Люди, конечно, за века работы с разными металлами собрали целый инструментарий для борьбы с коррозией, в их числе – покрытие никелем, хромом, цинком и другими металлами, применение специальных лакокрасочных, пластмассовых и химических покрытий, использование нержавеющей стали для отдельных деталей и т. д. У каждого способа – свои преимущества и недостатки, но сегодня мы поговорим о другом интересном решении: изготовлении кузова из специальной низколегированной стали, стойкой к агрессивным средам.
И для того, чтобы не быть пустословными, мы обратились к техническим специалистам компании SSAB – одного из крупнейших мировых производителей высокопрочной стали. В этом году компания привезла в Россию свою последнюю разработку – стойкую к коррозионному износу сталь для кислотных сред Hardox®HiAce.
Годы исследований и «особый» элемент
Несколько лет назад перед специалистами компании встала задача: разработать сталь с достаточной ударной вязкостью и повышенной стойкостью к коррозийному износу, который вызывает агрессивная среда с низким уровнем рН. Такую кислотную среду формируют, например, твердые бытовые отходы или просто бытовой мусор, древесная щепа и груз, содержащий соединения сульфатов и хлоридов. Всё это способно в разы ускорить износ кузова, и чтобы решить проблему, зачастую производители используют в качестве конструкционного материала нержавеющую сталь, но это существенно отражается на стоимости транспорта.
Специалисты компании SSAB в течение 10 лет проводили разработки экспериментальных сплавов, тестировали их и корректировали формулу, изучая влияние на скорость износа различных легирующих элементов. В процессе был задействован специальный испытательный барабан, где закреплялось до 52 образцов стали и моделировался процесс износа с различными абразивами.
Для HiAce специалисты сделали химический анализ среды на лесо- и мусороперерабатывающем заводах, выделили наиболее агрессивный компонент и уже в этой среде проводили испытания на износ. После тестов было сделано несколько экспериментальных плавок, и материал предложили для полевых испытаний нескольким заказчикам компании. С периодичностью в несколько месяцев износ замерялся, а по результатам дорабатывали состав стали или режимы термообработки.
В результате было выяснено, что оптимальные показатели износостойкости и себестоимости производства достигаются при содержании в стали определенного количества хрома и его комбинации с другими элементами и правильной термообработкой.
Новая сталь отличается чрезвычайно медленным процессом окисления, что позволяет в полной мере использовать ее высокую твердость (425–475 ед. по Бринеллю) для противодействия износу. В обычной среде она имеет те же свойства, что и сталь с твердостью 450 единиц по Бринеллю, однако в условиях низкого уровня pH срок службы оборудования из этого материала увеличивается до трех раз.
Горячий старт
Первыми обратили внимание на новую сталь компании, занимающиеся утилизацией и захоронением промышленных и бытовых отходов, а также переработкой вторсырья.
Так, немецкая компания SITA Deutschland GmbH, специализирующаяся на экологически безопасной переработке отходов, заказала 12 новых мусоровозов с контейнерами особой конструкции. Они были изготовлены из легкого и прочного листового проката толщиной бортов всего 3,2 мм, а днища – 4,0 мм. В итоге их вес с грузом сократился на 1 т, а увеличение грузоподъемности автопоезда теперь может достигать 2 т, – таким образом, полезная нагрузка возрастает на 20 %.
В числе преимуществ новой марки были отмечены меньшая стоимость в сравнении с нержавеющей сталью, высокая стойкость к вмятинам и ударам и сохранение свойств в условиях низких температур. При этом специалисты SSAB подчеркивают, что толщина листа может составлять от 4,0 до 25,4 мм, а сварка листов осуществляется либо обычными электродами, либо нержавеющей проволокой, что очень удобно.
Другая компания – Labrie Environmental, выпускающая несколько видов высококачественного оборудования для утилизации отходов и переработки вторсырья, смогла существенно снизить расходы топлива – важнейшего эксплуатационного показателя мусоровозов, которым приходится останавливаться и трогаться с места чуть ли не каждые 15 секунд. Дополнительным достоинством она назвала применение листовой стали меньшей толщины без сокращения срока службы. Для производителей спецтехники это означает возможность увеличить полезную нагрузку автомобиля, а также более экономичный расход топлива и меньший объем выбросов CO2 в процессе выполнения порожних маршрутов.
Вместо итога
Пока мы живём на Земле, коррозия будет нашим неотступным спутником. Все металлы под воздействием кислорода окисляются, а если на них дополнительно воздействует влажная среда, этот процесс становится более быстрым и непредсказуемым. Но пока есть сложности – есть и возможности их решения. Современные технологии позволяют нам защищаться от ненавистной ржавчины разными способами, и кто знает, за каким из них будущее?
