Сегодня высокопроизводительные полые стеклянные микросферы Hainuo Technology снова были отмечены в *Science and Technology Daily* как «Инновационный Китай · Ключевой новый продукт»!
Будучи первой компанией в Китае, обладающей независимыми правами интеллектуальной собственности и достигшей промышленного производства, запатентованный производственный процесс Hainuo Technology успешно сломал международную монополию, ускорив темпы внутреннего замещения.
Полный текст отчета представлен ниже, предлагая вам убедиться в огромных возможностях этого предприятия «Китайских легких материалов».
Недавно Национальное управление интеллектуальной собственности Китая опубликовало «Список кандидатов в национальные демонстрационные предприятия интеллектуальной собственности (2025–2027 гг.)», в который включена компания Shanxi Hainuo Technology Co., Ltd. (далее именуемая «Shanxi Hainuo»). Будучи первым отечественным предприятием, обладающим независимыми правами интеллектуальной собственности и осуществившим промышленное производство высокоэффективных полых стеклянных микросфер (далее называемых «полыми микросферами»), запатентованный производственный процесс Shanxi Hainuo прорвался через международные монополии.
«После более чем десяти лет интенсивных исследований и разработок мы успешно разработали процесс производства полых микросфер», — пояснил Шэнь Пэнчжан, председатель компании. «Комплексные характеристики полых микросфер, полученных с использованием этого процесса, достигли передового международного уровня, при этом некоторые модели лидируют в мире по основным показателям, таким как прочность на сжатие и распределение частиц по размерам».
Полые микросферы представляют собой полые сферы микронного размера, изготовленные из щелочно-известкового боросиликатного стекла; они заполнены инертным газом, имеют чрезвычайно тонкую внешнюю стенку, чрезвычайно легкие, но при этом очень устойчивые к сжатию. Тридцать восемь миллионов полых микросфер весят всего 1 грамм, а максимальная прочность на сжатие превышает 180 мегапаскалей. Благодаря своим основным характеристикам: легкость, но при этом высокая прочность, теплоизоляция, устойчивость к коррозии и низкая диэлектрическая проницаемость, полые микросферы стали незаменимым ключевым материалом в цепочке производства передовых композитных материалов с широким спектром применений.
Специализированные материалы, необходимые для морской добычи нефти
Недавно на оперативной базе Китайской национальной морской нефтяной корпорации (CNOOC) в восточной части Южно-Китайского моря бурильные трубы погружались в воду на глубину более километра. Операторы на месте объяснили, что после завершения бурения цементный раствор, содержащий полые микросферы, будет закачан в кольцевое пространство между стволом скважины и окружающей горной породой, образуя цементное кольцо низкой плотности и высокой прочности на сжатие, которое повышает качество цементирования и обеспечивает безопасность разработки нефти и газа.
"Это решающий этап в глубоководной разведке и разработке нефти и газа. При глубоководном цементировании использование обычного цементного раствора высокой плотности может легко разрушить хрупкие пласты морского дна, что приведет к потере бурового раствора", - сказал Шэнь Пэнчжан. «Добавление определенной доли полых микросфер в цементный раствор придает ему низкую плотность и высокую прочность на сжатие, что соответствует техническим требованиям для цементирования глубоководных морских скважин».
Долгое время полые микросферы, используемые при добыче нефти в Китае, приходилось импортировать из-за границы. «Более 75 процентов доли внутреннего рынка было монополизировано иностранной продукцией, а иностранные компании ввели строгие технологические эмбарго, контролируя использование своей продукции и заставляя возвращать неиспользованные материалы и отходы», — признал Чжао Хуэйлун, секретарь правления Shanxi Hainuo.
В 2015 году компания Shanxi Hainuo добилась прорыва в массовом производстве полых микросфер, которые были немедленно поставлены на морские нефтедобывающие базы Китайской национальной морской нефтяной корпорации (CNOOC) на мелководье. Объемы поставок увеличивались из года в год с 80 тонн на этапе испытаний до сотен, а затем и тысяч тонн, расширяясь и охватывая все рабочие диапазоны глубин воды. На сегодняшний день компания Shanxi Hainuo поставила более 10 000 тонн полых микросфер, обеспечив 100-процентную поставку специализированных полых стеклянных микросфер CNOOC для операций цементирования.
«Полые микросферы, которые мы производим, по своим характеристикам не уступают зарубежным продуктам, но стоят лишь треть от цены импорта», — сказал Шэнь Пэнчжан. «Что еще более важно, мы добились независимого контроля над ключевыми технологиями в области цементирующих материалов для морской нефти».
Десятки тысяч экспериментов для решения промышленных задач
В октябре 2023 года Национальная федерация нефтяной и химической промышленности Китая подтвердила, что «Инженерная технология и применение полых стеклянных микросфер для цементирования морской нефти» провинции Шаньси Хайно достигла ведущего международного уровня.
Производство полых стеклянных микросфер в промышленных масштабах, как высокоэффективного материала для цементирования морской нефти, является непростой задачей. «Когда мы вышли на эту сферу, мы столкнулись с дилеммой эмбарго на иностранные технологии и отсутствия отечественных прецедентов индустриализации; мы оказались в ситуации «три-нет»: ни технических чертежей, ни готового оборудования, ни таланта специалистов», — вспоминал Шэнь Пэнчжан. Он профинансировал создание группы исследований и разработок, начав с 5-килограммового испытания для отработки процесса промышленного производства.
В 2009 году на заводе Shanxi Hainuo глубоко в горах Тайхан команда исследователей и разработчиков смешала сырье, такое как диоксид кремния, в суспензию и после прохождения процессов, включая измельчение, гомогенизацию и обжиг, ожидала создания полых микросфер. Когда высокотемпературную печь сферизации сначала разожгли, а затем охладили, в результате образовалась груда твердых или агломерированных стеклянных микросфер. «Перейти от экспериментов к промышленному производству, перевести исследования в практические результаты не проще, чем теоретические исследования», — сказал Шэнь Пэнчжан. «Даже малейшее отклонение в соотношении сырья для полых микросфер может привести к совершенно разным конечным продуктам; если температура спекания всего на несколько градусов выше, полая структура может разрушиться».
Стопки пожелтевших блокнотов с экспериментальными данными поднимались вверх, а груды бракованной продукции тяжело тяготили их настроение. Путем многократных испытаний и корректировок параметров — от мелкомасштабных к крупномасштабным испытаниям и десяткам тысяч попыток проб и ошибок — команда исследований и разработок, благодаря упорной работе, определила все ключевые данные и процессы, необходимые для промышленного производства полых микросфер к 2012 году: подготовка многокомпонентной суспензии исходного материала, формирование сырых тел посредством прецизионной распылительной грануляции, а затем мгновенное упрочнение их в шарики с помощью высокотемпературного пламени.
Однако прорыв в производственном процессе был лишь первым шагом. В то время в Китае не было десятков специализированного оборудования, необходимого для производства полых микрошариков; все, от сушильного оборудования до основной печи для гранулирования, пришлось разрабатывать собственными силами. Для создания единственной сушилки, изготовленной по индивидуальному заказу, группа исследований и разработок проделала весь путь в Цзянсу, работая с техническими специалистами производителя над усовершенствованием прототипа шесть или семь раз, прежде чем добиться успеха. «Являясь основным оборудованием, печь для гранулирования должна была обеспечивать точный контроль пламени в диапазоне 600–1000 °C, чтобы гарантировать равномерное прохождение полых микрогранул через пламя», — сказал Чжао Хуэйлун. «Мы составили проектные чертежи и провели производителя на юге через производственный процесс; потребовались десятки раундов доработок, прежде чем мы наконец изготовили печь, соответствующую нашим спецификациям».
Начав с нуля и постепенно наращивая масштабы, компания Shanxi Haino перешла от 5-килограммовых испытаний к мелкомасштабным испытаниям, включающим сотни килограммов, а затем к пилотным испытаниям в тоннах, приняв подход «поэтапного расширения» для решения таких задач, как адаптация оборудования для полых микросфер и стабилизация процессов один за другим. В 2015 году компания Shanxi Haino установила первую в Китае промышленную производственную линию, а в 2023 году завершила строительство единственной в стране производственной линии мощностью 10 000 метрических тонн.
Продвижение в голубой океан применения полых микросфер
"Промышленный парк высокопроизводительных полых микросфер Хайнуо, который мы строим в зоне экономического развития Гаопин провинции Шаньси, включен в список ключевых проектов провинциального уровня провинции Шаньси на этот год. При содействии соответствующих органов власти были закреплены за землей для проекта. В настоящее время мы завершаем предварительные процедуры, такие как оценка воздействия на окружающую среду и оценка энергоэффективности, и строительство начнется в ближайшее время", - сказал Чжао Хуэйлун.
В этом году компания Shanxi Hainuo инвестирует 750 миллионов юаней в строительство промышленного парка, проектная производственная мощность которого составляет 30 000 тонн. Ожидается, что он будет завершен и введен в эксплуатацию в следующем году. «Наша текущая годовая производственная мощность составляет 15 000 тонн; с добавлением этих 30 000 тонн промышленный парк станет крупнейшей в мире интеллектуальной производственной базой для полых микросфер», - сказал Чжао Хуэйлун. Он добавил, что после завершения строительства индустриального парка полые микросферы будут использоваться не только в добыче нефти, но также, как ожидается, найдут применение в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность и электроника.
С этой целью компания Shanxi Hainuo создала структуру исследований и разработок, включающую «альянсы – исследовательские институты – инженерные центры – рабочие станции», формирующую комплексную матрицу промышленности, научных кругов, исследований и приложений, охватывающую фундаментальные исследования, инженерные преобразования и промышленную поддержку, тем самым постоянно продвигая инновации в исследованиях и разработках полых микросфер.
Полые микросферы Шаньси Хайно расширяются в таких областях, как искусственный интеллект, полупроводники, экономика малых высот и современное строительство. «Мы также разработали девять новых продуктов, которые дебютируют на рынке, в том числе твердые плавучие материалы с полыми микросферами, обрабатываемые полиуретановые древесноподобные композитные материалы и высокоэффективные полые стеклянные микросферы с низким размером частиц и низкой диэлектрической постоянной, специально разработанные для приложений 5G», — сказал Шэнь Пэнчжан. Он добавил, что несколько продуктов были проверены для крупномасштабного применения ведущими предприятиями в различных секторах, напрямую обслуживающими таких клиентов, как BYD и Китайская корпорация аэрокосмической науки и промышленности.
Шаньси Хайно - это «специализированное, изысканное, уникальное и инновационное» (SRUI) предприятие «Маленький гигант» государственного уровня, специализирующееся на производстве полых микросфер с целью «стать ведущим мировым предприятием в области новых материалов для микросфер». Шэнь Пэнчжан заявил: «Мы намерены продолжать углублять наш опыт в области новых материалов из полых микросфер, тем самым закладывая прочную основу новых материалов для безопасности стратегических отраслей страны!»
Источник: Ежедневная газета науки и технологий.
Ваше сообщение должно содержать от 20 до 3000 символов!
