Вопросы практической технологии изготовления шин 2010 №1

Подождите немного. Документ загружается.

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

рожное покрытие.

Рисунок 6 показывает влияние массы шипа на интенсивность изнашивания дорожного

покрытия.

Рис. 6. Зависимость износа дорожного покрытия

от массы шипа противоскольжения.

Влияние скорости автомобиля на интенсивность изнашивания дорожного покрытия пред-

ставлено графиком на рисунке 7.

Как следует из представленной зависимости, чем выше скорость автомобиля, тем вы-

ше износ дорожного покрытия шипами противоскольжения.

Рис. 7. Зависимость износа дорожного покрытия от вертикальной

скорости шипа противоскольжения в момент удара о

поверхность дороги.

Последующие эксперименты также подтвердили, что основным конструктивным пара-

метром, определяющим интенсивность изнашивания дорожного покрытия шипами противо-

скольжения, является масса шипа, и не предоставили устойчивых доказательств того,

что величина выступа шипа из протектора шины или сила статического давления шипа на

поверхность дороги оказывают существенное влияние на интенсивность изнашивания до-

рожного покрытия.

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №1,2010

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО-

И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

В исследовании [20] было изучено влияние политики обслуживания дорог в зимних усло-

виях на интенсивность изнашивания дорожного покрытия. Исследование сообщает, что од-

новременное использование соли и ошипованных шин ускоряет изнашивание дорожного по-

крытия. Соль является причиной того, что поверхность дорожного покрытия остается влаж-

ной дольше и, как следствие, изнашивается быстрее, чем сухое дорожное покрытие. Ис-

пользование соли как метод борьбы с зимней скользкостью также вызывает коррозию и не-

гативно влияет на качество грунтовых вод.

Однако, согласно политике финских властей, одновременное использование "легких"

шипов и соли на главных дорогах Финляндии все еще является оправданным, поскольку

по-

тери от ДТП считаются наиболее важным экономическим фактором.

7.2.2. Швеция.

В Швеции детальным исследованием проблемы износа дорожного покрытия шипами

противоскольжения занимался Якобсон. Он изучал влияние на интенсивность износа до-

рожного покрытия таких факторов, как объем перевозок, количество шипов в шине, скорость

движения автомобиля, присутствие воды на поверхности дороги, тип шипа, величина его

выступа из протектора и сила статического давления шипа на дорогу. В результате его ис-

следований была вычислена удельная величина изнашивания шведских дорог ошипован-

ными шинами: в

1975

г. - 100 г/автомобиль/км и в

1995

г. - 20 г/автомобиль/км. Опытным

путем подтвержден тот факт, что интенсивность изнашивания влажного дорожного покрытия

выше по сравнению с сухим, а также было подтверждено, что "легкие" шипы (массой от

0,7

до

1,0

г) уменьшают изнашивание дорожного покрытия на 50% по сравнению с 1,8-

граммовыми стальными шипами [60, 62,

63,

66].

7.2.3. Северная Америка.

Последние исследования проблемы использование ошипованных шин в США были про-

ведены в штатах Аляска, Орегон и Вашингтон. Базой для исследования послужили, главным

образом, отчеты по той же проблеме, опубликованные в скандинавских странах.

Бартер и Джонсон [53, 54, 55, 56] для того, чтобы представить предложения по снижению

интенсивности износа дорожного покрытия ошипованными шинами в США, провели сбор

информации в Норвегии, Швеции и Финляндии и выяснили влияние отдельных факторов на

скорость износа дорожного покрытия шипами противоскольжения.

Основываясь на исследованиях, проведенных данными странами и своем опыте, накоп-

ленном в штате Аляска, Бартер и Джонсон пришли к выводу, что использование "легких"

шипов (массой

1,1 г) может уменьшить износ дорожного покрытия на 50% по сравнению с

обычными шипами (массой

£1,8

г). Они также заявили, что, дополнительно к этому, износ

дорожного покрытия может быть уменьшен еще на 30% при условии использования износо-

стойких дорожных смесей (SMA) при укладке дорожного покрытия.

В 1995 г,

Ланди

провел исследование глубины колеи на дорогах штата Орегон. В резуль-

тате последующего сравнения полученных данных с показателями

1974

г. (до начала регу-

лирования использования ошипованных шин) он установил, что благодаря предпринимае-

мым мерам интенсивность износа дорожного покрытия штата удалось снизить более чем на

половину, несмотря на продолжающийся рост масштабов использования ошипованных шин

[35, 57].

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ

ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • № 1, 2010

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО-

И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

Исследования Малика, посвященные сопротивлению асфальтобетонных покрытий изно-

су шипами противоскольжения и основанные на информации, собранной со всей террито-

рии США, показали, что бетонные дорожные покрытия в два раза устойчивей к износу по

сравнению с асфальтобетонными [58].

Другое исследование, проведенное в 1999 г., было направлено на изучение влияния ско-

рости движения автомобиля на интенсивность износа дорожного покрытия ошипованными

шинами [67]. В результате данного исследования была установлена количественная зави-

симость интенсивности износа дорожного покрытия от скорости автомобиля на примере ав-

томагистралей между городами штата Вашингтон. Как показали измерения, увеличение

скорости движения автомобилей с 88 км/ч (55 миль в час) до

113

км/ч (70 миль в час) приве-

ло к ускорению износа дорожного покрытия более чем в два раза

[67].

7.2.4. Другие страны.

Многие страны также проводили исследования с целью количественной и денежной

оценки степени изнашивания дорожного покрытия ошипованными шинами. Так, например,

норвежские ученые определили интенсивность изнашивания асфальтового дорожного по-

крытия в 20 - 50 г/км/автомобиль. В целом, они оценили ежегодный износ норвежских дорог

в 250 тыс. тонн асфальта, приводящий к затратам на ремонт, приблизительно, в 250 млн.

норвежских крон

(*-

28 млн. долларов США)

[68].

Министерство транспорта канадской провинции Онтарио оценивает свои ежегодные за-

траты, вызываемые дополнительным износом дорожного покрытия шипами противосколь-

жения, приблизительно в 39 млн. долларов США [69].

(Окончание обзора читайте в следующем номере сборника)

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН •

№1,2010

ЕШ

ЭКОЛОГИЯ, ЭНЕРГО- И

РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

—

136

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №1,2010

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

О.Л.

Зинченко.

Как известно, коррозия - это процесс разрушения металлов вследствие хи-

мического, электрохимического и биохимического их взаимодействия с окру-

жающей средой.

При взаимодействии всей поверхности металла с окружающей средой на-

блюдается общая или сплошная коррозия, а при взаимодействии частей по-

верхности - местная или локальная.

Местная коррозия более опасна, чем общая, т.к. несмотря на незначительные

потери металла, более скоротечна и менее заметна. Поэтому последствия дан-

ной коррозии всегда неожиданные, а их ликвидация, как правило, более доро-

гостоящая.

В шинной промышленности преобладает химическая коррозия, вызываемая

либо действием газов, таких как

CO,

CO2,

перегретого водяного пара,

либо действием жидких неэлектролитов, таких как органические соединения,

перегретая вода.

Коррозионные повреждения часто являются причиной уменьшения прочно-

сти элементов конструкций, потери герметичности, преждевременного выхода

из эксплуатации машин и механизмов, аварий. В целом, по промышленности

РФ принимается, что около 30% ремонтов машин и механизмов, трубопрово-

дов, резервуаров и насосов вызывается коррозией.

Коррозия приводит к значительным убыткам во всех промышленно

разви-

тых странах. В частности, в конце прошлого столетия эти убытки оценивались

в 5% -

10%

от национального дохода.

Потери (убыток), связанные с коррозией металла подразделяются на две ка-

тегории: прямые и косвенные. Затраты на защиту от коррозии составляют тре-

тью категорию.

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №1,2010

137

ЭКОЛОГИЯ, ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

К прямым потерям относят:

капитальный ремонт основных фондов при замене поврежденных корро-

зией

узлов и деталей, оборудования, арматуры, трубопроводов, наземных

и подземных емкостей, а также дополнительные затраты, связанные с

очисткой коррозии с поверхности металла;

санных по причине коррозии металла;

списанных по причине коррозии из-за несоблюдения нормальных усло-

вий хранения и транспортировки.

К косвенным потерям относят:

металла, как во время проведения внепланового ремонта, так и из-за

сверхплановых простоев оборудования;

жимов основных технологических процессов по причине коррозии обо-

рудования и/или трубопроводов в отдельных цехах шинного завода;

брака продукции в результате отклонений технологических параметров

от заданных диапазонов из-за коррозии металла;

сквозной коррозии металла трубопроводов, резервуаров, контейнеров при

их производстве, хранении и транспортировке.

К затратам на защиту относят все виды затрат, связанные с использованием

средств и методов для предотвращения или уменьшения коррозии металла.

В настоящее время шинная промышленность становится все более высоко-

производительным, автоматизированным и прецизионным производством. За-

воды оснащаются высокоточным оборудованием, успешная эксплуатация кото-

рого зависит не только от высокой квалификации обслуживающего персонала,

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №

1,2010

—

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

но и от стабильности технологических параметров и качества энергоносителей.

Одним из основных энергоносителей в шинном производстве является про-

мышленная вода, используемая для охлаждения основного технологического

оборудования, приготовления перегретой воды для процессов вулканизации и в

силовой гидравлике. Низкий уровень водоподготовки приводит к значительным

потерям из-за коррозии металла и образованию накипи в трубопроводах и обо-

рудовании систем водоснабжения и теплообеспечения.

Одним из наиболее распространенных, эффективных и простых методов

борьбы с коррозией металла, накипью на внутренних стенках трубопроводов и

технологическом оборудовании является ингибирование промышленной воды.

Ингибитором, как известно, называется вещество, введение которого в не-

больших дозах в коррозионную среду позволяет существенно замедлить корро-

зионный процесс. Ингибиторы широко используются, главным образом, в

замкнутых системах, т.е. в системах с постоянным или мало обновляющимся

объемом. К таким системам относятся циркуляционные охладительные и на-

гревательные системы. Большое преимущество ингибиторов состоит в том, что

они пригодны даже при защите поврежденных коррозией систем без замены

металла или конструкции.

Универсальность механизма действия ингибиторов заключается в том, что

они обеспечивают не только защиту металла от коррозии, но и защищают от

накипеобразований,

обладая, при этом, хорошими моющими свойствами, что

позволяет без больших капитальных затрат размягчать и удалять из оборотных

систем и трубопроводов оборудования накопившиеся отложения.

Для оценки эффективности подавления коррозионной активности

)

про-

мышленной воды в оборотных системах шинных заводов различными ингиби-

торами был проведен ряд исследований. Для изучения были выбраны отечест-

венные ингибиторы с товарными марками: ЦБФ-2-2-3, С-24, ИКБ-4В,

ИКБ-4-1,

ИКБ-8,

ИКБ-6-23,

ДН-1

М-1.

На первом этапе исследований определялась коррозионная активность про-

мышленной воды, поступающей на предприятие (без добавления ингибиторов)

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №1,2010

ЭКОЛОГИЯ, ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

и изменение этой активности в процессе водооборота (химочистка, контакты с

резиновой смесью и теплопередающими поверхностями).

Было установлено (см. рисунок), что коррозионная активность химочищен-

ной (умягченной) воды выше коррозионной активности поступающей промыш-

ленной воды более, чем на 30% (2,12

мм/год

против 1,5 мм/год).

Охлаждающая вода после кон-

такта с теплопередающими по-

верхностями (с температурой до

90°С) имеет наименьшую корро-

зионную активность и составляет

около 1,0

мм/год,

т.е. на 30% ниже

этого показателя поступающей

промышленной воды и в 2 раза

ниже, чем у химочищенной воды.

Промышленная вода после кон-

такта с резиновой смесью, напри-

Рис.

Коррозионная

активность

промышленной

ме

Р>

охлаждении протектора,

воды

1-химочищенная

промышленная вода; снижает свою коррозионную

ак-

2 - промышленная вода,

поступаемая

на

„

м/

предприятие; тивность еще, примерно, на 30%.

3 - промышленная вода после контакта с

теплопередающими поверхностями. Таким образом, полученные дан-

ные свидетельствуют об изменяемости коррозионной активности промышлен-

ной воды (а, значит, и изменении содержания в ней

Ог)

в процессе ее оборота

на предприятии.

С целью снижения активного воздействия

Ог

на коррозионную активность

охлаждающей воды систему оборотного водоснабжения необходимо либо гер-

метизировать, либо подобрать такой ингибитор, который с высокой эффектив-

ностью изолировал бы омываемые водой металлические поверхности от окис-

лительного воздействия кислорода.

Однако,

даже

успешный подбор необходимого ингибитора может оказаться

экономически невыгодным, если система оборотного водоснабжения сильно

1Ш

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН •

№1,2010

ЭКОЛОГИЯ,

ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

разгерметизирована или работает с частыми продувками (сбросами воды), т.к. в

этих случаях потребуется применение слишком большого количества ингиби-

тора для поддержания необходимой его концентрации и возникает опасность

засорения окружающей среды. Отсюда следует, что применение ингибиторов

коррозии в системах оборотного водоснабжения шинных заводов эффективно

лишь для циркуляционных замкнутых (без продувки) систем.

На втором этапе исследований было определено, что пригодными для ис-

пользования в системах оборотного водоснабжения шинных заводов являются

ингибиторы коррозии следующих товарных марок (в скобках указан защитный

эффект в процентах): ИКБ-4В (73%), ИКБ-6-23

(61%),

С-24 (77%),

М-1

(85%), и

ДН-1

(81%).

Однако действие этих ингибиторов ограничивается температурным преде-

лом до 90°С,

кроме

ингибитора ИКБ-6-23, термостойкость которого находится

в пределах до 200°С. Это означает, что большинство из перечисленных ингиби-

торов непригодно для использования в системе водоснабжения установок по

приготовлению перегретой воды с температурой

200°С

и выше.

Таким

образом,

для эффективного использования ингибиторов коррозии в

системах оборотного водоснабжения целесообразно либо подобрать универ-

сальный ингибитор водной коррозии с высокими защитными свойствами при

температурах от

15°С

до

250°С,

либо произвести разделение систем промыш-

ленного водоснабжения на две части: холодную (до 90°С) и горячую (до

250°С),

сделав каждую из этих систем замкнутой (без продувки).

Следует отметить, что для ликвидации интенсивной коррозии (согласно

СНиП,

разработанным в СССР) необходимо снизить концентрацию растворен-

ного кислорода в воде до величины 50 мкг/кг. Добиться такой

концентрации,

кислорода реально на выходе из двухступенчатого деаэратора. Но практически

невозможно (без применения ингибиторов или иных средств) получить такую

концентрацию кислорода в трубопроводах вулканизационного оборудования,

т.к. в сегодняшних условиях отечественных шинных заводов невозможно пол-

ностью исключить подсос воздуха в контуре циркуляции перегретой воды при

ВОПРОСЫ

ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ШИН • №1,2010

ЭКОЛОГИЯ, ЭНЕРГО- И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ

вакуумировании и перепуске силовой гидравлики через неплотности централь-

ного механизма управления диафрагмой.

В последнее время в системах горячего водоснабжения (до

250°С),

как в на-

шей стране, так и за рубежом, успешно применяется в качестве ингибитора ки-

слородной коррозии гидразин

(N2H4).

Удаление кислорода из воды осуществляется в результате следующей реак-

ции:

Скорость этой реакции при температуре 205°С и умеренной концентрации

гидразина за сравнительно небольшой промежуток времени возрастает на

столько, что достигается, практически, полное удаление кислорода. При избыт-

ке гидразина возможно восстановление окислов металлов.

В сочетании с другими ингибиторами, обладающими хорошими моющими

свойствами против накипеобразований, применение гидразина в системах обо-

ротного водоснабжения шинных заводов максимально эффективно.

Таким образом, удаляя кислород из циркуляционной системы энергоустано-

вок по приготовлению перегретой воды и трубопроводов цехов вулканизации,

можно существенно увеличить срок службы трубопроводов, клапанной обвязки

и нагревательных плит вулканизационных прессов, оборудования систем теп-

лообеспечения, а также повысить эксплуатационную ходимость диафрагм за

счет снижения или исключения их осмоляемости.