Состав особого назначенияРучная работа

ОАО «ПО «Электрохимический завод» стало правообладателем очередного патента на изобретение, касающееся технологии получения таблеток из оксида цинка, обедненного изотопом ⁶⁴Zn. Полученный патент подтверждает уникальность действующей на предприятии автоматической линии по производству этого вида изотопной продукции, используемой в качестве добавки в водный теплоноситель атомных электростанций.

Говоря официальным языком, ОАО «ПО «Электрохимический завод» получило патент РФ № 2389583 (заявка № 2009108872) с приоритетом от 10 марта на изобретение «Шихта для получения таблеток из оксида цинка».

Шихта, или, другими словами, порошок для прессования, имеет сложный состав и представляет собой смесь порошка оксида цинка с несколькими органическими добавками — пластификаторами, которые добавляют для снижения трения при прессовании, улучшения процесса уплотнения порошка и увеличения плотности таблетки.

Уникальный для России продукт разработал авторский коллектив цеха по производству изотопов — Александр Гилев, Дмитрий Кононов, Дмитрий Смирнов, Олег Морозов, Дмитрий Тимофеев. Авторы подтвердили научную новизну одной из ключевых стадий процесса получения таблеток из оксида цинка, обедненного изотопом ⁶⁴Zn, — приготовление шихты для прессования таблеток.

О том, как велись разработки и почему обедненный цинк применяют на большинстве зарубежных АЭС, но не используют в России, рассказывают мастер химико-технологического участка цеха по производству изотопов Дмитрий Тимофеев и начальник цеха Александр Гилев.

Оксид цинка — основная продукция цеха по производству изотопов. Первые разработки начались еще в 90-х годах на базе центральной заводской лаборатории, в то время Электрохимический завод уже начал эксперименты по разделению изотопов цинка. В 1993 году была получена опытная партия — порядка 10 кг — порошка оксида цинка с обеднением 5% по изотопу ⁶⁴Zn. После чего Электрохимический завод вышел по производству порошка на установленную мощность и несколько лет успешно реализовывал его, пока заказчик не изменил свои требования — зарубежным АЭС оксид цинка нужен был в виде спеченной таблетки.

Так, с 1997 года в ЦЗЛ стали экспериментировать с новой формой. Первые таблетки по своим характеристикам заказчика не удовлетворили. Впрочем, и четких параметров тогда для этого продукта установлено не было. Работы по изготовлению таблеток были временно свернуты, пока в 2004 году в ЦПИ не пришел выпускник физтеха ТПУ Дмитрий Тимофеев.

— Вдвоем с инженером-технологом экспериментальной химической лаборатории ЦЗЛ Дмитрием Дикаревым мы непосредственно занимались экспериментами и разработками, — вспоминает Дмитрий. — Техническое руководство оказывали Али Исхакович Санжанов — на тот момент начальник экспериментальной химической лаборатории, бывший начальник химико-технологического участка Дмитрий Борисович Кононов, а также Александр Николаевич Гилев и Олег Анатольевич Морозов.

В 2006 году мы, в принципе, отработали технологию. Если вернуться назад — все делалось вручную. Представьте: сидела линейка людей. Один брал пресс-форму, вручную насыпал на нее 4,07 грамма шихты (замерял очень точно!!!), второй — прессовал, третий — выдавливал.

Например, ты достиг необходимой геометрии, требуемой плотности, но по химической чистоте таблетка не проходит. Достигнута химическая чистота — не тот внешний вид. Вместо чисто-белого цвета получались и желтые, и с черными вкраплениями. Добавлялись пластификаторы — связывающие, смазывающие — ведь всухую порошок не прессовался. Мне эти таблетки даже снились по ночам, — смеется «Менделеев»-Тимофеев, — но азарт и интерес не угасали. В общем, мы пришли к идеальному составу для ручного прессования. В смену делали порядка 300 таблеток вчетвером: мастер и три аппаратчика. Перед сдачей заказа приходилось работать в авральном режиме.

К слову сказать, тот первый состав для ручного прессования также был запатентован, а чуть позже состав был доработан для автоматического прессования. Применение разработанной шихты оксида цинка позволило немецкой фирме Atlas Press сконструировать и совместно со специалистами «ПО ЭХЗ» ввести в эксплуатацию уникальный пресс-автомат. С конца 2007 — начала 2008 года ЦПИ начал выпускать таблетки с помощью автоматической линии, что увеличило производительность в разы. Задача оператора — наблюдать за работой оборудования и вовремя засыпать порошок в бункер.

В итоге внедрение изобретения в производство расширило номенклатуру производимых ОАО «ПО ЭХЗ» стабильных изотопов, обеспечило выход на мировой рынок с новой высококачественной формой обедненного оксида цинка — таблетками. Экономический эффект от внедрения изобретения за 2009 год составил порядка 1,4 миллиона рублей.

Единственные в России

Полученный патент — результат коллективного труда, где, помимо пяти основных авторов-разработчиков, есть частичка труда многих работников завода, считает начальник цеха по производству изотопов Александр Гилев.

— Накоплен очень серьезный опыт и ЦЗЛ, и нашего цеха, и других подразделений, — подчеркнул А. Гилев. — Молодые работники также активно вовлечены в процесс. Нельзя не отметить вклад молодого, амбициозного сотрудника Дмитрия Тимофеева. Дмитрий имеет много своих разработок, защитил кандидатскую диссертацию, занялся вопросами патентования. Он систематизировал множество коллективных разработок, которые можно оформить как изобретения.

Данный патент подтвердил, что в цехе по производству изотопов «ПО ЭХЗ» создана уникальная, первая в России инновационная автоматическая линия по производству таблеток обедненного оксида цинка, что, безусловно, повышает конкурентоспособность предприятия на мировом рынке.

В настоящее время обедненный цинк применяют на большинстве зарубежных АЭС в качестве добавки в водный теплоноситель первого контура. Использование технологии дозирования цинка способствует снижению мощности дозы излучения при плановых ремонтах, уменьшению накопления в оборудовании радиоактивных отходов, улучшению коррозионного состояния и увеличению срока службы трубопроводов первого контура за счет уменьшения коррозии и, в конечном итоге, повышению надежности работы атомных реакторов.

За рубежом технологию дозирования цинка применяют достаточно давно. По данной тематике проходят мировые конференции.

В России в 90-х годах начинались работы по внедрению обоснования необходимости дозирования цинка в отечественные атомные реакторы. Но грянула перестройка, работы были свернуты.

— К сожалению, до сих пор российский рынок в этом отношении находится в зачаточном состоянии, — отметил Александр Гилев. — Пока отечественные АЭС проводят эксперименты, таблетки, произведенные на Электрохимическом заводе, улучшают радиационную обстановку на зарубежных АЭС. Цех по производству изотопов в любой момент готов заключить и выполнить контракт. Но даже при объемных заказах производственные мощности «ПО ЭХЗ» способны в полной мере обеспечивать обедненным цинком как зарубежные, так и отечественные атомные проекты.