13 мая, 2022

Кирскабель. Здесь делают кабель «судного дня» с минеральной изоляцией

В 2022 году команда RusCable.Ru отправилась в большое путешествие, чтобы рассказать еще об одной легенде кабельного бизнеса – холдинге «Ункомтех» и его заводах «Кирскабель» и «Иркутсккабель». Спецпроект «Ункомтех 360» позволит оказаться в самом центре событий, совершить виртуальную прогулку по предприятиям, познакомиться с людьми, изготавливающими уникальную и сложную продукцию, увидеть кабельную отрасль с неожиданных ракурсов. Путешествие начинается с завода «Кирскабель», где выпускают «кабель судного дня».

Какой кабель самый надежный? Настолько стойкий, что может пережить пожар, высокие температуры промышленных печей и даже настоящий апокалипсис? Можно подумать, что это покрытая толстой броней конструкция, залитая свинцом и втиснутая в что-нибудь типа супер-модифицированной полиэтиленовой оболочки. Да, именно такие мысли витали в моей голове, пока туда не проникла информация о существовании кабелей в минеральной изоляции. В порыве философского восхищения мы нарекли их «кабелями судного дня».

Признаться, «Кирскабель» и его «кабель судного дня» в минеральной изоляции поменяли мое представление о кабельной отрасли. Для начала я расскажу о том, как и на каком оборудовании его производят, что он из себя представляет и где применяется. Кроме того, отвечу на закономерный вопрос, при чем здесь судный день и почему мы решили, что этому кабелю подходит именно такое название. Все собранные материалы будут опубликованы в рамках спецпроекта «Ункомтех 360».

Смотрите видео «Кабель судного дня на заводе Кирскабель. Ункомтех 360. Часть 1»

Длинная дорога на «Кирскабель»

Недолгие сборы, вокзал, поезд, ночь в купе, утреннее прибытие в Киров, где нас ждал микроавтобус. Поехали! Минут через 30 город заканчивается. Привычный пейзаж с многоэтажками, магазинами, гаражами и промзонами исчезает. Вокруг лес, глубокий снег и откровенно плохая дорога. По ходу микроавтобусного путешествия подмечаем, что почти все немногочисленные дома в проплывающих за окном поселках построены в аутентичном северорусском стиле. Даже при беглом знакомстве с пейзажем становится понятно: жизнь здесь совсем другая. И люди другие. Способные жить и работать в таких условиях. Это – Кировская область. Если почитать историю этих мест, становится понятно, что тут все непросто.

C двухсотметровой высоты видно практически весь город Кирс и территорию завода. Места здесь, конечно, живописные. Даже зимой при низком и тяжелом небе эти просторы вызывают ощущение бесконечной умиротворенности.

Хлынов – Вятка – Киров

Изначально Киров именовался Вяткой – такое название присвоила городу императрица Екатерина II (она же Екатерина Великая) указом от 11 сентября 1780 года. До этого столица вятской земли называлась Хлыновом: скорее всего, упомянутый топоним образован от имени-прозвища Хлын, которым «награждали» тунеядцев, бродяг и мошенников. Есть версия, что так величали основателя поселения, на месте которого была в XV веке была построена крепость. По другой, более романтичной легенде хлынами прозвали гордый и непокорный народ новгородский, населявший здешние места и наводивший ужас на соседей своими набегами.

Вятка всегда была независимым регионом, отстаивавшим свои интересы. Если навести исторические справки о Кировской области, то можно обнаружить периоды успешного развития промышленности с торговлей, противостояния с новгородцами, военной активности при Лжедмитрии II, политических ссылок и трудовых подвигов времен Великой Отечественной войны. Непростая и неоднозначная история. Зато очень самобытная. Вятка – синоним независимости и непокоренности, но при этом сложной жизни в вечном противостоянии. Местную речь отличает специфический акцент и особая динамика, говор немного «сбитый» и тянущий слоги. Приходится по несколько раз переспрашивать, пока не привыкнешь.

В дороге сделали небольшую остановку. Купили пирожков на перекус и местной минералки. После раннего прибытия на кировский вокзал хочется спать. Однако дорожное покрытие, вернее, его отсутствие не позволяет расслабиться. Местные водители, очевидно, привыкли и не испытывают явных неудобств от езды по ямам. Вот они, настоящие «русские горки»! Тот еще аттракцион… На завод мы прибыли не поздно, около 2 часов дня, но к 5 часам уже стемнело. Нас поселили на небольшой заводской базе отдыха в лесу на окраине города. Очень тихое и атмосферное место. Теперь можно и отдохнуть.

Кирс — древний промышленный город в тайге

Город Кирс не славится многоквартирными домами и богатой инфраструктурой. У местного населения своя культурная программа: рыбалка в реке Кирс, охота на лесных зверей и семейный отдых на Большом Кирсинском пруду. Главная архитектурная достопримечательность – Церковь Покрова Пресвятой Богородицы. Именно она доминирует в городской застройке: более высоких и заметных зданий здесь нет. Пейзаж типичный для подобных мест – остановка, старый снег, перемешанный с песком, здание школы с синим заборчиком. Рядом несколько магазинов, аптека, маленький парк, а также местный центр спорта и досуга. Вот, собственно, и весь город Кирс. Небольшой, довольно однообразный, малоэтажный, затерянный среди озер и лесов. Образовавшийся еще в 1729 году вокруг местного чугунолитейного и железоделательного завода, остававшегося таковым до 1945 года. Родоначальником кабельного производства стал третий цех предприятия, а первой продукцией выступили алюминиевая проволока марки АТВ, алюминиевая катанка и медная проволока.

Большое заснеженное озеро, церковь, дом культуры, небольшие домики и огромные просторы: взгляд на город с высоты птичьего полета.

*Пара сотен метров до цели путешествия. Уже виднеются цеха завода «Кирскабель».*

Сегодня в городе проживает около 9000 человек, 1000 из которых работает на Кирсинском кабельном заводе – градообразующем предприятии. Если взять в расчет заводскую инфраструктуру, вспомогательные производства, организации и фирмы, функционирующие благодаря этому предприятию, то получится, что здесь работает почти все местное население. Это накладывает определенные обязательства на «Ункомтех» и его менеджмент. Существование Кирса фактически зависит от них. К слову, здесь День города и День завода – один и тот же праздник.

«Кабель судного дня»

Кирсинцы – очень гостеприимные люди, поэтому вечером нам организовали культурную программу с баней. Да, здесь умеют встречать гостей! В этих местах чувствуешь себя свободным. Простая еда, чистый воздух, лес, колючий, хрустящий снег под ногами и жаркая баня. После парилки за кружкой вкусного пива «Вятич» (не реклама, напиток действительно замечательный!) и началось наше знакомство с «кабелем судного дня», который выдержал пожар.

История, рассказанная в бане, гласила: несколько лет назад на том же месте стояла другая баня, которая полностью сгорела. Поскольку строение деревянное, огонь уничтожил его рекордными темпами. Ничего не уцелело, кроме единственной в своем роде электрической сушилки для обуви. Целая и невредимая, она возвышалась на пожарище среди обугленных бревен. Только немного закоптилась да сетевой шнур полностью расплавился. Секрет такой огнеупорности простой: устройство было изготовлено из кабеля с минеральной изоляцией, который производится на «Кирскабеле». Кто, как, зачем и при каких обстоятельствах использовал столь дорогой и сложный в производстве кабель для изготовления простой сушилки, история умалчивает.

Итак, впервые услышав о «кабеле судного дня» в бане под пивко, утром следующего дня мы с некоторым нетерпением отправились на завод, чтобы изучить это необычное предприятие и разобраться в тонкостях технологий.

Филиал «минерального кабеля»: зеленый цех №5

Начнем обзор с цеха, который все почему-то называют филиалом. Лично я до этого не встречал подобного креатива ни на одном заводе. Впрочем, филиал – так филиал, не переименовывать же! Здесь мы познакомились с начальником цеха №5 Александром Крючковым.

Филиал цеха №5. Здесь выполняется сразу несколько технологических операций по изготовлению кабеля в минеральной изоляции. Все оборудование окрашено в зеленый цвет.

Участок японского оборудования

Цех №5, а точнее, его филиал полностью оснащен японским оборудованием. Кое-где на рабочих местах можно увидеть даже небольшой сувенирный флажок этой страны. Вся техника и стены покрашены в зеленый цвет, что вкупе с хорошей освещенностью (свет проникает через большие окна) создает очень интересный эффект легкого и мягкого приятного свечения. Фотографии не способны передать этого ощущения, но подобное сочетание света и доминирующего цвета создает приятный глазу эффект, словно находишься где-то в весеннем парке. Здесь создается очень позитивная атмосфера. Похоже, использовать с максимальной эффективностью все доступные ресурсы, включая расцветку рабочего пространства, – одна из «фишек» «Кирскабеля» и всего «Ункомтеха».

Производство кабеля начинается с полностью ручной сборки заготовок. Внутри цеха для этого выделена отдельная зона. Большую часть помещения занимают длинные столы, а по правой стороне установлены небольшие станки. Здесь работают в основном женщины, несмотря на то что металлические трубы совсем не легкие. На участке довольно шумно: тон задает специфический звук штамповочного пресса, отбивающего ритм в стиле «индастриал». Впрочем, как оказалось, это не совсем штамповка, а скорее что-то среднее между экструзией и прессованием. Расскажем об этом чуть позже.

Участок сборки – вытянутое помещение с длинным столом и небольшими рабочими станками (прессы для «шашек») по левой стороне. Хорошо виден рабочий процесс. Две сотрудницы собирают заготовки в металлические трубы, третья за станком штампует «шашки». На полу уложены керамические лотки для их отжига. Если присмотреться, то на изображении можно обнаружить маленький флаг Японии.

Производство наоборот

Основа кабеля – токопроводящая жила. Она бывает медной или, например, нихромовой. На этом сходство с классическим кабельным производством заканчивается. Если при изготовлении обычного кабеля слой наносится за слоем, а изделие постепенно увеличивается в размерах, то процесс рождения кабеля в минеральной изоляции протекает в обратном порядке. Сначала он полностью собирается вручную, затем утоняется и удлиняется. То есть волочение здесь не первый этап, а последний и самый часто повторяемый. Может потребоваться несколько десятков циклов «обжиг – волочение», чтобы изготовить кабель с нужными параметрами.

Внешняя оболочка бывает не только стальной, но и медной, то есть медная жила внутри медной трубы. Возможны и другие сочетания. Изоляция накладывается вручную методом нанизывания небольших круглых «шашек» на жилу. Женщина – оператор сборки по одной нанизывает их, уплотняет и продвигает по длинной заготовке. Кстати, здесь кроется особенность производства кабеля с минеральной изоляцией. Здесь все очень длинное: стеллажи, столы, шестиметровые трубы (на их основе которых создается кабель), которые на первом этапе сгибать нельзя.

Супер-свойства минеральной изоляции

Минеральная изоляция – это оксид магния (MgO), также называемый жженой магнезией. Белые кристаллы, малорастворимые в воде, пожаро- и взрывобезопасные. Соединение относится к классу основных оксидов. Основная форма его существования в природе — минерал периклаз, кристаллы которого обладают особой кубической или октаэдрической (восьмигранной) формой. Ничего сверхсекретного в оксиде магния нет. Он используется в кабелях с минеральной изоляцией, при производстве огнеупорных материалов, цементов, для очистки нефтепродуктов, как наполнитель при изготовлении резины и даже как абразив в некоторых чистящих и моющих средствах. Практически такую же жженую магнезию применяют в медицине при повышенной кислотности желудочного сока или при случайном попадании кислоты в желудок. На ее основе сделана пищевая добавка E530. Еще одно замечательное свойство – очень высокий коэффициент отражения света в широком спектральном диапазоне, поэтому оксид магния можно применять как эталон белого цвета.

Партия «шашек»

Просто насыпать MgO в трубу с жилой и отправить заготовку на волочение нельзя. Не получится. Будет крайне сложно отцентрировать жилу внутри трубы, обеспечить равное заполнение пустот и равномерную плотность изоляции. Поэтому изоляцию в виде небольших шашек, которые уже имеют необходимые отверстия, нанизывают на жилу. Или на несколько жил, ведь «кабель судного дня» бывает не только одножильным, он вполне может обладать довольно сложным конструктивом.

Чтобы порошок оксида магния мог держать форму, его смешивают с дополнительным связующим компонентом – обычно парафином марки П-1 или П-2. Кстати, это тот же материал, из которого изготавливают интерьерные свечи. Далее смесь разогревается, в нее добавляется холодный порошок, и все это подается из бункера под пресс с установленной двусторонней матрицей необходимой формы. Процесс выглядит тривиальным, однако поверьте: правильно смешать ингредиенты, подготовить матрицы и настроить оборудование вовсе не так просто.

Из-под пресса выходят сырые «шашки», непригодные для изоляции кабеля. Их необходимо отжечь в специальных керамических лотках в печи при температуре 1250°C в течение 5 часов. Во время отжига весь парафин выпаривается, на выходе получается абсолютно сухая «шашка» необходимой формы. Весь процесс, включая разогрев и остывание, занимает около суток. По истечении этого времени «шашки» можно вытащить и приступить к сборке кабеля.

На таком станке формируются «шашки». Сотрудница «Кирскабеля» отточенными движениями методично складывает их на керамические лотки. Слышно, как работает пресс и как срабатывает механический счетчик выхода продукции. Видимо, чтобы не наделать лишних «шашек».

Кажется, что станок выпущен в СССР, так как все надписи на шильдике на русском языке. Но, если присмотреться, видно японское происхождение оборудования: производитель – компания «Кабусики Кайся Йосизука Сеики», модель PCN-6D. Дата изготовления – март 1982 года. Очень интересное устройство.

Водородный отжиг и длинное волочение

Заготовки «кабеля судного дня» в виде заполненных «шашками» металлических труб с токопроводящей жилой поступают на волочение и отжиг. Конструкция длинная, поэтому применяется система из тянущих и толкающих механизмов. На первом этапе заготовка протягивается через волоки и отжигается в водородной среде. Отжиг с использованием водорода – необходимое условие, чтобы исключить появление окислов на поверхности кабеля.

Здесь начинается процесс утонения. Заготовка протягивается и отжигается водородом в печи. Поскольку водород очень взрывоопасный газ, разработаны особая техника безопасности и технологии проведения работ. Пламя закрыто защитным экраном, запал расположен с обратной стороны. Чтобы водород не выходил из печи, поставлена невидимая завеса из другого газа – азота.

Заготовка проходит через несколько зон нагрева с температурой 950, 1000 и 1050 °C с определенной скоростью. Сразу за печью находится холодильник, где изделие охлаждается водой. Весь процесс контролируется с помощью единого шкафа управления, позволяющего настроить необходимые режимы работы, скорость линии, интенсивность подачи азота и водорода. Температура на всех этапах отслеживается с помощью термопар.

Для производства кабеля с минеральной изоляцией требуется достаточно большой объем водорода. Баллонами здесь не обойтись. На заводе «Кирскабель» имеется собственная небольшая водородная станция. Она расположена в отдельно стоящем здании рядом с цехом, газ подается по внутренним трубопроводам. Самообеспечение ресурсами – еще одна «фишка» предприятия.

Следующий этап процесса. И опять присутствует флаг Японии. А еще в наличии очень интересный самописец на шкафу управления печью отжига и холодильником. Полностью аналоговый и максимально надежный. Судя по внешнему виду оборудования, сложной электроники здесь нет. Все вокруг исключительно аналоговое. Налицо жесткий контраст с остальными цехами завода «Кирскабель», где большинство оборудования новое и современное. Но о нем – в следующий раз.

Тот самый шкаф управления с интересным самописцем и работником, который легко читает всю нужную информацию. Когда видишь подобную картину, перестаешь думать о компьютеризации и цифровизация. Аналоговое управление проигрывает в удобстве, но точно даст фору современной электронике в надежности, а также возможности самостоятельного ремонта и обслуживания. Такую технику уж точно не смогут ни взломать, ни удаленно отключить.

Отжечь, охладить, проволочить, повторить

После выхода из печи и охлаждения в холодильнике заготовка сбрасывается на рольганг (роликовый конвейер) и по нему поступает на стол подачи к цепному двухниточному волочильному стану. Каждое волочение уменьшает заготовку на 14-18%. Чем она толще, тем выше степень обжатия, но с уменьшением диаметра обжатие снижается.

После каждого волочения заготовка снова сбрасывается на конвейер и возвращается обратно. Опять отжиг, охлаждение, волочение. Цикл многократно повторяется, при этом заготовка остается длинной и ровной трубой. Линия, на примере которой нам демонстрировали технологию производства, имеет ограничение по длине – до 30 метров. Усилие на волочение составляет 8 тонн. Здесь можно уменьшить диаметр заготовки до 10-11 мм, далее необходимо переходить к волочению на машинах барабанного типа.

Производство «кабеля судного дня» с многократно повторяемыми процессами на одном и том же оборудовании наводит на философские мысли о цикличности бытия. Это как колесо Сансары. Чтобы выбраться из него, нужно много раз пройти одни и те же этапы. Впрочем, производственный процесс совсем не похож на технологию изготовления других кабелей. На фотографии – стартовая позиция в начале технологической цепочки. Сюда вернулась заготовка будущего нагревательного кабеля, чтобы снова пройти весь путь и в итоге стать нагревательной секцией.

Главное – не «переволочить»

Когда заготовка становится достаточно тонкой и ее можно свернуть в бухту большого диаметра, она поступает на волочильные станы барабанного типа. Чтобы просунуть изделие в стан, необходимо сначала подготовить заправочный конец. Это делает оператор при заправке бухты в станок. Усилие волочильного стана на данном этапе составляет 2 тонны. К слову, заправка стана требует сноровки. Важно соблюдать заданные параметры и постоянно замерять диаметр заготовки. Необходим пооперационный контроль. На «Кирскабеле» все очень четко, ведь если «переволочить», то продукт будет забракован. На данной стадии диаметр заготовки можно уменьшить до 6 мм. Правда, не сразу, цикл работы с заготовкой остается неизменным: волочение, затем отжиг и охлаждение. Разница лишь в том, что будущий «неповредимый» кабель начинает все более походить на стальную проволоку.

На заводе работают и мужчины, и женщины. Молодые специалисты и люди постарше. Кирс – совсем маленький город, поэтому на заводе много трудовых династий. В одном цехе вполне могут трудиться родственники, одноклассники, друзья или соседи. Волочильным станом барабанного типа с диаметром 1250 мм управляет молодой оператор с модной стрижкой. Процессы на производстве хорошо оптимизированы и идут непрерывно. Отжиг может проходить в многопоточном режиме. Представленная на фотографии линия позволяет отжигать одновременно до восьми заготовок.

Как устроен кабельный монолит

Кабель с минеральной изоляцией обладает уникальным свойством: он монолитен по структуре. Оболочка, заполнение и жила выступают единым целым. После первого отжига и волочения «шашки» из оксида магния спекаются и полностью заполняют внутреннее пространство трубы. При волочении равномерно утоняются все слои изделия. Становится тоньше и оболочка, и слой минерала, и жила. Равномерно по всей длине. Такая особенность позволяет, например, сделать кабель квадратного сечения, причем жила внутри тоже будет квадратной формы. При любом внешнем механическом воздействии равномерно деформируется весь кабель, сохраняя структуру. Если сдавить его прессом, то он изменит форму, но продолжит работать, а расстояние между жилами (если кабель многожильный) останется одинаковым.

Скрученный кабель для атомных станций

«Кабель судного дня» может работать в очень суровых условиях. Один из вариантов применения – внутри грязной зоны реактора атомных станции. На одном из участков волочения нам разрешили заглянуть в документацию. Кабель «Твист» со скрученными жилами (нечто вроде витой пары с шагом скрутки 50 мм), который сейчас больше напоминает проволоку, будет проложен внутри реактора для передачи информационных сигналов. Удивительный факт: лежащая сейчас перед нами довольно длинная бухта этого кабеля диаметром 1,37 мм начиналась с заготовки длиной всего 2,8 метра и диаметром 17,8 мм. Все происходившие с ней изменения и выполненные операции четко и последовательно отражены в «маршрутном листе» продукции.

На одном из участков волочения изготавливался нагревостойкий кабель для атомной станции, который будет эксплуатироваться в грязной зоне атомного реактора. В качестве изоляции использован оксид алюминия (Al2O3). Конструктив просто переворачивает сознание. Жила стальная, оболочка стальная, изоляция алюминиевая. Где еще можно встретить алюминиевую изоляцию?! Надо будет обязательно рассказать об этом на страницах «Алюминиевого Вестника» от Алюминиевой Ассоциации России. Кстати, «Ункомтех» входит в состав ее участников.

Начало положено, будет и продолжение!

Желая сохранить интригу, мы прерываем рассказ (на самом интересном месте!), показав только первую часть производства кабеля с минеральной изоляцией на заводе «Кирскабель». В следующей серии репортажа: экскурсия на участок сборки, небольшое натурное испытание, а также изучение номенклатуры и вариантов применения этого уникального изделия. Интерактивный проект «Ункомтех 360» продолжается! Следите за новыми публикациями на RusCable.Ru! Все дополнительные материалы, не вошедшие в основной рассказ, будут доступны на нашем форуме, а также на страницах RusCable.Ru и «Ункомтех» в социальных сетях.