Лаборатория Total. Масло — масляное?

С тем, что это словосочетание является тавтологией, специалисты научно-исследовательского центра Total, который находится в Солезе, вряд ли согласятся. Как и с поговоркой «Кашу маслом не испортишь»

С тем, что это словосочетание является тавтологией, специалисты научно-исследовательского центра Total, который находится в Солезе, вряд ли согласятся. Как и с поговоркой «Кашу маслом не испортишь». В этом случае разработчики французской компании поинтересовались бы, для какой «каши» предназначено масло

Три кита для центра в Солезе

Но сначала о глобальном. Total — четвертый по объемам мирового производства нефтеперерабатывающий концерн, имеющий годовой оборот 160 млрд евро. В первом полугодии 2010-го оборот составил около 80 млрд, а чистая прибыль — почти 6 млрд евро. В 130 странах мира на предприятиях Total трудятся около 100 000 работников. В год на заводах концерна производится 1 600 000 тонн смазочных материалов, а в ближайшее время планируется увеличить производство до 2 000 000 тонн.

Теперь о более локальном — научно-исследовательском центре в Солезе, самом крупном из трех, принадлежащих концерну. Раньше центр принадлежал компании Elf, объединившейся затем с Total. В настоящее время основными предметами разработок центра являются смазочные материалы, топливо и битумы. Руководитель отдела смазочных материалов Филипп Риво так определил направление деятельности центра: «Инициировать задачу и найти способы ее решения». При этом результаты исследовательской работы используются только в компании — сторонние заказы не выполняются. Но зато в партнерстве с крупнейшими европейскими университетами здесь проводятся и фундаментальные научные исследования.

Что касается постановки задач и методов их решения, то работа в Солезе развивается по трем направлениям. Во-первых, это техническое сопровождение по адаптации имеющейся продукции к новым нормативам (в том числе и Евро 5). Сюда можно включить и программы поддержки крупных автопредприятий: анализ отработанных смазочных материалов позволяет оценить износ узлов и агрегатов и дать эксплуатационникам необходимые рекомендации. Во-вторых, это разработка новых продуктов, инициированная требованиями автопроизводителей. Как правило, это проекты, рассчитанные на срок до пяти лет — столько времени может потребоваться на создание промышленного образца. И третьим «китом» являются научные исследования с программами, рассчитанными на срок до десяти лет, дающие возможность заглянуть в будущее отрасли.

По законам экономики

Если говорить о первых двух направлениях, то научно-технические исследования здесь находятся в прямой связи с потребностями рынка. Так же, в зависимости от требований рынка, определяются номенклатура и объемы производства. Например, в последнее время большое внимание уделяется улучшению качества дизельного топлива и увеличению объемов его производства. Еще одно важное направление — биотопливо. Неслучайно на разработку моторных масел для двигателей, работающих на этом топливе, сегодня расходуется несколько десятков миллионов евро. Что касается базовых масел, то в последние 20 лет явно выражена тенденция специализации. «Ни одна из компаний не производит абсолютно все базовые масла и присадки, и Total — не исключение, — говорит Филипп Риво. — Что-то покупаем у других компаний мы, что-то покупают у нас. К примеру, мы не производим полиальфаолефины, но зато у нас есть направление по производству эфиров. Также мы производим специфические присадки, а стандартные предпочитаем покупать. 50 лет назад компания могла иметь в ассортименте все необходимое, но сейчас это невозможно».

От идеи до мотора

Если говорить о процессе производства моторных масел широкого применения, то все начинается с технического задания, выданного производителем двигателей. В документе учитываются пункты законодательства, требования производителя и поставщиков узлов и агрегатов, необходимость международной сертификации. После этого начинается поиск оптимальной формулы смазочной композиции: множество вариантов соединений базовых масел и присадок проходят лабораторные тесты, в результате которых отбираются наиболее удачные образцы. Затем следуют тесты на моторных стендах, после чего отобранные образцы получают международную сертификацию. Но и это еще не все: в завершение процесса масло проходит эксплуатационные испытания на реальных автомобилях в реальных дорожных условиях. Только после этого продукт готов к реализации.

Помня о том, что одним из направлений научно-исследовательского центра являются проекты со сроком до пяти лет, пробую уточнить: сколько в среднем занимает процесс разработки? В ответ на мой вопрос Филипп Риво улыбается: «Отвечу вопросом, как студент перед экзаменом: а когда сдавать? А если серьезно, то все зависит от ситуации. Нередко двигатель и масло создаются параллельно друг другу. И не всегда производитель мотора может задать нам характеристики всех узлов трения. Таким образом, наш продукт должен заранее удовлетворять еще не до конца сформулированным требованиям. При этом нужно понимать, что сразу создать оптимальную формулу невозможно, и нам часто приходится возвращаться назад, особенно на последней стадии. И после первых 30 формул мы разрабатываем еще 30, потом еще… Но есть еще одна проблема. Мы всегда способны создать отличный продукт, но он может оказаться слишком дорогим. Поэтому наша разработка должна быть и хорошей, и доступной. Если же говорить о сроках, то в среднем этот процесс занимает больше двух с половиной лет».

За кулисами

Посещение лабораторных корпусов центра напомнило визиты в штаб-квартиры команд «Формулы-1»: фотосъемка запрещена даже вблизи предприятия. Кстати, о «Формуле-1». Именно здесь, в Солезе, разрабатываются моторные масла, смазки и технологические жидкости для моторов Renault и шасси команды Renault F1 Team. Кроме того, на территории центра производятся специальные сорта топлива, в том числе и бензин для гоночных моторов.

Лабораторный корпус имеет несколько подразделений. Лаборатория по смазочным композициям, в свою очередь, располагает двумя отделениями: это реологическая лаборатория, где при различных температурных условиях оцениваются динамические и физико-химические параметры масла, и лаборатории, где анализируются антикоррозионные и противозадирные свойства масла. В том числе трибологическая лаборатория, сотрудники которой не ограничиваются необходимыми стандартными испытаниями, но и моделируют тесты по собственным программам и на оборудовании, произведенном  сотрудниками центра. Для сравнительных испытаний в центре собрана база данных, содержащая порядка 3000 образцов: это эталонные масла разной вязкости, присадки, базовые масла, образцы готовой продукции, в том числе продукция конкурентов.

Начало лабораторного процесса чем-то напоминает колдовство средневековых алхими­ков. Наверное, именно так и происходил поиск философского камня. Разве что антураж отличается, но даже при наличии современных компьютеров и анализаторов смешивание опытных образцов происходит вручную, с помощью колб, пробирок и пипеток. Смазочный материал может включать в себя от 4 до 50 компонентов, а всего их используется около 5000. Объемы образцов небольшие — от 2 мл до нескольких литров, а первые тесты определяют стабильность показателей вязкости. Испытания проводятся при разных температурах и скоростях сдвига, определяется вязкость проворачиваемости и прокачиваемости при низких температурах, затем стойкость масла к окислению. Для того чтобы ускорить процесс, образцы нагревают до 170°C, добавляют катализаторы, и в таком режиме тест продолжается шесть дней. Основная идея лабораторной работы заключается в том, чтобы получить как можно больше данных до перехода к моторным тестам. Нередко тесты, которые проводятся в Солезе, отличаются от стандартных — они более жесткие и более сложные.

Масло для моторных тестов изготавливают здесь же, в лабораторных корпусах. Например, для испытания моторов Renault «Формулы-1», которые проводятся на базе в Вири-Шатильоне, требуется около 200 литров масла, а для одного теста двигателя грузовика нужно 30 литров.

Среди моторов, на которых проводятся стендовые испытания, — двигатели легковых автомобилей и грузовиков, судовые двигатели. При тестах на моторных стендах одновременно оцениваются показатели и моторного масла, и топлива, и смазочных материалов. Для моторного масла важны три основных показателя: массовый показатель износа, топливная экономичность с учетом снижения коэффициента трения и чистота двигателя (уменьшение отложений). Интересен процесс оценки износа: на стенки цилиндра наносятся радиоактивные маркеры, а затем измеряется количество радиоактивных элементов, попавших в масло. Так можно оценить процент износа в каждой заданной точке или поверхности трения при использовании конкретного масла без разборки мотора. В Солезе 12 моторных стендов, каждый из которых предназначен для определенных исследований. Что касается легковых машин, то здесь, в основном, работают с моторами Renault, а моторные тесты для концерна PSA проходят в отделении Total в Гонфревиле.

«После стендовых испытаний моторы разбираются, после чего оценивается характер и процент износа каждой детали. Если результат нас устраивает, мы переходим к полевым испытаниям, — рассказывает инженер отдела масел для легковых автомобилей Николя Обрехт. — Эти тесты также ужесточены и проводятся в течение нескольких интервалов замены масла. При этом, как правило, мы используем увеличенный интервал замены, например 45 000 км. В любой момент, если возникнет проблема, мы можем вернуться на любой этап и начать работу заново».

Экскурсия в научно-исследовательский центр Total завершена, прощальный снимок «у парадного подъезда» сделать не удалось — охрана не дремлет. А из ворот центра выезжает бензовоз с надписью на цистерне: Racing Fuels and Lubricants. Что ж, можно тешить себя мыслью, что в моем присутствии «алхимики» из лаборатории Total смешивали опытный образец масла для мотора Renault F1 образца 2011 года...