А. Лельевр - Эврика-86
АЛЮМИНИЙ ДЛЯ СЕЛА
Рассказывает академик А. Белов
ФАНТАСТИЧЕСКИЙ РОСТ
Значительную часть своих сил наш Всесоюзный институт легких сплавов направляет на создание совершенных технологий получения и обработки алюминия, изыскание наиболее эффективных областей и способов применения его в народном хозяйстве.
1986 год — год 100-летия алюминия как промышленного металла. Уместно в связи с этим напомнить некоторые факты из истории его применения.
В свободном виде алюминий был получен в 1825 году. И в течение почти 60 лет он оставался редким, драгоценным металлом, не имеющим никакого промышленного применения. Так, в 1854–1855 годах было изготовлено всего 25 килограммов алюминия по цене около 45 рублей золотом за килограмм. Лишь с 1886 года, когда одновременно и независимо друг от друга французский металлург П. Эру и американский физик Ч. Холл предложили способ получения алюминия электролизом криолитно-глиноземных расплавов, начало развиваться его промышленное производство. Уже в 1890 году было получено несколько сотен тонн алюминия. К настоящему времени годовой выпуск его в мире увеличился в 75 тысяч раз! История не знает таких темпов вторжения в жизнь какого-либо другого промышленного металла. По объему производства алюминий сегодня занимает второе место
после стали. Но можно предположить, что, когда удастся полностью решить энергетическую проблему и энергия перестанет быть дефицитной, алюминий выйдет на первое место и возьмет на себя роль главного металла цивилизации. К тому есть ряд оснований.
Начнем с того, что запасы алюминия практически неисчерпаемы: по распространенности в природе он занимает третье место среди всех элементов и первое среди металлов — 8,8 процента от массы земной коры; это примерно в 2 раза больше, чем железа, и в 2500 раз больше, чем меди.
Сплавы на основе алюминия, которые содержат 4–6 процентов легирующих элементов, обладают замечательными физическими и механическими свойствами (в дальнейшем для краткости будем говорить «алюминий», имея в виду его различные сплавы). Малая плотность у них сочетается с высокой прочностью. Благодаря этому по удельной прочности (отношение прочности материала к его плотности) они раз в пять превосходят конструкционную сталь. Именно поэтому алюминий стал одним из основных конструкционных материалов, применение которого позволяет значительно уменьшить массу изделия. Естественно, что первой и главной областью, где алюминий оказался вне конкуренции, стала авиация. Затем его начали использовать в ракетостроении, а в последние годы, когда в транспортном машиностроении повышению весовой отдачи конструкции на единицу затрачиваемой энергии двигателя стало придаваться все большее значение, и в производстве автомобилей, тракторов, вагонов.
От других металлов и сплавов, имеющих высокие механические свойства, алюминий выгодно отличается тем, что очень хорошо обрабатывается давлением, резанием. Например, в результате только одной операции прессования удается получить любую форму профиля — точного по размерам,
сткого, прочного и экономичного. Использование профилей из алюминиезых сплавов открыло перед строителями возможность создания оптимальных конструкций стеновых панелей, подвесных потолков, дверных блоков, оконных рам и других элементов. Такие конструкции легки, прочны, стоимость сборочных работ минимальна; алюминию с помощью электрохимической и других видов обработки легко придать декоративный вид. Все это в сочетании с высокой коррозионной стойкостью и долговечностью алюминия определило его широкое применение в строительстве. Ныне в мире для этих целей ежегодно расходуется более 2 миллионов тонн алюминия.
ПОТЕРИ ПРОДУКЦИИ — ДО МИНИМУМА
В последние годы алюминий стал интенсивно использоваться и в различных сферах агропромышленного комплекса. В отношении санитарных норм и некоторых других специфических требований, предъявляемых к конструкционным материалам, он оказался здесь самым подходящим. Алюминий устойчив к воздействию воды, солнца; он не только гигиеничен и нетоксичен (мы ведь без опасения пользуемся алюминиевой посудой), но и легко дезинфицируется и при этом не подвергается коррозии.
Особо перспективен он для сооружения зернохранилищ.
На уборку зерна направляется армада современной сельскохозяйственной техники, поэтому убирают его быстро, потери при этом невелики. Но вот зерно поступает в хранилища. В большинстве из них оно, постепенно расходуясь, находится в среднем около 4–5 месяцев. Зерно — живой организм. При хранении оно поглощает и выделяет влагу и ряд весьма активных веществ, подвержено воздействию бактерий; надо беречь зерно от плесневых грибков, насекомых и грызунов, считаться с тем, что в определенных условиях
оно может саморазогреваться, что ухудшает его качество.
Материал, из которого строят хранилища, должен длительно (как минимум 40–50 лет) противостоять коррозии, обеспечивать нужный режим хранения, легко очищаться и дезинфицироваться. Конструкция должна работать хорошо и надежно в жару и холод, под дождем и снегом, быть высокомеханизированной и не требовать применения ручного труда. Крупносерийное строительство зернохранилищ на обширной территории нашей страны осложняется разнообразием климатических зон, а также тем, что многие хозяйства значительно удалены от железных дорог и дорог с твердым покрытием.
Особенно актуальна проблема сохранности зерна для самого сельского хозяйства, где остается значительная часть урожая в виде семенного и фуражного фонда. Нередко сохранность зерна в колхозах и совхозах полностью зависит от погодных условий, традиционно суровых и неблагоприятных на значительной части нашей страны.
Сегодня у нас емкостей для внутрихозяйственного хранения зерна, которые бы полностью решали проблемы сохранности урожая, не требовали бы больших затрат труда на сооружение, а затем эксплуатацию и отвечали бы всем перечисленным условиям, недостаточно. В результате народному хозяйству наносится немалый ущерб. Это не только физически потерянные тонны зерна, но и снижение его качества из-за неудовлетворительных условий хранения.
Сейчас сложилась диспропорция между высоким уровнем механизации уборки и обработки зерновых и их хранением. Поэтому одну из основных задач Продовольственной программы — увеличение производства зерна — нужно решать, не только повышая урожайность, но и сокращая его потери, в особенности при хранении. До последнего времени
нилища сооружались в основном из железобетона. Но если и дальше поступать таким образом, то быстро решить проблему полного сохранения всего урожая мы не сможем. Строительство из железобетона сравнительно небольших хранилищ вместимостью по 1500–3000 тонн зерна, а именно такие нужны большинству хозяйств, дорого и неэкономично, связано с большими затратами труда. Поэтому возведение хранилищ в условиях сельской местности растягивается нередко на годы. Велики и потребности в материалах, например: на каждую тонну хранимого зерна — около тонны железобетона, в том числе 20–25 килограммов арматурной стали.
Эффективно решить эту задачу можно, лишь используя новые конструкции хранилищ — из облегченных строительных элементов — и индустриальные методы монтажа. Наиболее полно всем этим требованиям отвечают цельнометаллические конструкции. Встает вопрос: из какого же металла строить хранилища? Очевидно, что могут рассматриваться только два конструкционных металла: сталь и алюминий. Но сталь годится лишь в защищенном от коррозии виде, например, оцинкованная. При нарастающем дефиците цинка невозможно выделять ежегодно в течение ряда лет столько листового оцинкованного проката, сколько необходимо для создания недостающих емкостей хранения.
Алюминиевые конструкции не только прочны и легки — они без всяких покрытий стойки к коррозии. Высокие отражательная способность и теплопроводность алюминия уменьшают опасность конденсации влаги, способствуют нормальному режиму хранения; благодаря гладкости алюминия значительно меньше собирается пыли на стенках хранилища.
Расход алюминия на тонну хранимого зерна составляет лишь 6–9 килограммов. Чтобы построить в хозяйстве хранилище, скажем, на 500 тонн зерна, достаточно доставить на место
тельства всего 4 тонны алюминиевых] конструкций; значит, можно обойтись рейсом одного КамАЗа, что немаловажно, если ставить хранилище рядом с полем. А для сооружения такого же по емкости хранилища из железобетона придется привезти около 500 тонн железобетонных элементов, причем масса многих из них достигает 8 тонн. Для работы с такими элементами нужна мощная грузоподъемная техника, а для их доставки — дороги с твердым покрытием и десятки грузовиков, которые сделают по нескольку рейсов.
С переходом на строительство металлических зернохранилищ село получает возможность приобрести хранилище, так же как сегодня оно приобретает трактор или комбайн, максимальной заводской готовности, высокого качества при минимуме собственных трудовых затрат.
