Изготовление мостов и других металлоконструкций и их защита

Опубликовано 15.08.2012 в 09:10 в разделе

Послевоенный промышленный бум поднял роль ванадиевой стали очень высоко. Из нее стали делать броневые листы, матрицы для холодной штамповки, валки для прокатных станов и т. д. Английские, американские, французские металлурги горячо взялись за внедрение новой легирующей добавки, но немцы, слывшие большими доками в металлургии, к ванадию отнеслись скептически. Их приговор был суров: «Овчинка не стоит выделки». И им поверили. Только спустя значительное время выяснилось, что все дело было в том, что ванадия у них просто не было!

Конечно, сталь с добавками ванадия легче и прочнее обычной. Такую сталь использовали для изготовления лопаток газовых турбин двигателей современных самолетов. Но обнаружилось, что лопатки турбин быстро «худеют», к тому же обрастая «бородой»! С квадратного метра поверхности лопаток исчезало до 28 г металла в час! Подробные исследования позволили установить причину этого явления и предложить меры по борьбе с ним.

Дело в том, что в условиях избытка кислорода, присутствующего в топливно-воздушной смеси, ванадий легко окисляется, а его пятиокись, плавящаяся при 670 °С, прикипает к лопаткам и ускоряет процесс коррозии основного металла. Часто к врагу «внутреннему» идет на помощь враг «внешний». Некоторые сорта нефти содержат довольно много соединений ванадия, переходящих при перегонке в керосиновую фракцию, используемую в качестве горючего, а из него — на поверхность лопаток авиационных турбин. Для борьбы с «похуданием» лопаток турбин ванадий исключен из их состава. А для того чтобы вредная пятиокись не образовывалась из примесей к керосину, в горючее добавляют специальные присадки, которые образуют с ванадием соединения, не прилипающие к лопаткам и «выметаемые» из двигателя газовым потоком.

У больших мостов, построенных целиком из металла, есть свои персональные маляры. Вся их жизнь проходит в нескончаемом поединке с коррозией. Начнет он красить мост с одной стороны, пока дойдет до другой, опять пора начинать окраску сызнова. Сизифов труд, да и только… При этом, большинство металлоконструкций обычно делаются из конструкционных сталей: сталь Ст3, Ст2, Ст1 и близких по составу.

А что если сделать мост из нержавейки? Пока что остановка здесь за ценой. Дешевле держать у моста целую бригаду маляров, чем построить его из нержавеющего металла. Хотя и здесь появилась одна новая возможность. Авиационный сплав, содержащий алюминий, магний, марганец, кремний и железо, по прочности может конкурировать со сталью, а весит в 3 раза меньше. Массовое изготовление таких мостов освоила финская фирма «Наккилан-Коонепайя». Пока что выпускаются мосты длиной пролета до 20 м. Но ведь пролетов может быть несколько. Главные же преимущества такого моста — легкость монтажа: ферма общим весом 1,8 т собирается на заводе и в готовом виде «мостовозом» доставляется к месту монтажа, где автокраном устанавливается на опоры. Ну и, конечно, коррозиоустойчивость.

Недавно и наши ученые получили нержавеющий сплав, в который входит алюминий. Получен он в Центральном научно-исследовательском институте черной металлургии им. И. П. Бардина. Его защитные свойства обусловлены наличием всего нескольких сотых процента алюминия и тысячных долей процента редкоземельных элементов. Однако сталь эта годится даже для работы в агрессивных сероводородных средах.