Рождение титана

Участники выплавки первого титанового слитка. Слева направо: Ю.М. Прилуцких, П.Г. Павлов, В.В. Тетюхин.

Ровно 60 лет назад, 17 февраля 1957 года, в одной из печей завода в городке Верхняя Салда Свердловской области был выплавлен первый титановый слиток. Именно эти четыре килограмма стали отправной точкой в промышленном освоении титана и развитии авиакосмической отрасли нашей страны. И не только нашей страны. Показательный пример — половина титана в «самолете мечты» Boeing 787 произведена именно здесь. Сегодня Верхнюю Салду без преувеличения можно назвать титановой столицей мира, а Корпорацию ВСМПО-АВИСМА — неотъемлемой частью международного авиапрома.

История

Титановый гигант ВСМПО-АВИСМА официально появился в 2005 году, когда Верхнесалдинское металлургическое производственное объединение (ВСМПО) и комбинат «Авиационные специальные материалы» (АВИСМА) из города Березники Пермской области приняли решение работать совместно.

Но история корпорации берет свое начало в далеком 1933 году от завода алюминиевых изделий в Москве. Предприятие должно было стать основным поставщиком для развивающегося советского самолетостроения.

​Война внесла свои коррективы: первые бомбардировки в июле 1941-го потребовали экстренной эвакуации завода на Урал, в город Верхняя Салда.

В годы войны завод обеспечивал потребности авиации, производимые полуфабрикаты широко использовались в судо- и танкостроении, производстве боеприпасов и вооружения. Когда наступила ракетно-космическая эпоха, здесь занялись титаном. Первый слиток весом всего четыре килограмма, полученный в 1957 году, до сих пор хранится в музее ВСМПО. А уже в 1976 году на заводе был выплавлен крупнейший в мире титановый слиток массой 15 тонн.

500000-й слиток, выплавленный в новом плавильном цехе. Январь, 1976 г

Предприятие по существу стало не только производственным, но и одним из основных научно-исследовательских центров в области титанового производства. Продукция ВСМПО-АВИСМА использовалась во многих научно-технических разработках, таких как космический комплекс «Союз–Апполон», космолет «Буран», ракетоноситель «Энергия», самолетах-гигантах АН-124 «Руслан» и АН-225 «Мрия».

Ракетоноситель "Энергия".

Титан в небе

Современные «эрбасы», «боинги», «эмбраеры», «суперджеты», тоже обязательно несут в себе титан из Верхней Салды. Сегодня в общей сложности партнерами корпорации на мировом рынке являются более 300 компаний в 48 странах. Snecma, Rolls Royce, Pratt & Whitney, Honeywell, Embraer — по существу, в мире нет ни одной авиастроительной компании, которая не использовала бы титан ВСМПО-АВИСМЫ. Корпорация является первым по объемам поставки титана для Airbus Industrie и вторым – для компании Boeing.

С компанией Airbus сотрудничество началось еще в 1990-х годах, когда были подписаны первые соглашения на поставку необработанных материалов. В 2009 году был заключен долгосрочный контракт на поставку плоского и круглого проката из титановых сплавов, а также штамповок для самолетов Airbus до 2020 года.

Для Boeing не только поставляются сырье и титановые изделия. Компании еще в 1997 году открыли совместное предприятие с равными долями собственности – Ural Boeing Manufacturing (UBM), расположенное в Верхней Салде. Здесь обрабатывают титановые штамповки для самолетов Boeing 787-8 и 787-9 Dreamliner, а также для Boeing 777.

Недавно американский авиаконцерн и ВСМПО-АВИСМА объявили о расширении мощностей завода: на следующий год запланировано открытие новой площадки, где будет осуществляться обработка титановых штамповок для нового семейства широкофюзеляжных самолетов 777X, начало производства которых намечено на 2017 год. Как говорят в самой корпорации: «Взлетная полоса Boeing берет начало в Верхней Салде».

«Биллет» для шасси: как производится титан

Из российского титана изготовляются детали самолета, которые подвергаются наибольшим нагрузкам в полете: стойки шасси, элементы двигателей и крыла. Некоторые изделия ВСМПО-АВИСМА являются по-настоящему уникальными. Где еще в мире можно изготовить штамповку тележки шасси весом 3,5 тонны для аэробуса-гиганта А380?!

Изготовление титана — дорогое и сложное производство, и очень ответственное, где просто недопустим брак. Нагрузка на лопатку турбины эквивалентна весу переполненного автобуса, а диск турбины должен суметь «остановить» автомобиль на скорости 100 км/ч. Нетрудно себе представить какая катастрофа может случиться с самолетом, если диск или лопатка разрушатся из-за некачественного металла или стойка шасси не выдержит нагрузки при посадке.

Изготовление катаных прутков из титановых сплавов для лопаток двигателя, а также слитков и биллетов, штамповок и раскатных колец — сложнейший промышленный процесс.

Во-первых, титан нужно выделить из руд в металлическом виде. Ведь, как известно, титан не лежит в земле в слитках. С помощью сложного физико-химического процесса из руды добывается губчатый титан. Эти блоки дробят, создавая так называемую шихту, с которой уже могут работать мастера плавки. ВСМПО получает титановую шихту с  предприятия в Березниках.

Затем создается сплав: в титан добавляют такие элементы, как алюминий, хром, молибден. Плавят титан в вакуумно-дуговых печах при огромных температурах, около плюс 1700 градусов по Цельсию. Здесь сыпучая шихта сначала превращается в так называемый расходуемый электрод — длинный цилиндр, который потом подвесят в печи. Кстати технология создания расходуемого электрода исключительно с помощью пресса практикуется только в России. В итоге после двух или более плавок получается цилиндрический слиток. 

Следующий этап титанового производства — кузнечно-прессовый. Слитки превращают в «биллеты». Billet — по-английски «бревно» или «полено». Гидравлический пресс не бьет по слитку, а давит на него с огромной силой, около 6000 тонн. После того как «биллет» сформирован, его обрабатывают на токарном станке и подвергают ультразвуковому контролю с целью выявления неоднородностей. После этого «биллеты» — уже готовая продукция, которая может быть поставлена заказчику. Некоторые «биллеты» идут в дальнейшее производство на ВСМПО и из них делают заготовки: прутки, кольца или штамповки.

Для производства больших штамповок, таких как тележка шасси лайнера А380 или Boeing 787, применяются мощные прессы, среди которых уникальный гидравлический, массой 75 000 тонн. Таких машин в мире только три.

ВСМПО-АВИСМА успешно «держит удар»

В настоящее время, как уверяют эксперты, ситуация на отечественном и глобальном рынках титановой продукции крайне непростая. Но корпорация ВСМПО-АВИСМА успешно «держит удар» и планирует развивать многолетний успех.

Если взять авиакосмическую индустрию России, то ВСМПО-АВИСМА не только поставляет титановые полуфабрикаты для серийных машин, но и принимает участие в создании перспективного авиалайнера МС-21, выкатка первого образца которого состоялась в июне прошлого года. Так как уже есть заказы на более 100 самолетов МС-21, то и спрос на продукцию корпорации в стране сохранится.

При этом ВСМПО-АВИСМА активно расширяет сотрудничество с производителями из Европы, Северной Америки и Азии. Например, в рамках долгосрочного соглашения с Commercial Aircraft Corporation of China корпорация готовится к серийному производству и поставкам штамповок для крупнейшего китайского авиалайнера, и на него уже есть свыше 500 заказов.

В то же время, ВСМПО-АВИСМА активно обновляет производственные мощности. Инвестиционный план компании на 2017 год около 10 млрд рублей. В частности, намечается масштабная модернизация кольцераскатного комплекса и организации обработки дисков и колец с целью импортозамещения продукции для авиастроения и других отраслей промышленности. В результате объем выпуска титановых колец должен к 2020 году только для российских потребителей вырасти в 1,6 раза.

Корпорация принимает участие и в развитии особой экономической зоны «Титановая долина». Здесь совместно с Объединенной авиастроительной корпорацией (ОАК) и французской Figeac Aero будут открыты предприятия по обработке титановых изделий. Помимо авиакосмической индустрии, ВСМПО-АВИСМА не оставляет без внимания и другие секторы титанового рынка.

Большинство экспертов сегодня уверены: какие сложности и проблемы не возникали бы в авиастроении или иной потребляющей титан отрасли, ВСМПО-АВИСМА будет по-прежнему занимать на них доминирующее положение, а Россия останется производителем самого качественного титана в мире. Недаром лозунг ВСМПО на протяжении многих лет — «Только движение, и только вперед».