По данным на 2024 год, в России работает около 200 гидроэлектростанций. Многие из них оснащены крупногабаритными уникальными компонентами. Их оборудование надёжное, но возраст — более 30-50 лет — создаёт серьёзные трудности. Долгие сроки поставок запасных частей, исчезающие производители и устаревшие чертежи делают ремонт всё более проблемным.
В этом контексте применение аддитивных технологий и конвергентного производства — сочетания традиционных металлических заготовок и 3D-печатных элементов — могло бы стать настоящим прорывом для российских энергетических объектов. Старое оборудование можно было бы обновлять и ремонтировать быстро и экономично, без ожидания месяцев и лет на изготовление уникальных деталей.
Пример, который вдохновляет
В США EPRI совместно с Salt River Project и Lincoln Electric Additive Solutions разработали и установили конвергентно изготовленный направляющий аппарат гидротурбины. Для изготовления использовали метод wire arc DED — направленное осаждение металла дуговой сваркой. Такой подход позволил сократить сроки с 30 месяцев для традиционного литья (из-за ограничений цепочки поставок и необходимости обратного инжиниринга устаревших компонентов, не имеющих чертежей) до 6 месяцев, при этом обеспечив полное соответствие требованиям надежности и безопасности.Более того, конвергентное производство использует готовые заготовки и печатает только нужные элементы, сокращая расход материала на 50% и снижая стоимость деталей до уровня традиционного производства. При этом качество аддитивных компонентов оказалось не хуже, а иногда даже лучше литых, с минимальными дефектами и высокой прочностью.
Почему это важно для России
В нашей стране многие гидроэлектростанции оснащены крупными рабочими колёсами, направляющими аппаратами и корпусами турбин, которые трудно или невозможно найти на рынке. Аддитивные технологии позволили бы:
- Обновлять старые узлы без полной замены оборудования.
- Ремонтировать редкие детали, недоступные у традиционных поставщиков.
- Сократить сроки поставки с месяцев и лет до нескольких недель.
- Снизить затраты на производство и обработку металла.
- Обеспечить долгую эксплуатацию оборудования с минимальным риском отказов.
Практическая реализация
Представьте, что на станции в России оператор может быстро напечатать аддитивную деталь, установить её и продолжать работу без долгого простоя. А крупные узлы, например направляющие аппараты турбин, можно было бы изготавливать конвергентно — комбинируя проверенные металлические заготовки с 3D-печатными надстройками. Это позволило бы значительно повысить надёжность, уменьшить стоимость и продлить жизнь гидроэнергетической инфраструктуры.
Заключение
Пример EPRI ясно показывает, что конвергентное производство и крупноформатная аддитивная печать — это не будущее, а готовая технология, которая может радикально изменить подход к ремонту и модернизации старой энергетики. Если бы такие решения применялись в России, это открыло бы новые возможности для поддержания старых, но надёжных гидроэлектростанций, сокращения простоев и увеличения эффективности всей отрасли.
