Примите ванну с алмазами
Компания РАМ из подмосковного Королева первой в России нашла прикладное применение наноалмазам, разработав технологию наноалмазного гальванического покрытия. Теперь проект собирается зарабатывать на продаже технологической франшизы гальваническим цехам по всей стране
Основатель РАМ Евгений Рыжов открыл для себя наноалмазы, прочитав статью о том, как меняются свойства композитных материалов, если добавить в них мельчайшие частицы алмаза. На иллюстрации ножовка, покрытая хромом с добавкой мелкодисперсного алмаза, легко «раскраивала» стекло. Наноалмазы (углеродная наноструктура, имеющая кристаллическую решетку типа алмаза) такие же твердые и износостойкие, как натуральные алмазы; при этом они обладают высокой теплопроводностью, что делает их отличным упрочняющим элементом для различных покрытий.
Получают наноалмазы разными способами, но одним из самых эффективных считается детонационный, когда они синтезируются путем взрывного разложения смесей мощных взрывчатых веществ. Первыми в мире этот способ изобрели в 1962 году ученые из города Снежинска. Прорывная разработка много лет оставалась закрытой.
Сегодня же, как поясняет Евгений Рыжов, наноалмазы уже не уникальная разработка, а распространенный в мире материал. По его словам, в 1990-е годы в России был едва ли не бум производства наноалмазов, но спроса не возникло: «Наноалмазы превратились в круги слипшегося цемента, который нерадивые строители не довозят до стройки и сливают на обочине. Они так же отправились на свалку». Одна из главных проблем — отсутствие стандартов на подобные наноматериалы, чтобы они могли применяться в военно-промышленном комплексе, авиастроении и других отраслях. Сейчас нормативные документы для наноиндустрии разрабатывает Фонд инфраструктурных и образовательных программ «Роснано».
Евгений Рыжов — предприниматель с 25-летним опытом работы в науке, выпускник Военно-космической академии им. А. Ф. Можайского. Когда-то он трудился на Байконуре — запускал тяжелые ракеты «Протон», затем перешел в НИИ космических систем (филиал Центра им. М. В. Хруничева). Но от «чистой» науки отвлекся: еще в конце 1990-х к разработкам центра стали прицениваться зарубежные компании, и Рыжов начал разрабатывать методику оценки интеллектуальной собственности и изучать патентное право. В какой-то момент на кону стояла сумма в несколько миллионов долларов (столько американцы были готовы заплатить за одну из открытых технологий центра) — тогда очень серьезные деньги. Впрочем, продать ту разработку не удалось, но Евгений Рыжов уже вошел во вкус: «Я понял, что знания, идеи, интеллектуальная собственность — настолько дорогие материи, что ими стоит заниматься».
С тех пор он стал самостоятельно, уже в качестве предпринимателя, покупать и продавать разработки и технологии. Начал не очень удачно: продал запатентованное антикоррозийное покрытие, которое на деле не отвечало обещанным характеристикам, зато собирало много золотых медалей на международных выставках. «Таких историй немало, — утверждает Рыжов. — Абсолютное большинство патентов — лишь плановые заявки, эти заявленные материалы и оборудование никто никогда не испытывает и не проверяет. Среди множества пустышек только две десятых процента патентов — реально работающие».
Тогда он выкрутился из неприятной ситуации, разработав совместно с Институтом стали и сплавов новое покрытие — композитный материал с эпоксидной смолой и добавлением алюминиевой пудры, благодаря которой повысилась теплопроводность материала, в итоге краска выдерживала экстремально высокие и низкие температуры. После этого случая Евгений Рыжов живо заинтересовался композитными материалами с высокой теплопроводностью.
За 50 тысяч долларов он приобрел у санкт-петербургского ЗАО «Алмазный центр» технологию наноалмазного хромирования, точнее, ее «сырой», «пробирочный» вариант, и задался целью довести разработку до промышленного применения и сделать на ее основе коммерческий продукт. «К 2004 году в моей жизни звезды встали как надо: я уже понимал, как продавать технологии, мне были интересны наноалмазы, и у нас появилась возможность взять в аренду гальванический цех в Королеве, где можно было покрывать детали оборудования наноалмазным хромом. Тема с наноалмазами была хотя и не новой, но, к сожалению для других и к радости для меня, эта технология к тому моменту не вышла за пределы пробирки», — вспоминает Евгений Рыжов. Изучив природу наноалмазов, он понял, что они могут получить широкое применение как добавки во множество материалов — от косметики и лекарств до резины, полимерных материалов и гальванических покрытий. Для внедрения подобных разработок Рыжов основал компанию РАМ. «Мы в России самые крупные покупатели наноалмазов и помогаем нашим производителям, — утверждает ученыйпредприниматель. — Страна производит 300 килограммов наноалмазов в год, а мы закупаем порядка двадцати».
Сейчас основным направлением для РАМ стали именно гальванические покрытия с использованием наноалмазного хрома (гальваника — обработка металлических изделий с помощью электрохимического процесса с целью улучшения их характеристик, в частности хромирование, никелирование и проч.). По данным Рыжова, у нас в стране действует примерно 1200 гальванических производств. Наноалмазы интересны и мелким частникам (порядка 300 производств), и госкомпаниям, ведь технические требования растут и существующие покрытия не удовлетворяют конструкторов.
У покрытия наноалмазным хромом, по утверждению разработчиков, износостойкость в десять раз выше, чем у традиционного хромового покрытия, выше коррозионная стойкость и теплопроводность. То есть производители могут защитить свое оборудование от быстрого износа, что особенно актуально для постоянно подвергающихся трению деталей.
При этом «драгоценное» покрытие стоит недорого. Средняя цена — тысяча рублей за квадратный дециметр. «По сравнению со сложными напылениями или наплавками это дешевле в семь раз», — говорит Евгений Рыжов. Дело в том, что прочностные свойства наноалмазного хрома позволяют наносить его очень тонким слоем, 30 микрон, а слой традиционного покрытия начинается от 100 микрон. Есть и экономия на времени: наноалмазным хромом деталь покрывается за час, такая скорость недоступна для других видов покрытий. «Я видел, как на одном из заводов детали держат в гальванической ванне девять суток», — ужасается Рыжов.
На самом деле возможных вариантов покрытий металла сотни, и, конечно, у наноалмазного хромирования множество альтернатив. Но в РАМ уверены, что их состав имеет право на жизнь. Есть детали оборудования, которым наноалмазы «прописаны». Особенно там, где промышленные предприятия работают в экстремальных условиях. К примеру, в Арктике низкие температуры и высокая концентрация соли и пара в воздухе приводят к тому, что металлические изделия могут выйти из строя через год, а заказчикам нужен десятилетний срок службы. Свои покрытия в РАМ успешно пробовали применять на кристаллизаторах для слива расплавленного металла на металлургических заводах при температуре выше 1560 градусов.
«Технология наноалмазного покрытия имеет большие перспективы применения, — считает Азат Нугуманов, партнер RBM Group. — Ее можно отнести к числу базисных, “кластерных” инноваций. Это решение будет необходимо везде, где требуется повышение устойчивости металлических деталей к изнашиванию в процессе трения: инструмент, детали узлов трения и механизмов, медицинское, металлообрабатывающее и горнодобывающее оборудование, производство матриц, пресс-форм и прочее».
Тихая гавань гальваники
Евгений Рыжов показывает свое производство наноалмазной гальваники — невзрачное серое строение 1939 года «рождения». Когда-то здесь была прачечная для курсантов саперного училища, а в 1960-е сделали гальванический цех. «Когда мы пришли сюда в 2005-м, это был настоящий сарай без окон и дверей, — рассказывает Рыжов. — Мы провели здесь девять субботников, вывезли три КамАЗа с ржавчиной и выпили три ящика водки с музыкой».
Это сравнительно тихое производство Рыжов называет «большой кухней», где металлические детали опускают в прямоугольные ванны с электролитным раствором — раствор мутноватый, так как в нем частицы нерастворимого наноалмаза. Туда подается ток, и под действием разности потенциалов наэлектризованные металлические частицы хрома вместе с наноалмазами намертво приклеиваются к поверхности детали. «Производство у нас относительно простое, но продукция очень маржинальная, — говорит Рыжов. — Образно говоря, железку опустил в ванну — она там час побулькала, и можно доставать сто тысяч». Самая важная, инновационная часть производства — подбор состава электролитического раствора. А оборудование уже дело второе. В цеху почти все отечественное, импортные только мощные источники тока, таких в России не делают.
Наноалмазным хромом здесь покрывают разнообразные детали, в основном для арматурных и машиностроительных заводов: гидравлические цилиндры, шары для шаровых кранов, клиновые задвижки, шиберы — преимущественно части оборудования, подвергающиеся наибольшему трению и износу. Более десяти лет главными «кормильцами» предприятия были фильеры для станковэкструдеров, покрытие которых заказывали окрестные заводы, выпускающие строительный профиль. С ними предприятие работало «в режиме конвейера», меняя каждый раз не до конца «сношенный» хром, как подметки на ботинках. «Гальваника хороша тем, что это сервис вроде ремонта обуви, — отмечает Рыжов. — Итальянский магазин обуви закроется, а эта услуга вечная».
За год в этом цеху покрывают примерно 600 квадратных метров поверхностей различных деталей. Причем заказы приходят и издалека: клиновые задвижки, например, сюда недавно привезли из Кургана, а случается, что доставляют и из Новосибирска, потому что других таких производств в стране нет.
Вышли из нефти
Когда проект РАМ только начинался, спроса на наноалмазный хром почти не было, рассказывает Рыжов. Тогда предприятие стало само себе заказчиком, и первым делом было решено идти в «золотоносную» нефтянку. Команда проекта разработала клапаны золотникового типа для погружных нефтяных насосов, которые значительно повышали долговечность и надежность их работы, а затем в РАМ спроектировали и запатентовали нефтяные насосы с укороченным плунжером и наноалмазным покрытием. Партия насосов была продана в Казахстан, клапаны — чем Рыжов до сих пор очень гордится — покупала крупная американская нефтесервисная компания Weatherford International. Там, где обычные клапаны выходили из строя через 200–300 суток, покрытые наноалмазным хромом работали, по словам изобретателя, по три—пять лет.
Годами вести разработки и экспериментировать с наноалмазным покрытием РАМ позволяли гранты и субсидии. «Нам удалось довести технологию наноалмазного хромирования до серии только потому, что государство с 2005 по 2010 год активно финансировало научные разработки», — признает Рыжов.
Нанопроект основательно поддержал Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере, выдав гранты почти на полмиллиона долларов (на условиях софинансирования 50 на 50). Помогало РАМ и «Роснано», выделяя средства на экспертизы и испытания технологии. Но инвестиций от «Роснано» получить не удалось. По мнению Евгения Рыжова, они просили слишком мало, чтобы заинтересовать госкорпорацию, которая занимается только крупными проектами. Зато нашли общий язык с Инфрафондом Российской венчурной компании (РВК), который выкупил 30% акций РАМ (по номинальной стоимости один миллион рублей — треть уставного капитала) в обмен на свои инвестиции в развитие технологии. В 2015 году РВК открыла РАМ кредитную линию на 30 млн рублей. «Интерес нашего инвестора, по большому счету, только в возврате этого кредита, хотя поначалу речь шла о том, что они будут активно помогать нам в продаже технологии на зарубежных рынках», — говорит Евгений Рыжов.
В целом в разработку технологии наноалмазного хромирования было вложено не менее ста миллионов рублей, а стоит она сегодня больше пяти миллионов долларов, утверждает Рыжов, ссылаясь на предварительную оценку, произведенную аудиторско-консалтинговой компанией EY.
Однако ставка на покорение нефтесервисного рынка себя не оправдала: он оказался слишком сложным и конкурентным, к тому же с невысокой маржей. РАМ годами вела опытно-промысловые испытания, но широкого внедрения не получалось из-за несоответствия инновационного оборудования существующим ГОСТам и жесткой ценовой конкуренции с китайским и американским оборудованием. Усилия вознаграждались лишь продажами небольших партий. «Мы долго надрывали пуп, заканчивая исследования и испытания, и не могли толком начать зарабатывать, — вздыхает Евгений Рыжов. — Для меня это был болезненный путь осознания того, что нужно отказаться от любимой игрушки — нефтесервиса. Я просто не мог поверить, что за десять с лишним лет у меня так и не получилось туда пробиться, хотя мы, как газ гелий, проникали всюду: мы сертифицированы в “Роснефти”, пытались выходить на тендеры, к нам постоянно приходили заказы от разных организаций… Но везде нас держали на “подтанцовке”, на вторых ролях. А ведь я рассчитывал, что к сегодняшнему дню у нас уже будет выручка больше 200 миллионов рублей по поставкам оборудования для нефтедобычи».
Везде свои алмазы
Только сейчас РАМ начала активно искать другие пути развития. У компании сложный период: за последние годы у нее сильно сократился оборот, в 2017-м он был чуть выше двух миллионов рублей (а в начале 2010-х доходил до трех миллионов долларов). Есть надежда на приход стратегического инвестора, который выкупит долю Инфрафонда РВК и встроит технологии РАМ в свои производственные процессы. У Рыжова свои «проекты мечты»: покрывать лопатки газотурбинных двигателей, шиберы для «Газпрома», сотрудничать с «Ростехом». Компания вела переписку с предприятиями «Ростеха», ответный интерес был, но результата до сих пор нет. В госкорпорации комментировать возможность применения технологии наноалмазного хромирования «Эксперту» отказались.
Просто ждать осуществления планов нельзя себе позволить. Как говорит Евгений Рыжов, в этом году компания должна заработать в десять раз больше, чем в прошлом. РАМ с помощью нового инвестора, компании из Санкт-Петербурга, закупила еще одну производственную линию для нанесения покрытий и собирается увеличивать объемы. Но этого заработка все равно не хватит на развитие проекта. Евгений Рыжов видит выход в продаже франшизы в регионы, которая будет приносить основной доход.
В наноалмазном покрытии могут быть заинтересованы многие гальванические производства по всей стране, чтобы улучшить качество своей продукции, тем более что для этого им не придется полностью менять оборудование. РАМ будет обучать их работе с этой технологией, поставлять концентрат наноалмаза и даже помогать с поиском заказчиков. Стоимость франшизы предварительно оценили в три миллиона рублей; заинтересовалось уже четыре предприятия: два небольших с выручкой до полумиллиарда рублей и два крупных, с выручкой свыше 15 млрд рублей.
По мнению Азата Нугуманова, оптимальная модель развития для РАМ — технологическая франшиза по созданию центров обработки металлов с помощью покрытий с разными функциональными свойствами: упрочняющих, повышающих скольжение, антикоррозионных и проч.: «Для этого в любом городе существует техническая инфраструктура (на месте гальванических цехов), к тому же такая форма сотрудничества будет вполне по силам малому бизнесу».
Но и крупным предприятиям наноалмазное хромирование может быть интересно. Ведь сейчас для нанесения покрытий используются в основном импортные добавки, поставляемые в Россию в порошковом виде. Цены на них выросли после обвала рубля, да и санкции могут в дальнейшем осложнять поставки.
Было бы странно, если бы такую технологию разработчики не пытались продвигать и за рубежом. Такие попытки они действительно предпринимали почти с самого начала. Рыжов много раз ездил в Дюссельдорф, где немецкий предприниматель показывал ему полку с множеством пробирок с серым порошком, которые он покупал в разное время у многих заезжих предпринимателей из России и стран СНГ. «Он искал наноалмазы детонационного синтеза, но ему жулики каждый раз продавали дорожную пыль, которую он безрезультатно добавлял в свой электролит хромирования», — улыбается Евгений Рыжов. Немец согласился было купить технологию РАМ за 650 тыс. евро, но в последний момент «соскочил». «Второй заход должен быть удачным, — верит Рыжов. — В каком виде мы выйдем за рубеж, я еще не знаю: “сядем” то ли на титановую лопатку, то ли на арматуру для атомных электростанций, то ли на автомобильный диск, но запросы на наноалмазный хром есть — из Ирана, Чехии, Италии, Финляндии».
На столе у Рыжова собрано множество деталей, с которыми РАМ экспериментировал или планирует это делать: от центрифуг для добычи золота и редкоземельных металлов до деталей для блока ракеты-носителя «Ангара» и двигателей РД-180, и до маленькой втулочки, от которой на самом деле зависит долговечность авиационного двигателя нового поколения. «Чтобы не проваливаться дальше по деньгам, некоторые работы я приостановил, — говорит Рыжов. — Так что новыми типажами деталей займемся позже».
Фотографии Олега Сердечникова
Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl