Как в России делают оптическое волокно. Репортаж с завода «Оптиковолоконные Системы»
@sdelanounas_ruКомпания АО «Оптиковолоконные Системы» ведёт свою историю с февраля 2008 года, когда она и была создана. Но вначале была лишь идея, понятно, что тема производства оптического волокна весьма перспективная, но это же надо было доказать не только себе, но и потенциальным инвесторам, не секрет же, что без денег и оборудования далеко не уедешь, тем более, что по сути нужно было создавать в России это дело практически с нуля. Хотя если честно, было у нас и в Советском Союзе такое производство, но это всё не для массовости, эксклюзивно, в небольших объёмах и, скорее всего, на оборонку и спецпроекты уходило. Поездив по миру и изучив основных производителей оборудования остановились на финской компании Nextrom Oy, и в феврале 2011 года подписали с ними контракт на создание «под ключ» завода по производству оптического волокна. А в ноябре 2013 года запустили и саму стройку, а чтоб время не терять начали набирать и обучать персонал. Да, опять пришлось учиться всему у иностранцев, но с нашей пытливостью ума и золотыми руками всё получилось. Первый образец российского оптического волокна родом из Мордовии был получен в мае 2015 года, а официальное открытие завода состоялось 25 сентября 2015 года. Инвестиции в создание завода составили 2,7 млрд рублей, а потом ещё прошла дополнительная модернизация в размере 950 млн рублей.
2. Вот в этом красивом и ярком здании они и находятся. Кстати, башня там не просто так, технологический процесс требует.
999A5264 © live.staticflickr.com
Стеклянное оптоволокно производится из кварца, ну и, понятное дело, каждый производитель, чтоб достигнуть необходимых свойств, добавляет свою приправу. Мы пока учимся готовить, поэтому само сырьё пока покупаем у японцев. Они одни из лучших в мире, а на качестве же нельзя экономить, тем более, когда создаётся фундамент. А вот дальше специалисты из «Оптиковолоконные Системы» всё делают своей головой и руками. Собственно, вот так и выглядят преформы (сырьё для оптического волокна) от японской компании Sumitomo Electric Industries. Одна такая преформа весит порядка 60-70 кг, и из неё получается более 2 000 км оптического волокна.
999A5277 © live.staticflickr.com
Ну что, мы с вами на восьмом этаже, откуда и начинается волшебство. Если вкратце, то весь технологический процесс выглядит следующим образом. На первом этапе берут ту самую преформу, что на фото выше, и отправляют в специальную печь, где её разогреваются до 2 тысяч градусов. Далее при прохождении через башни вытяжки происходит постепенное вытягивание нити до размера 125 мкм в толщину. На следующем этапе волокно остывает, и на него наносится полимерная оболочка методом «wet-on-wet» (мокрый по мокрому), причём всё это проходит на скорости 1700 м/с (100 км/ч). Потом его протягивают для придания ему необходимой толщины и формы. Весь процесс производства оптического волокна максимально автоматизирован. Для того, чтобы оптическое волокно прослужило довольно долго, оно проходит и такую операцию, как дейтерование. И на финише происходит контрольная перемотка под натяжением и контроль качества с пристрастием, конечно же.
4. Индукционные печи для вытяжки оптического волокна. Всего их тут шесть плюс 1. Высота печей — 1500 мм, длина — 1000 мм, ширина — 800 мм, а масса 730 кг. В печи преформа плавится около суток, пока вся не отправится в дело.
999A5299 © live.staticflickr.com
Немного терминологии для порядка. Оптическое волокно — это такая нить очень малого диаметра (сравнима с толщиной человеческого волоса) из оптически прозрачного материала стекла или пластика, используемая для переноса света внутри себя посредством полного внутреннего отражения. Вот из них уже и делают различные кабели, по которым переносится информация на большие расстояния. Принцип передачи света, используемый в волоконной оптике, был впервые продемонстрирован в XIX веке, но повсеместное применение было затруднено отсутствием соответствующих технологий. Лишь в 1934 году американец Норман Р. Френч получил патент на оптическую телефонную систему, речевые сигналы в которой передавались при помощи света по стержням чистого стекла. А спустя еще 28 лет, были разработаны фотодиод и полупроводниковый лазер, с помощью которых можно было передавать и принимать оптический сигнал. Повсеместному переходу на технологии волоконно-оптических линий связи (ВОЛС) мешали высокие затухания в оптическом волокне, поэтому в конкурентной борьбе медь тогда ещё побеждала. Только к 1970 году компании Corning (она и сейчас одна из мировых лидеров) удалось наладить коммерческое производство волокна с низким затуханием — до 17 дБ/км, а через пару лет они добились цифры до 4 дБ/км. К 1983 году был освоен выпуск одномодовых волокон, по которым передавалась одна мода. Дальше прогресс не заставил себя долго ждать. В России первые волоконно-оптические линии появились в Москве. Первой подводной ВОЛС стала магистраль Санкт-Петербург — Аберслунд (Дания), проложенная компанией «Совтелеком» (ныне ПАО «Ростелеком»).
IMG_8800 © live.staticflickr.com
Выбор размещения такого уникального завода именно в Саранске тоже не случаен. Исторически здесь умели работать и со стеклом, и с кабелем. Первый миллион километров оптических волокон предприятие выпустило за полтора года. Второй миллион — за один год. На выпуск третьего миллиона потребовалось уже шесть месяцев. Вот такими темпами они и начали отвоёвывать наш рынок у иностранных гигантов.
6. Идём дальше гулять по этажам
999A5352 © live.staticflickr.com
В декабре 2016 года «Оптиковолоконные Системы» совместно с ПАО «Ростелеком» и ОАО «ВНИИКП» завершила программу тестирования российского оптического волокна собственного производства, а также оптоволоконного кабеля, произведенного с его использованием. По результатам тестирования получены положительные результаты, и продукция компании рекомендована к применению в сетях связи ПАО «Ростелеком». Кстати, в начале 2021 года они запустили серийное производство нового типа оптического волокна G.654.E. Оптическое волокно этого стандарта будет применяться как раз для проекта Ростелекома по строительству новой волоконно-оптической линии связи от западных до восточных границ РФ под рабочим названием ТЕА NEXT (Транзит Европа — Азия нового поколения). Это масштабный коммуникационный проект по строительству ВОЛС, маршрут которой пройдет через всю страну — от Калининграда до Сахалина. Что меня ещё больше порадовало, так это то, что первая партия оптического волокна нового стандарта ушла в Пермь, где работает один из ведущих заводов по производству оптоволоконного кабеля — ООО «Инкаб», там и будет произведен кабель для первого пилотного участка проекта TEA NEXT.
999A5382 © live.staticflickr.com
8. Один из самых ярких производственных моментов — это ловля капли. Дело в том, что первое расплавленное стекло, выходящее из печи, имеет форму капли. Оно целенаправленно стягивается для уменьшения своего диаметра, чтобы могла получиться тонкая стеклянная нить размером в несколько сот микрон. Её пропускают до самого нижнего этажа.
999A5368 © live.staticflickr.com
9. Средняя масса капли 50-70 г., а её температура 1 800
IMG_8821 © live.staticflickr.com
Не любят тут тех, кто курит, так что это ещё и один из самых здоровых заводов в России. Всё дело в том, что при производстве оптического волокна важна настолько идеальная чистота, а курящий сотрудник в теории, даже после того, как сделал своё дело, при заправлении преформы может внести неосознанно негативный эффект от соединения ненужных элементов со стеклом. Так что на заводе таких плохишей совсем нет!
999A5418 © live.staticflickr.com
Сегодня компания «Оптиковолоконные Системы» производит телекоммуникационные оптические волокна стандартов G652 и G657А1, в том числе с уменьшенным диаметром 200 микрон. Мощности завода позволяют выпускать 4 млн км оптического волокна в год. Этого вполне хватает чтобы покрыть более 50% российского рынка, кстати, они свою продукцию ещё и за границу отправляют, например, в Беларусь, Китай, Австрию, Великобританию, Чехию и Польшу.
999A5454 © live.staticflickr.com
Планомерное снижение температуры волокна на технологической линии достигается за счет использования труб сопровождения и охлаждения. Они позволяют уменьшить эту величину с ~2000°С до ~55-65°С уже ко 2 этажу башни вытяжки.
999A5474 © live.staticflickr.com
IMG_8844 © live.staticflickr.com
14. На этом этаже происходит нанесение акрилатного покрытия на волокно и полимеризация УФ-лампами. Всё это придаёт волокну дополнительную силу и гибкость.
999A5527 © live.staticflickr.com
Стоит отметить, что в самой башне за счет особой системы очистки воздуха создаётся 6 класс чистоты, что позволяет исключить попадание загрязняющих частиц, которые могут привести к возникновению дефектов на волокне.
999A5717 © live.staticflickr.com
И вот мы, наконец, добрались до первого этажа, но и здесь полным ходом кипит работа. Тут происходит намотка оптического волокна на большие катушки, вмещающие 250-1000 км оптического волокна. И уже в таком виде они отправляются на тестирование перемоткой под натяжением, носящее название пруф-тест.
999A5743 © live.staticflickr.com
17. Акционерами завода являются РОСНАНО и Газпромбанк, каждому из которых принадлежит по 48% акций. Еще 4% акций предприятия находятся у властей республики Мордовия.
IMG_8991 © live.staticflickr.com
Ещё один важный момент, несколько лет назад и катушки были не русские, а теперь только отечественным дан зелёный свет. Так что «Оптиковолоконные Системы» не только сами вносят существенный вклад в импортозамещение, но и помогают другим нашим заводам отличиться.
999A5746 © live.staticflickr.com
19. Смена катушек происходит без остановки вытяжки.
999A5753 © live.staticflickr.com
20. Отсюда следят за всеми производственными процессами.
999A5537 © live.staticflickr.com
21. Участок, где проходит перемотка оптического волокна на катушки. Они уже поменьше и вмещают в себя 50 или 25 км.
999A5660 © live.staticflickr.com
999A5711 © live.staticflickr.com
999A5676 © live.staticflickr.com
999A5639 © live.staticflickr.com
25. Перемотка волокна с технологических катушек на коммерческие происходит под натяжением более 0,69 ГПа. Таким образом, заодно волокно испытывают ещё и на прочность.
999A5690 © live.staticflickr.com
Наше волокно какие только погодные и техногенные испытания не проходит в своей рабочей жизни, так вот, чтоб защитить его на заводе специально обрабатывают в атмосфере дейтерия, который блокирует возможность присоединения ОН-радикалов в процессе эксплуатации. Как результат, это позволяет обеспечить срок службы волокна более 25 лет. Всё это проходит здесь, на этот раз мне не повезло это увидеть лично.
26. Участок дейтерирования. В течение 36 часов происходит это знатное мероприятие.
999A5628 © live.staticflickr.com
27. Участок контроля качества.
999A5604 © live.staticflickr.com
28. Здесь проверяются оптические и геометрические характеристики волокна: коэффициент затухания, хроматическая дисперсия, диаметр модового поля и многие другие характеристики. Обязательно проверяется каждая катушка.
IMG_8894 © live.staticflickr.com
Что касается сильных сторон их продукции, кроме цены конечно, что они просто вынуждены быть помешанными на качестве. Ведь с одной стороны их окружают ведущие иностранные игроки, которые десятилетиями производили это самое волокно, и знают про него всё, а мы лишь пока в стадии догоняющего. А с другой стороны — дешёвый китайский импорт, пусть и другого качества.
999A5596 © live.staticflickr.com
IMG_8912 © live.staticflickr.com
31. В компании работают более 130 человек.
999A5580 © live.staticflickr.com
IMG_8984 © live.staticflickr.com
33. Представляете, диаметр готового волоконного световода вместе с покрытием составляет 250 микрон. А один километр оптоволокна весит около 60 граммов. После проверки и выдержки катушки с волокном закрывают защитными кожухами, предохраняющими от ударов и падений.
999A5622 © live.staticflickr.com
34. Участок покраски оптического волокна. Он был запущен в августе 2018 года. Теперь «Оптиковолоконные Системы» могут дать клиенту волокно даже с «перламутровыми пуговицами» :).
999A5841 © live.staticflickr.com
Само окрашивание состоит из нескольких этапов: протягивание волокна через фильеру (узел нанесения цветного покрытия), окрашивание волокна, последующая сушка цветного покрытия и намотка готовой окрашенной продукции на транспортные катушки, готовые к отправке клиенту. В качестве цветного покрытия используются УФ-отверждаемые краски, которые сушатся интенсивным УФ-излучением. Толщина такого покрытия может варьироваться от 4 до 6 микрон. Скорость окрашивания достигает 3000 м/мин.
999A5852 © live.staticflickr.com
36. Кроме стандартного процесса окраски здесь применяется и технология «ringmarking», благодаря которой становится возможным кодировать 36 оптических волокон с помощью нанесения чернил с различным шагом.
999A5863 © live.staticflickr.com
37. И это ещё не все сюрпризы. Мы на Опытном участке изготовления преформ для производства волокна.
999A5779 © live.staticflickr.com
Сырьё мы пока покупаем за границей, а ведь в себестоимости продукции оно занимает 50-60%, конечно, это не может устраивать. Впереди у России большой вызов, цифровизация всего и вся, переход на другие стандарты связи, устранения цифрового неравенства, переход промышленности на более инновационные рельсы
999A5785 © live.staticflickr.com
39. Вот так выглядит через увеличительное стекло преформы, из который получают оптическое волокно.
999A5797 © live.staticflickr.com
40. Запомните этот момент, по сути, на наших глазах твориться история, Россия скоро будет сильна и в этой теме.
999A5824 © live.staticflickr.com
Поддержи проект "Сделано у нас": подпишись на Дзен-Премиум. Все собранные деньги пойдут исключительно на развитие и продвижение проекта
Другие сервисы:
Sponsr: https://sponsr.ru/sdelanounas/
Boosty: https://boosty.to/sdelanounas
Подробнее о том зачем нужно поеддерживать проект в моей статье на Дзен
10.07.2114:50:59
10.07.2115:40:42
11.07.2118:11:10
10.07.2120:04:54
11.07.2118:07:48
12.07.2111:12:11