но и между ними, быстрый износ и низкое качество тормозных колодок, необходимость постоянного ремонта, регулировки и настройки тормозов. При ведении поездов, сформированных из порожних вагонов, происходили сходы с рельсов при скоростях свыше 60 км/ч, было введено вынужденное ограничение скорости движения. Недостатки 18-100 становились особенно очевидными в сравнении с уровнем технологий, достигнутым за рубежом, где при более высоких осевых нагрузках (32,5 и даже 36 тс) обточка колёс производилась не каждые 100 тыс. км, а через 500–600 тысяч, плановые ремонты выполнялись не через 160–210 тыс. км пробега, а один раз в миллион или даже 1,5 миллиона километров. 

Исследования учёных показывали, что эксплуатационные недостатки тележки 18-100 обусловлены её конструктивом: жёстким в вертикальном направлении рессорным подвешиванием, компоновкой пружин, которая при недостаточной горизонтальной жёсткости позволяет боковым рамам забегать, инициируя извилистое движение колёсных пар, большой угол набегания колёс на рельсы в кривых и, как следствие, повышенный износ гребней колёс и боковых граней головок рельсов. Боковые скользуны с зазорами требовали постоянного измерения и регулировки зазоров в эксплуатации, приводили к необходимости дополнительного контроля вагонов, которые на сети назвали «вагонами с отрицательной динамикой», где подвешивание не справлялось с демпфированием боковой качки кузова. Применяемый во фрикционных клиньях серый чугун быстро изнашивался. Твёрдость колёс значительно уступала твёрдости рельсов и при качении страдали от износа обе поверхности в паре трения. 

Если оценивать технологический уровень поколения вагонов его ходовыми частями, то существенно отличающиеся от 18-100 по конструкции тележки моделей 18-9810 (осевая нагрузка 23,5 тс), 18-9855 (осевая нагрузка 25 тс), 18-194-1 (осевая нагрузка 25 тс) были разработаны в период с 2007 по 2010 гг., а в серийное производство смогли быть запущены только в 2013 году, когда были созданы производства, обладающие необходимыми технологиями для изготовления твёрдых колёс, новых осей, отливки боковых рам и надрессорных балок с повышенным качеством, навивки и термомеханической закалки пружин, сборки кассетных подшипников, закалки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, изготовления листа из сверхвысокомолекулярного полиэтилена для узлов трения. Параллельно тележкам создавались новые более энергоёмкие поглощающие аппараты, надёжные тормозные приборы (тормозные цилиндры, авторегуляторы, авторежимы, воздухораспределители, безрезьбовые соединения воздушных магистралей), износостойкие автосцепки, композиционные тормозные колодки с чугунной вставкой. Одновременно ОАО «РЖД» велись работы по совершенствованию инфраструктуры и тяги. Промышленность освоила выпуск более тяжёлых закалённых рельсов, железобетонных шпал, появились локомотивы с увеличенной мощностью для ведения тяжёлых поездов.

Увеличенная грузоподъёмность позволяет перевозить тот же груз меньшим числом вагонов.

Приход в 2013 году нового поколения грузовых вагонов, которое очень часто принижают только наличием повышенной до 25 тс осевой нагрузки, был обусловлен работой всей отрасли транспортного машиностроения, многомиллиардными вложениями не только в разработку конструкций, но и в создание новых технологий, строительство производственных линий и даже целых новых заводов. Вагоны нового поколения, помимо повышенной до 25 тс осевой нагрузки, обеспечивают увеличенный межремонтный период не менее 6 лет или 500 тыс. км пробега, ресурс подшипника не менее 8 лет. Колёса таких вагонов пробегают между обточками до 500 тыс. км. Неоднократные испытания показывали, что такие вагоны за счёт улучшенного рессорного подвешивания обеспечивают снижение нагрузок на железнодорожный путь. И, конечно, увеличенная грузоподъёмность позволяет перевозить тот же груз меньшим числом вагонов.

Сейчас на сети насчитывается свыше 160 тысяч вагонов нового поколения. А с учётом того, что даже в 2019 году некоторые предприятия выпускали вагоны на тележках 18-100, полная смена поколений произойдёт не ранее чем через 25–30 лет. В эксплуатации уже сейчас у инновационных вагонов чувствуются преимущества по снижению объёма контроля при осмотрах и сокращению количества самих осмотров. Гарантийное плечо между осмотрами составляет 6000 км по сравнению с 1200 км у вагонов на тележках 18-100. Вагоны в 4 раза реже попадают в текущий ремонт. Однако в полной мере эти преимущества могут быть преобразованы в существенное повышение эффективности эксплуатации железных дорог лишь тогда, когда появятся моно-поезда, целиком состоящие из инновационных вагонов.

Приблизиться к этому получилось на Восточном полигоне, где железнодорожникам в сентябре 2020 года впервые удалось сформировать два угольных монопоезда массой 7100 т (71 инновационный вагон массой 100 т каждый). По данным грузоотправителей, применение 80-ти тысяч инновационных вагонов позволило примерно на 15% поднять пропускную способность на направлении Кузбасс — Дальний Восток, а дополнительная ёмкость этого направления составляет 100 тысяч инновационных вагонов для всех типов грузов.

Среди инновационных вагонов есть и рекордсмены. Вагоны тихвинской промплощадки на тележках 18-9855 в подконтрольной эксплуатации подтвердили межремонтный пробег 800 тыс. км, или 8 лет. На базе существующей инновационной технологии для осевой нагрузки 25 тс разработаны шестиосные сочленённые вагоны, которые состоят из двух секций, опирающихся на три тележки. Две крайние тележки типовые, а на среднюю тележку две секции опираются одновременно через сферический шарнир, который позволяет секциям поворачиваться друг относительно друга при проходе кривых, стрелочных переводов, сортировочных горок. В эксплуатации уже находятся 500 сочленённых вагонов-цистерн для сжиженных углеводородных газов и хопперы для зерна и минеральных удобрений. Готовятся выйти с завода цистерны для светлых нефтепродуктов и полувагоны. Такие вагоны имеют грузоподъёмность более 100 т, и при типовой длине поезда позволяют поднять его массу на 32%, добиться реализации полной осевой нагрузки при перевозке газа и нефтепродуктов. 

В качестве одной из мер решения проблем с увеличением пропускной способности сети РЖД рассматривают вопрос развития грузового вагоностроения в России на 2025–2030 годы. Что предлагают вагоностроители и насколько эта продукция будет способна заинтересовать грузоотправителей, операторов и РЖД?

Отрасль вагоностроения на период 2021–2024 года ожидает очередной серьёзный кризис. Потребность в вагонах циклична и в основном определяется списанием вагонов, выпущенных в более ранние периоды. С учётом срока службы от 24 до 30 лет сейчас к списанию подходят вагоны «перестройки», когда вся промышленность в России и в том числе производство вагонов встало. Союз «Объединение вагоностроителей» прогнозирует замену подлежащего списанию парка вагонов на новые в объёме не более 25 000 единиц в год. Такими темпами замещение старого поколения вагонов на новое произойдёт не ранее, чем через 30 лет. И всё это время будут актуальны тяжеловесные инновационные вагоны для перевозки массовых видов грузов, которые обеспечивают увеличение пропускной способности сети меньшим размером парка.

Интерес вагоностроителей будет зависеть от наличия комплексной программы развития.

В эксплуатации возможности сегодняшнего поколения инновационных вагонов не до конца исчерпаны. Испытания поездов, выполненные отраслевым институтом АО «ВНИИЖТ», показали возможность реализации скоростей до 105 км/ч в порожнем и до 100 км/ч в гружёном состоянии для вагонов на тележках 18-9855. В эксплуатации это пока не используется.

Если говорить о концепции, сформулированной ОАО «РЖД» на 2025–2030 гг., то речь идёт о привлечении на железную дорогу дополнительных видов грузов: автомобильных полуприцепов, сборных грузов на паллетах, а также о повышении скоростей движения контейнерных поездов. Это узкие ниши с потребным парком вагонов примерно 1–3 тысячи единиц под каждый вид перевозок. Реальность эксплуатации таких вагонов будет зависеть от наличия терминалов погрузки-выгрузки, а также от возможностей существующей железнодорожной инфраструктуры и локомотивов по реализации заявленных скоростей движения. Именно это может стать сдерживающим фактором развития новых перевозочных технологий, поэтому интерес вагоностроителей будет зависеть от наличия комплексной программы развития, синхронизирующей усилия грузовладельцев, ОАО «РЖД» и транспортного машиностроения.

Также ОАО «РЖД» планирует строить и развивать Северный широтный ход. Вагоностроители видят в этом возможность выпуска вагонов сверх потребности в замещении существующего парка, однако характеристики потребных грузовых вагонов для этой линии будут зависеть от принятых нормативов при строительстве железнодорожного пути, которые до сих пор не раскрыты.

Говоря о модульных конструкциях... В Европе уже приступили к промышленной эксплуатации вагонов со съёмными кузовами. В РЖД говорят, что такой тип вагона был бы тоже интересен, так как позволит решить часть проблем, связанных в т.ч. с перегрузом на международных пунктах пропуска. Насколько продвинулось наше вагоностроение в этом направлении?

Объединённая вагонная компания работает над вагонами для трансграничной перевозки совместно с польской компанией Laude Smart Intermodal S.A. Создаются две модели вагона: первая по нормативам Евросоюза, а вторая — по нормативам колеи 1520 мм, на которых можно будет перевозить контейнеры увеличенных габаритов или swap-bodies (съёмные кузова). 

Удовлетворяет ли вас сегодняшний уровень российских инженеров? Есть ли специфические пожелания к вузам? Хватает ли квалификации новому поколению сотрудников?

В вагоностроении создан мощный кадровый потенциал научных работников и инженеров в области проектирования, которые способны разработать вагон по нормативам любой страны в соответствии с требованиями заказчика. Испытательные центры также отличаются высоким уровнем квалификации и не уступают зарубежным.

Однако вагоностроительные предприятия постоянно живут в ситуации кадрового голода. И требуются не только инженеры-технологи машиностроительного производства. В первую очередь нужны квалифицированные специалисты: сварщики, сборщики металлоконструкций, литейщики, программисты станков. При наличии у сотрудников профессионального интереса предприятия готовы обучать их на местах.

Транспортные новости российских мегаполисов и мировых столиц ищите в нашем разделе ГОРОД, лучший фото и видео контент на нашей странице в Instagram  

Дмитрий Борисов