Григорий Николаев - Металл Века

• Название: Металл Века
• Автор: Григорий Николаев
• Издательство: Металлургия
• Жанр: Техническая литература
• Год: 1987

Металлом века заслуженно называют титан. Об истории этого ме­талла, его замечательных свойствах, способах производства, об ис­пользовании его в авиации, космонавтике, химической индустрии, в быту, на транспорте, в медицине, а также о его возможностях и перспективах применения увлекательно рассказано в этой книге.

Первое издание книги того же названия, опубликованное в Днеп­ропетровске (издательство ”Промiнь”) в 1975 г., было отмечено второй премией и Дипломом второй степени на Всесоюзном кон­курсе лучших произведений научно-популярной литературы. Второе издание было выпущено в 1982 г. издательством "Металлургия”.

Предназначена для широкого круга читателей

---

Титановое оборудование эффективно как в подготовительных гальванических процессах, когда изделия подвергают электрополированию, обезжириванию, травлению, так и непосредственно в процессах нанесения тонких слоев хрома, никеля, меди, цинка, кадмия.

Когда ванны для хромирования изготовляют не из стали, защищенной свинцом или винипластом, а из титана, они служат в 5—7 раз дольше. Благодаря высокой стойкости титана против коррозии толщину стенок уменьшают вдвое, что делает стоимость ванны из нового промышленного металла примерно равной стоимости с винипластовым защитным покрытием. Но поскольку срок службы титановой ванны гораздо продолжительнее, это приносит ощутимый экономический эффект.

Так, например, внедрение трех титановых ванн на Мелитопольском моторостроительном заводе дало предприятию несколько тысяч рублей годовой экономии. Аналогичные ванны с успехом эксплуатируются и на двух запорожских заводах — на автомобильном заводе "Коммунар” и предприятии, выпускающем измерительные приборы.

Для нанесения покрытий используются так называемые растворимые аноды, состоящие из металла, который после электрохимического перемещения в электролите осаждается на изделии. При обычном завершении часть анодов не используется, а попадает в отходы. Из титана изготовляют анодные корзины, куда и помещают растворимые аноды. Находясь в погружаемой в электролит корзине, аноды полностью растворяются, тогда как сама корзина отличается завидной стойкостью и практически не загрязняет электролитический раствор.

Анодные корзины из титана используют при блестящем никелировании, меднении, латунировании, что повышает производительность установок, увеличивает эффективную площадь анода. При добавлении металла в корзины раствор из ванны не выпускают.

Годовой экономический эффект от внедрения титановых корзин в цехе металлопокрытий запорожского автомобильного завода ”Коммунар” превышает 22 тысячи рублей. Использование таких же корзин на Мелитопольском моторном заводе при никелировании деталей силовых агрегатов дает около 20 тысяч рублей годовой экономии на каждую тонну применяемого титана. Сократились также трудовые затраты на обслуживание анодов, прекращено использование медных крюков для завешивания анодных материалов.

Подобные анодные контейнеры широко используют и за рубежом. В ФРГ их применяют в процессах никелирования и меднения. В США они внедрены на автомобильных заводах Форда, что снизило эксплуатационные расходы по уходу за анодами и увеличило продолжительность работы установок на 4 часа в сутки.

При анодировании деталей из алюминиевых сплавов и в некоторых других процессах применяют титановые рамы и подвески. Обычные рамы, изготовленные из алюминия, служат месяц, максимум полтора. Титановые рамы эксплуатируются долгие годы.

Подвески из титана используют в нашей стране и за рубежом — на предприятиях Англии, ФРГ. При электрополировании алюминия требуется подвесок, изготовленных из этого же металла, более 800 штук в год, тогда как титановых — всего 15.

Чтобы получить высококачественный слой металлического покрытия, необходимо поддерживать определенную температуру электролитического раствора, для чего и используют в гальванотехнике нагреватели и змеевики. Но обычные змеевики и нагреватели, сделанные из нержавеющей стали, свинца или из углеродистой стали, покрытой свинцом, выходят из строя через несколько месяцев. Применение же титана для теплообменной аппаратуры намного увеличивает срок ее службы.

Расчеты экономической эффективности, проведенные в Институте титана, показали, что гальванотехника — область, где внедрение нового коррозионностойкого металла наиболее выгодно, наиболее целесообразно. При использовании тонны титана для изготовления приспособлений и оборудования гальванотехники ежегодно экономится до 35—40 тысяч рублей, иначе говоря, каждый килограмм титана сберегает государству 35—40 рублей.

Глава 2. ВОЗМОЖНОСТИ НЕИСЧЕРПАЕМЫ

В ИНДУСТРИИ ПИТАНИЯ

В нашей стране большое внимание уделяется увеличению выпуска товаров народного потребления и улучшению их качества. Важная отрасль нашего народного хозяйства — пищевая промышленность, на долю которой приходится более половины всех потребительских товаров.

Пищевая индустрия — разветвленное и многоотраслевое хозяйство, в котором производится пятая часть общего объема всей промышленной продукции страны. Пищевая индустрия — промышленность, с конечными продуктами которой мы все хорошо знакомы. Без многих из них не можем обойтись и дня.

Немалая часть веществ, входящих в состав пищевых продуктов, вызывает коррозию технологического оборудования, которое, как правило, изготовляется из нержавеющей стали, алюминия, латуни, бронзы, а нередко и из обычной углеродистой стали. Кроме того, в производственных помещениях пищевых предприятий пар, высокая влажность, резкие колебания температуры — почти непременные спутники технологических процессов, что в еще большей степени способствует разрушению оборудования.

Разрушение алюминиевых сплавов, оловянных покрытий при производстве кисломолочных продуктов, плавленных сыров, сгущенной сыворотки — обычное явление, причем алюминий повреждается "оспинами” точечной и язвенной коррозии. Органические кислоты и солевые растворы вызывают еще более разрушительную коррозию алюминия и обычной стали и заметно разрушают нержавеющую сталь и сплавы на никелевой основе.

Типичные среды консервного производства — растворы, содержащие кислоту с поваренной солью. Более трехсот марок сплавов оказались нестойкими. Коррозия еще больше усиливалась, когда в растворы добавляли свежий лук и чеснок.

Коррозия всегда вредна, но в пищевых средах она вредна вдвойне, так как разрушающиеся материалы загрязняют продукты питания, понижая их качество или делая совершенно непригодными для употребления.

Но, кроме агрессивных веществ, находящихся непосредственно в пищевых продуктах и приправах к ним, на оборудование этого производства постоянно действуют различные вспомогательные вещества: моющие растворы и препараты, содержащие щелочи и кислоты, солевые растворы, растворы аммиака. Технологическое оборудование чистят и моют изо дня в день, часто даже несколько раз в течение каждой смены. Это еще в большей степени усиливает коррозионное разрушение.

Если бы металлы можно было создавать по заказу, то разработчики оборудования для пищевой промышленности дали бы заявку на материал, который, во-первых, должен обладать хорошей коррозионной стойкостью, во-вторых, не быть токсичным (то есть ядовитым, вредным для здоровья), в-третьих, не влиять на вкус, запах и цвет продуктов даже при продолжительном контакте, в-четвертых, быть прочным, надежным, сравнительно легко обрабатываться и, наконец, в-пятых, быть недорогим, доступным в достаточном количестве.

Такого материала пока нет. Нет вещества, которое бы полностью удовлетворяло перечисленным требованиям. Но ближе всех к такому идеальному материалу стоит титан. В самом деле: титановые сплавы соответствуют почти всем требованиям, предъявленным к идеальному материалу, за исключением стоимости. Но и при нынешней стоимости титан все равно целесообразно использовать в пищевой индустрии, так как здесь он в полной мере демонстрирует свои замечательные свойства, которые не только окупают все затраты, но и приносят немалую прибыль.

Титан стоек в органических кислотах, в рассолах, маринадах, острых соусах, в пищевых соках, спиртах, в различных приправах. Исследования коррозионной стойкости титановых сплавов показали, что новый промышленный материал с успехом может применяться в консервном, чайном, эфиромасличном, сахарном, мясо-молочном, кондитерском, рыбоперерабатывающем, хлебопекарном, пивоваренном, солевом и в других производствах.

На одном из отечественных цитрусовых комбинатов испытывали образцы титана на всех стадиях консервирования фруктов. После года работы на образцах не было ни малейших следов каких-либо коррозионных изменений, а фруктовые консервы за это время нисколько не утратили своих качеств. Это подтвердилось при дегустации и химическом анализе.

Вот другой пример. На консервном комбинате проводили годичное опробование титановых сплавов на стойкость в проточном десятипроцентном растворе поваренной соли. Испытания показали полное отсутствие коррозии.

Хорошие результаты испытаний нового материала способствуют успешному внедрению титана в пищевой индустрии.

Применение в пивоваренной промышленности моющих головок из титана для механизированной мойки резервуаров позволило на 15 процентов повысить производительность труда при выполнении этой тяжелой операции, которую ранее к тому же выполняли вручную, и дало свыше 200 тысяч рублей прибыли. Начато изготовление из титана головок автоматов, разливающих молоко в бутылки, дисков для резки шоколада и некоторых других приспособлений.