Текст
                    ТЕХНИЧЕСКАЯ
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
б
РЕДАКЦИОННЫЙ СОВЕТ	<
БАХ А. Н., ВИЛЬЯМС В. Р., ВОЛЬФСОН М. Б., ГЕНДЛЕР Е. С.,
ГУБКИН И. М., ДОЛГОВ А. Н., ИОФФЕ А. Ф., ИПАТЬЕВ В. Н.,
КЕРЖЕНЦЕВ И. М„ КРЖИЖАНОВСКИЙ Г. М., КРИЦМАН Л. Н.,
КУЙБЫШЕВ В. В., ЛЕ НГНИК Ф. В., ЛИНДЕ В. В., МАРТЕНС Л. К.,
МЕЩЕРЯКОВ Н. Л., ФЕДОРОВСКИЙ Н. М., ШАТЕЛЕН М. А.,
ШМИДТ О. Ю. |ЭССЕН А. М.|
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Л. К. МАРТЕНС
ТОМ ОДИННАДЦАТЫЙ
КОПЕР—ЛЕСА И ПОДМОСТИ
Химич ск:.й завод
lex iHMrcwi он идиоте к а
ГОСУДАРСТВЕННОЕ СЛОВАРНО-ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКО!:
ИЗДАТЕЛЬСТВО «СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛОПЕДИЯ»
МОСКВА о ОГИЗ РСФСР о 19 3 1

ГОСУДАРСТВЕННОЕ СЛОВАРНО - ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО «СОВЕТСКАЯ ЭНЦИКЛО П^Е.Д И Я» Редакционная работа по XI тому ТЭ закончена 15 июня 1930 года. В декабре 1931 г. выпущен дополнит, тираж в колич. 15 000 экз. Адрес Реджции Технической Энциклопедии: Москва, Остоженка, 1. Адрес конторы Издател: ства: Москва, Волхонка, 14. 16-я типография УПП ОГПЗ, Москва, Трехпрудпый пер., 9. Уполп. Главлита Б 2468, Гиз 52. Зак. №.993. Доп. тираж 15 000.
РЕДАКЦИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИИ РЕДАКЦИОННОЕ БЮРО Главный Редактор—проф. Л. К. Мартенс. Зам. Гл. Редактора—проф.М.Б.Вольфсон. Зам. Предправл.—А. П. Болыпеменников. Пом. Гл. Редактора—инж. Б. Э. Шпринк. Ученый Секретарь—Н. П. Ракицкий. НАУЧНЫЕ СОТРУДНИКИ Ельцина Н. М.; инж. Знаменский А. А.; Мельников И. И.; инж. Мушспко И. Н.; Ра- кицкий Н. П.; инж. Шпринк Б. Э.; инж. Фрязиновский И. А.; инж. Эрвальд К. А.; Зав. библиографией: инж. Таубман С. И.; Технический редактор: Никаноров В. М. ПРОИЗВОДСТВЕННО-ИЗДАТЕЛЬСКИЙ СЕКТОР Зам. Предправления: Болыпеменников А. П.; Зав. Производственно-Издательским Сектором: Крейндель А. Д.; Зав. Производственным Отделом: Каменков-Павлов А. Г.; Зав. Планово-Учетным Отделом: Маркус В. А.; Технический редактор по иллюстра- циям: Тавастшериа В. Я.; Зав. Технической Редакцией при типографии: Татиев Д. П.; Технические редакторы: Кондзеровский Г. В.; Малкин А. Д.; Сакмаров Н. Г.; Зав. Корректорской: Кулешов Н. 3.
СОКРАЩЕНИЯ И СИМВОЛИЧЕСКИЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 1. Метрические меры. КМ километры (1000 м). М метры. ()М дециметры (0,1 м). см сантиметры (0,01 м). мм миллиметры (0,001м). р микроны (0,001мм). тр миллимикроны (0,001/4). ЦЦ микромикрон(0,000001/4). км* квадратные километры. га гектары (квадратные ге- ктометры). а ары (квадр. декаметры). м* квадратные метры. м3 кубические метры. дм3 » дециметры. см3 > сантиметры. мм3 » миллиметры. т метрич. тонны (1000 кг). Ц цевтнеры (100 кг). КЗ килограммы (1000 г). г граммы. дг дециграммы (0,1г). сг сантиграммы (0,01г). мг миллиграммы (0,001 г). Ц8 микрограммы (0,001 мг). к караты (200 мг). кл килолитры (1 000 л). гл гектолитры (100 л). дкл декалитры (10 л). л литры. дл децилитры (0,1 л). ел сантилитры (0,01л). мл миллилитры (0,001л). тм тоннометры. кгм килограммометры. т/м 1 тонны на кв. метр. кг/см1 килограммы на кв. сан- тиметр. м/сн : метры в секунду. п. м погонные метры. рег.трегистровые тонны. II. Математич. обозначения. О f градус. минута, фут. ft секунда, дюйм. ш терция, линия. больше (< меньше). з> не больше «не меньше). приблизительно равно. >! больше или равно. <: меньше или равно. » значительно больше. « значительно меньше. * угол, измеряемый дугой. II параллельно. 1 перпендикуля рно. — от—до. sin синус. tg тангенс. sc секанс. сое косинус. Ctg котангенс. CSC косеканс. arc sin арксинус. arc tg арктангенс. sb гиперболический синус. ch гиперболич. косинус, th > тангенс. 0 диаметр. е основание натуральных логарифмов. 1g логарифм десятичный. In > натуральный. 11m предел. Const постоянная величина. 2 сумма. J* интеграл. ~ приблизительно. со бесконечность. d полный диференциал. д частный > III. Международные символы. а) Единицы. А ампер. Ah ампер-час. W ' ватт. Wh ватт-час. kW киловатт. kWh киловатт-час. V вольт. mV милливольт. VA вольт-ампер. kVA киловольт-ампер. mA миллиампер, й ом. Мй мегом. 1*й микроом. С кулон. VC вольт-кулон. Н генри. J джоуль. F фарада. [J.F микрофарада. А ангстрем. D дина. Cal калория большая, cal » малая. IP лошадиная сила. 1m люмен. 1х люкс, m мюрг. б) Величины. t° температураобыкновен. » абсолютная. t°oKun. температура кипения. Спл. » плавления. » ЗаСТЫВаНИЯ. ^<т». > отвердевания. » критическая. atm атмосфера техническая. Atm > барометрич. 1 сила тока. Q электрич. заряд, коли- чество электричества. Е электродвижущая сила. V, U напряжение, потенциал. А работа. W энергия. N мощность. Т период колебания. /, v частота. угловая скорость, угло- вая частота. ii боковая частота. Л длина волны. <р сдвиг фазы. L самоиндукция. С емкость. R сопротивление активное (ваттное). е диэдектрич. постоянная. ц магнитн. проницаемость. Q удельноесопротивдение. а удельная проводимость. 6 декремент затухания. Ф магнитный поток. ELSr твердость по Бринелю. Av 1 критич. точки Аг. А. ,АГ ( желез, сплавов. g ускорение силы тяжести. I длина. т масса. D*1 УД- вес при п0 отно- * шению к воде при [a]; [a]D угод вращения пло- скости поляризации. Сн; [И*] концентрация водо- родных ионов. pH; Рн" водородн. показатель. IV. Основные сокращения. фт.—футы. дм.—дюймы. кц.—килоцикл• ц.—цикл. св.—свеча. об/м.—обороты в минуту. п-вс.—пудоверсты. п-фт.—пудофуты. фт/ск.—футы в секунду. чв-д.—человекодни. чв-ч.—человекочасы. долл., $—доллары. мар.—марки. фн. ст., £—фунты стерлингов. фр.—франки. шилл.—шиллинги. млн.—миллионы. млрд.—миллиарды. ч.—часы. м., мин.—минуты. ск. -^-секунды. °Вё—градусы Боме. °Э.—градусы Энглера. Градусы температ. шкал: °К—Кельвина. °C, ®Ц,— Цельсия (100®-й). °Р.—Реомюра. °Ф.—Фаренгейта. 1°—температура по 100®-ной шкале (С). t® Р.—температура по Рео- мюру. t® Ф.—температура по Фа- ренгейту. абс.ед.—абсолютная единица. ат. в.—атомный вес. Aufl.—Auflage.
В.—Band, Bande. v.—volume, volumes, вкл.—включительно, выс.—высота, гг.—годы, города, д.—деревня, долгота, д. б.—должно быть, ж. д.—железная дорога, з.-европ.—западноевропей- ский. з-д—завод. изд.—издание. ин-т—институт. Jg.—Jaiirgang. кпд—коэфициент полезного действия. к-рый—который, к-та—кислота. Lfg—Lief erung. л«—мета (хим.), м. б.—может быть, м. г.—минувшего года, меш (mesh)—число отверстий в ситах на лин. дюйм. мн-к—многоугольник. мол. в.—молекулярный вес, нек- ры й—некото ры й. о—орто (хим.), об-во—общество. о-в—остров. п—пара (хим.). р.—pagina, paginae (лат.— страница, страницы). промышд.—промышленность, проф.—профессор. SK—зегеровские конуса. С., Ю., В., 3.—север, юг, во- сток, запад. с.-з., ю.-в.—северо-западный, юго-восточный. стр.—страницы, т.—том, томы. t.—tome, tomes. Т,—Teil, Teile. тв.—твердость, т-во—товарищество. темп-ра—температура. т. н.—так называемый, тр-к—треугольник. уд.—удельный, уд. в.—удельный вес. ур-ие—уравнение. У. П.—Урочное положение, u. ff.—und folgende. ф-ия—функция. ф-ка—фабрика. ф-ла—формула. Н—Heft, Hefte. хим. сост.—химический со- став. ц. т.—центр тяжести. Ztg—Zeitung. Ztrbl.—Zentralblatt. Ztschr.—Zeitschrift. in.—широта. эдс—электродвижущая сила, эфф.—эффективный. Ли. П.—английский патент. Ам. П.—американский » Г. П.—германский » Р. П.—русский » Сов.П.—советский » Ф. П,—французский » В.—Berlin. Brschw.—Braunschweig. L.—London. Lpz.—Leipzig. Meh.—Munchen. N. Y.—New York. P.—Paris. Stg.—Stuttgart. W.—Wien. Wsh.—Washington. Л.—Ленинград. M.—Москва. П.—Петроград. СПБ—Петербург. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ НАЗВАНИЙ РУССКИХ И ИНОСТРАННЫХ ПЕРИОДИЧЕСКИХ ИЗДАНИЙ, ОБЩЕСТВ, ФИРМ «АзНХ» — Азербайджанское нефтяное хо- зяйство, Баку. БМЭ — Большая медицинская энциклопе- дия, Москва. БСЭ — Большая советская энциклопедия, Москва. «ВВ»—Военный вестник, Москва. «ВВФ»—Вестник воздушного флота, Москва. «ВИ»—Вестник инженеров, Москва. «ВС»—Вестник стандартизации, Москва. «ВТ»—Вопросы труда, Москва. «ГЖ»—Горный журнал, Москва. «ГТ»—Гигиена труда, Москва. «Ж»—Журнал Русского физико-химическо- го об-ва, Ленинград. «ЖРМО»—Журнал Русского металлургиче- ского об-ва, Ленинград. «ЖХП»—Журнал химической промышлен- ности, Москва. «ИТИ»—Известия Теплотехнического инсти- тута им. Ф. Дзержинского, Москва. «ИТПТ»—Известия текстильной промыш- ленности и торговли, Москва. «МС»—Минеральное сырье и его перера- ботка, Москва. «МХ»—Мировое хозяйство и мировая по- литика, Москва. «НИ»—Нерудные ископаемые, Ленинград. «НХ»—Нефтяное хозяйство, Москва. ОСТ—Общесоюзные стандарты, Москва. «ПТ»—Промышленность и техника, СПБ. «ПХ»—Плановое хозяйство, Москва. «СГ»—Социальная гигиена, Москва. «СП»—Строительная промышленность, Мо- сква. Спр. ТЭ—Справочник физических, химиче- ских и технологических величин, Москва. «СТ»—Санитарная техника, Москва. «СХ» — Социалистическое хозяйство, Мос- ква. «ТД»—Торфяное дело, Москва. «ТиТбП»—Телеграфия и телефония без про- водов, Н.-Новгород. «Труды ГЭЭИ»—Труды Гос. эксперимен- тального электротехнич. ин-та, Москва. «Труды НАМИ»—Труды Научного автомо- торного института, Москва. «Труды НИУ»—Труды Научного института по удобрениям, Москва. «Труды ЦАГИ»-—Труды Центрального аэро- гидродинамического ин-та, Москва. ТЭ—Техническая энциклопедия, Москва. «УФН»—Успехи физических наук, Москва. «ХД»—Хлопковое дело, Москва. «AAZ» — Allgemeine Automobil - Zeitung, Wien. «А. Ch.»—Annales de Chimie et de Physique, Paris. AEG—Allgemeine Elektrizitats-Gese 1 Ischaft, Berlin. AGFA—Aktien-Gesellschaft fiir Anilin-Fa- brikation, Berlin. «Am. Soc.»—Journal of the American Che- mical Society, Easton, Pa. «Ann. d. Phys.»—Annalen der Physik, Lpz. «Ann. Min.»—Annales des Mines, Paris.
«В»—Berichte der Deutschen chemischen Gesellschaft, Berlin. BAMAG—Berlin-Anhaltische Maschinenbau- Aktien-Gesellschaft, Dessau. BASF—Badische Anilin- und Soda-Fabrik, Ludwigshafen a/R. BEAMA—The British Electrical and Allied Manufacturers Association, London. «В. u. E.»— Beton und Eisen, Berlin. Bayer—Farbenfabriken vorm. Fr. Bayer & Co., Koln a/R. «Ch. Ind.»—Chemische Industrie, Berlin. «Ch.-Ztg»—Chemiker-Zeitung, Gothen. «Ch. Ztrbl.»—Chemisches Zentralblatt, Ber- lin. <CR»—Comptes Rendus des Seances de 1’Aca- demic des Sciences, Paris. DIN—Deutsche Industrie-Normen. «Dingl.»—Dinglers polytechnisches Journal, Berlin. «EChZ»—Elektrochemische Zeitschrift, Ber- lin. «ЕМА»—Zeitschrift fiir Elektrotechnik und Maschinenbau, Berlin. «EuM»—Elektrotechnik, und Maschinenbau, Wien. «ETZ»—Elektrotechnische Zeitschrift, Berlin. «GC»—Genie Civil, Paris. Handb. Ing.—Handbuch der Ingenieurwissen- schaften, herausgegeben von L. Willmann, Th. Landsberg, E. Sonne, in 5 Teilen, 1910—25, Leipzig. «I. Eng. Chem.»—Industrial and Engineering Chemistry, Easton, Pa. I. G.Farben—InteressengemeinschaftFarben- Industrie-A.-G., Leverkus n b. Koln a/R. «JAIEE» — Journal of the American Insti- tute of Electrical Engineers, New York. «J. Ch. I.»—Journal of the Society of Che- mical Industry, London. «Lieb. Ann.»—Liebigs Annalen dor Chemie, Berlin. «Mitt. Forsch.» — Mitteilungen uber For- schungsarbeiten an! dem Gebiete des Inge- nieurwesens, Berlin. «MuM»—Wochenschrift fur dir gesamte Miil- lerei und Miihlenbau-Industrie, Munchen. NDI — Normenausschuss der deutschen In- dustrie. «РеКа»—Fachblatt fiir Parfumerie und Kos- metik, Munchen. «RGfi»—Revue G6n6rale de I’Flectricite, Paris. «Soc.» — Journal of the Chemical Society, London. «St. u. Е.»—Stahl und Eisen, Dusseldorf. Ullm. Enz.—Enzyklopadie der technischen Chemie, herausgegeben von F. Ullmann, Wien—Berlin, 1 Auflage, 1915—23, 2 Auf- lage erscheint ab 1928. «WeTeZ»—Westdeutsche Textil-Zeitung, El- berfeld. «Z. ang. Ch.» —Zeitschrift fur angewandte Chemie, Berlin; «Z. d. VDI»—Zeitschrift des Vereines deut- scher Ingenieure, Berlin. «ZFM»—Zeitschrift fiir Flugtechnik und Mo- torlui'tschiffahrt, Miinchen. В одиннадцатом томе ТЭ помещено 812 иллюстраций в тек- сте и восемь вкладок к статьям: «.Коррозия»—!, «Котлостров- ние»—1. «Кузнечное производст.во»—2, «Кузовавтомобильный»— 2, «Ламповый приемник»—1 и «Ленточное производство»—1.
к КОПЕР, устройство для 3 1бивкив грунт свай. Различают К. ручные, машинные (с ме- ханич. приводом каната для поднятия бабы), паровые (одиночного действия), пороховые (в настоящее время не прим шлются) и К. с бабами-молотами—паровыми или пневма- тическими (двойного действия). Ручные К. Остовы ручных К. состоят из треноги или из горизонтальных рам тре- Фиг. 1. угольной или тр шецои- дальной формы с укре- пленными на них стре- лами, или ногами, со- стоящими из одного или двух брусьев и служа- щими направляющими при движении бабы. Ос- товы ручных копров де- лают деревянные; кон- струкция остова ясна из ф )Г. 1. Высота руч- ных К.—6—9 м. Более низкими и легкими яв- ляются К.-треноги; бо- лее высокими и тяже- лыми—рамные с вертикальными стрелами. Бабы ручных К. обыкновенно чу- гунные, весом 250—700 кг, а иногда и дере- вянные; вес деревянной бабы—100—250 кг. Чугунные бабы д. б. отлиты из мелкозерни- стого нехрупкого чугуна, иметь вид прямо- угольного параллелепипеда с квадратным основанием; чтобы баба свободно двигалась между стрелами К. и в то же время направ- лялась ими, в ней оставляют при отливке 2 или 4 сквозных отверстия для вставки в них железных полос («пальцев») с выступающими концами; верхняя часть бабы прикрепляется кольцом к лопарному канату. Деревянные бабы делают из крепкого сухого кряжа, преимущественно дубового, толщиною 35— 53 см; длина бабы—-до 1,4 м; деревянные ба- бы имеют форму усеченной пирамиды или усеченного конуса, стянутых двумя или тре- мя бугелями из полосового железа. Деревян- ные бабы быстро мочалятся и применение их экономически невыгодно. Малый вес де- ревянных баб также ограничивает их приме- нение, так как вообще нормальный вес бабы д. б. не менее чем в 2,5 раза больше веса сваи. Оснастка ручного К. состоит из: 1) укрепляемого наверху К. шкива или ко- леса с болтом, через к-рые перекидывается канат (лопарь) для поднятия бабы; 2) блока для подъема свай, прикрепляемого обыкно- венно выше шкива к перекладине над стре- лами (голова К.); 3) лопаря, служащего для поднятия бабы, для чего одним концом его прикрепляют к ушку бабы, а другим пере- кидывают через шкив; 4) кошек или веревок, привязываемых к свободному концу лопаря для поднятия бабы; 5) такельного каната Фиг. 2. Фиг. 3. (танька) для подъема и установки свай, про- деваемого через блок, прикрепленный к го- лове К. Устройство и закрепление шкива д. б. такими, чтобы сопротивление от жест- кости каната, трение по оси шкива и трение бабы о стрелы копра были минимальными. Условия эти достигаются соответственным увеличением диаметра шкива и такой уста- новкой, чтобы при поднятии бабы лопарем последний был параллеяен стрелам К. Шки- вы для подъема бабы применяют чугунные (фиг. 2), железные и дере- вянные; последние из 3—4 рядов досок, сколоченных слоями друг к другу пер- пендикулярно (фиг. 3). Ди- аметр таких шкивов д. б. >50 см. Лопарь—толстый пеньковый канат 10J—150 мм в окружности, служа- щий для поднятия бабы, фиг- 4- фш'- 5- к которой он прикрепляется одним концом (фиг. 4). К другому концу лопаря, перекину- того через шкив, прикрепляются более тон- кие канаты (25—50 « в окружности), на- зываемые кошками (фиг. 5), за к-рые берутся рабочие. Для ручного К. длина лопаря д. б. такова, чтобы последний, будучи привязан за ушко поставленной у основания К. бабы и перекинут через шкив, спускался с него на длину 1,20—2 м. Для предохранения лопаря от изнашивания толщина его д. б. взята с за- пасом против нагрузки на ~20%. Средняя
15 КОПЕР 16 продолжительность службы каната при не- прерывной работе от 1 до 1,5 месяца. Блок для подъема свай применяется деревянный или металлический, диам. > 15 см. Такель- ный канат, служащий для подъема и ус- тановки свай, берут в зависимости от веса сваи до 75 мм в окружности. Ручные К. применяют лишь в том случае, когда при незначительности свайных работ затраты на машинный К. не окупаются. Машинные К. Первые попытки устройства машинных К. относятся к 1707 г. и принад- Фиг. 7. лежат франц, ученому Делагиру (de la Hire). Машинные К. отличаются от ручных главн. обр. высотой и способом поднятия и опуска- ния бабы, а также зна- чительным весом бабы, доходящим до 2 000 кг, и большими размера- ми самого остова К.— как нижней горизон- тальной рамы, так и вертикальных стрел, имеющ. высоту до 15 м и более. Конструкция остова машинного К. такая же, как и руч- ного К. с двумя стре- лами (фиг. 6 и 7), с той лишь разницей, что в машинных К. иногда (когда это требуется) . стрелы устраиваются опускными (фиг. 7); это дает возможность забивать сваи ниже основания К. без под- бабка, что имеет весь- ма существенное зна- Фиг. 8. Фиг. 9. чение при забивке свай в котловане. Ма- шинные копры можно разделить на 2 рода: 1) К., в которых баба поднимается канатом (фиг. 6) или цепью о двух концах (фиг. 7), и 2) К., в к-рых баба поднимается бесконечной цепью (фиг. 8 и 9). В К. второго рода в каче- стве источника движущей силы применяют паровой или иной механический двигатель. Оснастка машинного К. состоит из: 1) лопаря или цепи; 2) такельного каната; 3) блоков и шкивов для подъема бабы 0 > 50 см; 4) блоков для подъема свай 0 > 15 см; 5) приспособлений для подвешивания ба- бы: спускового крюка (фиг. 10), автоматич. действующего крюка „JJL (фиг. 11) и автоматически дей- И ствующих клещей (ф'иг. 12); дей- “fC ствие этих приспособлений ясно из фигур; 6) приспособлений для приведения бабы в действие; к таковым относятся: а) ворот, или шпиль, к-рый представляет собою деревян- ный вертикальный вал, вращаемый рабочи- ми при помощи горизонтальных рукояток (аншпуг); конец лопаря наматывается или на ворот или на особый барабан с несколько бблыпим диаметром; барабан имеет сво- бодный ход, для того чтобы при спуске ка- ната после подъема бабы не вращать всего механизма, а только один барабан с канатом; фиг. 6 показывает машинный копер с верти- кальным деревянным воротом и барабаном; при более легких бабах иногда устраивают не вертикальный, а горизонтальный ворот Фиг. 10. Фиг. 12. Фиг. 11. (фиг. 13); б) лебедка, к-рая в зависимости от веса бабы бы- вает или с одиночной или с двойной зубчатой передачей и устанавливается там же, где и ворот, на нижней раме осто- ва (фиг. 7); для вращения во- рота или лебедки, поднимаю- щей бабу, требует- ся на каждые 82— 115 кг бабы по 1 рабочему; в) кон- ный привод, устра- ивается в стороне от К. Тяжелые ма- шинные К. долж- ны иметь приспо- собления для сво- бодного передвиже- ния их по одному, а иногда и по двум направлениям. Из машинных К., относящихся по устрой- ству привода к первому роду, с паров, двига- телями, укажем на К.сист. Кретьена (фиг. 14). Он состоит из парового цилиндра А высотой 2,8 м и диам. 24 см, приводящего в движение бабу В весом 950 кг при помощи цепи С. Лебедка D служит для укорочения и удли- нения цепи в зависимости от положения го- ловы сваи. Наибольшая высота падения ба- бы 5 м. Число ударов в мин. 12—20. Благо- даря шарнирному прикреплению стрел и цилиндра к горизонтальной раме эти части могут наклоняться, а потому можно заби- вать сваи с уклоном до 1:10. Из машинных К. второго рода укажем на К. системы Менк и Гемброк (Menk & Hamb- rock); в нем (фиг. 8) баба поднимается бес- конечной цепью Галля, приводимой в дви-
17 ПОПЕР 18 жение паровым двигателем. Деталь зацеп- ления бабы за бесконечную цепь показана на фиг. 9. Зацепление бабы и ее срыв произво- дятся при помощи рычага 8, связанного с за- мыкающим аппаратом, стержень к-рого вхо- дит в звено цепи. Вес бабы 800—1 800 кг. Высота стрел 10—20 м. Высота подъема ба- бы произвольная. При подъеме бабы до 3 м можно получить 8—10 ударов в минуту. Паровые К. единенного действия также бывают двух родов: 1) К., в к-рых паровая баба сконструиро- вана с неподвиж- ным поршнем и бью- щим по свае цилин- дром, и 2) К. с не- подвижным цилин- дром и бьющей по свае бабой, закреп- ленной на штоке поршня. В паровых К., вследствие огра- ниченной высоты подъема бабы, пос- ледней придают бо- лее тяжелый вес. Так, при забивке в 1928 году железо- бетонных свай под фундаменты зданий ЦИК и Совнарко- ма СССР в Москве применялись бабы от 2 000 до 12 000 кг. 4- Фиг. 13. некото- в отказ. Это тем, что в Фиг. 14. системы Арциша весом Высота падения паровых баб от 0,6 до 1 м; наибольшее число ударов от 50 до 100 в мин. Благодаря последнему обстоятельству ра- бота копра с паровыми бабами рых грунтах (плывунах, вязких глинистых и особенно сыпучих песчаных) оказывается весьма производительной. В грунтах же упругих слишком большое ко- личество ударов в мин. паровой бабы может привести к получе- нию неправильного отказа; по- этому в таких случаях, чтобы убедиться в правильности отка- за, надо дать свае передохнуть, а потом попробовать явление объясняется упругих грунтах при слишком частых уда- рах создается нако- пление упругих де- формаций грунта в окружают, сваю об- ласти, которые не ус- певают в процессе забивки рассосаться вглубь, отчего свая может давать преж- девременный отказ. Из паровыхкопров первого рода в СССР применяется преиму- щественно копер системы Арциша (фиг. 15), где А—Льющий по свае паровой цилиндр (баба), весом 850—900 кг, у—поршень ци- линдра, имеющий два штока, из которых нижний М'—сплошной, а верхний М—по- лый. Нижний шток снабжен острым шты- рем, при помощи которого он закрепляется на голове сваи. В поршне проделаны кана- лы а, дающие выход из полого штока М в надпоршневое пространство.Правильное по- ложение сваи закрепляется хомутом. Верх- няя крышка парового цилиндра А снабже- на сальником с, который препятствует про- пуску пара наружу. Для удаления из-под поршня воздуха при подъеме бабы внизу цилиндра сделаны отверстия т и т'. На верхнем полом штоке насажен и закреплен в кольце особый парораспределительный ме- ханизм (золотниковая коробка), при помо- щи к-рого пар впускается в полый шток М, затем поступает из штока в надпоршне- вое пространство и поднимает бабу. Ко- гда баба достигает своего наивысш го положения, полый шток М вверху при помощи парораспре- делительного меха- низма получает со- общение с атмосфе- рой, куда и удаляет- ся пар из цилиндра бабы, отчего послед- няя свободно падает. Высота подъема бабы может регулировать- ся положением кула- ка п на штанге ; полная же высота подъема бабы около 1 м. Число ударов в 1 мин.—до 50. Слабым ме- стом в паровой бабе сист. Арциша являет- ся полый шток М, который при перевозках и установках легко может быть погнут или помят, что нарушает правильную работу паровой бабы. Из паровых копров перво- го рода по простоте своей конструкции за- служивает внимания К. системы Лякура, у которого поршень неподвижен, как и в К. сист. Арциша, но не имеется верхнего што- ка; вес бабы до 4 000 кг; высота подъема ео 0,7—2,5 м; число ударов 30—40 в минуту. Кроме паровых К. сист. Арциша и Лякура известен К. сист. Левицкого; по сложности конструкции он имеет ограниченное приме- нение. Из паровых К. второго рода из шетен копер сист. Насмита, устарелой конструк- ции; в настоящее время не применяется. Сравнение стоимости забивки свай К. раз- личных CHCIWII пин ш птт ti тгиттео соотношение; паровой KJ--1, маМй4Э^Й^.—6 и ручной К. —13. ффШй1(^4Ш:>₽РрИ|Ж#Д1|вфности К.: машин: вой К.—2^техлмч ’ °Д 7 Из амертМч-кввИЩ^Щц^б^^^^^б пер- вого рода, т. е. с неподвижным" поршнем и бьющим цилиндром, известны бабы сист мы Уорингтона, Арнота и др. Баба К. системы Уорипгтона имеет вес ударной части 2 260 кг, полный вес—4 600 кг, высоту падения— 1 м, число ударов в минуту—60; потребная мощность—40 ЬР. Баба системы Арнота имеет вес ударной части до 1116 кг, полный вес— 5 500 кг, высоту падения—0,60 -и, число уда- ров в минуту—100; потребная мощность— 50 1Р. Баба системы Арнота может рабо- тать сжатым воздухом.
19 КОПИРОВАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ 20 Бабы-молоты. Кроме отмеченных типов па- ровых баб за последнее время в Западной Европе, а в особенности в США, получили широкое применение т. наз. бабы-молоты— паровые или пневматические свайные моло- ты (Steam pile hammer) двойного действия. Главное достоинство свайных молотов в том, что они м. б. применяемы без станины К. и притом в малодоступных местах. При работе свайными молотами малой мощности их держат в руках непосредственно, а при бо- лее значительной мощности подвешивают к крану или же к какому-либо иному приспо- соблению. Свайными молотами забиваются сваи без подбабка при всякой глубине кот- лована; кроме того ими можно забивать сваи в самой воде на глубине от поверхности воды до 23 ж. В Америке очень распространен свайный молот двойного действия фирмы Кирнан - Терри (Kiernan-Terry) с числом ударов в мин. 200—500. Он состоит (фиг. 16) из корпуса А, поддона его В, скалки С и поршня Р. Парораспределение в нем осуществляется автома- тически действующим зо- лотником D. Чугунный корпус молота устанав- Фиг. 16. ливается непосредственно на головах свай. Самый же молот (или баба его) находится внутри корпуса и поднимается и опускается Данные, относящиеся к свайным молотам фирмы Кир на п-Т е р р и. № Вес Полного комплекта в кг Падающей массы (ба- бы) Размеры в at Поршень Число Ударов в мин. Приведен- ная высо- та паде- ния бабы в м Необходимое в 1 ч. количе- ство пара в кг при давлении в котле 5,6atm Диам. паропро- вода* в .ИЛ1 Длина Шири- на Высота Диа- метр в мм Ход в мм 9 3 400 750 0,533 0,533 1,98 381 305 200 1,90 820 50 7 2 260 365 0,533 0,406 1,60 317 241 225 1,56 1,80 480 38 6 1 320 182 0,381 0,381 1,42 247 222 275 365 32 г, 680 91 0,280 ' 0,280 1,29 178 178 300 1,50 275 32 3 290 31 0,228 0,211 1,34 182 146 300 1,55 205 25 2 182 21,5 0,190 0,168 1,01 103 133 450 1,02 175 19 1 65 9,5 0,203 0,152 T.00 57 95 500 1,54 135 19 паром, причем молот передает свой удар нижнему поддону корпуса, а не ударяет не- посредственно по свае. Фирма Кирнан-Терри выпускает свайные молоты нескольких ти- пов; в таблице сведены данные о семи типах молотов фирмы Кирнан-Терри. Номера 1, 2, 3, 5 и 6 предназначаются для шпунто- вых стенок, а номера 7 и 9 как для ник, так и для отдельных свай (железобетон- ных). Одним из недостатков конструкции свайных молотов Кирнан-Терри является то, что они не имеют приспособлений для регулирования хода самого молота, что тре- буется в некоторые моменты з.-бивки свай, например в начале забивки. Такого типа свайным молотом, т. е. с регулирующим па- рораспределением, является молот Губерта (фиг. 17). В нем цилиндр С является моло- том (ударяющей мае ой), А—жесткая рама, направляющая движение молота к верхней крышке, к которой неподвижно прикреплен шток поршня Т. В штоке имеются два капа- ла: а—для пропуска пара, предназначенно- го для подъема молота, и b—для проведения пара под поршень, т. е. для содействия силе удара падающего вниз молота (цилиндра С). На верхней части рамы А помещена авто- матич. парораспре- делительная коробка В, при помощи к-рой можно регулировать движение молота (ци- линдра С). Кроме от- меченных уже типов свайных молотов из- вестен свайный мо- лот Union, применя- емый и в СССР на Днепрострое. Свай- ным молотом Union при постройке при- стани в Маниле за- бивались железобе- тонные сваи длиной 33 л и весом 32 т. Свайн. молоты при- меняются не только для забивки свай, но и для вытаскивания их. Вытаскивание шпун- товых рядов сделалось в современной стро- ительной практике такой же неотъемлемой частью работ, как и сама забивка. Для вы- таскивания сваи молот поворачивают голо- вой вниз и ушко корпуса, к-рым он в нор- мальных условиях подвешивается к крану, соединяют цепью или ос< быми стальными захватами с вытаскиваемой сваей. Молот подвешивают к крану или деррику, к-рые должны сообщать ему постоянное натяже- ние. Скорость вытаскивания свай считают в среднем равной скорости забивки. Лит..- Баталии С., О паровом копре инж. С. Арциша, «Жури. Мин. пут. сообщ.», СПБ, 1892; Бреннене Л., Устройство оснований и фундамен- тов, СПБ, 1901; Курдюмов В. И., Материалы для курса строит, работ, вып. 3—Свайные работы, СПБ, 1911; Джекоби и Девис, Основания и фундаменты мостов и зданий, М., 1921; П р е 11 с П. В., Строит, работы, М., 1926; Д м о х о в с к и it В. К., Курс оснований и Фундаментов, М.—Л., 1927; его же, Свайный молот, «СП», Москва, 1926, 5; Розов И. А., Забивка свай, «Америк, техника», Нью Иорк, 1927, т. 4, 11; Brennecke L., Пег Grundbau, 4 Aufl., В. 1, В., 1927; Ltickemann Н., Der Grundbau, 2 Aufl., В., 1913; Jacoby Н. а. Davis К., Foundations of Bridges a. Buildings, New York, 1925; Franz i.us, Der Grundbau, Ber- lin, 1927. H. Герливаноа. КОПИРОВАЛЬНЫЕ АППАРАТЫ, см.Мно- жительные аппараты. КОПИРОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ и копи- ровальные приспособления, станки и приспособления для обработки металлов и дерева резанием, в к-рых фор-
21 КОПИРОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ ма обрабатываемого предмета определяется формой модели или шаблона. Принцип дей- ствия К. с. состоит в том, что особый штифт Фиг. 1. или ролик скользит по поверхности модели или по шаблону параллельно движению резца относительно обрабатываемого пред- мета; перемещения штифта, обусловленные формой модели, передаются обрабатываемо- му предмету или инструменту, и в резуль- тате сложения этих добавочных движений с основными движениями обрабатываемого предмета и резца возникает требуемая бо- лее или менее сложная форма обработан- ной части. В промышленности чаще все- го применяют специальные копировальные приспособления к станкам нормальных ти- пов: токарным, фрезерным и строгальным. Особую группу специальных копироваль- ных машин составляют гравировальные (см. Гравирование) и затылочные станки (см.), а также и некоторые системы зуборезных станков (см.). Копировальные приспособления к то- карным станкам существуют двух типов: для точки тел вращения сложной формы и для точки некруглых тел. Приспосооления первого рода (фиг. 1) состоят в основном из шаблона а, закрепленного на задней части станины. Наружное очертание шаблона со- ответствует меридиональному сечению об- тачиваемого тела. Верхние салазки б су- порта отключают от самоходного винта. На задней части салазок укрепляется штифт в или ролик, к-рый прижимается к шаблону пружиной, поставленной внутри салазок, или грузом на тросе, переброшенном через ролик и висящем чаще всего сзади станины. Иногда поперечная подача осуществляется вручную, для чего на салазках укреплена зубчатая рейка з, зацепляющаяся с шесте- ренкой, сидящей на одном валу с рукояткой подачи д. Шаблоны в приспособлениях вто- рого типа к токарным станкам (фиг. 2) рас- положены в вертикальной плоскости и по- лучают синхронное с обрабатываемым пред- метом вращение через зубчатую передачу а-б-в. В остальном действие приспособления вполне аналогично предыдущему. Сюда же относятся приспособления для обточки ку- лачков разного вида (фиг. 3). Ролик а при- жимается пружиной к шаблону б, вращаю- щемуся синхронно с обтачиваемым валом в. Второй кулачок г изменяет наклон резца д Фиг. 4. с целью получения правильной установки последнего к обрабатываемой поверхности. На фиг. 4 изображен еще один вид приспо- собления для точки частей нокруглого сече-
23 КОПИРОВАЛЬНЫЕ СТАНКИ 24 ния с повторяющимся изменением профиля. Главный шпиндель а вращается в направ- лении стрелки; на нем надет диск б с ро- ликами в, число которых, величина и вза- имное расположение подбираются в зави- симости от рельефа, к-рый хотят получить на обрабатываемом теле. Ролики в, катясь по шаблону г, отклоняют рычаг д, поворачи- вающий валик е и вместе с ним палец последний отводит поперечные салазки з, на которых укреплен резец; салазки по- стоянно прижимаются к пальцу посредством пружины и. Копировальные приспособления к фре- зерным станкам настолько совершенны, что снабженные подобными приспособлениями станки приближаются к копировальным. На фиг. 5 изображено копировальное при- способление для фрезерования фигурных канавок на торцевой поверхности. На столе станка укрепляют направляющие а, в к-рых скользят салазки б, несущие шпиндель в, приводимый в движение от шкива г через червячную передачу. На шпинделе укреп- ляются шаблон д и обрабатываемая шайба е; салазки б прижимаются грузом сне, висящим Фиг. 5. на тросе, к упору з, неподвижно закреплен- ному на столе станка. При вращении шпин- деля с шаблоном все точки шайбы е описы- вают кривые, форма которых определяется шаблоном 0; вследствие этого фрезер и вы- берет паз или обработает боковую поверх- ность шайбы по соответствующей кривой. Копировальные приспособления для про- дольно-строгальных и портальных фрезер- ных станков обычно применяют двух видов: 1) шаблон а (фиг. 6) укрепляется на попере- чине, супорт б, отключен- °а j ф ный от самохода, снабжен ~| П7|^П тягой с роликом, который скользит по кривой шабло- на, причем на укреплен- ном на столе обрабатывае- мом предмете з выстраги- вается цилиндрическая по- верхность с поперечным се- чением согласно очерта- ниям шаблона; 2) шаблон а (фиг. 7) укрепляется на 6 Фиг. 6. рабочем столе б, штифт в супорта скользит по шаблону, и на обрабатываемом предмете по- лучается цилиндрич. поверхность, форма се- чения к-рой вертикальн. плоскостью, парал- лельной движению стола, определяется фор- мой шаблона; этот способ применяется чаще на продольно-фрезерных станках, а на стро- гальных—при строжке закруглений рельс. Копировальные приспособления к шли- фовальным станкам по типам и .принципу действия сходны с изображен, на фиг. 2 и 5. Специальные К. с. в металло- и деревооб- рабатывающей промышленности могут быть Фиг. 7. отнесены к следующим 3 типам: 1) Станки, работающие с применением шаблонов. На фиг. 8 изображен станок для обработки штампов и матриц. Вращающийся штифт а касается шаблона б, нижний шпиндель в снабжен торцевым фрезером, выбирающим металл в теле обрабатываемого штампа з. Ра- ма б с укрепленным на ней электромотором в 0,5 JP, приводящим в движение штифт и шпиндель, может вращаться вокруг вер- тикальной оси и прижимается к шаблону б грузом е посредством цепи. Супорт ою с сидя- щей на нем рамой совершает медленную по- дачу в горизонтальном направлении (0,05— 1,0 мм,/мин), в то же время стол с укреп- ленными шаблоном и обрабатываемым пред- метом совершает вертикальную подачу со Фиг. 8. значительно большей скоростью (до 150 мм/мин). Перемена направления подачи совершается автоматически при посредстве
25 КОПЧЕНИЕ 26 штанги з; стол уравновешен грузом и, под- вешенным на конце коромысла к. Для уда- ления начерно большого количества мате- риала в самом начале обработки вертикаль- ная и горизонтальная подачи совершают- ся от руки при по- мощи маховичков л и .и. 2) Станки, рабо- тающие по принципу сложения дви- жений. На фиг. 9 изображен станок, супорт которого пе- ремещается по попе- речине от руки и са- моходом посредством шестерни К и рейки. Движения шестерни связаны с перемеще- нием шаблона. Стол может перемещаться в перпендикулярном направлении. Комби- нацией этих переме- щений можно воспро- извести любую кри- вую линию и поверх- Л ность. 3) К. с., ра- Фиг- 9‘ ботающие по методу пантографа, при- меняются главным образом в качестве гра- вировальных станков, (см. Гравирование). Имеются станки такого же типа, но более мощной конструкции для обработки штам- пов и матриц. Лит.: Hii 1 le F. W., Pie Werkzeugmaschinen, 4 Aufl., В., 1923; Н 11 1 1 е F. W., Die Grundzuge d. Werkzeug- maschinen и. d. Metallbearbeitung, В. 1, 6 Auflage, B., 1928; Lich 0., Vorrichtungen im Maschinenbau, 2 Aufl., B., 1927; Muller О. М.» Zeitsparende Vor- richtungen im Maschinen-und Apparatebau, Berlin, 1926; Jones F., Jig and Fixture Design, New York, 1920. А. Панкин. КОПЧЕНИЕ, способ сохранения разных пищевых продуктов. К. в сущности состоит в том, что продукт подсушивают и пропитыва- ют антисептиками дыма, гл. обр. креозотом и муравьиным альдегидом; это ведет к кон- сервированию материала, причем креозот сообщает ему. еще специфич. привкус. Раз- личают два способа К.: горячее и холодное. К. рыбы. Горячий способ применим только тогда, когда материалом служит све- жее непросоленное или мороженое сырье. К. при этом способе продолжается очень недолго, от г/2 до 4 ч., при высокой Г (обыч- но 120—140°)^ При горячем копчении сырье должно, с одной стороны, пропитаться про- дуктами перегонки дерева, с другой—«по- спеть» или «дойти», т. е. долж- но претерпеть тот же процесс, что при его жарении и варке, когда происходят свертывание белка, разрыхление, легкая от- делимость кожи от мяса и мя- са от костей, потеря привкуса «сырого» мяса. Получается пре- восходный продукт, нежный, мягкий и вкусный, но очень не- стойкий: он может сохранять- ся всего лишь несколько дней. Просоленный материал уже до известной степени «поспел», и задачей К. является здесь толь- ко отнятие влаги и пропиты- вание обрабатываемого продукта антисеп- тическими и вкусовыми частями дыма. Высо- кая t° в этом случае вредна и дает продукт совершенно негодный. При холодном К. сырье подвергает- ся продолжительному воздействию густого холодного, дыма при /° не выше 40°. Если материалом К. служит сырье, уже созрев- шее в соли, то продукт может потребляться без предварительного кулинарного пригото- вления; если же это свежий или свежезасо- ленный продукт, то перед употреблением его приходится жарить или варить. Холод- ное К. дает продукт стойкий и хорошо пере- носящий перевозку.Горячее К. может играть преобладающую роль только в странах, в которых производящие центры рыболовства, коптильни и рынки сбыта готового продук- та расположены вблизи друг от друга. При громадности же расстояний, недостатке бы- стрых средств сообщения или удаленности центров производства от центров потребле- ния преобладает холодное К. Рыба, приготовленная по способу горя- чего К., носит название копченой, по способу холодного К.—к уреной. Для получения копченой рыбы нужно ее посо- лить, разделать, отмочить в пресной воде, отвялить и затем уже выкоптить. При К. всегда бывает утечка—уменьшение в весе товара. Размер этой утечки для различных сортов рыбы виден из табл. 1. Химический состав копченой рыбы приведен в табл. 2. Т а б л. 1 .—У' ме п мнение веса рыбы при к о п ч е и и и. [Потеря! I Название рыбы 1 веса ! | В % Севрюга........., 33 j j Свеж, белорыбица 27 > Осетр (при варке)! 35 Сиг.............. 27 Название рыбы Потеря веса в % Судак ........ Жерех......... Сельдь ....... Вобла ........ 17 27 15 I 40 К. мяса и мясных продуктов. Описанным холодным способом можно коптить не толь- ко рыбу, но и дичь, окорока, колбасу и пр,; последние два продукта коптятся также и горячим способом. При К. важно, особенно для мяса и окороков, чтобы Г дыма была не слишком высока и чтобы он сам был по возможности сухим. Нормальной 1° дыма при холодном К. мясопродуктов считается приблизительно 25°. Нек-рые изделия, напр. часть колбасных, требуют, наоборот, горя- чего К., во время к-рого дым должен иметь Т а б л. 2,—X и М и ч е с к и it с о с т а в к о и ч е и <> б р ы б ы. Название рыбы Сельдь астрах, (по Друкксру) Чехонь » » ; Тарань » » ; Шемая » » I Омуль » » | Белорыбица » » Вобла .................. I Сельдь (по Кенигу)...... I Лососина » » ....... I Шпроты » » ....... В мясе содержится (в %) влаги I белков | жира 1 золы 59, Ь 22,0 9,5 9,5 55,0 30,0 5,0 9,0 37,0 37,0 16,0 11,0 43,5 29,0 16,0 11,5 64,0 17,5 : 10,5 5,0 57,5 23,5 1 13,0 6,0 27,5 -40,0 38,5-46,5, 4,0—10,5: 3,0-4,0 69,49 21,12 । 8,51 1 1,24 51,46 24,19 ! 11,86 12,04 59,89 22,73 ' 15,94 0,46
27 КОПЧЕНИЕ 28 1° сначала 60 —70°, а затем и до 100°. Горя- чее К. мясных продуктов продолжается все- го лишь несколько часов, тогда как холод- ное—от одной до нескольких недель, в за- висимости от рода мясотовара. Вместо того чтобы подвергать мясопродукты действию дыма, прибегают к непосредственной обра- ботке их дезинфицирующими веществами, находящимися в дыме. При этом способе, т.н. быстром К., мясо погружают в раз- веденный древесный уксус, к которому при- бавляют некоторое количество можжевелово- го масла, после чего мясо развешивают для просушки. Погружение должно происходить неоднократно: при малых кусках уже через 30 ч. достигается надежная стойкость мяса. Иногда окорока просто смачивают с поверх- ности смолой или раствором древесн. уксуса. Кениг приводит еще один способ быстрого К. мясопродуктов: после предварительного просаливания в рассоле мясо д. б. положе- но в жидкость, которая получается кипяче- нием сажи в несколько подсоленной воде; колбасы например должны пролежать в та- кой жидкости, в зависимости от величины, от 0,5 до 1 ч., а окорока—от 12 до 16 ч. Полу- ченные таким способом копчености более мягки и сочны, чем обработанные непосред- ственно дымом. Табл. 3.— Химический состав копче- ностей, по Кенигу (в %). Виды копче- ностей Вода Азотист. ! вещества Жиры i Безазот. ; экстр. 1 вещества Зола Копченое воловье мясо 47,68 27,10 15,35 10.89 Копченая конина . . Копченый воловий 49,15 31,84 6,49 — 12,53 язык 35,74 24,31 31,61 — 8,51 Копченая ветчина . 28,11 24,74 36,45 0,16 10,54 Сало-шиик, соленое и копченое 10,21 8,95 72,82 —— 8,02 Гусиное филе .... 41,35 21,45 31,49 1,15 4,56 Брауншв. колбаса . 35,41 19,0 40,80 0,03 4,76 Салями 17,01 27,84 48,43 — 6,72 Ветчинная колбаса . 46,87 34,31 12,87 34,43 2,52 3,31 Трюфельная » 11,50 51,39 — 3,36 Современные промышленные коптильные устройства. Ленинградские коптиль- ни обыкновенно устраиваются внутри зда- ний. В отдельном помещении к стене вблизи дымового канала пристраиваются кирпич- ные камеры, иногда облицованные изнутри изразцами. При высоте камеры от 2 л и больше ширина и глубина ее бывают I1/,— 2 jh. Спереди камера закрывается плотной железной дверью, в нижшй части которой находится небольшая отдушина для прито- ка свежего воздуха, регулируемого задвиж- кой. Под самым потолком камеры находит- ся отверстие, ведущее в дымовой канал. Немного ниже потолка положены железные перекладины для удержания палок, прутьев или дранок с подвешенным на них сырьем. По полу камеры проложены рельсы для же- лезного лотка с горючим материалом. Германская коптильня.Современ- ная г< рманская коптильня по сист. ме Хер- мана (фиг. 1) состоит из ряда небольших ка- мер для горячего К. и двух длинных камер посередине, служащих для холодного коп- чения. Расположение коптилен в крупных населенных центрах обусловливает необхо- димость снабжения их высокими трубами в 30—40 Jt вышины, причем поперечник тру- бы зависит от количества камер-печей. Раз- меры отдельных ка- ГГТ1 мер: ширина 1,20 .и и глубина 1,04 м. Рамы, заполненные сыРьем> один чело- тттт век легко может I j | j вынимать из каме- . й й рЫ и вставлять об- Фиг ратно. Печи квер- ху суживаются ко- нически и снабжены легко регулирующей- ся со стороны дверей заслонкой а. Угол, об- разуемый ст. нкой и конусом, должен быть по возможности тупым. Каждая камера или же каждая пара камер имеет свой дымовой канал, продолжающийся самостоятельно до самой трубы, куда выведены все отдельные дымовые ходы всех печей. Внутри печи по бокам расположены карнизы из углового железа для помещения рам. Плотно закры- вающиеся железные двери доходят вверху до высоты нижнего края конич. части печи. Труба представляст\собою как бы пучок от- дельных ходов или каналов. Часть их слу- жит для отвода дыма из печи, один—для дыма, поступающего из-под колпаков над дверями печей, и один—обычно для средней длинной камеры, предназначенной для хо- лодного копчения. Приток свежего воздуха к средним камерам происходит по особым подземным каналам. Новейшие продвижные коптиль- ные печи дают по сравнению с описан- ными выше печами экономию в расходе го- рючего материала в 30—35%. В этой си- стеме камеры отделены друг от друга стен- кой, состоящей в нижней своей части (до высоты 40 см) из кирпичной кладки, а выше из подъемного железного занавеса, движу- щегося в пазах боковых стенок. Процесс К. распадается на две части: а) подсушку и печение сырья при ярко горящем пламени и б) собственно К. в дыму при заглушен- ном пламени и сильном образовании дыма. По окончании первого процесса приходится разгребать жар и заглушать огонь струж- кой или другим способом, а перед обработ- кой следующей партии—выпускать дым из печи, сгрести жар и снова дать разгореться пламени. На это уходит много времени и те- ряется много тепла. Принцип новой системы продвижных печей состоит в том, что в пе- реднем ряду печей всегда поддерживается яркий, светлый огонь, к-рый необходим для первого процесса, между тем как во втором ряду печей происходит только собственно К. и там поддерживаются соответствующая 1° и густота дыма. Когда первая стадия копче- ния закончена, достаточно поднять желез- ный занавес и продвинуть рамы с товаром в заднюю печь. Как только рамы продвину- ты в заднюю печь, железный занавес снова опускается, и передняя печь готова к при- ему следующей партии сырья. Пропускная способность коптильни в этих условиях уве- личивается на 25%. Преимущество описы-
29 КОРДИЕРИТ 30 ваемой системы в том, что сырье всегда по- ступает с одной стороны ряда камер, а го- товый товар выходит с другой стороны в со- Фиг. 2. седнее помещение. Благодаря этому упако- вочное отделение для остывания и укупор- ки готового товара совершенно отделено от 1 Фиг. з. обычно сильно за- грязненного поме- щения, в котором происходят мани- пуляции с сырым материалом. Английские коптильни по своей конструкции в общем похожи на вышеописанные, но обычно имеют го- раздо большие раз- меры и большее ко- личество коптиль- ных камер. К самой коптильне, т. е. к группе коптильных камер, непосредст- венно примыкает с одной стороны двух- этажный флигель, или же камеры за- ключены в двух- этажном здании. Из каждого этажа в камеры ведут две- ри, разделенные па верхнюю и нижнюю половины. Через нижнюю половину дверей первого эта- жа товар-сырье по- дается в камеру, через верхнюю по- ловину дверей вто- рого этажа готовый продукт вынимает- ся (фиг. 2). В других помещениях располагаются солильня, упа- ковочная и склад для топлива. Необходи- мо упомянуть также об автоматической не- прерывно действующей «коптилке» системы Гильдебрандта (США) с мотором (фиг. 3). Коптильные шкафы для к ус- тар по го.производств а. Из подобных устройств отметим коптильный шкаф сист. Nordischer Maschinenbau. Шкаф представляет собою железный клепаный кожух и снаб- жен двойной дверью для загрузки и выгруз- ки товара, дверцами для топки, смотровыми отверстиями и вьюшками для регулирова- ния тяги. Боковые стенки закладываются на месте кирпичом, так как каменная кладка на практике оказалась самой выгодной. По- добные коптильные шкафы строятся разных размеров соответственно местным условиям и назначению. Для топлива при К. пригодны горючие материалы, дающие большое количество ды- ма (опилки, хворост, стружки, гнилушки). Лит.: Рейпш Л., Мясо и мясные продукты, Москва, 1925. В. Взоров. КОРДИЕРИТ, д и х р о и т, минерал ром- бической системы. Излом раковистый, тв. 7-- 7,5, удельный вес 2,16—2,66; блеск стеклян- ный; цвет преимущественно синий, синевато- серый, желтовато-серый. По химич. составу К. представляет собою сложный алюмосили- кат магния, H,(Mg, Fe),,Al8Si10O37 (50% SiO2, 34 % А12О3, 4,9% FeO, 10 % MgO, следы MnO, CaO). Встречается К. в некоторых гнейсах в виде просвечивающих или прозрачных зе- рен или в виде галек (иногда в залежах кол- чедана). К. отличаются сильным дихроиз- мом. Под влиянием выветривания, которому К. очень легко подвергаются, они превра- щаются в калиевую слюду. Затронутые вы- ветриванием К. получили разные названия— пинит, гигантолит, фалунит, аспазиолит и др. Хорошие кристаллы кордиерита встре- чаются в Баварии (Боденмайс), Финляндии (Ориерви), Испании (Кабо-де-Гата), Норве- гии (Арендаль, Кратере), Швеции (Фалун), США (штаты Коннектикут и Сев. Дакота). На Цейлоне и в Бразилии (россыпи Minas Novas) известны месторождения окатанных галек. В СССР К. встречается на Урале, в Мурзинских копях, в виде красновато- коричневых масс, вросших в снежнобелый альбит. Прозрачные синие гальки К., в осо- бенности цейлонские, шлифуют в виде дра- гоценного камня (так наз. ложный сапфир и водяной сапфир); от настоящих сапфиров они отличаются низким удельным весом, меньшей твердостью и дихроизмом. См. Дра- гОЦеННЫв камни, н. Федоровский. КОРЕННОЙ ВАЛ, главный вал трансмис- сии или машины; в паровых машинах (см.), в двигателях внутреннего сгорания (см.) и вообще в поршневых машинах К. в. иден- тичен с коленчатым валом (см.). КОРИАНДР, коляндра, кишнец, Coriandrum sativum L., травянистое одно- летнее растение (сем. Umbelliferae), с прямо- стоящим ветвистым стеблем высотой от 50 до 70 см, перистолопастными рассеченными листьями и с белыми, иногда розоватыми мелкими цветами. Плод кориандра—мелкая (3—5 мм) двусемянка; слоистый зонтик не- сет до 300 плодов. Высеивается К. для полу- чения эфирного кориандрового ма- сла, получаемого из его плодов в коли- честве 0,8—1%, причем выход масла коле- блется в зависимости от сорта п происхо- ждения плодов; из русских сортов (воро- нежских) мелкоплодный дает выходы вы- ше, чем крупноплодный. В зависимости от
31 КОРИЧНАЯ КИСЛОТА 32 периода развития растения качество масла сильно меняется; для получения масла нор- мального качества берут вполне зрелые плоды. Получают масло отгонкой водяным паром: гонка недробленого сырья требует 12—15 часов, а дробленого 5—6 часов; сред- ний расход пара на 1 кг масла для цельных плодов 180 кг, для дробленых 135—140 кг. Полученное масло бесцветно или слабожел- того цвета с приятными запахом и вкусом. По общесоюзному стандарту масло должно иметь следующие константы: Б20 = 0 ,866-4- 4-0,877; [a|D = +9-Н + 12; показатель прело- мления иц = 1,4630-4-1,4720; кислотное чис- ло не выше 3; эфирное число 4—20. Глав- ная составная часть кориандрового масла правовращающий линалоол (кориандрол)— от 60 до 80%; кроме того в нем содержатся и-и /S-пинены, дипентен, n-цимол, также не- значительное количество гераниола и бор- неола. В СССР кориандровое масло широ- ко применяется в качестве отдушки в мыло- варении и как источник получения лина- лоола; потребность в нем достигает 60 000— 70 000 кг. Главный район производства— НПО, где находится (сл. Алексеевка) круп- ный завод для производства масла. После выделения эфирного масла в семенах К. остается до 13—17% жирного масла и зна- чительное количество белковых соединений; в виду этого жмых К. может быть исполь- зован как кормовое средство. Дикорастущий К. встречается в странах средиземномор- ского побережья; разводят К. в Германии и на юге РСФСР и УССР. Кориандр требует плодородной почвы, вегетационный период его 100 дней; высевается рядами илй враз- брос, норма высева 25—30 кг семян на га; средний сбор семян ок. 10—12 ц с га. Пло- щадь посевов К. за последние годы силь- но возрастает; в 1926 году по РСФСР было засеяно 3,2 тыс. га, а в 1929 году—13 тыс. га. Лит.: В е р пт к о в с к и й В. Н. и Б а х ме- те н к о И. И., Культура кориандра ца С. Кавказе, Ростов п/Д., 1928. Н. Соколов. КОРИЧНАЯ КИСЛОТА, /3-фенилакрило- вая кислота, С6Н5-СН:СН.-СООН, находится как в свободном состоянии, так и в виде сложных эфиров в бензойной смоле, перуан- ском и толуанском бальзамах и в стираксе. К. к. кристаллизуется в листочках, с 1°пл, 133°, растворимых в воде (особенно легко в горя- чей), в алкоголе и эфире. Строение К. к. до- пускает существование стереоизомеров, при- чем обыкновенная К. к. представляет собой транс-конфигурацию, в то время как цис- конфигурация носит название а л л о к о- ричной кислоты (1°м. 68°); нс- с,н6 н с • с6н5 ноос-с-н н-с-соон коричная к-та аллокоричная к-та Последняя находится в отбросах производ- ства кокаина. Кроме того известны две не- устойчивые полиморфные разности аллоко- ричной кислоты, так паз. изокоричные к-ты, с 1°ил. 57° и 43,5—46°, превращающие- ся в аллокоричную к-ту при заражении их растворов кристаллом последней. Синтетически К. к. получается в технике по методу Перкина — конденсацией бенз- альдегида с ацетатом натрия (в присутствии уксусного ангидрида) по ур-ию: СвН5 СНО+СНз COONa~»CeH5CH:CH'COONa+H2O (течение этой реакции в действительности более сложно). Получение К. к. из бензил- иденацетона, также применяемое в техни- ке, основано на окислении его хлорновати- стой к-той по ур-ию: C6H6-CH:CHCOCH3+3CaOCl2+3Na2CO3 = =C6H5-CH:CH-COONa+CHCl3+3NaCl + +2NaOH+3 СаСО3. К. к. в виде ее эфиров (метилового, этило- вого и бензилового) находит применение в парфюмерии, а также служит для приготов- ления душистых синтетич. веществ., гл. обр. бромстирола и фенилацетальдегида. Натри- евая соль К. к., г е т о л—-медицинский пре- парат, применяемый при туберкулезе. Потребность СССР в К. к. составляет око- ло 10 000—12 000 кг, преимущественно для переработки в метиловый и этиловый эфиры, а также в бромстирол. Лит.: Мепш уткин Б. Н., Карбоциклические соединения, стр. 171—178, Л., 1926; Cohn G., Die Riechstoffe, 2 Aufl., Brschw., 1924; Parry Er., Cyclo- paedia of Perfumery, 1,., 1925. H. Ельцина. КОРИЧНЫЙ АЛЬДЕГИД, циннамаль, С„Н5-СН:СН-СНО, главная составная часть кассиевого и цейлонского коричного масел; синтетически получается конденсацией бен- зальдегида и ацетальдегида при помощи хлористого водорода или натриевой щелочи: CeHsCHO + CH3-CHO = CeH6-CH:CHCHO + H2O. К. а.—жидкость с характерным приятным запахом коричного масла, уд. веса 1,05, ки- пящая при 246° с разложением; при давле- нии 20 мм t°mn. 128—130°. К. а. легко пе- регоняется с паром; при сильном охлажде- нии он затвердевает в свётложелтую массу, имеющую 7,5°; растворяется в 25 ч. 50%-ного и в 7 ч. 60%-ного спирта. При- меняется в парфюмерии и как отдушка для туалетных мыл. При восстановлении К. а. получается коричный алкоголь, СвН5 • CH : СН • СН2ОН—белые тонкие иглы, издающие запах гиацинта, с 33° и t°KUn. 257,5°, при окислении превращающийся в К. а. и коричную к-ту. Коричный алкоголь находится в стираксе, в перуанском баль- заме и в кассиевом масле в виде сложных эфиров, из к-рых и м. б. получен путем омы- ления. Синтетически его получают по спо- собу Меервейна и Шмидта из К. а., обраба- тывая К. а. в абсолютном алкоголе этилатом алюминия, причем оба вещества соединя- ются в альдегид-алкоголят; последний раз- лагают водой на ацетальдегид и коричный алкоголь. По методу, заявленному BASF, коричный альдегид восстанавливается в ал- коголь при помощи активированного маг- ния. Коричный алкоголь находит примене- ние в парфюмерии. Лит.: Peine, «В», 1884, В. 17, р. 2117; «Lieb. Ann.», 1925, В. 444, р. 221; Г. П. 350048 и 362537. КОРМОВЫЕ РАСТЕ НИ Я, растения, исполь- зуемые целиком или частично на корм для с.-х. животных. В ботанич. отношении груп- па К. р. состоит из растений различных се- мейств; нек-рые из К. р. растут в диком ви- де, другие культивируются человеком. По- следние возделываются либо специально с кормовой целью (собственно К. р.) ли-
33 КОРМОВЫЕ РАСТЕНИЯ бо с продовольственной или технич. целью с использованием на корм только побочных продуктов, доставляемых ими. Вер К. р. по характеру использования делятся на несколько групп. У одних из них па корм исполь- зуется воя надземная часть в свежем (зеленый кор м), сухом (с е н о) или же силосованном (см. Силосы) виде. Наиболее многочисленна группа К. р., главн. обр. из семейства бобовых и злаковых, доста- вляющих грубые, или объемистые, норма, называемые так в виду высокого содержания в них клетчатки. Вторая группа К. р. доставляет так наз. сочные (с высоким % содержания воды) корма в виде корней (кормовые корнеплоды и клубнеплоды), реже в зиле плодов с сочным околоплодником (кор- мовая тыква). Третья группа К. р. дает концентри- рованные сильные корма, гловн. образ, в виде зерен, богатых белком (зерновые бобовые) или углеводами (зерновые злаки). Кормовые травы возделываются или на специальных постоянных угодьях (луга и паст- бища) или же сеются на небольшие сроки (чаще всего от 1 до 5 лет) в полевом севообороте, где они чередуются с другими полевыми культурами. Разли- чают природные и искусственные луга и пастбища. Природные луга представляют собою девственные участки почвы, занятые природными травянистыми ассоциациями. Особенно высокие урожаи трав дают так называемые поемные, или заливные, луга, расположенные по берегам рек и затопляемые весенними разливами, причем вода откладывает на этих лугах ил. богатый питательными веществами. Луга, пе обеспеченные водой (суходолы), дают крайне низкие урожаи сена. Такие луга чаще всего использу- ются как пастбища, хотя часто дают и корма в неболь- шом количестве и невысокого качества. Участки, за- нятые травами, в полосе умеренного климата встре- чаются также среди леса, по вырубкам и т. п. (лесные покосы, выгоны), причем обычно лесное сено более грубо, чем настоящее луговое, и расценивается ниже. Химич, состав сена разных типов см. табл. 1. Табл. (.-Химический состав сена с лугов разных типов з %, Составные части Луговое Лес- ное Кислое (с кислых лугов) Вода 14.3—16.0 15.0 13,0 Протеины 7,5-13,5 8.7 7.6 Жиры 1,5— 3,0 2,1 2,4 Без«зот. экстракт.. вещества 38 2-41,2 43,2 37.3 Клетчатка 19,3-33,5 26,0 33 2 Зола . . . 5,7 5,0 6,3 При избытке влаги, связанном с близостью грун- товых вод, с тяжелой непроницаемой подпочвой, а также с накоплением органич. массы, происходящим в процессе эволюции лугов, они превращаются в бо- лота (см. Заболачивание). Рациональная культура лугов и пастбищ имеет колоссальное народнохозяйственное значение, т. к. от нее в значительной мере зависит развитие животноводства. В запад- ноевропейских государствах правильной организации луговой и пастбищной площади уделяется чрезвычайно большое внимание. Систему мероприятий по культуре лугов называют луговодством. В СССР, по данным ЦСУ, общая площадь под ес- тественными и искусственными лугами составляет все- го 36,1 млн. га (1,7% от всей площади), под выго- нами и пастбищами—63,9 млн. га (3 %); при оценке этих цифр необходимо также иметь в виду, что сюда не вошли лесные покосы, а также и часть, правда пло- хих, кормовых угодий, попавших в рубрики неудоб- ных, необжитых и прочих земель, составляющих пло- щадь в 1 261,2 млн. га (т. е. больше 50 % всей площади СССР). Приводим данные, которые показывают рас- пределение луговой и пастбищной площади между от- дельными советскими республиками, а также сбор сена с лугов в 1928 г. (см. табл. 2). Табл. 2.—Р а с п р е д е л е и и е луговой и пастбищной площади в СССР. Республики Площадь под лу- гами Площадь под выго- нами Сбор сена с лугов, млн. т млн. га О/ /о млн. га % РСФСР 31.8 1,5 56,1 2,7 777,1 УССР • 1,9 4.4 1,0 2,3 42,3 БССР 2,0 15,4 0,4 3,1 29,3 ЗСФСР 0,4 2,2 6,4 35,9 16,1 ТуркССР .... 1 УзбССР f Не учтено 1,1 14,6 Итого по СССР 36,1 — 63,9 — 880,5 Полевое травосеяние имеет зна- чение не только как источник корма, но и как прием восстановления плодородия поч- вы путем создания благоприятной для расте- ний почвенной структуры (см. Земледелия системы). Бобовые растения кроме того обо- гащают почву азотом. В полевом севообо- роте высевают как однолетние (яровые и озимые), так и многолетние травы. Однолет- ние растения высеваются чаще всего на па- ру в качестве предшественника озимого, ре- же они занимают поле на целый вегетацион- ный период, иногда же им отводят период времени после уборки основного растения (пожнивные и подсевные культуры). Ниже в табл. 3 приведены названия, районы рас- Табл. 3.—Кормовые растения СССР. Кормовое растение Ботанич. название Районы и места распро- странения Примечание Арбуз кормовой Белоус Бобы конские Брюква кормовая (сорта: банкгильм. гофманская желтая, мустиала, швед- ская) Вейник Верблюжья колючка Вика мохнатая (озимая) Вика яровая Волоенец песчаный (пес- чаный овес) Гаолян Горох коровий Горох полевой (пелюшка) Cucumls citrullus Nardus stricta Vicia faba Brassica napus rapl- tera Calamagrostfs sp. sp. Alhagi camelorum Vicia villosa Vicia satlva Elymus arenarius Sorghum vulgare, var. japonicum Vigna sinensis, V. catjang Pisum arvense Юг Европ. части СССР На заболоченных лугах СССР СССР Лесные поляны Ср. Азия СССР Районы возделывания овса Песчаные дюны и прибреж- ные пески Дальний Восток 1 Черноземная и нечернозем- ’ ная полосы Европейской (части СССР Сочный корм Плохой выгон, луга Зеленый корм, зеленое удобрение Сочный корм Сено Силос Зеленый корм, сено Зеленый корм, сено Пастбища, зерн. корм Зеленый корм, силос Зеленый корм Т. Э. т. XI. 2
35 КОРМОВЫЕ РАСТЕНИЯ 36 Табл. 3.—Кормовые растения СССР. (Продолжение.) Кормовое растение Ботанич. название Районы и места распро- странения Примечание Горчица белая Гребенник Гречиха Джугара Донник белый Донник желтый Ежа сборная Капуста листовая Картофель кормовой Клевер александрийский (береим) Клевер белый Клевер инкарнатный Клевер красный Клевер красный (дикая разновидность) Клевер лупиновый Клевер персидский (шаб- Дар) Клевер шведский Ковыль Колосок душистый Кольраби Комфрей (окопник) Костер безостый Кукуруза Леспедица Лисохвост луговой Лишайники оленьи Люцерна посевная Люцерна средняя (песча- ная) Люцерна хмелевидная Люцерна шведская (жел- тая) Лядвепец рогатый Могар (щетинник) Морковь корм.; сорта: бе- лая. зеленоголовая, за- альфедс.кая, лоборихская, исполинская белая, чем- пион Мятлик луговой Овес Овес дикий (желтеющий и заячий) Овсяница Осока Пастинак (пастернак) Полевица Полынь Просо Пушица Пырей гребенчатый (жит- няк) Пырей ползучий Пырей сибирский (жит- пяк) Райграс французский (вы- сокий) Райграс английский Райграс итальянский Рожь Свекла (кормовые сорта: эксцельсиор, мамут, ар- ним-кривепская, зккен- дорфская, оберндорфск., баррес, суттон) SInapis alba Cynosurus crlstatus Polygonum fagopy- Tum Sorghum cernuum Melilotus albus Melilotus officinalis Dactylis glomerata Brassica oleracea, var. acephala Solanum tuberosum Trifollum alexandrl- num Trifollum repens Trifolium inearnatum Trifollum pratense Trifollum pratense, var. pratorum Trifollum lupinaster Trifollum resupiua- tum Trifollum hybridum Stipa pennata Anthoxanthum odo- ratum Brassica oleracea,var. gangyloides Symphytum asperri- mum Bromus Inermis Zea mays Lespedeza striata Alopecurus pratensls Cladonla ranglferina и Cetraria Islandica Medioago satlva Medicago Intermedia Medlcago lupullna Medicago falcata Lotus corniculatus Setaria itallca Daucus carota Poa pratensls Avena satlva a) Avena flavescens b) Avena pubescens a) Festuca pratensls b) Festuca ovlna c) Festuca rubra Carex sp. sp. Pastlnaca satlva Agrostls alba Artemisia sp. sp. Panlcum mlllaceum Eriophorum sp. sp. Agrop yrum cristatum Agropyrum repens Agropyrum siblrlcum Arrhenatherum ela- tius Lolium perenne Lolium it illcum (L. multiflorum) Sccale cereale Beta vulgaris Район Поволжья (преиму- щественно) Лесные поляны Средняя полоса Европ. ча- сти СССР Юг. Европ. части СССР | Европ. часть СССР СССР, кроме засушливых районов СССР СССР Черноземная полоса Европ. части СССР 1 I Нечерноземная полоса Ев- ропейской части СССР (противопоказаны кислые почвы) Засушлив, районы (степи) Бедные суходолы СССР СССР, еще мало культиви- руется Европ. часть СССР (хорошо переносит засуху) Юг Европ. ч. СССР Нечерноз. полоса Европ. ч. СССР, Дальний Восток Нечерноз. полоса Европ. ч. СССР (влажные луга) Полоса турдр. I Черноземная полоса Европ. (части СССР, Казакетана, | ЗСФСР и среднеазиатские республики СССР ЦЧО и юг Европ. ч. СССР СССР СССР СССР (Нечернозем. полоса Европ. 1 части СССР jcccp На заболоченных лугах СССР Нечерноземн. полоса Европ. части СССР Засушливые районы (степи) Юг и УССР На заболоченных лугах Европ. части СССР Юг Европ. части СССР СССР Юг и нечерноземн. полоса Европ. части СССР (луга) Юг Европ. части СССР и Кавказ Юг Европ. части СССР СССР СССР Зеленый корм Сено Зеленый корм (кроме свиней) Зеленый корм Сено, зеленое удобрение Сено, луга Зеленый корм Ботва в силос, клубень на корм Сено, зеленый корм Сено, выпас, зелепый корм Овечьи пастбища Пастбища Сочный корм Корм для мелких жи- вотных Сено Зеленый корм, силос Сено Луга Пастбища оленьи Сено, луга, пастбища, зеленый корм Пастбища, луга ' Сено (на пару) Сочный корм Луга, сено Зерновой корм, зеленый корм Сено, луга Сено, пастбища Луга Сочный корм Сепо Пастбища Зеленый корм Полевое травосеяние j-Луга, перелоги Сено, луга Пастбища с влажной почвой Сено Зелепый корм, зерновой корм Сочный корм
КОРМОВЫЕ РАСТЕНИЯ 38 Табл. 3.—Кормовые растения СССР. (Продолжение.) Кормовое растение Ботанич. название Районы и места распро- странения Примечание Сераделла Ornithopus satlvus Белоруссия и средняя по- Сено, зеленый корм, зе- Ситник Juncus sp. sp. лоса Европ. части СССР На заболоч. лугах леное удобрение Пастбища Сорго Sorghum saccharatum Юг Европ. части СССР и Зеленый корм (редко на Соя Soja hispida Кавказ Юг Европ. части СССР и сено) Зеленый корм Суданская трава Sorghum exiguum Дальний Восток ЦЧО и засушливые районы Сено, зеленый корм Тимофеевка Phleum pratense Европ. часть СССР (не пе- Сено Тимофеевка степная Phleum Boehmeri реносит засухи) Степная полоса Европей- Сено Типчаки Festuca { ской части СССР (не боит- ся засухи) Засушливые р. (степи) j Пастбища, зимняя пастьба Топинамбур (земляная Hellanthus tuherosus СССР Зеленый корм, клубне- груша) Трясунки Brtza media Лесные поляны плоды (чрезвычайно ценное растение) «Лесное сено», выпас Турнепс, корм, репа; сор- Brassica тара rapi- СССР Сочный корм та: остерзундский, барт- фельдский, анкор, 6-не- дельный И Др. Тыква кормовая iera Cucurbtta pepo ma- СССР Сочный корм Хвощ \ima Equisetum sp. sp. На заболоченных лугах Пастбища Наколоть Hierochloe odorata Лесные поляны Выпас Чечевица Ervum Lens СССР Зеленый корм Чина Lathyrus pratensis Средн, полоса Европ. части СССР Дальний Восток Пастбища Чумиза Panfcum frumenta- Зеленый корм ТПпергель ceum Spergola arvensls Средняя полоса Зеленый корм Щучка Deschampsia caespl- Заболоченные луга Пастбища, сено Эспарцет losa Onobrychls viclae- Известковые почвы ЦЧО и Сено Язвенник folia Anthylls vulnerari УССР Средняя полоса Европ. ча- Пастбища Ячмень Hordeum vulgare сти СССР Европ. часть СССР Зерновой корм, зеленый корм пространения и данные об использовании К. р., а в табл. 4—химический состав сена кормовых трав. Табл. 4,—Химич, состав сена различ- ных нормовых трав в %. Кормовые растения Протеин Жир 1 Безазот. экстракт, вещества Клетчат- j ка _ J Зола । Клевер красный. . . 13.6 2,9 37,1 24,0 8,0 » шведский . . 13.6 3,1 34,5 25,7 7,1 » белый .... 14.0 3,6 35.7 23,1 6,7 Люцерна 16 2 2.4 31,1 27,0 7,3 Вика посевная . . . 14.2 2,5 32.8 25,5 8,3 » мочпатая . . . 21 6 3,4 25,4 27 7 5,9 Эспарцет 13.2 2.S 32.5 28,0 7,3 Могар 10,8 2.2 88.5 29.4 5,7 Суданская трава . . 16.4 2,9 42.9 28.3 9.4 Тимофеевка 8,5 2,4 41,1 28 5 5,2 Костер безостый . . 7,0 1.5 33,1 38,3 4,7 Лисохвост луговой. S.1 2 3 28 7 38,9 6.7 Ежв сборная . . , . 8,0 2 7 43.1 25,6 6,3 Овсяница луговая . 7.7 2 2 28 9 40.5 4.3 Полевица белая . . . 7,6 2.3 44 0 26,1 5,7 Мятлик луговой . . 10,4 3 1 49.9 29.9 6.7 Пырей ползучий . . 9.4 2,0 35.3 32,6 5.7 Райграс французский 11.2 2.7 32,6 29.4 9.9 » английский 10.2 2 7 36.1 30,2 8.5 » итальянский 11.2 2,2 40,6 22,9 7,8 Волоспец песчаный. 5.6 2 2 26 8 44,8 8.6 Щучка 9.1 2,9 37,6 31,2 6,6 Шпергель ...... 2,4 2,8 41,8 21,8 9,1 Большое значение имеет семеноводство кормов, трав, т. к. из-за недостатка в СССР этих семян их еще недавно приходилось вы- писывать большими партиями из-заграницы. За последнее время широко распростра- нилось скармливание кормовых трав и дру- гих растений в заквашенном (с илосован- н о м) виде. При силосовании растений гру- бые ткани растений размягчаются, вследст- вие чего на силос могут итти такие растения, которые в виде зеленого корма или сена не м. б. использованы в виду их грубостебель- ности. С этой целью возделывают подсолнеч- ник (срезаемый на силос в недозрелом виде), кукурузу и др. Культура кормовых растений на силос широко распространена в Соеди- ненных штатах Америки и Канаде и стала вводиться и в наших крупных советских хозяйствах. Помимо перечисленных трав к растениям, у к-рых на корм используются их надзем- ные вегетативные органы, относятся также нек-рые растения, дающие корм в виде соч- ных зеленых листьев; эта группа растений по характеру своего возделывания относится к пропашным культурам, т. е. к таким, у ко- торых междурядья поддерживаются все лето в чистом состоянии. Группа К. р., у которых на корм исполь- зуются подземные органы, имеет гораздо меньшее число представителей. Сюда отно- сятся корнеплоды—2-летние растения, обра- зующие в первый год жизни толстый мяси- стый корень, в котором откладываются за- пасные питательные вещества, используемые растением на следующий год жизни, когда оно цветет и плодоносит. Химич, состав кор- ней корнеплодов дан в следующей табл. 5.
30 КОР МУШ КЙ 40 Табл. 5. — Химический состав корней различных корнеплодов (в % от свежего веса). Составные части Тур- непс • Корм, брюк- ва Корм, свекла Корм, мор- крвь Вода 90.8 87.8 88,0 87,0 Протеин 1,2 1,5 1,2 1,2 Жир 0,2 0,2 0,1 0,2 Безазот. экстракт. вещества 5,9 8,2 8,7 9,8 Клетчатка 1.1 1,3 0,9 1,3 Зола 0,8 0,9 1,1 1,0 Большое значение имеет у нас репродукция се- мян корнеплодов; с этой целью хорошо сохранившие- ся зимой корни высаживаются весной в поле, где они выбрасывают цветоносный стебель. Уборка семян (особенно турнепса) производится, вследствие их лег- кой осыпаемости, до полной зрелости. Срезанные верхушки стеблей раскидываются на брезенте на солн- це, где и дозревают. К растениям, доставляющим корма в качестве побочного продукта, откосятся почти все культур- ные растения, оставляющие при своем использовании отходы; зерновые хлеба и зерновые бобовые (солома, мякина), сахарная свекла (ботза, жом), картофель столовый (ботва, очистки) и технич. (ботва, очистки, барда, мезга), масличные растения (жмыхи) и др. Культура К. р. имеет огромное народнохозяйст- венное значение, так как дает возможность поднять животноводство и тем повысить общую товарность сел. х-ва; особенно большое вначение имеет она у нас теперь в связи с реконструкцией и интенсификацией сельского хозяйства. Удельный вес культуры К. р. в главнейших государствах виден из табл. 6. Табл. 6.—Площадь, занимаемая кормо- выми растениями в различных госу- даре т в. а х. Название страны Площадь под лугами Площадь под травами и другими К.р. в полевом хо- зяйстве в млн. га 1 в % ОТ | всей тер-। ритории 1 в млн. га| в % от всей по- I севной площади Австралия 1,7 0,2 1,8 19.6 Австрия 2.3 28,0 0,3 16,5 Аргентина 156,7 53,1 7,9 37,1 Великобритания . . 17,5 56.0 2,4 82,7 Германия 7,9 16,8 33,2 16,4 Голландия 1,3 38.4 о,1 11,9 Дания 0,3 7,1 1,1 42,2 Индия (Британе- кая) 46,6 18,7 3,5 2,9 Испания 20,8 41,2 1,1 7.0 Италия 6.8 22,1 2,1 16 2 Канада 16,9 1.7 5,6 20 2 Норвегия 6 5,0 0,4 64.9 Польша 6,4 16.4 1.3 7,1 Румыния 4,3 14,5 0.5 4,4 СССР 36,1 1,6 2,0 1,5 США 6,0 0,8 24.9 18,8 Финляндия .... 2,1 3.4 1.0 46,8 Франция 10,9 20,1 5,1 22,0 Ч хо-Словакия . . 2,6 18,4 1,3 22 8 Швеция 0,9 2.2 1,6 42.6 Швейцария 1,7 40,5 0,3 66.2 Югославия 4,4 17,7 0,3 4,5 Лит.: Прянишников Д. Н., Частное зем- леделие, 7 издание, М.—Л., 1929; Б у д р и н П. В., Частное земледелие, т. 2, 2 издание, М.—Л., 1928; Вавилов Н. И., Полевые культуры Юго-Восто- ка, Петроград, 1922; Стебут И. А., Полеводство (учение о полевой культуре), вып. 1, Петербург, 1888; БорисенкоФ. Ф., Селекционные сорта полевых и луговых культур СССР, Л., 1928; М о ляков Л. И., Кормодобывание, 2 изд., Вологда, 1927; Брил- лиант В. А. и X а р ы к о в а Е. Д., Кормо- вые растения, Химико-технический справочник, ч. 4, вып. 3, Ленинград, 1927; Вильямс В. Р., Есте- ствепноисторическ. основы луговодства, Москва, 1922; Иванов В. И., Луговодство, М.—Л.. 1929. Кел- лер Б. А., Растительный мир русских степей, вып. 1, Воронеж, 1923; А л е хи нВ., Наши поемные луга, Москва, 1926; Штеблер Ф. Г., Возделыва- ние кормовых растений, пер. с нем., Москва, 1928; Журавлев П. Д., Культура многолетних кормо- вых растений на семена, Вологда, 1927; Л е н ь к о в П. В., вемена кормовых трав, Москва, 1928; Каба- нов Б. А., Химический состав многолетних кормо- вых трав, Ульяновск, 1925; Иозефович Л. И., Травосеяние в засушливой области СССР, М., 1925; Модестов А. П., Выбор кормовых культур, Мо- сква, 1919; Дмитриев А. М., Кормовые травы в хозяйствах и на опытных станциях Северной Амери- ки, П., 1915; Харченко В. А., Уборка и сохра- нение кормов, П., 1915; Лю ст А., Клевер и ти- мофеевка, СПБ, 1902; Константинов П. Н., Люцерна, М., 1923; Левицкий Н., Люцерна и эспарцет, Днепропетровск, 1926; Демянко В., Вика обыкновенная, Полтава, 1904; Модестов А. П., Вика мохнатая—озимая трава, Москва, 1925; К и р с а н о в А. Т., Донник как культурное расте- ние в США, Ленинград, 1927; Ку сков П. В., Воз- делывание люцерны и костра безостого, Москва, 1924; Чаянов А. В. и Тумановский С. Н., Экономические основы полевой культуры корнеплодов и трав, Москва, 1927; Харченко В. А., Возде- лывание кормовых корнеплодов, М., 1929; его же, Возделывание корнеплодов на семена, Москва, 1921; Козловский В. И., Земляная груша, 5 издание, Вильно, 1911; «Известия Государственного лугового института имени Вильямса В. Р.», М., 1926; С о г- boz F., Les plantes nuisibles dans les fourrages, Lau- sanne, 1903; flu Isdale J., Culture et emploi de betteraves fourragfires, Ottawa, 1911; Sampson A., Range and Pasture Management, N. Y., 1923; Samp- son A., Native American Forage Crops, New York, 1924; Hoffmann R., Der Feldfutterbau, «Handb. d. Landwirtschaft», hrsg. v. Fr. Aereboe, J. Hahsen u. Th. Roemer, Berlin, 1928—29, B. 3; Z о r n W., Wie- sen und Weiden, Ibidem; Weiss T., Der neuzeitliche Futterbau, Stuttgart, 1926; Rledle A., Die Weide, Freising, 1922; Cook, Foodplantes of Ancient Ame- rica, Wsh., 1904. H. Соколов. НОРМУШНИ, прибор для кормления ско- та. От устройства кормушки зависит скарм- ливание кормов без потерь. Для разных ро- дов с.-х. животных К. имеют различи, уст- ройство и изготовляются из дерева, железа, бетона. Для лошадей деревянные К. имеют толщину 6,5 см на боках и 7,5 см на дне. Ширина К. у дна 26 см, а кверху 314-35 см. Верхние края обиваются железом на 7—8 см ширины. Для сена и грубых кормов строят ясли в виде деревянной решетки из брусков толщиной 8 см. Ясли делают также железные в форме корзин и устанавливают в каждом стойле над К. В последнее время часто ста- вят К. и ясли на одной высоте, укрепляя их на особом помо- сте, называемом кор- мов ы м с т о л о м. Г Для ценных племен- I ных лошадей кор- i мушки делают эма- лированными и ли да- же мраморными. Для крупного ро- гатогоскотачасто де- лают кормушки дат- ского типа (фиг. 1), состоящие из кормо- вого стола а, на кото] корм; перед кормовым столом устроен жолоб б для сильных кормов. Чтобы животные не разбрасывали корма, спереди датской кор- мушки устраивают решетку, посредине ко- торой имеется свободное пространство для помещения головы и шеи животного. Раз- личные видоизменения такого типа К. очень распространены. В отличие от датской К. американские (фиг. 2) устраиваются низко над землей (в 15—16 см от пола), совсем не задается грубый
41 КОРНВАЛЛИЙСКИЙ КОТЕЛ 42 имеют кормового стола, решетка, предохра- няющая от разбрасывания кормов, замене- на особой привязью. Вместо кормового сто- ла заднюю стенку кормушки делают коры- тообразной. Для мелкого рогатого скота (овец и коз) К. устраиваются в виде круглых и продолго- ватых яслей, с тем чтобы животные могли Фиг. 2. просовывать через решетки свои морды, но не разбрасывали кормов по сторонам. Длин- ные ясли устраивают вдоль стен и тогда животные стоят в один ряд; при расположе- нии же яслей посредине овчарни К. дела- ются двойными (фиг. 3). Круглые ясли де- лают обыкновенно диам. 1,25 м и такими яслями могут пользоваться одновременно 20 овец. В овчарнях обычно овец держат на навозе и потому ясли лучше делать пере- движными для равномерного утаптывания и отложения навоза в помещении. В свинарниках К. устраивают в виде корыт (из дерева, жести, кирпича на цементе, пес- ,, чаника и других ма- ХГ_ । териалов). Размеры / корыт соответству- ют размерам свиней, Апричем на крупную & С' свинью корыто д. б. Фиг. з. дл. не менее 35 см, при такой же глуби- не. Верхи, край корыта должен возвышать- ся над уровнем пола на 50 см. Для подсос- ных маток длина корыта увеличивается, а глубина уменьшается вдвое. Для удобства чистки корыта несколько выступают в кори- дор свинарника и закрываются легко отки- дывающейся крышкой. Мелким свиньям со- ответственно уменьшают размеры К. Весьма разнообразны К. для домашней птицы, но конструкция их в общем напоми- нает уменьшенные К. для мелкого рогатого скота с тем отличием, что дно этих К. делают сплошным для помещения зерновых кормов, месива н мучнистых кормов. Лит.: И в а и о в М. Ф., Свиноводство, 3 издание, М., 1924; его же, Сел.-хоз. птицеводство. 3 изд., Москва. 1925: Добросмысл ов И. А., Зоогигие- на, 2 изд.. М.-Л- 1»27. Е. Лиену!,. КОРНВАЛЛИЙСКИЙ КОТЕЛ, см. Котлы паровые. КОРНЕРЕЗКИ, машины для измельчения корнеплодов. Их разделяют на собственно К., дающие отдельные кускн или стружки, н корнедробилки, превращающие клубни и корни в мязгу. Собственно корнерезки раз- деляются, в свою очередь, на дисковые и барабанные. Барабанные К. менее произво- дительны и мало распространены вследствие плохого захватывания клубней. Дисковая К. состоит из ковша, куда засыпаются клуб- ни, и диска, с ножами, приводимого в дви- жение рукояткой. Ковш решетчатый (сквозь отверстия проскакивают посторонние при- меси), внутри ковша расположен червяк, по- дающий клубни к ножам. Одни ножи (фиг. 1—3) отрезают пластинки по длине или ши- рине клубней и при- меняются для шин- кования капусты и подготовки корне- плодов к сушке, дру- гие—нарезают узкие стружки различной толщины в зависимо- сти от установки но- жичков; диски, сна- бженные кармано- образными ножичка- ми, нарезают клубни Фиг. 1. столбиками. Произ- водительность дисковых К. в среднем при 30 об/м.—ок. 800 кг/ч. Корнедробилки дают мелкую мязку для смешивания ее с сечкой; недостаток их—большая потеря сока при Фиг. 2. Фиг. 3. дроблении. Корнедробилка состоит из ре- шетчатого ковша, внутри к-рого находится барабан с крючковатыми ножами, входящи- ми при вращении в нарезы горизонтально- го бесконечного винта; производительность ручной корнедробилки 300—400 л/ч. * Лит.; Де бу К. И., Соломорезки и корнерезки, СПБ, 1911. Б. Криль. КОРОВЬЕ МАСЛО, сливочное масло, получается сбиванием коровьего молока или сливок на маслобойках. Масло нахо- дится в свежем молоке в виде эмульсии— мельчайших капелек, окруженных белковой оболочкой (казеином), к-рые при механич. ударах друг о друга слипаются в комки. Для получения К. м. употребляют свежие или сквашенные сливки, в зависимости от че- го продукт носит соответственно название сладкого или кислого сливочн. ма- сла. Благодаря большему содержанию мо- лочной к-ты кислое масло более стойко про- тив микроорганизмов. Средний состав К. м. (в %) виден из следующей таблицы. Средппй состав коровьего масла. Составные части Сливочное масло сладкое кислое Жир 84 85.6 Вода 12 И,6 Белки 1,1 0.6 Молочный сахар 0 5 0.4 Зола и NaCl 0.2 1,7 В состав К. м. входят гл. обр. глицериды следующих пяеьчггнных и ненасыщенных к-т: масляной (5.45% от облиго колич< ст- ва жиров), капроновой (2.09%), каприловой (0,49%), каприновой (0.32%), лауриновой (2,57%), миристиновой (9,89%), пальмитино-
43 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 44 вой (38,61%), стеариновой (1,83%), олеино- вой (32,50%) и диоксистеариновой (1,0%); из смешанных триглицеридов найдены бути- ропальмитоолеин и бутиропальмитостеарин. Грюн и Вирт нашли в К. м. также неболь- шие количества ненасыщенных кислот—де- ценовой СН2: СН(СН2),СООН и гексадецено- вой ClsH,0O2. Кроме того в К. м. содержит- ся холестерин (0,3—0,5%). Количественное соотношение различных кислот в К. м. не- сколько варьирует в зависимости от времени года, характера корма, породы скота, пе- риода лактации и т. д. К. м. имеет t°M. 26— 33°; удельный вес Л15 = 0,925—0,942; чис- ла: омыления 220—245, Рейхерта-Мейсля 23—33, Генера 86,4—90,8,иодное 32,8—44,8, Поленске 1,6 — 3,0. С повышением числа Рейхерта-Мейсля растет и число Поленске. Кислотность К. м. равна 0,1—0,5, считая на олеиновую кислоту. Благодаря значитель- ному содержанию питательных веществ К. м. представляет удобную среду для развития микроорганизмов, с деятельностью которых связано так называемое прогорькание масла—процесс, еще недостаточно изучен- ный; прогорьклое К. м. является изменен- ным по химич. составу и содержит свободные альдегиды. Показатель преломления К. м. 1,4520—1,4564 (при 40°). Показатель бути- рорефрактометра низок: при 40° он равен 40,5—46,0; это обусловливается наличием большого количества к-т предельного ряда. К. м. содержит много (8—8,5%) летучих с парами воды кислот; этим обусловливается высокое число Гейхерта-Мейсля—наиболее важная константа для К. м.: оно позволяет до известной степени судить о фальсифика- ции масла, так как все примеси понижают число Рейхерта-Мейсля. В Западной Европе над маслом с числом Рейхерта-Мейсля ниже 26 производится более подробный анализ. Между числом Рейхерта-Мейсля и числом омыления существует прямая связь; послед- нее растет с накоплением низкомолекуляр- ных к-т и среди животных жиров оно имеет наивысшее значение для сливочного масла. Повидимому и климат имеет влияние на чи- сло Рейхерта-Мейсля: в мягком и теплом климате оно бывает выше, в холодном—ни- же; при содержании скота зимой в холодном помещении оно также падает. Топленое К. м. имеет зернистую структу- ру; оно содержит только 0,9—1,0% воды, следы белков и сахара и более стойко при хранении. См. Маслоделие. Лит.: Ииихов Г. С., Анализ молока, масла и молочных продуктов, Вологда, 1926; Д емь ян ов ТI. П. п Прянишников Н, Д., Жиры и воска, Химин и анализ, 2 изд., М.—Л., 1928: Аналитические таблицы Физпко-хпмпчсск. свойств сибирского масла, Томск,1913: Е 1 я d о п G. D., The Chemistry and Exa- mination of Edible Olis a. Fats, L., .1926. С. И»«но«. КОРОТКИЕ ВОЛНЫ. Под К. в. в радио- технике обычно понимаются электромагнит- ные волны, имеющие длину от 10 до 100 м (частоты от ЗЮ4 до 3-10* кп/ск.). В отли- чие от длинных волн, распространение волн этого диапазона происходит своеобразным способом. В относительно недалеком рас- стоянии от'передающей радиостанции волны покидают поверхность земли и дальнейшее их распространение происходит в верхних слоях атмосферы, к-рая, будучи ионизиро- ванной главн. обр. солнечными лучами, явля- ется для них оптически преломляющей сре- дой. В большем или меныпем удалении от передатчика эти волны вновь возращаются на поверхность земли. После этого они сно- ва отражаются землей и дальнейшее их рас- пространение опять происходит в верх- них слоях атмос- феры. Различают зону вблизи пере- датчика, где'прием возможен, мертвую зону, или зону мол- чания (см.), соот- ветствующую тому району, где волны уже покинули зем- Фиг. 1. ную поверхность, дальше—первую зону дальнего действия, затем снова зону молча- ния, вторую зону дальнего действия и т. д. При этом, чем короче волна, тем меньше зо- на слышимости вблизи передатчика и тем больше мертвая зона. Т. к. основным фактором, ионизирующим атмосферу, являются • солнечные лучи, то условия распространения К. в. тесно свя- заны с интенсивностью солнечного освеще- ния. Поэтому распространение воли проис- ходит различно днем и ночью, летом и зи- мой, а также—раз- лично в разных ши- ротах. Волны более длинные испытыва- ют большее пре- ломление и в боль- шей степени погло- щаются ионизиро- ванной средой. По- этому мертвая зона при усиленной ио- низации может ка- Фиг. 2. заться для более длинпых волн указанного диапазона вовсе отсутствующей. Например днем и летом в наших широтах она почти не наблюдается для волн, близких к 40 м. Вме- сте с тем в условиях сильной ионизации бо- лее длинная часть диапозана уже настолько сильно поглощается, что дальняя связь при их помощи не может быть осуществлена. На- оборот в случае малой ионизации более ко- роткая часть диапазона волн может испы- тать настолько незначительное преломле- ние, что электриче- ские лучи не будут повернуты обратно к земле, а выйдут за пределы земной ат- мосферы. При этом условии естествен- но, что для установ- ления связи между какими-либо дву- мя пунктами в раз- фиг. з. личных условиях следует применять различные волны. Вооб- ще говорящем больше, расстояние и чем боль- ше освещённость, тем короче д. б., волна; Весьма наглядная количественная связь -в этом отношении может быть выражена в виде диаграмм (фиг. 1—3), данных Хиссйнгом, Скелленгом и Саувортом, на которых вид-
45 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 46 на связь между силой поля, расстоянием и временем суток для волн длиною в 33, 45 и 66 м. Практически в настоящее время для целей коммерческой связи пользуются преи- мущественно диапазоном от 10 до 60 м, при- чем на каждой линии связи применяют ча- ще всего 2 (а иногда 3) волны, служащие для различи, времен года и для различного времени суток. Волны короче 30 м являют- ся преимущественно дневными и летними, а волны длиннее 30 м—ночными и зимними. При выборе рабочей длины волны боль- шую помощь на практике должен оказать график (фиг. 4), составленный на основании опыта следующих америк. фирм и учрежде- ний: 1) Америк, телефонной и телеграфной компании, 2) Радиокорпорации Америки, 3) Всеобщей электрич. компании, 4) армии США, 5) Морской научно-исследователь- ской лаборатории и 6) флота США. Кривые относятся к мощности в 1 kW в антенне при работе незатухающими колебаниями; на месте приема предполагаются приемни- ки средней чувствительности. Кривая I (фиг. 4) показывает зависимость d (расстоя- ния) от f (частоты) для радиосвязи небесной волной во все времена года примерно в пол- день. Кривая действительна с точностью ±500 кц/ск. для частоты и ±320 км для рас- стояния при связи примерно по меридиану. Частота и расстояние для случая связи по параллели могут сильно отличаться от на- ходимых по кривой. Кривая 2 дает зави- симость d от / для радиосвязи небесной вол- ной во все времена года ночью при работе по меридиану; при связи по параллели ча- стота и расстояние могут несколько отли- чаться от находимых по кривой. Так. обр. необходимые частоты для радиосвязи на за- данные расстояния для любого времени су- ток и года лежат между ординатами кривой 7 и 2. Кривая 3 характеризует начало мерт- вой зоны для средизимней полуночи в функ- ции от частоты. Кривая 4 дает ту же за- висимость для средилетнего полдня. Оче- видно, что для любого времени суток и года начало мертвой зоны для заданной частоты лежит между абсциссами соответствующей ординаты кривых 3 и 4. Кривая 5 характе- ризует зависимость d от f для земной волны для всех времен суток и года; ночные эффек- ты ею не учитываются. Преимуществом К. в. являются: а) огром- ная сила приема, обусловленная почти пол- ным отсутствием поглощения их в атмо- сфере при правильно выбранных условиях; б) значительно меньшее количество атмо- сферных помех; в) возможность применения остро направленной передачи; г) возмож- ность применения весьма больших скоро- стей передачи; д) относительно малые мощ- ности, требующиеся для покрытия боль- ших расстояний. Недостатком их являются: а) нерегулярность прохождения сигналов, которая тесно связана с изменчивыми атмо- сферными условиями; б) нек-рая сложность устройств, необходимая для получения ус- тойчивой коммерч, связи; в) относительно легкая возможность помех со стороны очень маломощных станций, работающих на той же волне. Одной из неприятных особенно- стей К. в. является также непостоянство силы сигнала, к-рая все время подвергается резким и глубоким колебаниям, а иногда и полному исчезновению на нек-рое время. Это явление носит название замираний (см.). Весьма важным вопросом в коротковолно- вой технике является вопрос стабилизации волны, т. е. придание волне необходимой устойчивости в отношении ее длины. Тре- бования, которые в этом отношении предъ- являются современной техникой передатчи- ку, чрезвычайно высоки. Они обусловлены выгодой применения на приемной станции очень избирательных устройств. При при- менении пишущих устройств, связанных с избирательными приемниками, обычно тре- буется, чтобы колебания длины волны не пре- восходили нескольких тысячных или немно- гих сотых долей процента. Стабилизация д. б. тем выше, чем волна короче; дости- гается это целым рядом мероприятий, о ко- торых будет сказано ниже. Некоторые наб- людения заставляют предполагать, что при процессе распространения волн в простран- стве наблюдаются иногда периодические из- менения длины волны, вызываемые пови димому быстрым перемещением преломля- ющих волны слоев атмосферы. В отличие от длинноволновой связи коротковолновая связь не базируется в настоящее время на каких-либо даже приближенных расчетах. Т. к. перекрытие даже очень больших рас- стояний в нек-рых случаях возможно при минимальной мощности и т. к., с другой стороны, самые большие мощности в нек-рых случаях не обеспечивают регулярной связи, то привычное в радиотехнике понятие о за- висимости дальности от мощности здесь со- вершенно отсутствует. Увеличение мощно- сти и усовершенствование приемного и пере- дающего устройств приводят в сущности не к увеличению дальности действия станции, а к увеличению числа часов прохождения связи и к увеличению скоростей передачи. В отличие от длинноволновой, связь на ко- роткие волны вообще легче осуществляется летом и днем. Кроме того увеличение рас- стояния за известными пределами (5—7 ты- сяч км) мало сказывается на силе сигнала. Связь по меридиану оказывается более ус- пешной, чем связь между пунктами, имею- щими большую разность долгот, так как'‘в первом случае условия освещенности более однородные, Практически связь с аптипо- ' дами' часто осуществляется весьма мало- мощными станциями. Нерегулярная связь между пунктами, находящимися на расстоя- нии нескольких тысяч км,\ с достаточной
47 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 48 легкостью осуществляется при помощи пе- редатчика, имеющего мощность порядка де- сятков или сотен W. Прочная коммерческая связь на несколько тысяч кл, а равным обра- зом и с наиболее удаленными точками зем- ного шара требует уже применения мощ- ностей порядка 5—20 kW в соединении с Фиг. 5. направленными антеннами и со всеми услож- нениями как в приемном, так и в передаю- щем устройствах. Передатчики К. в. Простейший пе- редатчик м. б. осуществлен по одной из обычных схем генератора с одной или двумя лампами. Принципиальная схема такого пе- редатчика показана на фиг. 5. Он м. б. осу- ществлен на любыхлам- пах, начиная с усили- тельной и кончая лам- пой мощности ок. 100W. Такой передатчик мо- жет питаться постоян- ным или переменным током. Основным недо- статком такого передат- чика является отсут- ствие стабильности вол- ны. Причинами нару- шения длины волны яв- ляются изменения ем- кости антенны, изменения режима ламп, движение вблизи передатчика различных предметов, в том числе и самого оператора, и, наконец, движение различных частей са- мого передатчика, например дрожание ка- тушек, проводов и пр. Несмотря на это ока- зывается возможным осуществлять при по- мощи такого рода передатчиков связь неот- ветственного характера, в особенности ес- ли передатчик питается переменным током, что обусловливает непрерывную вариацию волны благодаря изменению анодного на- пряжения или тока накала. Такая вариация облегчает прием нестабилизованной волны, так как создает расплывчатый резонанс на приеме. Применение ламп большей мощно- сти является непрактичным при такой про- стой схеме, так как она вносит значительно ббльшую дестабилизацию благодаря своим большим геометрическ. размерам. Такие пе- редатчики , будучи простыми и удобными для любительских целей, весьма сильно засо- ряют эфир и служат причиной помех для станций серьезного значения. Поэтому в по- следнее время стремятся значительно огра- ничить мощность таких нестабилизованных передатчиков. Стабилизация небольших пе- редатчиков в пределах нескольких деся- тых долей процента может быть достигну- та применением усилительных схем, связан- ных с удвоением частоты. Одна из схем та- кого передатчика показана на фиг. 6. Здесь генератор 4, собранный по симметричной схеме, действует на симметричный же уси- литель высокой частоты В; в цепи анода уси- лителя В включен колебательный контур на удвоенной частоте, т. е. на волну вдвое более короткую. Если сетки ламп усилителя имеют достаточно большое отрицательное смещение, например при помощи батареи Е, то кривая анодного тока каждой лампы име- ет сильно выраженную вторую гармонику и питает контур LC, настроенный на удвоен- ную частоту. Для охранения всего передат- чика от толчков и влияний движения окру- жающих предметов его помещают на спе- циальном фундаменте или на трубах, заби- тых непосредственно в грунт, и окружают металлич. экраном, соединенным с землей. Весьма значительную роль играют также меры, направленные к поддержанию постоян- ной величины накала и анодного напряже- ния. В некоторых случаях впрочем пред- почитают применять и здесь питание ано- да переменным током звуковой частоты, так как получаемая при этом вариация волны, не будучи значительной, является все же достаточной для ослабления интерферен- ционных замираний. Причина этого заклю- чается в том, что интерференционная карти- на на приемной станции, т. е. распределение на территории, окружающей приемную стан- цию районов наиболыш й слышимости и районов молчания, обусловленных интер- ференцией, значительно перемещается при малейшем изменении длины волны. Т. о., если волна варьирует, то приемная антенна попеременно оказывается находящейся то в зоне интенсивного поля то в зоне ослаблен- ного поля; вследствие этого сигнал не исче- зает, и вредное действие замираний умень- шается. При весьма быстро действующей ра- боте такая тональная передача непримени- ма. Возможно дальнейшее развитие этого же принципа, т. е. применение схемы, состоя- щей из многих каскадов, в которых частью происходит удвоение или утроение частоты путем выделения вто- рых или третьих гар- моник, частью же происходит простое усилениевысокойча- стоты. Такое устрой- ство д. б. снабжено особенно тщатель- ным экранировани- ем и тщательно дол- жно поддерживаться постоянство режима ламп как в отноше- нии накала, так и в отношении анодного напряжения. Такие передатчики практи- чески осуществлены Маркони в его зна- Фиг. 6. менитых направленных станциях, служащих для связи между Англией и ее колониями. Делались многочисленные попытки стаби- лизовать волну передатчика при помощи различного рода устройств, корректирую- щих происшедшие изменения волны соответ- ствующим автоматич. изменением настрой- ки передатчика. Действие таких механизмов основывалось на сопоставлении волны пере- датчика с волной какого-либо маломощно- го, но хорошо стабилизованного источника, колебаний, находившегося на той же пере- дающей станции и действовавшего на регу- лирующие приспособления. Некоторых ус- пехов в этом отношении достиг Ширекс при помощи своего магнитного стабилизатора. Этот стабилизатор в настоящее время оста- влен вследствие сложности ухода и недо- статочной надежности действия. Кроме того.
49 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 50 для экранирования волны таким методом всегда требуется нек-рый промежуток вре- мени, что вносит затруднения при быстро действующей передаче или при телефониро- вании. В настоящее время наибольшее рас- пространение имеют методы стабилизации при помощи кварцевых пластинок. Пластин- ки эти приготовляются определенным обра- зом из пьезоэлектрическ. кварца. Заряды, образующиеся на пластинке при ее сжатии и растяжении, дают возможность воздейст- вовать на сетку катодной лампы электрич. образом; в свою очередь электрические по- ля, образуемые в конденсаторе электронной лампой, в которой помещена пьезоэлектрич. пластинка, вызывают в этой последней ме- ханич. эффекты сжатия и растяжения. Т. о. получается электромеханич. генератор, пе- риод к-рого задается кварцем. Т. к. затуха- ние механич. колебаний в кварце очень ма- ло, то получается вполне достаточная стаби- лизация. Обычно волна, которую непосред- ственно дает кварц, берется порядка 100— 300 м. Дальше производится удвоение или утроение частоты или же усиление высокой частоты. Так как мощность, к-рую возмож- но получить в первом каскаде, управляемом кварцем, обычно бывает порядка одного или нескольких W, а мощность на выходе должна достигать даже десятков kW, то передатчик приобретает характер сложного многокас- кадного устройства с применением ряда на- строенных контуров, служащих для выде- ления гармоник или для усиления высокой частоты. Кроме того необходимо бывает принять целый ряд предосторожностей для того, чтобы обеспечить первые маломощ- ные каскады от воздействия последующих более мощных каскадов. Эта мера в част- ности и выражается в применении нейтро- динирования и усиленного экранирования первых каскадов. В самом передатчике ино- гда принимаются меры для уменьшения за- мираний на приемной станции, выражаю- щиеся в нек-рых дополнительных устройст- вах, которые позволяют или варьировать волну в небольших пределах или моду- лировать ее по амплитуде, что, как известно, и приводит к излучению не одной, а трех смежных волн. Использование маломощно- го передатчика для целей телефонирования встречает значительные трудности, так как нестабильность волны и дестабилизация ее самым процессом модуляции приводят к значительному искажению. Модуляция ста- билизованного передатчика производится одним из обычных способов, причем теперь предпочитают модуляцию на сетку в одном из промежуточных каскадов усиления. В последнее время значительное упрощение в передатчиках достигается применением ламп с экранированным анодом. Эти лампы име- ют очень малую внутреннюю емкостную связь между анодом и сеткой и позволя- ют получить'чрезвычайно большое усиление в одном каскаде. Поэтому применение таких ламп упрощает конструкцию передатчика как за счет уменьшения каскадов, так и за счет необходимости нейтродинирования вну- тренних связей с целью предотвращения воздействия последующих каскадов на пре- дыдущие. В отличие от длинноволновых пе- редатчиков коротковолновые обычно стро- ятся на фиксированную волну. Большая передающая станция обычно имеет несколь- ко передатчиков соответственно с теми дли- нами волн, к-рыми она должна работать в разные часы суток. Передающие а нт е н н ы К. в. Про- стейшей передающей антенной является про- извольно подвешенный простой провод. Так как сопротивление излучений при этом по- лучается все же значительным, то обычно о потерях в проводах и в земле не приходится особенно беспокоиться. Более сложная фор- ма антенны—щювод, имеющий несколько длин волн и работающий гармоникой. Такой провод излучает неодинаково во всех на- правлениях в вертикальном разрезе. В зави- симости от номера гармоники, на которой он работает, он дает различное количество лучей, направленных под различными угла- ми к горизонту. Сопротивление излучения вертикальной антенны, отнес! иное к пуч- ности тока, определяется следующими дан- ными (первые 4 величины даны Пирсом, по- следующие—Баллантином): 1 R 1,43...............14,28 1,31...............17,65 1,21...............21,70 1,12...............26,40 1,00 ............. 36.54 0,785 ............. 62,82 Я : Яо R 0,700 .......... 86,57 0 524 ........... 104 54 0 448 ............ 80 00 0 392 .......... 50,40 0 349 .......... 44 16 0,314...........73,01 Пирсом рассчитаны величины сопротивления для Г-образных антенн, представленные в его труде рядом удобных для теории рас- четов графиков. Ряд расчетных данных для сложных антенн даны М. А. Бонч-Бруевичем и А. А. Пистолькорсом. Для направления излучений в желаемую сторону применяются так назыв. направ- ленные антенны, устройство кот рых весьма разнообраз- но, но всегда осно- вано на одновремен, действии целого ря- да отдельных виб- раторов, определен- ным образом распо- ложенных относительно друг друга. Про- стейшей случай направленной антенны— ряд вертикальных вибраторов, длиной в пол- волну каждый, которые расположены по прямой линии в расстоянии полуволны друг от друга (фиг. 7). Если колебания во всех проводах такой си- стемы возбуждаются в одной и той же фа- зе (фиг. 8), излуче- ние происходит пре- имущественно в на- правлении, перпен- дикулярном линии, соединяющей прово- да. Если фазы в про- водах чередуются, энергия преимуще- ственно излучается вдоль линии, соединяющей провода (фиг. 9). Излучение разделя, тся на главный луч,иду- щий в указанном выше направлении, и ряд боковых. Главный луч получается тем ^же, чем больше длина захватываемого антенной Направление главного луча фазы одинаковы Направление главного луча Фиг. 8.
51 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 52 пространства, т. е. чем больше число вибра- торов, расположенных указанным выше образом. Вместе с сужением главного луча число боковых лучей увеличивается. Типич- ная кривая распределения излучения в се- чении, перпендикулярном осям вибраторов, фазах дает результат, весьма близкий к ан- тенне с вертикальными вибраторами. Весь- ма важным является вопрос о питании слож- ных направленных антенн, к-рое дало бы желаемые фазы и амплитуды колебаний во всех вибраторах. Для этой цели в нек-рых Направление главного луча н т е н н © (разы чере дую т с я Направление главного луча Фиг. 9. дана на фиг. 10. С целью получения излуче- ния только в одном направлении сзади ан- тенны располагают зеркало, которое так- же состоит из соответственного ряда верти- кальных вибраторов. Чаще всего расстоя- ние между антенной и зеркалом делается .— _______ ок. Vi длины вол- ( ны. По современ- Ч-----— j ным воззрениям Фиг 10 считается также полезным не толь- ко направить луч в желаемую сторону, но и сосредоточить главн. массу излучений энер- гии в направлении, которое по возможнос- ти близко к горизонту. Рациональность та- кого направления следует в общем считать установленной только для более короткой части диапазона К. в. Для целей сужения луча в вертикальной плоскости и излучения главной массы энергии в напра- влении горизонта применяются многоэтажные антенны, состоя- щие из ряда вертикальных про- водов, расположенных один над другим и возбужденных так. обр., что фазы во всех них оказыва- ются одинаковыми. Этого можно достигнуть простейшим путем, де- лая каждый из вибраторов длиной в полволну и помещая между ни- ми соединительные катушки, в ко- торых теряется часть фаз (фиг. И). В последнее время большое рас- пространение получают также го- ризонтальные антенны. Одна из таких антенн изображена на фиг. 12. Здесь ABCD- провода, длиной в полволну, расположенные горизон- тально, a Tlt Т2, Т3 ,Tt—лехеровы системы, замкнутые мостами М, в к-рых укладывает- ся по полуволне. В такой антенне колебания во всех проводах происходят в фазе, и антен- на излучает энергию преимущественно в на- правлении, перпендикулярном линии вибра- торов. Применением зеркал возможно на- править всю энергию только в одну сторо- ну, а расположением ряда, антенн одна за другой и соответственным их возбуждением Фиг. 11. Фиг. 14. можно сузить луч в вертикальном разре- зе, т. е. приблизить его к горизонту. Проме- жуточным типом антенн является зигзагооб- разная антенна (фиг. 13), которая при воз- б уждении всех ее проводов в чередующихся системах применяются специальные кол- лекторные устройства, напр. в виде лехеро- вой системы (фиг. 14—система Татаринова). В других системах (Маркони) примени- /\ /\ /\ /\ ется питание при по- / \/ V \/ \ мощи постепенно раз- ф { ветвляющихся про- водов Ф (фиг. 15), и наконец в целом ряде случаев (Шираке, Мейснер) применяются си- стемы, в которых сам провод служит вместе с тем также и канализатором энергии. Для правильной работы всего передающего уст- ройства в целом выгодно применять такие устройства, при которых в проводах, отхо- дящих от передатчика, устанавливается «бе- гущая волна». Другими словами, питание д. б. устроено так. образ.,чтобы вся энергия, Фиг. 14. идущая от передат- чика, поглощалась антенной без обрат- ного ее отражения, которое повело бы за собой возникновение стоячей волны в сое- диняющих проводах. В конструктивном оформлении приме- няется ряд мер для того, чтобы сделать антенну по возможности устойчивой к дей- ствию ветра и гололедов; для охранения от этого последнего в конструкции антенны ча- сто предусматривается возможность перегре- ва ее электрическ. током. Особенно трудным является вопрос изоляции. Как правило стремятся не допускать расположения изо- ляторов в тех местах, где напряжение име- ет наибольшую величину (т. е. в пучности напряжения). Канализация энергии от пере- датчика до антенны производится при по- мощи либо открытой лехеровой системы ли- бо трубчатой лехеровой системы, состоящей из / наружной заземленной ( трубы и внутрен. про- L J I вода, который проходит A. /t> /Ф коаксиально. Часто де- у лают , эту канализацию \ / в виде лехеровой систе- \ / мы, помещенной в эк- \ / ранирующуютрубу,ко- у. Фиг. 15. торая заземляется. Приемники и приемные антен- ны К. в. Простейшим коротковолновым приемником является обычно регенератив- ный приемник с емкостной или индуктивной обратной связью и с одной или двумя степе- нями усиления низкой частоты (фиг. 16). Та- кой приемник позволяет обнаруживать весь- ма слабые сигналы вследствие особенно боль- ших преимуществ, даваемых регенератив- ным эффектом при К. в. Схема такого при- емника не отличается от обыкновенных ре- генеративных приемников, но в монтаже ев приходится предусматривать некоторые осо-
53 КОРОТКИЕ ВОЛНЫ 54 бенности. Главнейшими из них являются пре- дельное возможное уменьшение начальной емкости контурного конденсатора и экрани- рование как приемника, так и его питания. Экранирование имеет целью сохранить ста- билизацию, к-рая легко нарушается, напр. при движении руки оператора. В коротко- волновом приемнике особенно резко сказы- вается явление <увлечения» приемника при- ходящими колебаниями, которые стремятся заставить его колебаться синхронно с при- ходящей волной. Вследствие этого эффекта в коротковолновом приеме обычно не удает- ся получить низких тонов биений, которые, как известно, соответствуют близкой на- стройке передатчика и приемника. Регенера- тивные приемники по своей простоте и до- статочной надежности очень часто применя- ются в эксплоатационных установках, осо- бенно там, где не требуется иметь пишущего ФИГ. 16. приема. Гораздо более чувствительным при- емником (но вместе с тем и более каприз- ным) является суперрегенеративный. В К. в. эффект суперрегенерации дает поразитель- ные результаты, особенно при волнах короче 30 м. Вследствие эффекта увлечения супер- регенеративный прием отличается весьма тупой кривой резонанса и весьма мало реа- гирует на плохую стабилизацию передаю- щей станции. Прием даже отдаленных стан- ций может происходить без всяких антенн, па одной лампе, вследствие исключительной чувствительности этого устройства. Тупая кривая резонанса позволяет не заботиться о каком-нибудь экранировании суперреге- нератора, и прием сигналов возможен при наличии резких толчков, к-рым прибор под- вергается, например при переноске и при пе- ревозке его без всяких амортизаторов. В эксплоатационных установках суперрегене- ративные приемники несмотря на свои ог- ромные преимущества не находят примене- ния главн. обр. из-за тупой формы кривой резонанса. Это свойство суперрегенератора, столь ценное при приеме нестабилизован- ного передатчика, в случае стабилизованного передатчика является только лишним источ- ником помех, не давая возможности отстро- иться от близкой мешающей станции. Дру- гим неудобным обстоятельством является на- личие шумов, связанных с процессом су- перрегенерации. В профессиональных при- емниках серьезного значения в настоящее время почти исключительно применяются супергетеродинные устройства с одной или двумя промежуточными частотами. Такой приемник состоит из приемного контура, гетеродина, дающего с приходящей волной требуемые биения, детектора промежуточ- ной частоты и усилителя этой частоты. По- сле нескольких каскадов усиления проме- жуточной частоты, которая обычно весьма высока (напр. 300 кц/ск.), получают при по- мощи второго гетеродина биения с этой ча- стотой, которые дают после детектирования или вторую промежуточную частоту или ча- стоту низкую. Эта новая частота вновь под- вергается усилению, а если нужно, то и второму детектированию. Такое устройство оказывается уже настолько сложным, что приемник представляет собою значительное технич. сооружение, массивность к-рого уве- личивается применением металлич. ящиков, служащих экранами. Преимуществом такой системы является возможность получить со- вершенно устойчивое усиление с той остро- той настройки, к-рая требуется для данно- го рода передачи и к-рая, вообще говоря, в этих условиях может быть сделана произ- вольно большой. Предел применяемой остро- ты настройки задается отчасти скоростью передачи, отчасти стабильностью принима- емых сигналов. Важную задачу в эксплоатационных при- емниках представляет собой ослабление влияния замираний. Простейшим, но дале- ко не радикальным средством является при- менение ограничителей, т.е.приборов, ограничивающих силу сигналов, если она превосходит некоторую предельную. В этом случае весь приемник рассчитывается на ус- пешное действие при некоторой минималь- ной силе сигнала, соответствующей нали- чию замирания, ослабляющего сигнал. Все более сильные сигналы вследствие действия ограничителей производят тот же самый эффект, так как ограничители не допускают усиления сигналов выше определенной ин- тенсивности. Т. о. нарушение режима прием- ного устройства может произойти только в том случае,если замирание ослабляет сигнал на бблыпую величину, чем это предусмот- рено регулировкой приемного устройства. Эта система является паллиативной по двум причинам: 1) глубокие замирания встреча- ются очень часто и дают нарушение связи и 2) в этой системе заведомо идут на значи- тельное ослабление принимаемых сигналов, т. к. нормальным считается сигнал некото- рой минимальной силы. Более радикальным средством является указанное выше изме- нение колебаний по амплитуде или по вол- не и в особенности применение приема одно- временно в нескольких точках. Если рас- положить несколько антенн в нек-ром отда- лении друг от друга и связать с каждой ан- тенной отдельный приемник, то наступление замираний в этих приемниках будет про- исходить в различные моменты. Соединяя действие всех этих приемников в нек-ром центральном пункте, получают сигнал, сво- бодный от интерференционных замираний. Приемники при этом будут поочередно ис- пытывать замирание, что почти не сказы- вается на суммированном их действии. Ана- логичным путем м. б. также использован тот факт, что замирания в горизонтальных и вертикальных антеннах, расположенных в той же точке, почти всегда чередуются и почти всегда наступают в разные моменты. Большое значение для усиления сигналов;
55 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 56 и для ослабления всякого рода помех име- ют направленные антенны, устройство кото- рых основано на тех же принципах, что и описанных выше передающих антенн. Ис- ключение составляет антенна Бевереджа в ее различных комбинациях с другими антенна- ми. Приемные направленные антенны также снабжаются зеркалами, применение к-рых здесь важно еще и потому, что они ослабля- ют эффект «эхо», т. е. ограждают приемник от получения второго сигнала, обошедшего землю по более длинному пути. Рядом с направленными антеннами очень часто нахо- дят применение, даже на эксплоатационных установках, антенны самого примитивного типа, преимуществам которых является возможность легкого перехода с волны на волну, что невозможно при направленных антеннах, которые обычно связаны с опре- деленной длиной волны. В отличие от длин- ных волн приемные рамки здесь почти не применяются. Коротковолновая аппаратура. Своеобразие коротковолновой техники ска- зывается также на большинстве приборов, к-рые участвуют как в передающей, так и в приемной аппаратуре. В отношении ламп это гл. обр. касается устройства сеточного вывода, к-рый приходится делать значитель- но более усиленным, так как емкостные то- ки при К. в. очень велики. Стремятся также сделать этот вывод по возможности уда- ленным от волоска и анода для уменьше- ния внутренней емкости лампы. Контур для самоиндукции обычно делается из тонкостен- ных труб, при этом исключительно неболь- шого диаметра, чтобы не получить значи- тельной емкости. В качестве диэлектрика во всех случаях, где это возможно, применяет- ся воздух, так как остальные диэлектрики дают слишком большие потери. Всем токове- дущим частям стремятся придавать закруг- ленную форму с целью избежания возник- новения своеобразного факельного разря- да (факелы, или свечи, представляют собой особого вида разряд, свойственный высоко- частотным токам). При коротких волнах пос- ледний может появиться в местах повышен- ного градиента, т. е. на остриях и крутых изгибах, даже при относительно небольших напряжениях. Особенно легко факел появля- ется там, где изолятор соприкасается с ме- таллом, и потому полезно экранировать эти места особым рассеивателем. Появлению разряда способствуют также малейшие не- ровности на токонесущих поверхностях, что делает необходимою очень тщательную по- лировку этих частей, в особенности пластин конденсаторов, К характерным особенно- стям схемы и монтажа можно отнести ши- рокое применение экранирования, примене- ние симметричной схемы и педантично сим- метричного монтажа. Лит.: К л а в ь е А., Короткие волны, перевод с 5 франц, издания, Л., 1925; Люббен К., Короткие волны, пер. с нем., М., 1927; Мени Р., Короткие электрические волны, пер. с франц.. М.—Л., 1928; «ТиТбП»; «Вестник теоретическ. и экснерим. электро- техники», Москва; «Радиолюбитель», М.; «Радио всем», М.; Clavier A., Les ondes courtes, 5 6d., Paris, 1925; L ti b b e n C.. Kurze Wellen, B., 1925; M e s n у R., Les ondes 61ectriques courtes, Paris. 1927; С Ге- те r s F., Kurzwellensendung und Empfang, B., 1926; D u c a t t, Onde corte nelle comunicazloni radio elet- trlche, Bologna, 1927; Ballantine S., «Proc, ot the Institute of Radio Engineers», New York, 1924, v. 12, 6, p. 813; В r I 1 1 о n 1 n, «RadloeiectrlcItA», P., 1922, avril; Abraham M., «Physlkal. Ztscbr.», Leipzig, 1901; van der P о 1, «Jahrbuch d.druhtl.Telegr.und Tcleph.», Berlin, 1919, B. 13; ROdenberg R., «Ann d. Phys.», Leipzig, 1908, B. 25; «Elcktrlsche Naehrlchtentechnik», B.; «Funk», B.; «Jahrbuch der drahtlosen Telegr. u. Telephonl»», B.; «Radin ffir Alle», Stg.; «Bulletin de la Soc. franc. radlo61ectrfque», P.; «Onde 61ectrlque», P.; «QST Francals et Radfo61ec- tricit6», P.; «Experimental Wireless and Wireless Engi- neer», L.; «Wireless World a. Radio Review», N. Y.; «Proceedings of the Institute of Radio Engineers», N. Y.; «QST», Hartford; «Radio», S.-Francisco; «Radio Broadcast», Garden City;«Radio Engineering Magazine», N. Y.: «Badlo News». N. Y. M. Бонч-Бруевич. КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ необычное электрич. соединение между двумя частями электрич. цепи, непосредственное или через землю, причем сопротивление этого соеди- нения имеет незначительную величину по сравнению с напряжением между соединен- ными частями. Нормально электрич. цепь состоит иэ генератора, соединительных про- водов и аппаратов (трансформаторы, воздуш- ные и кабельные линии и сети, распредели- тельные сети) и приемника, и ток в цепи оп- ределяется эдс генератора и сопротивлени- ями всех вышеуказанных элементов. После возникновения К. з. ток в цепи определяется уже только сопротивлениями элементов цепи до места К. з. и сопротивлением самого К. з., принимаемым равным нулю. Так как обычно сопротивление приемника велико по срав- нению с сопротивлением прочих элементов электрич. системы, то при. возникновении К. з. сила тока в цепи может во много раз превзойти нормальную силу тока и вслед- ствие выделения большой, хотя обычно и кратковременной,мощности, создать опасные условия работы как для самой электрич. системы, так и для соприкасающихся с ней людей. В результате К. з. может произойти опасное повышение (° элементов электрич. системы, могущее повести или к порче обору- дования или даже к воспламенению близ- лежащих горючих материалов. Взаимодей- ствие между токами в отдельных элементах установки может повести к значительным механич. повреждениям. При К. з. на землю может произойти опасное повышение потен- циала заземленных частей. Если сопроти- вление заземления R й, то при К. з. на зе- млю потенциал заземленной части, равный нормально нулю, поднимается до величины V = I,,. R V, где 1К—ток К. з. на землю в А. При большой величине IK_, V мож°т достиг- нуть значения сотен и даже тысяч V, и при- косновение к заземленной части м. б. смер- тельным. Катастрофическ. последствия К. з. тем больше, чем дольше длится режим К. з. В виду этого при возникновении К. з. необ- ходимо стремиться к возможно быстрейшей его ликвидации путем отключения дефект- ного участка электрич. системы. Причиной возникновения К. з. являются обычно де- фекты изоляции. К. з. может т. о. произойти вследствие перекрытия или пробоя изолято- ра, пробоя изоляции кабеля, пробоя изоля- ции обмоток электрич. машин и аппаратов, разряда между токоведущими частями или между токоведущей частью и землей в воз- духе или под маслом. Такие случаи могут иметь место или вследствие плохого качества изоляции, или вследствие нерациональности конструкции, или вследствие катастрофич.
57 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 58 перенапряжений, на к-рые изоляция систе- мы не рассчитана. Дефекты изоляции могут также появиться вследствие случайных меха- нич. повреждений или случайных загрязне- ний. Кроме того К. з. может явиться след- ствием неправильных манипуляций при ком- мутационных процессах в распределитель- ных устройствах подстанций, плохого ка- чества контактов и возникающего вследст- вие этого выделения большого количества тепла и искрения, переходящего в дальней- шем в пробой или перекрытие изоляции, В современных электрич. установках, в связи с сосредоточиванием больших мощностей, токи К. з. могут достигать величин порядка сотен тысяч А, и механич. усилия в элемен- тах распределительных устройств могут до- ходить до десятков т, что при нерационально спроектированной установке может привести к серьезным авариям. При внезапном К. з. нормальный режим установки в течение короткого промежутка времени переходит в режим установившего- ся К. з. Такой переход сопровождается опре- деленными устанавливающимися явления- ми, иногда чрезвычайно сложного характера. Общее диференциальное уравнение переход- ного режима м. б. выражено в виде: E=iR + L%, (1) гдеЕ?—эдс генератора, R—омическ. сопроти- вление контура и L—самоиндукция контура. К. з.в сетях постоянного тока. При К. з. в сети постоянного тока сила тока К. з. ограничивается только омич, сопроти- влением контура, но переходный режим от нормальной работы установки к установив- шемуся режиму К. з. зависит также и от са- моиндукции. Интеграл ур-ия (1) для случая постоянного тока будет *’н + 0°~й)с L • где ?0—ток в цепи в предшествующий К. э. момент. Таким образом немедленно после возникновения К. з. токг0в цепи постепен- но увеличивается до значения установивше- гося тока К. з.: Е д’ Т. к. обычно мощности, сосредоточенные в се- тях постоянного тока, и напряжения уста- новок сравнительно невелики, то явление не носит такого катастрофического характера, как это имеет место в мощных сетях пере- менного тока. К. э.в сетях переменного тока. Сила тока К. з. в сетях переменного тока ограничена омич, и индуктивными сопроти- влениями контура. При этом почти во всех случаях первенствующее значение имеют ин- дуктивные сопротивления, и омическими со- противлениями можно пренебрегать. Сопро- тивления, ограничивающие силу тока К. з., следующие: индуктивное сопротивление ге- нераторов, силовых трансформаторов, дрос- сельных катушек и реакторов, линий пере- дач и индуктивное или омическое сопротив- ление заземлений нейтрали генераторов и трансформаторов. Реактивность (реактивное сопротивление) трансформаторов (см.), дрос- сельных катушек (см.) и реакторов (см.) не зависит от момента и характера К. з. Реак- тивность линий передач (см.) зависит от ха- рактера К. з. (одно-, двух- или трехфазная) и не зависит от момента К. з. Реактивность генераторов зависит от характера К. з. и от промежутка времени, протекшего от начала К. з. Реактивность генераторов минимальна в момент возникновения К. з. (мгновенная реактивность, или реактивность рассеяния) и после этого постепенно возрастает до сво- его установившегося значения (синхронная реактивность). Форма кривой тока К. з. зави- сит от момента К. з. По Бирмансу, ур-ие то- ка К. з. может быть выражено в виде: г = Iae~at cos <p-(Ia- Ist) в a'f cos (coi - <p) - - I„t cos (a>t - (3) где la—мгновенный ток К. з., равный = —> (4) ха иди at—коэфициенты затухания, зависящие от характеристик генераторов установки (для современных генераторов as35, а^З.5); <Р—угол между током и напряжением в мо- мент К. з.; <р,(—угол между током и напря- жением установившегося тока К. з.; Е— действующее напряжение; ха—мгновенная реактивность; 1я1—-установившийся ток ко- роткого замыкания, равный <5> —синхрон, реактивность. Если К. з. про- изошло в момент перехода напряжения через максимум, то у = ”, cos <р = 0, и постоянная составляющая тока К. з. 1„ • е"° cos <р = О исчезает. В этом случае кривая т ка К. з. имеет симметричный вид, изображенный на фиг. 1. Если К. з. произошло в момент, когда напряжение переходит через 0, то cos <р = 1, и кривая тока К. з. в первый момент пол- ностью смещается относительно оси време- ни, как это изображено на фиг. 2. Фиг. 1. Фиг. 2. В этом случае амплитуда первого полуперио- да тока К. з. (пик тока) может значительно превосходить амплитуду симметричного тока 1а. При имеющемся обычно в сетях перемен- ного тока затухании можно принимать вели- чину пика тока равной 1,8 1а. Расчет величины тока К. э. Дейст- вующее значение установившегося тока К. з. даетсяформулой: (6) где 1п—действующее значение нормального тока генератора; хи—сумма синхронной ре- активности генератора и внешних реактив- ностей в %, приведенная к нормальной мощ- ности; /г0—поправочный коэф-т тока возбу- ждения генератора, равный гх: г, где гх—
59 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 60 ток возбуждения в условиях действитель- ного К. з. и i—ток возбуждения, соответст- вующий прямолинейной части' кривой нама- гничения, продолженной (в случае необходи- мости) до нормального напряжения. Нор- мальная кривая намагничения для генера- торов по нормам VDE приведена на фиг. 3. Действующее значение установившегося то- ка К. з. дается формулой: Относительный топ возбуждения Фиг. 3. где ха—сумма мгновенной реактивности ге- нератора и внешних реактивностей в %, при- веденная к нормальной мощности. Так. обра- зом расчет тока К. з. сводится к определе- нию реактивности контура от генератора до точки К. з. По Льюису, величина реактивностей синхронных машин мо- жет быть принята сле- дующей: турбогенерато- ры—мгновенная реак- тивность ха = 15-г 25 %, синхрон, реактивность в среднем xst = 115%; ге- нераторы водяных тур- бин: ха = 204-45 %, xst = = 004-125%; синхрон- ные конденсаторы: ха == = 404- 50%,®8» в среднем 160%; синхронные дви- гатели (см.): ша=15 4- 70%, х^= 654-150%. Величины установив- шегося тока К. з. по нормам VDE для сов- ременных генераторов см. Генератор пере- менного тока, табл. 4. Амплитуда первого полупериода при К. з. генератора по нормам VDE может превос- ходить амплитуду нормального тока в 15 раз. Средние величины реактивностей сило- вых трансформаторов, по даннь^ Льюиса, приведены в табл. 1. Т а б л. 1.—С р е д и ие величины реактив- ностей силовых трансформаторов. Рабочее на- пряжение в kV 66 S3 110 132 154 Реактивность трансформа- тора в % . . 9—Ю 9,5—10,5 9,5—11 10-12 10—12 220 : 13—15 Реактивность в % (ж„р.) дроссельных кату- шек, реакторов и линий передач м. б. рас- считана по ф-ле: ^.= ^•100%, (8) где х—реактивное сопротивление катушки или линии передачи в 2 : х = шЬ; — фаз- ное напряжение установки в V, ш—угловая частота переменного тока, L—самоиндукция в Н. Самоиндукция L (в Н/км) проводов ли- нии передачи м. б. вычислена по следующим ф-лам. При трехфазном К. з.: L = [о,46 1g + 0,05] 10"’, (9) где Во—среднее геометрическое расстояние между проводами в ем, г—радиус провода в ел. При двухфазном К. з. в ф-лу (9) вмес- то В„ следует подставить расстояние между проводами, между к-рыми произошло К. з. При однофазномт коротком замыкании на землю: L = 2,77 [1g 10-’, (10) где г0—эквивалентный средний радиус про- вода. Эквивалентный радиус уединенного провода г0 выводится из ф-лы: го= 0,779г. (11) Вообще эквивалентный средний радуис п проводов равен корню степени и3 из произ- ведения п'2 членов, образуемых путем умно- жения эквивалентного радиуса каждого из п проводов на расстояние от этого провода до всех остальных п — 1 проводов. Вместо реак- тивностей в % возможно вести расчет, опе- рируя с реактивностями, выраженными в 2.. В первом случае все реактивности сети д. б. приведены к одной и той же мощности, а во втором случае—к одному и тому же напряже- нию. Расчет комбинированной реактивности от места К. з. до генератора м. б. произве- ден путем применения законов Кирхгофа. Однако при очень сложных конфигурациях сетей решение задачи получается чрезвы- чайно сложным, в особенности при наличии нескольких генераторных станций. Работа в таких случаях м. б. упрощена путем при- менения специальных счетных машин. При несимметричном (одно- или двухфазном) К. з. может быть рекомендован расчет по ме- тоду симметричных составляющих Стоквис- Фортескью. Термин, действие тока К. з. В виду кратковременности процесса можно принять, что все тепло, освобождающееся в проводе, идет только на нагрев самого про- вода и не отдается окружающему простран- ству. Количество тепла, выделившееся в проводе ва время dt; dQ= 0,24? Rdl cal; (12) здесь i—действующая сила тока в проводе, R—сопротивление провода, равное R,.*> 311*1, (13) где —удельное сопротивление материала провода в Qmm2/m при темп-ре & = 0°, I— длина провода в м, q—сечение провода в ммг, д—темп-pa провода, —функция, опреде- ляющаязависимость сопротивления от ?.Т.к. согласно вышесказанному тепло расходует- ся только на нагрев самого провода, то, с другой стороны, dQ = eg d», (14) где с—уд. теплоемкость материала провода, g—масса провода, равная g = qiy, (15) в ф-ле (15) у—плотность материала прово- да. Обозначая fc = 0,21^ (16) и Л=* (17) (Л—плотность тока К. з.) и подставляя зна- чения R, dQ и g из (13), (14) и (15) в (12), получаем диференциальн. уравнение нагре- ва провода при К. в. (18)
61 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 62 Для всех обычно применяемых металлов, кроме ферромагнитных, можно принять, что /(^) = (1 + ад). (19) Для железа уравнение (19) является недоста- точно точным, и в этом случае необходимо принимать, что /(Й) -(1 + ^ + Я2). (20) причем /?-п;>о. Подставляя значение f(&) из (19) или (20) в (18) и интегрируя диференциальн. ур-ие, по- лучаем следующее решение: для немагнит- ных материалов (медь, латунь,алюминий,се- ребро, цинк, свинец, олово и т. п.) перегрев 0=’[(l + a0o)e“ft4’‘-l]-0o (21) и для железа перегрев о, _ Vtti - , Глj2I f/4р -А* ~ 2,> L з +агсЧ^5П_*“’ (22) где й0—начальн. темп-pa материала провода. При этом принято, что сила тока за время К. з. не меняется, т. е. что А = Const. Макси- мальная 1° провода в конце К. з. &т = #+ д0. Значения необходимых для расчета по ф-лам (21) и (22) величин е0, с,у, а и см. в табл. 2. Табл. 2.—3 пачепия величин е0, с, Материал ! ео. ! С, I у, | Qmm2/m । cal/г град । г[см* Электро- [ 100% прово- литич. J димости . 0,0167 красная ) мягкая . . • 0,0172 0,092 8,9 медь (твердая . . 0,0175 Латунь (30% 2п) .... 0,083- 0,09 8,3 0,0635 Алюминий 0,0287 0,212 0,093 2,7 Цинк 0,069 7,2 Свинец 0,19 0,03 11,37 Олово 0,103— 0,054 7,3 0.132 <аере°р° {тверд°<>е:::: 0,0150 0,0160 | 0,058 10,55 Железо (99,6% Де) ... 0,115 0,115 7,8 Никель 0,11—0,13 0,11 8,9 1 0,0043 I 0,0017 0.0042 1 0,00415 0,0042 0,0045 0,0041 — 0,0056 910-е 0,0055 1140-е Из формул (21) и (22) следует, что перегрев & является ф-ией произведения АЧ. При на- чальной температуре О0 = 0 ф-лы (21) и (22) принимают следующий вид: о 1 Г akA2t 11 ч ~LL (21а) 2; Ч. 2 + -l-arctg^^^j-^. (22а) При А= /(/) решение принимает след, вид: для немагнитных металлов i[(l + a/>o)eDft^ad‘-iJ_^ (21б) и для железа +"“«^1,гз0> «Ир. 1 а» Д, I град-i । град-2 Исходя из уравнения (3), можно показать, t что в этом случае интеграл J A2dt можно за- О менить выражением: рР(Н = A%t', (23) « где Aat—плотность установившегося тока К. з. и t'—фиктивное время, являющееся функцией действительного времени К. в. и отношения Фиктивное время I' м. б. найдено по кривым фиг. 4. Т. о. в условиях действительного К. з. перегрев провода м. б. вычислен по формулам(21) и (22), при заме- не в них А на Ае1 и t па Iопределяемое по кривым фиг. 4. На фиг. 5 даны зависимос- ти перегрева & от произведения АЧ для раз- личных материалов при начальной темп-ре #о=О°. При #o#=0° перегрев м. б. найден по кривым фиг. 5 путем переноса оси & на отре- зок Afflt соответствующий перегреву прово- да от 0 до &0, и оси АЧ на отрезок й0. Для по- яснения на фиг. 5 показано определение пе- регрева красной меди для случая #о = 100° и АЧ = 2,5-104. Во всех вышеприведенных ф-лах не учитывается влияние скин-эффек- та (см.). В виду того что при наличии скин- эффекта плотность тока по сечению будет неравномерна, точное решение вопроса становится чрезвычай- но сложным и требует учета теплопередачи по сечению про- вода. Расчет средней 1° по се- чению м. б. однако легко сде- лан, если положить уд. сопро- тивление провода при 1° = 0° равным q = q0 • к, где к—коэф, скин-эффекта. Так как коэф, скин-эффекта является возра- стающей функцией от магнит- ной проницаемости, то влияние скин-эффекта будет в особен- ности сильно для железа. Так как коэф, скин-эффекта являет- ся убывающей функцией от 1°, то следовательно влияние скин- эффекта по мере увеличения 1° будет падать. Нагрев изоляции токоведу- щих частей при К. з. по характеру явления существенно отличается от нагрева самого металла токоведущей части. Процесс нагре- ва м. б. представлен в следующем виде. За время К. з. 1° токоведущей части увеличи- вается и достигает максимума в конце К. з. В виду кратковременности процесса изоля- ция токоведущей части за это время нагре- ется незначительно. После окончания К. в. начинается остывание токоведущей части, 1° же изоляции продолжает повышаться за счет тепла, отдаваемого металлом. При этом темп-pa внутренних слоев изоляции, сопри- касающихся с металлом, будет повышаться быстрее, чем температура наружных слоев, и весь процесс нагрева идет, как показа- но на фиг. 6. Точный анализ вопроса о на- греве изоляции чрезвычайно сложен, одна- ко очевидно, что при одной и той же темпе- ратуре металла нагрев изоляции будет тем больше, чем больше отношение веса метал- ла к весу изоляции.
63 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 64 При выбора величины допускаемого при К. з. перегрева необходимо принимать во внимание следующие соображения.—1) У с- ловия безопасности изоля- ции провода. С этой точки зрения по О (М 03 12 И го 2.4 23 32 30 4J) Действительное время К.j. t -секунд ^Фиг. 4. нормам AIEE можно принимать ориентиро- вочно следующие величины: а) для изоля- ции класса А (пропитанная органическая изоляция) можно допускать максимальную темп-ру токоведущей части 250° при на- чальной /°90—105°, т. е. перегрев 145—160°; Ь) для изоляции класса В (неорганические материалы, могущие содержать в небольшом количестве органич. связующие вещества, напр. миканит, бетон и т. п.) можно допускать максимальную t°= 350° при начальной 1° = = 125°, т. е. перегрев 225°. 2) Условия безопасности самого прово- да. С этой точки зрения необходимо учи- тывать уменьшение механич. прочности про- вода вследствие нагрева, отжига металла, а также возможность расплавления паек лег- коплавкими припоями. Зависимость времен- ного сопротивления твердотянутой меди по Г. Шмидту от темп-ры при кратковремен- ном нагреве представлена на кривых фиг. 7. При выборе допустимого перегрева при К. з. проводов воздушных линий передач необ- ходимо учитывать кроме вышеуказанного также и увеличение стрелы провеса нагре- того провода. Электродинамическое дейст- вие тока К. з. Расчет электродинамич. усилий между токоведущи in частями м. б. произведен след, способами. 1) Если по про- воднику течет ток I, то в окружающей про- водник среде запасается магнитная энергия Амаг = ^Ф-I- 10AJ, где Ф—магнитный поток. При электродина- мическом взаимодействии между двумя про- водниками, обтекаемыми током I, магнит- ная энергия превращается в соответствую- щее количество механическ. работы: = = А„х.. Так как механическая работа рав- на произведению силы на путь,то окончатель- но получим силу = <24> где d^—элемент пути. Т. о. сила, возникаю- щая между проводами, равна произведению тока на скорость изменения потока по линии действия силы. 2) Помимо вышеуказанного способа расчет электродинамических уси- лий м. б. произведен на основании дифе- /. Темп-pa металла провода Время ; Выключение Фиг. 6. Начало К.з. ренциального закона Био-Савара-Лапласа. Напряженность магнитного поля на расстоя- нии г от элемента тока ltdy (у—координа- та длины провода) будет dH = (25) (фиг. 8); здесь а—угол между направлением тока и направлением от элемента dy к точке, для к-рой определяется напряженность маг- нитного поля (точка х). Элементарное уси- лие между проводником, который проходит через точку х и обтекается током 1г, и эле- ментом тока dy будет dpx=-^-s^- (26) Путем интегрирования выражения (26) м. б. найдено усилие в точке х от всего соседнего проводника с током Ia. Если 11=1я=1, то ' — (26а) Знак минус перед выражением для силы рх (26) выбран из следующих соображений. Если выбрать направление тока положитель- ным, например снизу вверх, а положитель- ное направление силы—в сторону отталки-
65 КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ 66 вания, то на основании правила левой руки Фиг. 7. о ять знак минус (—). Направление силы рх будет перпендикулярно плоскости, проходя- щей через элемент тока в точке х. Для слу- Аналогичным же образом м. б. найдено и усилие между проводами конечной длины, причем пределы интегрирования конечно изменяются,—например для случая, изобра- женного на фиг. 10, получим силу рх '’“'“Г ,Х+/>"Х---------1-10-8кг/сж.(28) В вышеизложенных формулах (27) и (28) не учтено влияние формы сечения. В случае- проводов круглого или трубчатого сечения ф-лы (27) и (28) остаются справедливыми, причем под расстоянием d следует понимать рас- стояние между осями про- водов; при других фор- мах сечения полученные выше ф-лыстановятсяне- верными. Аналитическое решение задачи с учетом формысечения проводни- ков довольно сложно и возможно только для некоторых форм про- водников. В частности для случая двух па- раллельных шин одинакового прямоуголь- ного сечения (фиг. 11, А) выражение для си- лы м. б. написано в виде Рх = кг/см. (29) Вычисление коэфициента/с приводит к очень сложным выражениям, в виду чего при прак- тич. расчетах удобнее пользоваться графи- ками коэф-та к (фиг. 11, Б).Взаимодействие I Фиг. 12. чая действия между двумя параллельными Фиг. 11. усилие в точке х от всего проводника CD Рт = . ю-’ кг/см. (27) Т. Э. m. XI. Фиг. 13. между двумя взаимно перпендикулярными проводниками (фиг. '12) м. б. вычислено по следующим ф-лам: Рх = • -Bi • 1,02 • 10-’ кг/см (30) (сила в точке х); рт^ = 1,1, [В2]"а • 2,35 • 10» кг/см (31) (сила на участке хг - хг); M^-rj =Ii 1г-1 [В3]• 2,35 • Ю'8 кг/см (32) (момент относительно точки О), где коэфициенты Вц В2 и В3 м. б. найдены по кривым фиг. 13 (значения В2 представляют 3
67 КОРРАЗИЯ 68 собой логарифмы чисел, и кривая разбита на 3 части, имеющие характеристики 1, 2 и 3; ординаты кривой представляют собой мантиссы). Для случая, изображенного на фиг. 14, в случае проводника круглого сече- ния Дуайт (Dwight) дает следующие ф-лы. Сила, действующая на иг. а) при т <1 • т т I ч.-л i 2m 1 m2 , 1 1Ц 3 rn1 Р,„ Д.К| 2,303 lg_ - 4 ?2. + 1б71 + 32-(i - + •••]• i-02’Ю-8 б) при т > I Р^Ц Т^Шё^ - 'т + LS-L^-^ + -- 1.02-10- кг. (34) Для случая, изображенного на фиг. 15 (си- ла, действующая на нож масляного выклю- чателя), Друде дает следующую ф-лу: Р- 1,6р[1п'г-0,25]-10-«>. (35) При расчете электродинамич. усилий весьма большое значение может иметь явление резо- нанса (см.). При нали- чии резонанса дейст- вительные усилия мо- гут значительно пре- взойти величины, рас- считанные по выше- Г~ д —— (33) 1 1 li-j 24 I2 16 /2 6 т3 i А, Фиг. 14. приведенным ф-лам. Так, в табл.З приведены коэф-ты увеличения усилий вследствие резо- нанса для шин прямоугольн. сечения по дан- ным В. Шпекта (для частот в 60 и 25 пер/ск.). Табл. 3.--Ко афициент увеличения усилий вследствие резонанса для шин прямоугольного сечения. Часто- та, пер/ск. й 60 | Пролет, м 0,61 0,915 1,22 1,37 1,57 Расположение шин !1 *1 1,8—2,6 1,4 1,3 1,2 *2 *2 ♦2 *2 •2 3,0 3,3 3,3 3,6 5,6 5,0 2,0 1,4 1,3 1,2 0,61 2,8—3,2 2,8-3,4 3,0 3,0 0,915 3>5—4,1 2.8—3.4 3,0 3,3 25 j 1,22 2,5 2,8—3,4 3,0 2,3 1,37 1,57 2,1 2,8—3,4 3.0 1,8 1,8 2,8—3,4 3,0 1,5 *1 При коротких пролетах значение коэф-та меняется в очень широких пределах, почему в этих случаях необходимы специальные рас- четы. *2 В виду большой зависимости коэф-та от различных условий (типа изолятора и т. п.) необходим специальный расчет в каждом от- дельном случае. Данными этой таблицы можно пользовать- ся как ориентировочными при расчетах, при- чем значения при частоте 50 пер/ск. м. б. получены путем интерполяции. В ответст- венных случаях однако необходимо учиты- вать влияние резонанса расчетным путем. Расчет усилия в условиях резонанса м. б. произведен путем составления дифер. урав- нения движения рассчитываемого элемента под влиянием электродинамич.усилий.Инте- грирование этого дифер. ур-ия дает возмож- ность найти величину деформаций, от к-рых уже легко перейти к напряжениям в мате- риале рассчитываемрго элемента. Лит.: Лютер Р. А., Электрич. силовые уста- новки, Л., 1926; Лопатин И. А., О нагревании проводов воздушных высоковольтных линий в мощ- ных системах, «Известии Электротока», приложение к журналу «Электричество», Л.—М., 1929, Вор о- н о в Б. А., Расчет электродинамич. усилий в дрос- сельных катушках, «Электричество», М., 1925; его ж е, О свойствах масляных выключателей и разъеди- нителей и предъявляемых к ним требованиях, «Изве- стия ГЭТ», 1929, 2—3; Steinmetz С. Р., Tran- sient Electric Phenomena, New York, 1920; R u d e n- berg R., Elektrische Schaltvorgange, Berlin, 1926; Biermanns J., liberstrOme In Hochspannungs- anlagen. Berlin, 1926; Lewis W. W., Transmission Line Engineering, New York, 1928; Lewis W. W., A New Short-Circuit Calculating Table, «General Elec- trical Review», Schenectady, 1920, August; Macker- ras A. P., Calculation of Single-Phase.Short Circuit by the Method of Symmetrical Component’s, ibid., 1926, April, July; J u H. Ku, Transient Analysis of A.-C. Machinery, «Quarterly Trans. American Institute of Elec- trical Engineers», N. Y., 1929, v. 48, 3; К e s s e 1 r i n gF., Elektrische Schaltgerate, B.—Lpz., 1928; Clerk A., Le rdenclenchement sur court-circuit des disjoncteurs i pouvoir de rupture dlevde, «RGfi», 1928, t. 24, 6, 7; Van-Asperen C., Mechanical Forces on Busbars, «Trans. Amer. Institute of Electr. Engineers», New York, 1923, v. 42; D w 1 g h t H. B., Two Cases of Calculation of Mechanical Forces in Electric Circuits, ibid., 1927, v. 46; Specht W., Short Cut Methode of Calculating Stresses In Bus Structures, «General Electrical Review», Schenectady, 1928, v. 31, 8; R e f c h e, Uber die Kurzschlussfestigkelt von Stromwandlern, «ETZ», 1928, H. 49; Vorschriftenbuch d. VDE, В. (ежегодн. изд.); Standards of the American Institute of Electrical En- gineers, N. Y. Л. Машниллейсон. КОРРАЗИЯ, процесс обтачивания, шли- фования горных пород твердыми минераль- ными частицами, увлекаемыми сильным ве- тром. Этот процесс, параллельный процес- су дефляции (см.), ведет к созданию новых форм рельефа механическ. путем в противо- положность процессу к о р р о з и и — хи- мии. воздействию воды на породы. Характер и скорость обтачивания зависят от формы залегания обтачиваемых пород, их твердо- сти и. однородности, от силы ветра и формы обтачивающих частиц. В слоистых неодно- родных породах более мягкие слои вытачи- ваются быстрее, причем получается ребри- стая поверхность; в твердых же и однород- ных породах при вытачивании получается ряд небольших углублений (ячеистая струк- тура); эти углубления часто удлиняются в направлении господствующего ветра и чер- веобразно изгибаются. Иногда углубления расходятся в виде лучей от какой-либо цен- тральной точки или же располагаются па поверхности породы в виде сетки или узора. В глинистых слоях песок прорывает длин- ные борозды—каналы, разделенные крупны- ми ребровидными выступами (ярданги) нетронутой корразией породы; ширина ка- налов достигает 10—40 м, глубина—-до 6 м. При вращательном вихревом движении пе- ска образуются вертикальные цйлиндрич. и конические углубления наподобие «котлов»,
69 КОРРОЗИЯ 70 образуемых в руслах потоков. Поверхно- сти очень твердых плотных известняков и кремнистых пород шлифуются, полируются тонкой атмосферной пылью. Вследствие того что гонимый ветром пе- сок держится невысоко над поверхностью земли (в Сахаре напр. на 2—Зл), действию К.подвергаются больше всего подножия уте- сов, скал, каменные глыбы и обломки раз- личных размеров. При господствующих ве- трах в нескольких направлениях отдельные камни обтачиваются с двух, трех сторон (граненые камни, дрейкантеры) или принимают форму шариков разной ве- личины (каменный дождь). Нек-рые геологи термином К. обозначают также обтачивание русла водных потоков и переносимого ими материала—валунов, галек. Гальки из более слабых пород исти- раются скорее, чем из твердых, и в нижнем течении реки они могут совершенно исчез- нуть. Форма и расположение галек на дне водных потоков имеют большое значение для изучения древних речных отложений, необ- ходимого при разведках россыпей золота и платины. Лит.: О г Э., Геология, М., 1924; Мушкетов И. В., Физич. геология, т. 2, М.—Л., 1926; Леви п- е о п-Л е с с и п г Ф. Ю., Введение в геологию, П., 1923; Abel О., Uber sternfOrmige Eroslonsskulptu- ren auf WilstengerOllen, «Jahrb. d. k. k. geol. Reichs- anstalt», Berlin, 1902, Jg. 51; Foureau F., Quel- ques considerations sur les dunes et les phenomincs feoliens, Mission saharienne, Documents sclentifiques, t. 1, Paris, 1905; H e d 1 n S., Scientific Results of a Journey in Central Asia, 1899—1902, Stockholm, vol. 1—2, 1904—05. КОРРОЗИЯ металлов, поверхностное разрушение металлов под действием химич. или электрохимии, факторов. Различаются: а) К. в электролитах и б) К. под действием газов или паров при высоких t°. Коррозия металлов в электролитах [х]. Сюда относятся процессы ржавления же- леза,разрушения металлов под действием во- ды и различных химических реагентов и т. д. По вычислениям проф. Мааса, мировое про- изводство железа с 1890 по 1923 г. равняется 1 766 млн. т; за то же время потери железа от К. составляют 718 млн. т,, т. е. ок. 40%. При этом значительная часть потерь ока- зывается невозвратимой, и т. о. происходит своеобразный процесс «рассеивания» наибо- лее ценных для техники металлич. материа- лов. Американцы исчисляют убытки от К. в среднем ок. 2 млрд. долл, в год. В особен- ности важное значение вопросы К. приоб- ретают в химич. промышленности. Здесь не только рациональная постановка производ- ства, но зачастую и самая возможность веде- ния тех или иных процессов (напр. синтез азотной кислоты) зависят от правильного подбора и отыскания необходимого стойкого материала. В авиации и морском деле в свя- зи с применением легких сплавов не менее важна проблема защиты металлическ. кон- струкций от разрушения влажным возду- хом и морской водой. Так, в нек-рых местах Ю. Америки, где воздух содержит высокий % влаги и соляной пыли, самолеты из дур- алюмина разрушались уже через несколько месяцев несмотря на самый тщательный уход; свыше 50% эксплоатационных расхо- дов ложилось только на различные предо- храняющие от К. меры защиты. Совершенно понятно значение вопросов борьбы с К. в машиностроении (паровые турбины, газовые турбокомпрессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. д.), строительном деле (осо- бенно гидротехнич. сооружения, горная тех- ника), коммунальном хозяйстве (водопрово- ды и канализация). Нет почти ни одной от- расли народного хозяйства, где коррозия и борьба с ней не имели бы значения в той или иной мере. Одними из первых исследователей К. были Галль (1819 г.), Деви (1824 г.) и Тенар (1819 г.),к-рые указали на роль кислорода и углекислоты и нд электрохими- ческий характер процессов К. В 1830 г. Делярив ос- новал теорию локальных элементов, к-рая служила исходной точкой для многих последую- щих работ в области К. металлов. В развитой форме электрохимическая теория К. появилась в 1901—06 гг. в результате работ шведской школы (Эриксон-Аурен и Пальмер), изучавшей гл. обр. вопросы ржавления железа. Балтийская школа (Центнершвер) занималась теорией коррозионных процессов и в особенности их кинетикой (1914—28 гг.). Германская школа (Таммаи, Гюрнтер, Гейп, Бауер, Штраус, Кон) уделила много внимания металлографической части проблемы. Наи- более сильная и многочисленная англо-американ. шко- ла (Уитней, Астон, Эванс, Уокер, Бенгаут, Спеллер, Френд и др.), начиная с 1903 года, дала чрезвычай- но большое число работ в зтой области, выяснивших влияния внешних условий па К., роль защитной плен- ки, концентрационных пар и т. д. Общепризнанной в настоящее время тео- рией К. является электрохимии, теория. Она основывается на данных современной элек- трохимии и в первую очередь на учении Нернста об электрохимич. элементе. Про- цессы К. сводятся к основным процессам электрохимического элемента: I. М (металл) + Н" (ион) ->М' (ион) +Н(атомн.); II. а) 2 Н (атомп.) + J/2 Оа (растворенный)—>HgO, b) 2 Н(атомПг)-»Н2(молекулярн.). Реакция I соответствует переходу атомов металла из решетки металлического твердого тела в состояние иона в растворе, причем ион водорода одновременно разряжается (на катоде) с образованием атомного водорода. Выделяющийся водород поляризует катод (см. Поляризация); реакция II представляет процесс деполяризации, или удаления обра- зующейся на катоде пленки водорода. По- следнее возможно путем: а) окисления водо- рода при помощи растворенного в жидко- сти кислорода или же б) образования мо- лекулярного водорода. Весьма часто наблю- дается одновременное течение обоих процес- сов. Переход металла в раствор в виде иона возможен лишь при наличии определенной разности потенциалов, или, иными словами, при наличии гальванич. цары.Гальванич. па- ры м. б. здесь следующих родов: 1) в жид- кость (электролит) погружены два различ- ных металла (фиг. 1, А); это—самый элемен- тарный тип гальваническ. элемента(напри- мер: Zn | Си, Fe [ Си, Al | Fe и т. д.); 2) металл структурно неоднороден; в этом случае роль электродов играют структурные составляю- щие. Весь металл можно представить сос- тоящим как бы из огромного числа микро- скопически малых гальванических пар (на- пример Fe | Fe3C, Al | CuA12, Си | Си2О ит. д.); часто (1 ели число структурных составляю- щих больше двух) образуются еще более сложные элементы (фиг. 1, Б); 3) различные части металла неоднородны физически [напр. *3
КОРРОЗИЯ А Анод М-^М'+е Н’+е^Н Катод В внутренние напряжения в металле, дефор- мация металла (фиг. 1, В; пара: М недефор- мированный—М деформированный)); 4) раз- личные части металла находятся в неодина- ковых физико-химическ х условиях, напр. в разных растворах. Особенно важным случа- ем такого рода концентрационных пар явля- ются гальванич. пары [фиг. 1, Г; пары: а)М в растворе богатом Оа—М в растворе бедном О2; б) М в воде—М в иле; в) М в иле—М в песке], образующиеся вследствие неодина- кового притока кислорода к разным ча- стям металла (дифере нциальная аэрация). В большинстве случаев корро- зии различные типы гальванических пар имеют место одновременно. Разность потенциалов данной гальвани- ческой пары зависит от многих условий и в первую очередь от вещества электродов.Для „ . сравнения металлов по их Направление движения г ~ _ электронов (е) по проводник} СПОСОБНОСТИ ПврвХОДИТЬ В * раствор и вытеснять водо- род их располагают в таб- лицу так назыв. стандарт- ных, или нормальных, по- тенциалов. Однако необхо- димо заметить, что значе- ния стандартн. потенциа- лов получаются при строго определенных условиях, а именно,когда металл нахо- дится в электрохимическ. равновесии с нормальным раствором,содержащем ио- ны того же металла. Ес- ли изменять концентрацию раствора или брать другой электролит, то потенциа- лы металлов будут менять- ся, причем может изме- ниться и порядок их рас- положения, т. е. произойти перестройка таблицы. По- ляризация и перенапря- жение водорода на катоде также оказывают большое влияние на разность по- тенциалов и на изменение эдс пары во времени. По- ляризация зависит как от природы пары (вещества и от свойств электролита. Б____ —Раствор Раствор^. Анод Мтам Деформир. песто. Ил Песок Фиг. 1. электродов), так Уравнения I и II (а и б) показывают, что процесс коррозии слагается из двух связан- ных друг с другом процессов: 1) перехода ионов металла в раствор, с одновременным выделением водорода на катоде (поляриза- ция), и 2) удаления образующейся на катоде пленки водорода (деполяризация). Можно считать, что первый процесс протекает со значительно большей скоростью, чем второй; поэтому общая скорость К. определяется скоростью деполяризации. В тех же случа- ях, где деполяризатором является кислород воздуха (напр. при ржавлении железа), ско- рость деполяризации в свою очередь зави- сит от скорости притока кислорода; послед- няя и будет определять суммарную скорость К.; таким образом первая часть теории К. есть в сущности применение теории электро- химического элемента к процессам химиче- ского разрушения металлов. Второй частью учения о К. является тео- рия т. наз. поверхностных з а щ и т н ы х пленок. В процессе К., в результате вто- ричных реакций (особенно при участии рас- творенного кислорода воздуха), на металле могут образовываться пленки, к-рые, во-пер- вых, затрудняют контакт между металлом и средой, а во-вторых, увеличивают внутрен- нее сопротивление электрических пар, что ведет к замедлению или даже полному пре- кращению К. Простейшими примерами за- щитных пленок являются например плен- ки PbSO4, образующиеся на свинце при рас- творении последнего в H2SO4, пленка А12О3, покрывающая алюминий на воздухе, и т. д. Толщина защитной пленки колеблется от размеров молекулярного порядка до види- мых невооруженным глазом. Весьма ве- роятно, что пленки очень малой толщины построены совершенно особым образом и в основе образования их лежат явления ад- сорбции (см.). С возникновением таких пле- нок (могущих в частности быть образованны- ми и из молекул газов) связаны явления пассивности металлов, тоже играю- щие большую (положительную) роль в про- цессах К. И электрохимическая сторона явлений К. и образование защитных пле- нок зависят как от природы и состояния са- мого металла (внутренние факторы), так и от природы и состояния коррозионной среды (внешние факторы), а потому изучение К. требует полного рассмотрения всей системы металл—среда (электролит). Влияние состава и стгукгугы металла. Хи- мич. состав дает только самое общее пред- ставление о физико-химич. природе металла. Поэтому при рассмотрении химической ус- тойчивости металла или сплава необходимо обращаться к данным их металлограф, изу- чения. «Химически чистые» металлы тоже в большинстве случаев оказываются не впол- не однородными (примеси, включения, поли- кристалличность); однако данные, получен- ные для наиболее чистых образцов металла, можно в первом приближении относить к свойствам атомной решетки химически ин- дивидуального металла. В табл. 1 приведены наиболее важные данные о химич. устой- чивости чистых металлов. Сложные систе- мы, образованные несколькими составляю- щими, при прочих равных условиях будут обладать наименьшей устойчивостью, т. к. здесь имеется ббльшая возможность образо- вания микропар. Поэтому при получении химически устойчивых сплавов необходи- мо стремиться получить а) возможно более полную структурную однородность сплава, б) максимальную устойчивость его соста- вляющих, в) прочные и легко восстанавли- вающиеся защитные пленки. Эти условия до- стигаются таким подбором состава сплава и такой термической и механической обработ- кой, чтобы получались однородные твердые растворы и чтобы состав последних обеспе- чивал хим. стойкость металла надлежащим внутренним строением или образованием за- щитных пленок. В ряде случаев твердые рас- творы обладают также относительно высо- кими механич. качествами. Внутренние на- пряжения и деформации металла вообще уменьшают его химич. стойкость. При этом
73 КОРРОЗИЯ 74 Табл. (.-Химическая устойчивость чистых металлов. Металл Стандартный потенциал по отнош. к Н2 (V) ПС1 HNO3 H2SO4 СП,. .сооы NaOH Нептр. раство- ры со- лей 1 Влаж- ный воздух 1 Ра яные реаген- ты । -1,4 высок. кони,, низк. ta высок. КОНЦ, низк. А1 уб(С0Х<Ъ/7, to ! F высок, конц -0,4 $ырок7к'ЛЩ Й Ni 1 — 0,28 is высок. КОНЦ к! Zn j I — 0,7 iOS lilii о® Cr ! Ж" высок. КОНЦ Sn -0,16 ж 7 Р7 Pb -0,13 'ytleili/nelili/. ' ''4 горячая / воздуха Cu j + 0,35 /7 „7Л ton Не действует Медленно действует Быстро разрушает особенно часто проявляется крайне опасный вид К.—т.н. интеркристаллитная (или интеркристаллическая) К., когда раз- рушение происходит по границам зерен- кристаллитов металла и, несмотря на внеш- не благополучный вид материала, механич. свойства его м. б. уменьшены во много раз. Состояние поверхности металлатоже являет- ся одним из важнейших внутренних факто- ров К. Влияние механич. обработки, пред- ставляющей особый вид поверхностной де- формации материала, сказывается различно для разных металлов и разных внешних ус- ловий. Для железн. металлов тонкая меха- ническая обработка поверхности (например полировка) дает увеличение химич. стойко- сти. Химич, обработка поверхности металла может приводить а) к образованию на ме- талле слоя соединений, каковые в нек-рых случаях играют роль защитных пленок (пас- сивирование поверхности); б) к удалению ранее образовавшегося на металле поверх- ностного слоя (активирование поверхности), что обычно ведет к уменьшению химическ. устойчивости; в) к возрастанию содержания включений благодаря растворению менее благородной составляющей, что ведет к уве- личению числа микропар и следовательно тоже к усилению К. Влияние внешних условий. А. Темпе- ратура. С повышением 1° происходит увеличение скорости химич. реакций; кроме того увеличивается скорость диффузии и усиливаются конвекционные токи, что спо- собствует притеканию к металлу свежих порций электролита. Келкот и Уэтзел пред- лагают при учете влияния 1° пользоваться ф-лой для гетерогенных реакций: 1пК=Д + *> где R—константа скорости К. (меняющая- ся с t°), А и В—постоянные, Т—абсолютная темп-pa. Во многих случаях общий характер кривых (скорость К.—темп-pa) соответству- ет приведенной ф-ле. Однако при повыше- нии 1° растворимость кислорода в воде па-
75 КОРРОЗИЯ 76 дает, и поэтому в тех случаях, где кислород играет роль деполяризатора, выше извест- ного Г-ного предела наступает уменьшение скорости К., так как ни увеличение актив- ности системы ни ускорение диффузии и конвекции не смогут компенсировать недо- статок кислорода в растворе. Из диаграм- мы (фиг. 2; символ П обозначает среднюю убыль толщины металла, служащую мерою скорости К.) видно, что при постоянном со- держании кислорода в растворе (замкнутая система) наблюдается непрерывное увели- чение скорости К. с 1° (железо в воде); в случае же открытой системы (кислород мо- жет удаляться при нагревании) кривая име- ет максимум, за которым следует умень- шение скорости К. Движение электролита относительно металла как правило увели- чивает скорость К.; однако и здесь иногда (напр. для железа) наблюдаются максиму- мы на соответствующей кривой. Б. Природа раствора. Наиболее об- щей характеристикой раствора является кон- центрация водородных ионов Ра. На фиг. 3 представлена кривая, изображающая зави- симость скорости К. железа от PIt раствора. Можно отчетливо разделить диаграмму на три области: 1)РН > 10 (щелочная область)— К. идет медленно и скорость ее зависит от Рн! 2) Рн = 4,3-р10 (нейтральная область)— скорость К. почти не зависит от Рн; 3) Ра < 4,3 (кислотная область)—скорость К. рез- ко увеличивается и зависит от Рп. В первых двух областях К. идет за счет деполяриза- ции кислородом воздуха, растворенным в жидкости; в последней, кислотной, области водород выделяется в виде пузырьков (хотя часть его вероятно тоже окисляется кисло- родом). Для алюминия примерный вид диа- граммы изображен на фиг. 4; здесь зависи- мость скорости К. от Рн для щелочной зоны обратна только что разобранному случаю (с возрастанием Рн скорость тоже возраста- ет). Природа ионов в растворе также играет чрезвычайно большую . роль. Последнее связа- i / но как со специфич- I \ / костью взаимодействия | \ / данного рода ионов и | \ / металла, так и со вто- I \ J ричными реакциями (об- | х----- разование пленок). В J солян. растворах на ха- рактер и скорость кор- < р„ розии влияют оба иона фиг 4 соли. При растворении солей электропроводность жидкой фазы уве- личивается и возникают конвекционные то- ки, что должно сказаться на ускорении К.; с другой стороны, понижение растворимости кислорода будет замедлять К. Поэтому на кривой (скорость коррозии—концентрация соли) могут наблюдаться максимумы и ми- нимумы в соответствии с тем, какие сто- роны влияния концентрации превалируют. В соляных растворах особенно опасным является Cl-ион, так как он в большинст- ве случаев сильно активирует поверхность металла; химический состав раствора так- же может влиять на протекание вторичных реакций и следовательно на образование защитных пленок. Характерным примером является действие хромовых солей на желе- зо. В их присутствии железо быстро пасси- вируется и скорость К. резко падает. Окис- лители в растворе действуют двояко: с одной стороны, они усиливают деполяризацию и следовательно способствуют развитию кор- розионных процессов; с другой стороны, окислители часто действуют пассивирую- щим образом (напр. крепкая азотная к-та на железо и алюминий). Газы в растворе явля- ются тоже одним из важнейших факторов: напр. кислород, за счет к-рого могут иттн процессы деполяризации, или СО2, участву- ющий во многих вторичных реакциях. Даже в случаях действия кислот деполяризация кислородом оказывается первостепенным фак- тором, на что указывают напр. случаи рас- творения меди в к-тах. Иллюстрацией тако- го влияния кислорода может служить фиг. 5, где показана зависимость между скоростью К. меди в различных к-тах и составом газо- вой фазы над раствором. Образованию мест- ных пар иногда способствует действие света, что отмечено например при К. некоторых медных сплавов. Классификация явлений Н. Есть несколь- ко способов классификации явлений К. I. Классификация по характеру деполяризации: 1) водород выделяет- ся в виде пузырьков (К. в сильно кислой среде, К. алюминия и магния в щелочах); 2) водород окисляется кислородом воздуха
77 КОРРОЗИЯ 78 растворенным в электролите (К. в слабо и умеренно кислой или в слабо щелочной сре- де,—напр. в растворах гидролизующихся солей); 3) водород частью окисляется кис- лородом воздуха, частью же выделяется в виде пузырьков (разбавленные к-ты, недо- статок окислителя). П. Классификация по характе- ру разрушений. 1) Обычный «сплош- ной» тип разрушений; К. распространяется б. или м. равномерно как по телу, так и по границам кристаллитов (напр. обычные слу- чаи К. железа на воздухе и в воде); здесь можно выделить две подгруппы: а) равно- мерная К.—разрушение равномерно распре- делено по всей площади металла (вкл. л., 2); б) местная, или локализованная, К.—раз- рушения сконцентрированы на ограничен- ной площади (вкл. л., 5); различают также Фиг. 5. точках поверхности (вкл. л., Зи4), полосча- тую—К. распространяется полосами по оп- ределенным направлениям, и т. д. 2) Интер- крпсталлитный тип К.—разрушения идут гл. обр. по границам кристаллитов (вкл.л., 5). Сюда относятся многочисленные случаи К. легких алюминиевых сплавов, железа в ще- лочах, латуни в морской воде. Возможна также классификация типов К. по характеру образующейся электрохимии, пары (макро- пары, микропары, концентрационные пары) и по нек-рым иным признакам. Количественное выражение К. К. может быть выражена количественно самыми раз- личными способами в зависимости от того, изменение какого свойства металла при к’ измеряется. В технике наиболее употреби- тельны три способа выражения К. а) Потеря в весе за определенное время (в зависимости от скорости К.) с единицы поверхности ме- талла: напр. г/см2 в день, г/м2 в год и т. д. Выбор единиц измерения зависит от скоро- сти процесса. Потерю в весе от К. принято обозначать символом К. б) Средняя убыль толщины металла за определенное время; выражается в см в день или см в год или дм. (англ.) в год. Зная уд. в. металла, мож- но перевести потерю в весе на убыль тол- щины и обратно. Средняя убыль толщины как выражение коррозии удобна тем, что она сразу дает вещественное представление о размерах К. в) Потери механич. качеств (гл. обр. коэф-та крепости гтаж в кг/мм2 и относительного удлинения г в %), выража- емые в % от качества исходного материала. Способы защиты металлов от К. Металлы предохраняются от К. тремя способами: по- крытиями, электрохимич. защитой и обра- боткой коррозионной среды. А. П о к р ы т и я. 1) Краски, лаки и смолы. Основным условием применения такого ро- да покрытий помимо специальных качеств (кроющая способность, непроницаемость, схватываемость, прочность и т. д.) является требование химич. инертности по отноше- нию к защищаемому материалу. Для защиты железных материалов широко применяются масляные и эмалевые краски, асфальтовые лаки; для легких алюминиевых сплавов на- илучшими против К. от атмосферных влия- ний считаются лаки типа «Дюраль»; против коррозии в морской и пресной воде—биту- минозные лаки типа «Инертоль» (итальянск.) или «Кузбас» (русск.). 2) Металлич. покры- тия по способу их получения разделяются на следующие: а) электрохимические (сюда относятся и гальванические покрытия), оса- ждаемые на металле из раствора с приме- нением или без применения электрич.тока (напр. покрытие железа медью, оцинкова- ние); б) горячие, получаемые на металле пу- тем погружения его в расплавленный ме- талл (напр. горячее оцинкование); в) диффу- зионные—защищающий металл (обычно в ви- де порошка) заставляют при высокой 1° диф- фундировать в защищаемый (напр, горячее хромирование); г) диффузионно-механиче- ские—-защищающий металл при высокой t° впрессовывается в защищаемый при помощи прокатки. Здесь силам диффузии помогают силы механич. порядка (например покрытие стальных листов разнообразными сплава- ми); д) шоопирование—-набрызгивание металла при помощи пульверизации на за- щищаемый металл. По характеру защиты все металлические покрытия можно раз- делить на две группы: анодные и катодные покрытия, в зависимости от того, электро- отрицательно или электроположительно по- крытие по отношению к защищаемому метал- лу. Анодные покрытия защищают металл не только благодаря изоляции его от внешней среды, но и благодаря тому, что в образую- щейся паре покрытие является анодом и следовательно при действии электролита будет само разрушаться, в то же время^за- щищая металл. Случайные царапины, обна- жения и т. п. не будут опасны в этом случае, т. к. соседние участки покрытия будут за- щищать металл электрохимически (пример— защита железа цинком). Катодные покры- тия защищают металл только при условии сохранения сплошной пленки. Обнажения металла могут повести, наоборот, к быстрой К., так как здесь защитный металл будет играть роль катода и следовательно по- могать К. (пример—никелированью желез- ные изделия в растворах солей). Из катод- ных покрытий для железа особенное рас- пространение получает за последнее. время хромирование (см. Хром). В качество анодных покрытий для легких алюминие-
79 КОРРОЗИЯ 83 вых сплавов предложен цинк (СССР) и кад- мий (Германия). Эти способы защиты раз- рабатываются в ЦАГИ. Катодные покрытия для легких сплавов, предложенные францу- зами (покрытие медью и хромом), не оправ- дали себя. 3) Керамические покрытия при- меняются в химич. промышленности. Широ- ко также распространено эмалирование для защиты железа. Особые защитные пленки, обычно окисного характера, получаются при обработке защищаемого металла различны- ми химич. реагентами под током или без то- ка. Для защиты легких алюминиевых сплавов известны способы Бау- ера (обработка углеки- слыми солями) и Крот- ка (обработка сложны- ми солями под током); удовлетворительные ре- зультаты дает также и анодная поляризация. Железо защищают на- пример при помощи воронения (см.), нагре- вая при высоких t° (горячий способ) или обрабатывая различными электролитами (хо- лодный способ). Магниевые сплавы покры- ваются защитной пленкой при погружении их в растворы хромистых солей. Б. Электрохимическая защита. Деви еще в 1825 г. предложил защищать ла- тунные и медные листы от действия морской воды путем прикрепления к ним цинка. В настоящее время подобный способ применя- ется в морском деле для защиты например корабельных винтов. Вблизи винта (фиг. 6) ставится массивный цинковый протектор, который и играет роль отрицательного эле- ктрода пары [латунь или бронза (винт)— цинк (протектор)]. Цинк постепенно разру- шается и заменяется новым, а винт остает- ся целым. Аналогично с этим ЦАГИ в по- следнее время разработал способ защиты от Фиг. 7. коррозии легких алюминиевых сплавов, ком- бинируя катодные покрытия с применени- ем цинковых протекторов. Несколько иным способом защищают конденсационные уст- ройства и стенки паровых котлов (фиг. 7). Добавочный электрод В (напр. железный) соединяют с положительным полюсом бата- реи или динамомашины постоянного тока С, а защищаемый предмет (конденсацион- ные трубки А.)—с отрицательным полюсом той же батареи. Добавочный, электрод бу- дет постепенно разрушаться и переходить в раствор (воду), а защищаемый металл оста- нется целым. В. Обработка коррозионной среды. Можно наконец видоизменить, коррозионную среду т. о., чтобы ее разру- шающие свойства уменьшились. Такого ро- да методы применяются в сравнительно ред- ких случаях: например при защите паро- вых котлов соответствующими операциями удаляют кислород из питающей воды. Материалы и реагенты. Металлы и сплавы не в одинаковой степени подвергаются воз- действию различных реагентов. Железо и железные сплавы. В: воде и растворах солей К. железа происхо- дит за счет деполяризации кислородом воз- духа, растворенного в жидкой среде. Как показали многочисленные исследования (Эй- чисон, Чеппел, Гадфильд, American Society for Testing Materials, National Tube Co. и др.), состав металла в границах обычных сортов железных материалов, по сравнению с ины- ми факторами, не оказывает существенного- влияния на ход коррозии. Неблагоприятное действие оказывает повидимому повышен- ное содержание S, Р, Si и Мп. Добавка меди в пределах 0,2—1,5% улучшает антикорро- зионные качества металла, особенно при воз- душной К. Наиболее опасно в коррозионном отношении присутствие в растворе солей ти- па КС1, K2SO4 и NaNO3, а также присут- ствие Cl-ионов в связи с любым катионом. Соли типа K4Fe(CN)e, NaaCO3, как дающие нерастворимые пленки, при некоторых кон- центрациях могут оказывать даже защитное действие. Хромовые соли определенно защи- щают металл. Аэрация и движение раство- ра являются одними из-'главнейших фак- торов усиления К. Щелочные растворы низ- кой концентрации в большинстве случаев не- опасны, в особенности если они также со- держат углекислые соли. При высокой кон- центрации щелочи, а также при высокой и давлении наблюдается сильная интеркри- сталлитная К. На микроснимках (вкл. л., & и 7) видна целая сеть микррскопич. трещи- нок по границам кристаллитов. Эти трещин- ки, сливаясь, дают уже видимые внутренние и поверхностные трещины. Интеркристал- литной К. в этих условиях способствуют: а) повышенное содержание S, б) окислы (не- достаточное раскисление металла при плав- ке или пережог при последующей обработке), в) внутренние напряжения (возникающие напр. при сгибании листов, при холодной клепке и т. п.). Щелочам хорошо сопроти- вляется мягкая сталь с содержанием 3—5 %. Ni. В к-тах К. идет как с выделением сво- бодного водорода, так и с окислением водо- рода кислородом воздуха или самой к-той, если последняя является окислителем (напр. HNO3, крепкая HaSO4). Обычные железные материалы вообще не рекомендуется упо- треблять в качестве оболочек при сильных реагентах, какими являются к-ты; .здесь на- до переходить к более сложным сплавам, за исключением нек-рых отдельных случаев. Так, для азотной к-ты крепостью выше 40%.
81 КОРРОЗИЯ 82 можно употреблять обычное железо или же сталь. При производстве азотной кислоты, а также при работе с конц. серной кислотой (70—100%-ной) часто употребляют чугун. В качестве типичных образцов приводится состав двух англ, отливок, с успехом рабо- тавших в заводских условиях. Чугун с Мп Si Р S 1 1 общ. связ. А .... 3,3 0,6 0,6 1,8 1,0 0,2 Б . . . . 2,75 0,65 0,45 1,5 0,35 0,35 в чугуне необходимо избегать слишком высокого содержания Si; связанного углеро- да д. б. не менее 0,6—0,8%. Весьма вредным оказывается Р, особенно если он реагирует с образованием мест фосфористой эвтектики. При работе с НС1 любых концентраций же- лезные материалы совершенно непримени- мы. Дымящая H2SO4 вызывает сильную ин- теркристаллитную К. При работе с HNO3 и H2SO4, а также с различными растворами солей и органич. веществами можно реко- мендовать применение листов очень чистого железа, например америк. Armco (см. Apja- ко-железо)- последнее обладает значительно более высокой химической устойчивостью по сравнению с обычными железными ма- териалами. Желез о-кремнистые сплавы (вы- сококремнистое литье) содержат обычно 13 — 18% Si, хорошо сопротивляются действию к-т H2SO4, HNO3 и даже НС1 (в невысоких концентрациях). В этих сплавах содержание углерода м. б. до 0,7%; S и Р должно быть возможно меньше; Si не должен получаться в т. н. графитной форме. Эти сплавы можно с успехом применять также при работе с ор- ганич. к-тами—уксусной, лимонной и т. д. Изделия из этих сплавов получаются толь- ко отливкой; механич. качества их несколь- ко ниже, чем у обычных сортов чугуна. Наи- более известны марки Ironac (Англия), Dur- iron (США), Termisilid (Германия, Крупп). Железо-хромистые сплавы обра- зуют класс т. н. нержавеющих сталей. Раз- личают: нержавеющее железо (0,14-0,15% С; 124-15% Сг) и нержавеющую сталь (0,34- 0,4% С; 124-15% Сг). Первое обладает не- сколько более низкими механическими ка- чествами, но зато легче обрабатывается и не нуждается в термин, обработке. Хим. устой- чивость нержавеющей стали в большой сте- пени зависит от ее термин, обработки. Необ- ходима закалка 850—900° на воздухе или в масле, с отпуском 500—600°. У отожженной стали антикоррозионные качества понижа- ются в несколько раз. Применение нержаве- ющих сталей видно из табл. 2, где сопоста- влены стали: углеродистая, нержавеющая и сталь марки V2A. Добавка к стали неболь- шого процента меди повидимому полезна. Марганец понижает антикоррозионные ка- чества и его присутствия необходимо избе- гать при изготовлении этой стали. Весьма вредны также включения окислов. Нержа- веющие стали в термически обработан, ви- де и нержавеющее железо могут применять- ся при работах с водными растворами солей (морская вода, рудничные воды) и с раство- рами к-т невысоких концентраций (за исклю- чением НС1); эти.стали в настоящее время | начинают применяться для изготовления ножей, хирургических инструментов и т. п. Желез о-н и к е л ь-х ромистые спла- в ы обладают еще более высокими антикор- розионными свойствами, чем железо-хроми- стые. Наиболее известны следующие марки: Марка V2A (Крупп) '........ Aucka (Англия)....... Staibrit (Америка) . . . . С, % Сг, % N1, % 0.25 20 7 0,10 15 10—12 0,2—0,4 18 8 Хромоникелевые стали обладают высокими механич. качествами, хорошо куются и про- катываются, натребуют термин, обработки, хорошо сопротивляются самым разнообраз- ным химическ. реагентам. В последнее вре- мя в Германии из стали V2A приготовляют листы, трубы, части насосов, хирургические инструменты, вечные перья и т. д. Сплавы с высоким содержанием Ni дают наилуч- шие результаты, хотя сравнительно дороги. Сплав состава 63%Ni, 15%Fe, 15%Сг,7%Мо хорошо сопротивляется 1(>%-ной НС1. Про- тив H2SO4 хорошие результаты дал сплав 50%Ni, 50%Fe; против H2SO„,HNO3hHC1— сплав 63% Ni, 21% Fe, 15% Сг. Медь и медные сплавы. Вода и водные растворы солей заметно действуют на медь при свободном доступе воздуха. Усиливает К. присутствие в растворе H2S, СО2 и особенно 14Н3.Медь склонна образовы- вать местные концентрационные пары. Хи- мическая устойчивость меди сильно пони- жается при повышенном содержании окис- лов в металле. В кислотах, даже в слабых растворах их, медь сильно корродирует. Бронзы (Cu-Sn) употребляются при срав- нительно слабых коррозионных агентах (за- грязненный воздух, слабые растворы со- лей). Бронзы, представляющие однородный твердый раствор, обладают более высокой химич. устойчивостью, нежели бронзы струк- турно сложные. РЬ повидимому ухудшает антикоррозионные качества бронз. Кислые сточные воды действуют на бронзу в 20 раз слабее, чем на железо; бронзовая проволо- ка в загрязненном воздухе химич. фабрик корродирует в 2—4 раза меньше, чем же- лезная. Против H2SO4 удовлетворительные результаты дает цинковая бронза Хубертца. Против разбавленных кислот рекомендует- ся кобальтовая бронза. Хорошие качества показала хромакс-бронза, т. е. марганцевая бронза, в к-рой часть Мп заменена Сг. По- видимому наиболее химически устойчивой в соляных растворах и слабых кислотах явля- ется алюминиевая бронза—95%Сп, 5%А1 или 90%Cu, 9%Al,l%Ni. Латуни(Cu-Zn) довольно широко применяются в морском деле. Сплавы, которые содержат однород- ные a-кристаллы, обладают наивысшей хи- мической устойчивостью. В латунях с вы- соким содержании Zn происходит быст- рое выщелачивание Zn (децинцификация) в морской воде. Прибавка 15% Ni увеличи- вает стойкость таких сплавов. Латуни,{•'об- ладающие круппокристаллич. структурой, корродируют быстрее, нежели мелкокри- сталлические. Повышение /° отжига ведет к увеличению К.; так же д' йствует и закалка. Вредное влияние оказывают наклеп и внут- ренние напряжения: они вызывают сильную интеркристаллитную К. В морском, деле:
83 КОРРОЗИЯ 84 Т а б л. 2С равнительное действие различных реагентов на углеродистую высокохромистую и высокохромоникелевую сталь. н а IX Д К и л о1 у—. 2о Реагент Концентрация и 1° . ft £ Q И Я И o’S ftg ысокохромис* га ль (12—14% r-Ni-сталь 8% Сг, 8% Ni Реагент Концентрация и t° о fef ft и «« а« е й ысокохромис ’аль (12—14% r-N i-сталь 8% Сг, 8% Ni - Г* й И 5 — — Об Уксусная к-та . . . 100% ❖ • • Сероуглерод .... • » » . . . 33% о • Углерод четыреххло- & » . . . 15% ❖ • ристый 1—50% » » ... 5% ❖ • Хлор — •> •> ❖ То же (пары) .... — Медь углекислая . . Насыщ. раств. в Бензойная к-та . . . Все концентр. NH4OH • • Борная к-та Насыщ. раствор » хлорная . . . 5—10% » » 5% » сернокислая - +2% H2SO4 • • » » 10% холоди. 1 • Спирт винный . . . 100% • • • Карболовая к-та . . горяч. | * Эфир этиловый. . . 100% • • • Все концентр. • • Железо хлорное . . 10—60% Хлоруксусн. » . . Кристадлич. • » азотнокис- » » . . 50% • лое 5% О Хлорсульфон. к-та. Концентр. • Формальдегид..... 40% • » » 10% • •> Сок фруктовый . . . • • Лимонная к-та . . . Все концентр. <> Водорода перекись . —. • • Синильная к-та . . . — • Чернила — • • Соляная к-та .... Все t° и концеп- Иод 1% • • Фтористоводородная трации • • » Насыщ. раствор в KJ к-та — Известь гашеная . . Суспензия • Молочная к-та . . . — • • Масла смазочные . . —. • • • Малоновая » ... 50% при 100° а • Магний хлористый . 10% • » » . . . 6% при 15° И 100° • » сернокислый 10% • CMecbHNO3+H2SO4 - > Ртуть азотнокислая 5% • • Азотная к-та .... Уд. в. 1,42 • • • » хлорная. . . 0,5-5% • » » .... » » 1,20 Ниже 11% • • » цианистая . . 5% • » » .... • Молоко Свежее или кис- Щавелевая к-та . . . 1-10% при 15—100° • лое • • » » . . . 5-50% при 15-100° • Никель азотнокис- Фосфорная » ... 5—100% ❖ • лый 5-10% • Пикриновая к-та . . Все концентр. • • Нефть • • • Пирогаллол .... » » • Калий бромистый . 1-10% при 15—50° • Стеариновая к-та . . » » • » цианистый . . 5% насыщ. раств. • • Серная к-та » » » железосине- Сернистая к-та . . . • родиетый 5% » » • Таннин 5% А • Калий азотнокис- Уксусный ангид- ЛЫЙ 10% • • РИД 100% • Калий щавелевокис- Ацетон 100% • лый 0,25—1% • • » 5% • Морская вода .... 15° ❖ • Алюминий сернокис- » » . . . . 80° • лый 10% ❖ • » » . . . . В пост, движении ❖ • Алюминий сернокис- » » . . . . Периодич. обрыз- ЛЫЙ 1% •> • гивание • Аммоний бромистый 1—5% при 15—50° • Серебро азотнокис- » углекислый Насыщенный • • • лое 1—5% • • » хлористый 20% ❖ • Натрий бромистый . 5—10% « • » » 1% ❖ • » хлористый . 3—10% ❖ • » » 47%, кипящий » лимонноки- Аммиак Все концентр. • • • слый 3-5% • • Аммоний азотнокис- Натр едкий 60% • • • ЛЫЙ 10% •> • • » » 33% • • • Аммоний сернокис- Натрия гипохлорит 0,2-5% • • ЛЫЙ 50% - •> • Натрий азотнокис- Аммоний сернокис- лый 5% • • лый 10% ❖ • Натрия перекись . . 10—80” • • Пиво — • Натрий кремнекис- Бензол — • • ЛЫК 5% насыщ. • • Бром 100% Натрий сернокис- Бромная вода .... 3,3% лый 10% насыщ. • • » » .... 0,15% • Натрия тиосульфат 30% • • Камфора - • • • Натрий сернистый . 10% • • - . — — — — • — практически не действует на метала; <> —действует; . — быстро разрушает. получили также распространение специаль- ные бронзы: мунц-металл, кремнистая ла- тунь, марганцевая бронза (закалка повы- шает антикоррозионные качества этого ме- талла), Дюрана металл, марганцевая брон- за Парсона (см. Спр. ТЭ, т. II). Против сла- бых кислот рекомендуется бронза Парсо- на и сплав: до 62% Си, 35—43% Zn, 0,2— 1,5% Si, 0,5—0,65% Sn. Латуни с высоким содержанием Ni (нейзильберы) в отношении антикоррозион. качеств превосходят обыч- ные сорта латуней. Употребительны соста- вы: 1) 60—50%Си, 15—40%Zn, 12—25%Ni, 2) 7—20% Си, 40—50% Zn, 35—40% Ni. Медноникелевые сплавы. Из этого рода сплавов наиболее распространен
85 КОРРОЗИЯ 86 монель-металл, обладающий наряду с высо- кими механическими качествами хорошей со- противляемостью действию кислот, соляных растворов, загрязненного воздуха, руднич- ных и сточных вод и щелочей. Азотной к-те хорошо сопротивляется сплав Парра. Для к-т рекомендуются также сплавы Ирмана. В самое последнее время предложены также медно-кремне-кобальтовые сплавы (4% Si, 4—8% Со, остальное Си), которые наряду с высокими механич. качествами оказывают хорошее сопротивление сравнительно силь- ным коррозионным агентам. Свинец и свинцовые сплавы. Вода действует на свинец различно, в за- висимости от того, какие соли в ней раство- рены. Жесткая вода не действует на сви- нец, тогда как мягкая довольно быстро раз- рушает последний. Присутствие в растворе хлоридов и нитратов усиливает коррозию; сульфаты же, напротив, действуют защища- ющим образом (образование пленки PbSO4). Щелочные растворы также заметно действу- ют на свинец; по этой причине свинцовые трубы не должны прокладываться в цементе и вообще соприкасаться с материалами, со- держащими известь и другие щелочи. Ха- рактер К. свинца в большинстве случаев ин- теркристаллитный. Лучше всего свинец про- тивостоит действию H2SO4; только при кон- центрациях H2SO4 свыше 80% начинает об- наруживаться заметная К. Чистота металла играет большую роль. Так как чистый сви- нец обладает весьма низкими механич. ка- чествами, в хим. промышленности получили распространение Pb-Sb сплавы (до 12%Sb), прочность которых уже значительно выше, чем чистого свинца; присутствие в этих сплавах As и Zn сильно уменьшает их анти- коррозионные свойства. Свинец также удо- влетворительно сопротивляется действию смешанной кислоты, если только содержа- ние воды в ней не превосходит 25%. Алюминий и легкие алюмини- евые сплавы. В нейтральных соляных растворах, в особенности в присутствии Cl- иона, А1 и Al-сплавы подвергаются сильной интеркристаллитн. коррозии (вкл. л., 5 и 8). Сплавы алюминия даже при низком содер- жании примесей оказываются значительно менее устойчивыми к К., чем совершенно чистый алюминий. Особенно вредно дейст- вуют структурно-свободные FeAla и Si. Тер- мическая обработка играет поэтому весьма болыпуюроль; в большинстве случаев закал- ка, сопровождаемая переводом составляю- щих в твердый раствор, увеличивает химич. устойчивость металла. Включения СиА12 иг- рают роль добавочных катодов; однако пе- реход значительных количеств меди в твер- дый раствор повидимому сильно уменьшает коррозию. Внутренние напряжения и дефор- мации увеличивают К. Движение жидкости относительно металла, как показывают по- следние исследования ЦАГИ, тоже усили- вают К. Контакты с Си,Ni, латунью, нержа- веющей сталью действуют па металл весь- ма неблагоприятно, и их необходимо тща- тельно избегать в конструкциях. Контакты с железом и сталью почти не влияют на К. алюминия; цинк в контакте с алюми- нием и дуралюмином защищает последние. Относительно влияния контакта с другими металлами пока еще нет достаточных дан- ных. Щелочные растворы быстро разрушают алюминий и алюминиевые сплавы, и потому при работе с ними применение А1 совершен- но недопустимо. Кислоты тоже действуют разрушающе, за исключением азотной и ук- сусной кислот высокой концентрации. В по- следнее время в Германии напр. получили распространение алюминиевые баки для пе- ревозки крепкой азотной к-ты. Легкие спла- вы с высокой сопротивляемостью К. пока еще не выработаны, хотя в нек-рых стра- нах и предложены б. или м. удачные соста- вы. Из последних можно упомянуть только германский сплав KS Seewasser (2,5% Мп, 2,25% Mg, 0,2%Sb, остальное Al); сплав обладает повышенной стойкостью по отно- шению к морской воде. Довольно широкое применение начинает получать чистый алю- миний в пищевой, жировой и красочной промышленности как материал для химич. аппаратостроения. Методы испытания металлов и сплавов на К. Методика испытания на коррозию предста- вляет чрезвычайно важную проблему, так как при большом числе действующих фак- торов надежные результаты можно полу- чить только при правильной постановке экс- периментов. Ниже приведена схема мето- дики испытаний с указанием, какие усло- вия (внутренние и внешние) необходимо при- нимать во внимание, а также какими по- казателями можно пользоваться. В боль- шинстве случаев однако нельзя слишком усложнять эксперименты и лучше пользо- ваться системой отдельных экспериментов, данные которых будут взаимно дополнять ДРУГ друга. Наиболее важные методы сле- дующие. 1) Испытание в открытых сосудах: образец погружен в данную жидкость; про- изводят внешние наблюдения, определяют потери в весе и иногда производят меха- нические испытания. 2) Испытание в шпин- дельном аппарате: жидкость находится в движении относительно образца (вращение образца или перемешивание жидкости) и од- новременно производится азрация жидко- сти; наблюдения те же. 3) Попеременная К.: образцы укрепляются в зажимах медлен- но движущегося колеса, так что образец то погружается в раствор то находится в воз- духе. 4) Электрохимические методы: прибо- ры в большинстве случаев представляют по- тенциометрические установки, причем воз- можно также одновременное измерение силы тока. На фиг. 8 изображена схема установ- ки, разработанная в лабораториях ЦАГИ. 5) Определение скорости К. по количеству выделяющегося газа—применимо главн. обр. при К. в к-тах. 6) Определение скорости К. по тепловому эффекту реакции—пока еще мало разработано. 7) Исследование процес- са К. под микроскопом: один из новыхмето- дов, дающий чрезвычайно много ценного для уяснения деталей и механизмакоррозионных процессов (разработай ЦАГИ). 8) Макросте- реоскопическое наблюдение прокорродиро- вавших образцов—дает хорошие результа- ты при выяснении характера и распределе- ния продуктов К. и относительной глубины разрушения. 9) К. в подогреваемом шкафу
Схема методики исследования коррозии металлов в электролитах. о© 1. Химический состав А. Железная группа: а) обычн. железные материалы б) специальн. железные сплавы Б. Медная группа: а) обычн. медные сплавы б) специальн. медные сплавы В. Никелевая группа Г. Легкие сплавы (А1-, Mg-rpynna) Д. Остальные 1. Температура А. Регулируется Б. Не регулируется I. Образец 2. Физико-химич. состояние А. Литой Б. Механич. обработка: а) горячая б) холодная В. Термин, обработка Г. Напряженный металл Д. Деформированный металл i 3. Поверхность !: А. Совершенно необработанная Б. Обработанная на станке В. Тонко обработанная (различной градации) Г. Травленая Д. Защитные цокрытия: а) краска и лак {горячий способ электрохим. способ шоопирование в) керамика г) окислы и химич. соединения 4. Форма । I А. Цилиндрики или брусочки Б. Плоские образцы В. Трубчатые образцы Г. Образцы для механических ис- пытаний: а) из листов б) » прутков в) » литого материала г) вырезанные из деталей Д. Готовые детали Е. Клепаные пластинки II. условия коррозии КОРРОЗИЯ 2. Движение образца относит, жидкости 3. Раствор 4. Окислители i А. Покой Б. Движение: а) поток б) круговое в) вихревое А. Дистил. вода Б. Пресная вода В. Морская вода: а) естеств. б) искусств. Г. Растворы солей д. * щелочей Е. » кислот: а) окислит, б) не окислит. Ж. Органич. вещества Важнейшие факторы: а) нормальность раст- вора б) концентрация Рн :! А. Воздух: а) без аэрации б) с аэрацией Б. Кислород: а) с аэрацией б) без аэрации В. СО2: а) с аэрацией б) без аэрации Г. Негазообр. окислители: a) Н2О2 б) окислит, кислоты в) раствор желт, кровя- ной соли в щелочи г) перманганат д) бромная вода i i 5. Газовая среда над | раствором i А. Воздух Б. Кислород В. Нейтральные газы: a) Na б) Н2 Г. Другие: а) СО2 б) СО в) С1 г) NH3
6. Постоянство среды i 7. Извне приложенный электрический ток 8. Контакт 9. Особые условия 10. Свет А. Среда постоянная Б. Среда непостоян. (пери- одически меняется) Изменение среды: а) автоматич. б) не автоматич. А. Нет извне прилож. тока Б. Приложен внешп. ток А. Пет контакта с др. ге- таллом Б. Есть контакт с др. ме- таллом: а) непосредственное со- прикосновение б) через проводник А. Электрслитввидепленки: а) воды б) раствора соли в) влажных кристаллов соли А. Отсутствие света Б. Освещ. обычн. светом В. Освещ. спец, светом Г. Попеременное освещение и затемнение: а) освещенность контро- лируется б) освещенность не кон- тролируется III. Результаты коррозии 1. Изменение вида образца А. Непосредств. осмотр и фотогра- фирование Б. Осмотр поверхн.образца и съем- ка при малых увеличениях (ми- кроскопирование) В. Стереоскопическая съемка и ос- мотр образца: а) без увеличения б) с увеличением 2. Изменение структуры образца А. Изменение вида излома об- разца Б. Микроскопическое исследова- ние корродир. образцов В. Микроскопическ. исследование процесса К. 3. Изменение веса образца А. Уменьшение веса образца Удаление продуктов К. об- разца: а) механич. б) химич. Б. Увеличение веса 4. Изменение механич. I свойств i \ А. ^тах—временное сопротивление на разрыв Б. г%—относительное удлинение В. —предел пропорциональности Г. д%—поперечное сужение Д. Испытание динамич. прочности Е. Испытание на усталость КОРРОЗИЯ 5. Изменение количества продуктов коррозии 6. Изменения в электролите 7. Электрич. измерения 8. Калориметрические определения ! А. Твердые продукты Б. Продукты к. в растворе В. Газообразные продукты А. Изменения цвета Б. Осадки В. Изменения цвета инди- катора А. Потенциал: а) непосредственный б) компенсационный Б. Измерение силы тока В. Измерение проводимости: а) электролита б) образца Г. Измерение Рн А. Теплота реакций К.
Табл. 3.—С водная таблица исследований по коррозии металлов р- о м Название сплава о Производитель | Группа Химический Cr ) Fe \ C ! с о с т а в в % J Коррозионные свойст 1 ние । H2SOi НХОз HC1 СНз-СООН Si ' Мп , Cu ' 1 1 I II III I III I II III I , III в a NaOH ,NHiOH I III II III 1 ; Асколей (Ascoley) . 2 1 Хромистое железо (Cimet) 3 1 Нержавеющая сталь 4 , Сталь, сопрот. кор- • розни 5 Нержавеющ, сталь (Stainless Steel) . . 6 Нержавеющ, желе- зо (Stainless Iron) . 7 Нержавеющ, сталь 8 Delhi Tough Iron . . 9 » Hard » 10 Сильхром (Silchrome) И » сорт F . . 12 Нержавеющ, сталь низкоуглеродист. . 13 Нержавеющ, сталь среднеуглеродист. . 14 Нержавеющ, сталь высокоуглеродист. . 15 Нержавеющ, сталь Карпентера 16 Цимет (Cimet) . . . 17 » » ". • • 18 30%-ная никелевая сталь 19 1 Corrosion 20 Duriron 21 Нихром III (Ni- chrome III) 22 Нихром IV 23 Elalco Rayo .... 24 Karma 25 Хромель В (Chro- mel E) 26 Хромель A * 1 Allegheny Steel Co. Cr-Fe Cutler Steel Co. 1 » 1 / i » >CarpenterSteelCo\ ) I » 1 Firth Starling f| » j Steel Co. | Vanadium Alloys 1 » Steel Co. ; Ludlum Steel Co.< ; » J V ’ 1 Midvale Co. „ J I; Carpenter Steel Co. : » Driver Harris Co. Ni-Fe » » » » » » » » I Pacific Foundry Co. i Si-Fe и ДР- „ i Duriron Co. » /Driver Harris Co.s Cr-Ni ) < । » 1 Electrical Alloy 1 » f Co. V » > Hoskins Manuf. । » 1 Co. < 14 Остат. — 20 -30 » — 14 » ! 0,3 9,5 » 0,4£ ! 13,0 » 0,3C 13,0 » 0 If 14 , » 0,3= 17 » 0,0' 17 » | 1.2C 8,25 » | 0,4( 3,25 j » । 0,4( 15 » | 0,3< 18 » 0,8C 23 » l,0( i 20 » 0,3( 1 Ni 25 30 Si Fe C 13.5 85.5 1 — 14,25 84,6 0,6C 2 15,0 20,0 15,0 20,0 15.0 20.0 1 __ : _ i — ' — _ i __ i z ! z 1 1,25 - 1,50 - 3,50 I — i 3,50 ! — ! 0,35 1 0,50 1 1 : 0,35 j 0,50 i 0,35 . 0,50 ! - ' - j Fe Остато! » 69 ; Mn ! P 1 । 0,35 1 0,16 Ni 85,0 80,0 85,0 80,0 85,0 80,0 I ° । M | | | о 1 1 1 i 1 И H 1 i i! ! ” - - - - - о _ ф» —j о , о о о . о . " » «г1 2 Hg' О. 1 »»»>«» О* О' 1 ? • • • ' Й •• 3 0 i> > О О О »о t> t>o о « 3 • D> D> О О О t>L>O > D>> > . g OO 3 • -О t> L> t> > ООО • t> » о OO 3 • • •••• ••• • •• £ g OO 3 • • •••• ••• • •• • OO 3 О D> > О О О > > i> t>i> !> 3 OO s О t> t> О О О t>Oi> > » ’» s оЭ 3 -j t> t> t> t> t> t>i>t> о t>t> о •• 3 • • •• о •• goo 3 • • OO О OO О I , '< '' • i О ; О i О 1 ООО • о со О о о о о О.'О'О'О' 0 0 0.0 1 1 ! ' • •• • I 1 • © • , • I i • о о о о о о о Коррозия
27 Сплав №484 (AI10V : № 484) 23 Elalco Manganese j Nickel 29 ’ Elalco Mango . . . Mn N1 Hoskins Manuf. Co. > Electrical Alloy | J Co. | Mn-Ni » i 1,5 2,0 5,0 Остаток 97,0 95,0 Обр. » $ ❖ ❖ о д д ❖ ❖ ❖ о ❖ о ❖ ❖ • • • • • i 30 | Монель-металл (Mo- 1 nel Metal) 31 ; Advance 32 '• Elalco Ideal . . . . зз ; Copel 34 j Металл Девиса (Da- ; vis Metal) i Ni cu ; Fe Mn C+Si 1 1 Internal. Nickel Co. Driver Harris Co. Electrical Alloy Co. Hoskins Manuf. Co. Chapman Valve Ma- i nufacturing Co. Ni-Cu » » ' 67,0 45,0 45,0 45,0 j 29,0 28,0 ' 55,0 : 55,0 , 55,0 1 1 67,0 1 1 <=> о 5 1 i lb . 1 2 1 н£ Обр.и Л. Обр. » л. (р) (р) (<1) (<1) (р) • (р) (D i (р) (р> и Si Cu I1 Мп 1 35 1 Everdur № 50 . . . Dupont Engineer. Co. Si-Cu i 4 5 94 5 1,0 Обр. и Л. л д • • • • о о A 1 Cu Fe 36 1 Ti-Al бронза № 1 . 37 j Ti-Al » № 2 . 38 j Ampco 1 Frontier Bronze ) 1 Corp. ) Amer. Met. Prod. Co. Al-Cu » » 10, 1 10, 10, 0 0 0 90,0 89,0 82,0 1.0 8,0 Л. Л. Обр. и л. ❖ ❖ ❖ ❖ д ’> <> о о ❖ • i Cr Fe Ni i c Si Мп 39 Хромель (ChromelD 40 1 » № 502 . . . 41 Сплав № 193 ... . 42 Elalco Comet . . . . 43 I Calite A 44 » В 45 i Металл № 2600 (г) . 46 1 Resistal № 4 f (г) . 47 » № 7 g (г) . 48 » № 8 h (г) . 49 Металл №17 .... 50 iMisco Metal 51 'Хромель C (Chrom.C) 52 Нихром 53 » 54 iFire Armor 55 iEIalco Calido .... 1 Hoskins Manufac-1 f taring Co. 1 Driver Harris Co. Electrical Alloy Co. ]The ColorizingCo.{ li 1 I y-Crucible Steel Co. Cyclops Steel Co. Michlg. Steel Cast. Co. Electrical Alloy Co. j- Driver Harris Co. | Chrobaltlc. Tool Co. Electrical Alloy Co. Cr-Fe-Ni » » » » » » » » » ; 8,o 20,0 2,0 1 5,0 15,0 18,0 5,5 27,5 7,5 15,0 , 11,0 12,0 16,0 ' 18,5 ; 16,0 , 66,0 55,0 Oct. » 65,0 Oct. 57,5 25,0 Oct. » » 26,0 । 25,0 1 30,0 30.0 35,0 6,0 22,0 36,0 20,0 25,0 Oct. 60,0 66,0 61,0 60.0 , Ф О О О о 1 1 1 М 1 ~ 1 о-со 1 1 1 1 Ф Сл о ел ф о 1 1 I | 1 У©» | ЬЭ | 1 | ' ! | [ ОССЛ С.Л 1 ill 1 й 1 1 Н i 1 1 I ' 1 . 1 ov’ 1 Обр. л. Обр. » л. Обр. » л\ Обр. л. Обр. ❖ 1 о м (Ч) ❖ о • • (t ❖ • д (S) д о О ' о о' д • А е (S) (t) • • е • •• • • • •• ® • • i 1 Cr Cu Ni Si Мп Mo 1 W i 56 Tllium Standard Calorimeter Co. 1 Cr-Cu-Ni i 21,0 8,0 ’ 63, i 0,1 ! 1,5 | 4,0 2,0 л. (V) (V) (V) (V) (V)' (V) • • • • Cu Mn Ni 1 57 Манганин (Mangan.) Driver Harris Co. Cu-Mn-Ni 1 84> 0 12,0 4,0 Обр. 1 Cu i Ni Zn Fe 1 58 18% Nickel Silver . . 59 Aterite .... 60 1 » 81 Стетлпт Chase Metal Works 1 J- Aterite Co., Inc. •{ Haynes Stellite Co. Cu-Ni-Zn » Co-Cr-W 66,0 65,0 j55,0—3G 18,0 ! 10,0 ,0 35,0-44,0 Ряд Co-Cr-W 16,0 — 23.0 2,0 5 0 5,0 -20 0 сплавов Обр. л. л. V- • • ❖ Д • • ❖ д д л <> ; ? д д ❖ ❖ ❖ ❖ • ❖о • ❖о • КОРРОЗИЯ
Табл. 3,—Сводная таблица исследований по коррозии металлов. (Продолжение.) 1 1 c с в Название сплава 1 । i 1 Группа 1 Морская вода Морской воздух Влажная атмосфера | Влажная, содерж. S атмосфера Грунтовые воды Хлорная вода Газы, содерягащие CO Наивысш. доп> стим. t С продолжит. нагрева при своб. доступе воздуха R ш ей Е? Д sf ft я e s е 1 d К Н я Плотность Средн, коэф. терм, рас- ширения, о—100 С х 10» 1 Средн, теплопроводн. при номпатн. 1° в cal см/см* ск. “С Особые свойства Примечание 1 2 3 4 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1 1 Асколей (Ascoley) . | Хромистое железо (Cimet) Нержавеющая ста ль Стань, сопрот. кор- розии Нержавеющ, сталь (Stainless Steel) • • Нержавеющ, желе- зо (Stainless Iron) . Нержавеющ, сталь Delhi Tough Iron . » Hard » . Сильхром (Silchrome) » сорт F Нержавеющ, сталь низкоуглеродист. • Нержавеющ, сталь среднеуглеродист. . Нержавеющ, сталь зысокоуглеродист. . Нержавеющ, сталь Карпентера . . . Цимет (Cimet) . . . » » ... 30%-ная нииелевая сталь Corrosion Duriron Нихром III (Nichro- me HI) Cr-Fe ( > i » 1 » » » Ni-Fe » i » ! Si-Fe Si-Fe ' C -Ni ❖ ❖ • A • • • • • • • 1 • • • A • • • 1 Ж 1 • 1 • • • • A • • • • • • i (с) 1 <• д д А । А и. А • ' А 1 i 1 1 1 1 i — : l * i i •1 leL c : 9 1 v U ; <> 1 (!) ' 1 • • ❖ • • i 800 1 493 1 100 До 1450 Д — , 1 430 5 1 — — 15,1 1 510 1 I 1 ' = - ' I 1 000 1 5101 9301 1 510 1 ' 1 950' 1510 1 930: 1 510 1 i ! । 1 0001 1 430 । _ 1 1 150! — _ 1 - — ,До13301- — ; 1 250| 1 100 1 320 7,65 : ) 7,8 7,7 > 7,75 7,62 1 7,63 7,601 7,66 ~ i 7,7 7,60 8,02 7,00 7,00 8,5 - (d) ' 1,19 (е) 1,09 0,0445 z Z ; 0,99 ; - — 0,082 1,53 J — 2,92 0,125 1,32 0.033 1 Сопрот. расплавлен. Sn, РЬ, ф—очень хорошо сопротпвляет-i ортанич. кислотам, карбонатам, ся (служба исчисляется годами), нитратам и сульфатам. См. при- <>—хорошо сопротивляется (ком- мечание (о) мерчески выгодная служба). | О—плохо сопротивляется (недол-1 Хорошо сопр. фосфорн. к-те, : говечная служба). ' фруктовой к-те, расплавл. Ag, , д—очень плохо сопротивляется латуни и расплавлен, солям (неприменим совершенно). Очень хорошо сопр. насыщен. I—сильно разведенная. или перегретому пару II—умеренно разведенная. । III—концентрированная. ! — Обр.—механически и термически; обработанный. — Л.—литой. ' (а) Н-та действует только при — особенно сильном разведении. — (Ь) Потеря в 5%-ном растворе ! NaCl за 200 час. при свободном при- Очень хорошо сопр. кипящей । токе воздуха 0.48 мг/см*. HN03nCH3COOH;npOTHBOCTonT (с) Потеряв атмосфере SO2+nap РЬ при 1 000° за 23 дня 153 мг/см2. Сопротивл. кипящей HNO3 и (d) Прьбл. терм, проводимо- СНзСООН 1 сти мрди. Очень хорошо сопротивл.кип. j (е) Прибл. i/атерм. проводимости HNO3 и СН3СООН; сопротивл. j среднеуглерод. стали. РЬ при 1000° ! (f) Потери в сотых долях мм тол- — щины в 1 месяц при комнатной Г: । H8SO4 0,5%-ная—0,0145; 20%-ная— \ 0,0099; Конц, нтрнрованная — 0,0040; Очень хорошо сопротив- ( ^ая-не^пот^ь; I ляется па₽> 0,0038; НС1 0,5%-ная—0,305; 20%- 1 1 ная — 16.942; концентрированная — 1 46,279; СНзСООН 0,5%-ная—нет по- Сопр. расплавленной латуни j тсрь; концентрированная — 0,038; и другим нежелезным металлам 1 грунт, воды 0,0160. При 90°: Н28О4 1 Сопр. фруктов, к-там и га- j 0.5%-ная— 3.302; 20%-ная — 1,803; / зам,содерж. S при высоких t° ! HNO3 0.5%-ная—0,0711; концентри- рованная— 4,064; НС1 0,5%-наЯ — — 1 35,560; концентрированная—2 583,32. — (g) Потери в мм толщины за 1 мес. Очень хорошо сопротивляется при комнатной t° 0,010—0,013. солям As, сульфатам, хлоридам, 1 (Ь) Потери в мм толщины за 1 мес. нитратам и органич. к-там ; при комнатной t° 0,023—0,025. (к) Потери в мм толщины за 1 мес. — , при комнатной 1° 0,020—0,076. to О О со isj &J to Q>
22 Нихром IV Cr-N'i 1 150 — 8,5 23 Elalco Rayo .... » • 1 100 1410 8,43 24 Karma » • • 1 100 1415, 8,4 25 Хромель В (Chro- mel В) » 1 100, 1 400! 8,4 26 Хромель А » 1 150 1 430? 8,4 27 28 Сплав № 484 (Alloy № 484) Elalco Manganese Mn-Ni 425 — : — Nickel » • • 650 1 430 8,84 29 Elalco Mango. . . . » • • 650 1420! 8,8 30 Монель-металл (Mo- nel Metal) Ni-Cu 8004 1 300—', 1 350 8,80 31 Advance » 900 ; 8,90 32 Elalco Ideal .... » 500 1 210 8,90 33 34 Copel Металл Девиса (Da- » — — 8,87 vis Metal) » • • • • — 1 340 8,75 35 Everdur № 50 ... Si-Cu • • • — 1 0501 8,45 36 Tl-Al бронза № 1 . Al-Cu ❖ ❖ ❖ — 980! 7,45 37 Ti-Al бронза № 2 . >> ❖ ❖ ❖ — 980 7,45 38 Ampco » • • • О ' • о. • — 995 7,71 39 Хромель(С11готе1В) 600 — 8,26 40 Хромель № 502 .. . Cr-Fe-Ni — 1 430 8,26 4! Сплав № 193 ... . » 600 — 8,15 42 Elalco Comet.... » О о о о 700, 1480 8,3 43 Calite A » 1 150' 1480 7,8 44 Calite В » — 1 480 7,8 45 Металл № 2600 (г) . » — ! 1 480 7,76 46 Resistal № 4 f (г) . » • 980', 1 480 7,76 47 » № 7 g (г) . » 1 150 1 480! 7,76 48 » № 8 h (r) . » — 1 480 7,76 49 Металл № 17 ... . » • • • • ❖ о, < — > — 8,00 50 Misco Metal .... » — — 7,65 51 Хромель C (Chro- mel C) » 1 000 1 430 8,26 52 Нихром » • — 1 300 8,15 53 Нихром » • 1 000 1 260 8,06 54 1 Fire Armor » 1290 1 440; 8,0 55 Elalco Calldo.... » • • • о 1 000 1 400 8,15 56 Illium Cu-Cu-Ni • • • • • А ' • — 1 300 18,3 57 Манганин (Manga- nin) Cu-Mn-Ni — : 8,15 58 18% Nickel Silver . Cu-Ni-Za ❖ ❖ • о А — 1 НО 8,75 59 Aterite » • • • • : • — 1 305 8,57 60 Aterite » • — 1 540 8,46 61 Стеллит Co-Cr-W • • • О ; • о 1 0001 >1 230 / 8,294- | 9,3 1,5 1,44 1,7 1,6 1,6 1,6 1,22 1,36 1,65 1,48 1,61 1,61 1,61 1,68 1,71 1,71 1,1 1,3 1,35 1,32 1,35 1,35 1,6 1,6 1,3 1,3 0,033 0,065 0,06 ,0,045 ; — (1) Потери в леи толщины за 1 мес. — при комнатной '° 0,013—0,076. — : (т) Потери в мм толщины за Очень хорошо сопротивл. ! 1 мес. при комнатной 4° 1,27—1,52. распл. РЬ и белому металлу; ; (п) Потери в мм толщины за 1 мес. не должен применяться для i при комнатной t° 0,076. л, „ „„ (о) це С0Пр0ТИВЛ распл. Zn и । СНЗСООН при 90°. (р) Потеря в мм толщины за 1 мес. i при комнатной t°: H2SO40,53%-ная— 0,039; 25%-ная—0,029; 93%-ная—0,419; NH4OH (абс.)—0,004; HNO, 0,7%- ная— 0,059; NH,OH ^8%-ный—0,060. Кипящ. H2SO4 1%-ная—0,086; HNO3 0,7%-ная—0.508; НС1 0,3%-ная — 0,080; НС1 1%-ная при комнатной t°—0,012; НС1 20%-ная при80°—6,350. Кипящая СНзСООН 1%-ная—0,063; 99%-ная—1,016—2,794; NaOH 2,5%- ныл—0,0011; 20%-ный—0,0011. Глу- бина действия в мм после нагрева I в течение 2 недель в токе воздуха при температурах: 800°—0,203; 900°— 5,588. (q) Потеря в мм толщины за 1 ме- сяц при 60—65° при движении жид- ! кости со скоростью 1 мм/ск: H2SO4 10%-ная—0,010; 30%-ная—0,0069; НС1 "% NH<OH 10%-ный— плавки А1 и латуни, а также как тигель Как № 25 И 26 Сопротивл. при 800° щелочам, карбонатам, цианидам, хлори- дам; не сопротивл. Al, Sn, Zn, РЬ Как № 25 и 26 Сопротивл. органич. к-там и органич. растворителям ; Никакого остаточного удлине- ния при нагреве от комнатной 1° до 540° Применим в случаях работы с | 10%-ная—0,231; органич. кислотами, хлоридами " и _ ’ — сульфидами Как № 25 и 26 1 Сопротивл. распл. РЬ и со- лям (за исключен, цианидов) и карбонизующим веществам Потери в 85%-ной Н3РО4 за 1 6 час. при 90—100° 21,7 мг/см2 I В 85%-ной Н3РО4 потери за | 2 часа при 90—100° 0,2 мг/см2 j Сульфаты и хлориды действу- ; ют на зту сталь I 0,033 I :0,033 0,077 0,045 Как № 25 и 26 Сопротивл.молочной к-те и распл. Ag и Sn; не сопротивл. распл. натр, соед., особенно карбонатам I Сопротивл. перегретому па- I ру ДО 675° Оченьхорошо сопротивл.иоду и 10%-ной трихлорунсусной ки- слоте 0,021. (г) Сплав № 45 ший % Сг и Ni; Ni в сплаве № . __________________ между № 47 и 48; № 47 имеет наи- высший % Сг; № 48—наивысший % Ni. (s) Потеря в 5%-ной H2SO4 за 14 часов при 90°—1,156 мг/см2; 96%-ной HNO3 за 4 дня при 80°—0,047 мг/см2; I лед. СН3СООН за 2 часа при 90— 100°—0,74 мг/см2. (t) Потеря в весе в мг/см2 после 4 дней при 80°: 10%-ный oleum— 0,250; 100%-ная H2SO4—0,14; 50° ВО H2SO4—13,36; ледяная СН3С00Н— 0,047 мг/см2. (и) Потеря в 5%-ной H2SO4 за14 ч. при 90°—0,982 мг/см2. (v) Потери в мг/см2 за 1 месяц при 20—30°: H2SO4 10%-ной—0,291; 95%-ной — 0,296; HNO, 10%-ной- 0,0296; 70%-ной—0,242; HG1 5%-ной— 5,13; 25%-ной—38,04; СНзСООН 99%- ной —0. При 70 — 75°: H2SO4 10%- ной—3,726; 95%-НОЙ—5,13; HNO3— 10%-ной—1,808; 70%-ной—4,63; НС1 5%-ной — 132,66; 10%-ной — 166,95; СН3СООН 99%-ной—0,603. содержит наимеиь- содержание Ст и 46—промежуточное КОРРОЗИЯ «О Оо
99 КОРРОЗИЯ 10fr с постоянной влажностью и периодическим обрызгиванием образцов—дает хорошие ре- зультаты при массовых сравнительных ис- Исследуемые элементы Главные клеммы ереключатель Переключатели Коммутатор Миллиамперметр l----1---Jp Сименса mA I Коммутатор Нормальный элемент Стрелъчат галь- ванометр Сименса Коммутатор Зеркальн. гальванометр Сименса - чувствит. 8*10~9А Мост Уитстона л..., с Ртутный-' ^Аккумул. ч. и 1. о. выключатель батарея пытаниях. К стандартизации исследователь- ских методов пока еще не приступлено (за исключением нек-рых попыток в Америке). Выбор металлов. В табл. 3 даны главней- шие результаты исследований (главк, обр. американских) наиболее важных сплавов. Из сказанного выше ясно, что материала, абсолютно устойчивого по отношению к все- возможным условиям коррозии, не сущест- вует. Поэтому при выборе материала необ- ходимо в каждом отдельном случае учиты- вать все данные: наибольшую химическую и механическ. устойчивость, способы обработ- ки, стоимость и другие факторы. Коррозия металлов газовая [*]. Газовой К. называют химич. разру- шение металлов под воздействием газов и па- ров при высоких t°. Принципиальное от- личие газовой К. от обычной К. в электроли- тах и парах при низких 1° заключается в том, что первая не представляет специфически электрохимия, процесса, т. е. не сопровож- дается обязательно переносом определенных количеств электричества в металле от одного участка металла к другому. Т. о. газовая К. является чисто химич. гетерогенным процес- сом, в к-ром участвуют по крайней мере три фазы: металл (твердая фаза), пограничный слой продуктов К. (твердая фаза) и газ (га- зообразная фаза). С точки зрения современ- ной теоретич. химии газовая К. представля- ет весьма сложный случай гетерогенной хи- мич. реакции (превращения решетки метал- ла в решетку твердых продуктов К.—напр. окислов), часто сопровождаемой кроме то- го рядом побочных процессов (образование газообразных продуктов реакции, взаимо- действие твердых продуктов реакции и др.). Практич. значение газовой К. весьма вели- ко, так как сюда относятся многие случаи разрушения металла в условиях эксплоата- ции, напр.: газовая К. выхлопных клапанов авто- и авиамоторов, разрушение печной ар- матуры, соприкасающейся с раскаленными газами, газовая К. химич. аппаратуры, рабо- тающей при высокой 1° и давлении (синтез аммиака), окисление проволоки, служащей для обмотки электрич. печей сопротивления, окисление металлов при различных процес- сах термообработки и горячей механич. об- работки и т. д. Систематич. исследование га- зовой К. только еще начинается. Как с тео- ретической, так и с практич. точки зрения наибольший интерес представляют процес- сы окисления металлов при высоких 1°. Все факторы, влияющие на процесс газо- вой К., могут быть разделены: 1) на внутрен- ние (относящиеся к металлу)—природа ато- мов (ионов), входящих в состав металла, их взаимное расположение, структура металла при данных условиях, состояние поверхно- сти и 2) внешние (относящиеся к внешней среде)—природа атомов, молекул, ионов га- за или пара, физико-химич. его состояние, температура, давление, скорость газа отно- сительно металла. В общем случае процесс коррозии можно выразить уравнением обра- тимой реакции M + R^MR, где М—металл, a R—газ. Направление этой реакции зависит от физич. условий, В пер- вую очередь от 1° и давления. Для случая окисления металла окисление M + OjiMO диссоциация окисление будет происходить только в том случае, если давление (или соответственно концентрация) газообразного кислорода бу- дет превосходить упругость диссоциации окисла. После образования на металле в пер- вый момент процесса пленки из продуктов К. (напр. окислы) скорость диффузии газа через эту пленку в зависимости от физико- химическ. свойств ее будет важнейшим фак- тором, определяющим общую скорость про- цесса. Возможность образования на металле сплошной пленки определяется отношением , где W—мол. в. окисла (или в общем слу- чае продуктов К.), w—атомн. вес металла, d—плотность окисла, В—плотность метал- ла. Если отношение это больше 1, то слой окисла м. б. сплошным; если меньше 1, то пленка не м. б. сплошной. На физич. состоя- ние пленки, и в особенности на ее непрерыв- ность, влияют также газы, образующиеся в процессе К. (напр. СО и СО2при окислении стали) и ведущие часто к разрывам пленки, а также соответствие термич. коэф-тов расши- рения пленки и металла и сопутствующие механическ. влияния. Для чистых металлов Пиллинг и Бедвортс (1923) выводят теорети- чески следующую зависимость коррозии от времени, считая, что диффузия, а следова- тельно и коррозия, обратно пропорциональ- на толщине пленки: где W—мера К. (напр. количество израсхо- дованного кислорода), к—константа скоро- сти коррозионного процесса и I—время. За- висимость константы скорости коррозии от темп-ры выражается следующим ур-ием: к = АТп, где Т—абс. темп-pa, А и п—постоянные. На- конец скорость диффузии кислорода в дан-
101 КОРРОЗИЯ 102 ный момент D, а следовательно и скорость К., может быть выражена след, формулой: п_с(У2-У,) ни ’ где с—коэф, пропорциональности, V\—кон- центрация (или соответствующее давление Pj) кислорода в реакционной зоне, т. е. на границе металл—окисел, Г2—концентрация (или соответствующее давление Ра кислоро- да) в зоне адсорбции кислорода пленкой, Фиг. 9. т. е. на границе окисел—газ, U—удельная сопротивляемость пленки диффузии, Н— толщина пленки. V м. б. вычислена из экспе- риментальных данных. Процессы газовой К. металлов и сплавов в действительности лишь приблизительно следуют вышеприве- денным уравнениям, в особенности если ос- новному процессу К. сопутствуют усложня- ющие побочные реакции. На фиг. 9 изображе- ны скорости окисления чистых металлов в зависимости от 1°, полученные Пиллингом и Бедвортсом, а в табл. 1—данные из работы ра, первый метод дает более удовлетвори- тельные результаты. Газовая К. сталей представляет особенный практич. интерес, т. к. стали (и ни- келевые сплавы) лучше других металлов со- храняют механическ. свойства при высоких t° и поэтому могут в этих условиях широко применяться. Скорость К. в очень большой степени зависит от химич. состава сталей. Вообще металлич. примеси, дающие с основ- ным металлом твердые растворы, увеличи- вают стойкость последнего, в особенности если сами примеси способны давать хорошие защитные пленки. Наилучшее действие ока- зывает хром, затем никель. Добавки к вы- сокохромистым или к высокохромоникеле- вым сталям кремния, вольфрама и нек-рых других металлов еще более увеличивают их стойкость. Сплавы с никелевой основой вме- сто железа сопротивляются окислению луч- ше сталей (нихромы). Железоалюминиевые сплавы и железокремнистые сплавы при вы- соком содержании алюминия и кремния хо- рошо сопротивляются окислению при не слишком высоких t° вследствие образования прочных пленок окислов. Вообще каждый ме- талл и сплав обнаруживает специфические свойства по отношению к различным газо- вым смесям и различным Г-ным условиям. Структура сплава при данной 1° влияет на скорость К. Однородная структура (твердые растворы) благодаря равномерному распре- делению различных атомов (ионов), состав- ляющих металл, образует в большинстве слу- чаев однородные сплошные пленки; сложная структура, наоборот, на различных составля- ющих будет давать пленки разного состава с различными свойствами; возможность раз- рывов пленки поэтому увеличивается. По опытам Г. Акимова закалка углеродистой стали повышает ее способность сопротив- ляться окислению в интервале t° 200—350°. Состояние поверхности (грубообработанная, полированная) не влияет на скорость окис- ления. Деформации увеличивают скорость окисления металла (Г. Акимов), в особенно- сти же полученные в результате сильных ди- намич. воздействий (Головин). На фиг. 10 Табл. 1.—Газовая коррозия чистых металлов в различных газах. Металлы Железо . Хром . . . Никель . Кобальт . Медь . . . Вольфрам о2 700° Н2О 1000° 700° со2 700° 700° 800° 900° 1000° 800° 900° 800° 900° 1000° - - '(?) — — — _ .. . 51,1 59,5 124,3 141,6 62,2 84,7 57,5 178,4 58,7 72,2 113,3 175,5 35,4 0,47 0,97 2,24 6,31 0,05 0,37 1,17 2,11 0,27 0,33 1,33 3,1 0,16 0,96 1,15 2,82 9,69 0,34 0,42 1,38 4,38 0,4 0,87 3,56 4,56 92,3 3,72 4,39 93,1 119,5 0,81 0,82 25,9 73,5 2,68 5,4 44,3 15,0 59,8 12,0 19,0 44,0 —— 3,2 12,7 15,3 — 6,6 9,9 12,3 0,12 46,2 275,4 376,2 *1 — 2,1 17,7 179,2 — 13,9 20,3 13,9*2 — 47,0 *1 Образец прокорродирован нацело. ,2 Часть продуктов К. улетучивается. ,3 Продукты К. легко распадаются. *4 Продукты К. удерживаются па поверхности образца. *» Продукты К. очень плотно пристают к металлу. SO2 800° 900° 1000° 79,1 *1 *1 0,39 3,25 3,57 366,7*3 83,7*4 2,6*5 102,8 163,3 289,8 0,13 0,19 —. 72,8 29,0*2 — В. Гадфильда, 1927 г. (числа показывают уве- личение в весе образцов в мг/см3 за 24 часа). Практически газовая К. может быть выраже- на или относительным увеличением веса об- разца на единицу поверхности за определен- ное время (сохраняя продукты К. на образце) или соответственно уменьшением в весе (пос- ле удаления продуктов К.). По данным авто- изображены кривые, выражающие процесс окисления углеродистой стали (0,6% С; t° = = 800°), а на фиг. 11—сильхромовой стали (0,4% С; 9,5% Сг; 4,0% Si)—в сухом возду- хе. Зависимость К. от темп-ры представлена на фиг. 12 и 13; на фиг. 12 даны кривые К. углеродистой стали (0,6% С) в воздухе (вре- мя—5 час.; I—сухой воздух; II—воздух, на- *4
103 КОРРОЗИЯ 104 сыщенный паром при комнатной темп-ре); на фиг. 13—К. сталей в кислороде [I—углеро- дистая сталь (0,17% С); II—чугун (3,2% С; 1,1% Si); III—высококремнистое железо (0,8% С; 14,3% Si); IV—высоконикелевая сталь (0,24% С; 36,9% Ni); V—высокохроми- стая нержавеющая сталь (0,3% С; 13,1% Сг; 1,3% Si); VI—сталь V2A (0,12% С; 17,5% Сг; 8,0% Ni); VII—высокохромистая нержавею- щая сталь (0,09% С; 18,5% Сг; 0,37% Si)]. Перегиб кривой для углеродистой стали в области 1° 800—850° объясняется критическ. точкой стали. Т. о. переход всей структуры в аустенитную сопровождает- ся относительным увеличением стойкости против окисления. Состав газовой фазы в очень значительной степени влияет на К. сталей. Сильными корро- зионными свойствами облада- ют О2, СО2, SO2h Н2О(пар); СО и Н2, наоборот, восстанавлива- ют окислы; Na почти не дейст- вует на металл, NH3 произво- дит нитрирование стали. Воз- дух, насыщенный парами воды цам зерен металла (интеркристаллитная К.). Последняя наблюдается также для стали при темп-ре свыше 1100°, что связано по- видимому с процессами выгорания углерода. Фиг. 12. Температура Фиг. 13. Интеркристаллитная К. установлена также и для никеля (Роудон). В табл. 2 приведены сравнительные данные газовой К. для раз- Табл. (’.--Газовая коррозия сталей в воздухе по Диккенсону (1922 г.). Марка Сталь Скорость окисления в а/дм.2 в час | 575е 725° 875е 945е 1025е 1100 МО G N HSO NB Vicro Углеродистая, 0,3% С • Хромоникелевая . . . . Никелевая, 25% N1 . . . Быстрорежущая . . . . Высокохромистая, 14,7% Сг............. Нихром, 12% Сг; 65% N1 0,0027 0,0027 0,0005 0,0011 0,018 । 0,014 I 0,005 0,006 I 0,001 0,100 0.080 0,051 0,054 0,007 0,0011 0,100 0,130 0,100 0,095 0,017 0,0014 0,37 0,32 0,21 0,25 0,14 0,002 0,55 0,60 0,41 ; 0,47 0,27 : o,oos! I при обычной температуре), в области темпе- ратур 800—1 000° действует на углеродистую сталь в 5—8 раз сильнее, чем высушенный при помощи H2SO4 и СаС12. Согласно теории 0.0020 0.0018 0.0016 3 00016 '3- 0.0012 а 0.0010 S 0.0008 g 0.0006 5 омоб £ 00002 0.0000 4 8 тг is го воете - часы Фиг. II. газовой К., если да- вление корродиру- ющего агента пре- восходит критичес- кое (что в большин- стве случаев име- ет место в практи- ческ. условиях К.), то дальнейшее уве- личение давления уже слабо повыша- ет скорость К. Ско- рость газа весьма слабо влияет на К.,исключая такие скорости, которые уже приводяткэро- зиопным воздейст- виям на защитную пленку металла. личных сплавов. На схеме показан сортимент нержавеющих жароупорных сталей, причем составы их в % указаны приближенно (под- робнее см. Стали нержавеющие и Спр. ТЭ, т. II); цифры справа под прямоугольниками указывают приблизительные предельные /° для каждого сорта стали: числитель дроби указывает допустимый для металла предел 1° в отношении газовой К., знаменатель—пре- дельную темп-ру, выше к-рой механические свойства стали принимают весьма низкие значения. Пояснение к схеме—вид применяе- мых сталей и главнейшие изделия из них— приведено ниже. Для защиты металлов от К. при- меняют различные жароупорные эмали (см.) и краски, но наилучшие результаты дает алитирование, или колоризаци я, состоящее в том, что на стальном изделии при помощи специальных процессов созда- ют пленку из сплава железа с алюминием. В настоящее время имеется несколько способов алитирования. Наиболее распространен сле- дующий: изделие помещают в ящик со сме- Механич. деформации в процессе газовой К. (напряженный металл) в большой степени увеличивают скорость К., что связано в пер- вую очередь с нарушением непрерывности защитных пленок. При этом весьма часто К. распространяется особенно сильно по грани- сью из порошкообразного алюминия и оки- си алюминия и нагревают до темп-ры 950°. В ящике поддерживается восстановительная атмосфера; процесс ведется примерно 5 час. Алюминий диффундирует в сталь, и на по- верхности изделия образуется пленка спла-
105 КОРРОЗИЯ 106 Жароупорные стали. Высокохромистые VI. Силикохримо- никелевая 1 3007900' Сг ДО N1 до 20 25 I. Твердая III. Силикохримовая С до 0,5 Сг до Si до 9 4 1 0007750* X ромоникелевыс аустенитные 1 0007 800' V. Нихром 25 С 1—1,2 Сг до 12 850°/700* С ДО 0,15 Сг 18—20 Ni 8—10 С ДО 0,15 1 2007900—950* Сг ДО 25 N i до 25 II. Мягкая I С ДО 0,15 1 2507750-850° Сг до 30 № ПО схеме Вид материала И з д е л и я I Полосы прокат., кованые детали II Литье, полосы прокат., кованые изделия Детали механизмов, клапаны моторов Химич, и печная арматура, детали механизмов, от- жигательные ящики, тигли III Литье, полосы прокат., кованые изделия Всевозможные литые детали, печная арматура, кла- паны моторов, детали механизмов Прокатный сортимент, трубы, литье, ко- ваные и штампов, детали, листы, про- волока Литые, сварные, кованые изделия, муфели, трубчатые аппараты, реторты, тигли, арматура Прокатный сортимент, трубы, листы, ко- ваные и штампов, изделия, проволока Тигли, муфели, реторты, трубчатые аппараты, отжи- гательные ящики, трубки для пирометров, прово- лока сопротивления, сварные аппараты Прокатные полосы, кованые изделия, литье Детали механизмов, клапаны моторов, химич. и печ- ная арматура, отжигательные ящики и тигли ва. При работе такого изделия в окислитель- ной атмосфере при высокой 1° внешний слой металла, богатый алюминием, образует проч- ную защитную пленку сложных окислов с высоким содержанием А12О3. Так как между основным металлом и внешней пленкой, поз- же переходящей в окислы, существует по- степенный пер ход, то защитная пленка весь- ма прочно удерживается на металле. Алити- рование широко применяется как в 3. Евро- пе, так п в Америке для защиты от газовой К. печных решеток, тиглей, отжигательных
107 КОРУНД 108 ящиков, печной арматуры и т. п. Считают, что Г-ный предел применения алитированной углеродистой стали равен 950—1 000°. Срок службы алитированных изделий увеличива- ется сравнительно с неалитированными в десятки раз. Алитированию с успехом под- вергаются нержавеющие стали. Алитирова- ние конечно может быть применяемо только для изделий, не испытывающих различных механических воздействий во время работы,'' т. к. последние разрушают защитную плен- ку. Исследования показали также примени- мость для защиты стали диффузионных пле- нок Fe-Cr, получаемых при помощи процес- са, аналогичного алитированию. Лит.: 1) Григорович К. II., Коррозия ме- таллов и борьба с ней, Труды I Всесоюзн. совещания по цветным металлам, М.—Л., 1925; Изгарышев Н„ Болезни металлов и средства их сохранения, Мос- ква, 1922; Акимов Г., Защита легких алюминие- вых сплавов от коррозии при помощи цинка, «Труды ЦАГИ», М., 1929; Г о е н Е., Борьба со ржавчиной и протравлением в паровых котлах, перевод с франц., Москва, 192&; Evans U. R., Corrosion of Metals, L., 1924 (есть нем. перевод); Speller F. N., Corrosion, Causes and Prevention, New York, 1926; С a 1 с о t t W.S., Whettel J. C. a. W h i t t a c k e r H. F„ Monograph on Corrosion Tests a. Materials of Construc- tion for Chemical Apparatus, N. Y., 1923; Hamlin M. L. and T u r n e r F. M., Chemical Resistance of En- gineering Materials, New York, 1923; Monypenny J. H., Stainless Iron and Steel, L., 1926 (есть немецкая переработка книги); Tungay S. J., Acid-resisting Metals, L., 1925; «Corrosion and Metallschutz», ah 1924; «Ztschr. f. Metallkunde», B.; «Ztschr. f. physik. Chem.», Stflchiometrle u. Verwandschaftslehre, Lpz.; «Ztschr. f. Elektrochemie u. ang. phys. Chemie», Leipzig; «Journ. of the Amer. Chemical Soc.», Wsh. 2) Pilling N. B. and Bedworth R. E., The Oxidation of Metals at High Temperatures, «Jour- nal of the Institute of Metals», London, 1923, 1, p. 529; Dickenson J. H. S., «Journal of the Iron and Steel Inst.», L., 1922, v. 106, 2; p. 103; Hadfield W. H„ Heat Resisting Steels, ibidem, 1927, v. 115, 1, p. 483; 1928, v. 117, 1, p. 573; U t i d a Y. a. S a i- d о M., «Science Report of the Tfihoku Imperial Uni- versity», 13, 1925, реферат в «Revue de Mfitallurgie», P., 1926, 5; T a m m a n G., «Ztschr. f.anorg.u. allg. Chem.», Lpz., 1920, B. Ill, p. 78; 1922, B. 123, p. 196; Tarn- man G., Lehrbuch d. Metallographic, 3 Aufl., p. 51, Lpz., 1923; P f e i 1, The Oxidation of Iron a. Steel at High Temperatures, «Journ. of Iron a. Steel Inst.», Lon- don, 1929, v. 119, 1, p. 501; Symposium on the Corro- ‘ sion Resistant, Heat-Resistant a. Electrical Resistant Alloys, Philadelphia, Pa., 1924; R a w d о n H. S., Protective Coatings, N. Y., 1928. Г. Акимов. КОРУНД, минерал гексагональной систе- мы; встречается обыкновенно в виде бочен- кообразных кристаллов разных размеров. К. представляет собою чистый глинозем— А12О3 (0—47,1%, А1—52,9%).Твердость—9; удельный вес—4. Цвет серый, красный, си- ний. Синий прозрачный корунд называется сапфиром, красный прозрачный — ру- бином. Зернистые массы корунда в смеси с Fe3O4 и с небольшими количествами SiO2 и Н2О называются наждаком. Генетически К. связан с гранитными поро- дами, где встречается вместе с полевым шпа- том, слюдой в пегматитовых жилах. Реже он встречается в зоне анаморфизма в мраморах и доломитах. Из месторождений СССР наи- более значительными считались уральские (Прииртяшский район, куда входят месторо- ждения Теченское, Кизылташское, Иртяш- ское и др.). В настоящее время Урал теря- ет свое значение в наждачно-корундовой про-, мышленности в виду малых размеров мес- торождений, а также и низкого качества по- род, выявленных новейшими исследования- ми. Всего по Прииртяшск. району исчисле- но запасов 12 500 т. Напротив, в Казанской АССР с изучением месторождения Семиз- бугу перспективы корундовой промышлен- ности сильно возросли. Корундовые породы Семиз-бугу отличаются большой чистотой и представляют несомненный интерес для внутреннего рынка в виду сравнительно не- дорогой стоимости перевозки. Запас корен- ного штока, разведанного на 5 м глубины, равен 21 600 т (общая площадь разведанно- го штока—1 200 мг). Кроме того в россыпи корундовых пород, занимающей площадь в 190 000 м-, разведанные запасы корунда ра- вны 40 500 т. К Ю.-В. от Каркаралинска было открыто новое, значительно меньшее, месторождение в урочище Калак-тас. В Уз- бекистане месторождения наждака в горном хребте Актау напоминают уральские и име- ют чисто местное значение. За границей месторождения К. наиболее известны в Канаде (Онтарио) и других ме- стностях Сев. Америки (Массачузетс, Геор- гия, Сев. Каролина). Заслуживает внимания месторождение в Монтане, где добывалось большое количество крупнокристаллич. К. В Южной Африке известны значительные месторождения в Трансваале (Pietersburg и Zoutspanberg). На одном из островов грече- ского архипелага, на о-ве Наксосе, извест- но самое большое в мире месторождение на- ждака. В Индии добывается помимо абрази- онного и ограночный, так наз. драгоценный К. (сапфиры и рубины). Мировая добыча К. возросла, несмотря на усилившееся потреб- ление искусственных шлифовальных мате- риалов. Особенно усилилась добыча К. в Ю. Африке. В табл. 1—3 приведены данные • добыче и ввозе К. и наждака. Табл. 1.—М и р о в а я добыча корунда и наждака в т. Страны СССР—корунд........... » наждак............ Германия (Бавария) — на- ждак .................. Греция — наждак....... США — наждак.......... Ю.-Африк. Союз—корунд . Ю. Родезия — корунд . . . Мадагаскар — корунд . . . Турция — наждак....... Брит. Индия —корунд . . Австралия — наждак . . . 1925 г. 1926 г. 1927 Г. 720 883 2 678 4 065 6 412 4 076 370 375 20 354 27 240 15 848 698 350 459 1 663 5 439 965 44 39 206 121 145 6 532 3 802 10 28 66 52 2 643 6 510 32 019 38 231 Итого /иоРУнДа. I наждака. Табл. 2.—Добыча корунда и наждака в СССР в т. Районы и месторо- ждения 1923/24 г. 1 1924/25 Г.( 1925/26 Г. й СО еч о» Европейск.частьСССР: Уральская область Борзовское .... 1418,3 704,5 865,9 808,4 Кизылташское . . 20,0 2 163,8 |6 067,5 1 828,0 Теченское 8,2 1 901,5 730,0 Иртяшское .... .— .— 330 1 457,5 Полевской дачи . . Башкирская АССР — — 14,7 60,6 Ильменское .... Казанская АССР 13,7 15,8 17,5 33,6 Семиз-бугу .... — — — 1 835,5 Всего. . 1 460,2 785,6 7 295,6 6 753,6
109 КОРЧЕВАНИЕ ПНЕЙ ПО Цены в 1927 году были: на южноафрикан- ский корунд (крупнозернистый)—54 фн. ст. за кор. т; на турецкий и греческий наждак 16—17,50 фн. ст. за т. Корунд применяется в качестве одного из природных абразионных материалов (см.) и в ювелирном деле (см. Драгоценные камни). Лит.: Федоровский Н. М.> Минералы в про- мышленности и сельском хозяйстве, «Годовой обзор минер, ресурсов СССР за 1926/27 г.», стр. oil—512, •Л., 1928 (литература); «ПИ», т. 1, стр. 33—34 (литерату- ра); Коптев ы-Д в о р н и к о в ы Е. и В., Некото- рые новые данные о корундах Урала, «МС», 1929, 1; Р г a t t J. Н., «U. S. Geol. Survey, Bull.», Wsh., 1906, 269; Hall A. L., «South Africa Geol. Survey, Me- moirs», Pretoria, 1920. H. Федоровский. КОРЧЕВАНИЕ ПНЕЙ. Способы К. п. мо- жно разбить на следующие главнейшие кате- гории. 1) Удаление пней простейшим оруди- •ем—рычагом (вагой), применимо при корче- вании небольших пней с неглубокой корне- вой системой; развиваемое при работе ры- чага усилие в зависимости от устройства ко- леблется от 2,5 до 4 т. 2) Корчевание б. или м. сложными машинами, действующими по принципу: а) винта (машина Листа, Беннета и др.), б) системы зубчатых колес (машина Шустера, домкраты), в) рычага, входящего составной частью в механизм машины (ма- шина Девис-Беннета, фрикционная машина Фаркуера), и г) гидравлцч. пресса (машина Мальсбурга); усилия в этих машинах весьма разнообразны: машина Шустера развивает силу до 5 т, машина Девиса-Беннета до 16 т, машина Мальсбурга до 25 т. 3) Кор- чевание воротами (машины: Беннета, Фат- лес, Пипера, Мильна, «Монарх», «Геркулес»); эти машины получили в настоящее время наибольшее распространение. 4) Удаление .пней взрывами. Успешность применения всех перечислен- ных способов зависит: а) от свойств грунта— его связности и от тех факторов, к-рые эту связность изменяют в ту или другую сто- рону; успешность работ растет от тяжелых глинистых почв, через суглинки и супеси, к боровым пескам; наибольших усилий требу- ет К. п. на сухих глинистых и на промерз- ших мокрых почвах; б) от глубины почвы, поскольку эта глубина определяет длину корней; в) от свойств тех пород, пни к-рых корчуются; легче всего корчуются пни дре- весных пород с поверхностной, неглубокой корневой системой (ель, пихта, осина, ольха, береза и другие) и труднее всего—пни пород с глубоко уходящими в почву стержневы- ми корнями (дуб, сосна, лиственница и др.); -следует однако отметить, что на мелких почвах с каменистой подпочвой, с близкими грунтовыми или застойными водами корне- вая система всех древесных пород приобре- тает стелющийся поверхностный характер; г) отсостояния,в к-ром находятся корчуемые пни,—свежие пни корчуются много труднее, чем пни деревьев, срубленных несколько лет тому назад, и д) от диаметра пня. Приведенными условиями определяются выбор приема корчевания, а также и вре- мя производства самой операции. При кор- чевании толстых пней пород со стержневыми корнями следует применять, особенно при обширных расчистках, более сильные ма- шины—вороты, а самые работы выполнять веснрй, когда почва уже оттаяла, но не вы- сохла. На расчистках мелкого леса выгоднее ограничиться простейшими орудиями кор- чевания. Весьма существенную операцию при К. п. каким бы то ни было способом представляет обрубка тяжелым топором или широкой, острой мотыгой боковых корней удаляемого пня: обрубка разрушает связь пня с почвой, мешает образованию больших земляных глыб при выворачивании пня, уменьшая тем самым последующую рабо- ту по заравниванию ям на месте выкорчеван- ных пней. Для удобства работы топоры сле- дует насаживать на длинные топорища; об- резку корней следует вести поближе к мес- там выхода корней из пня. При корчевании пней рычагом послед- ний применяют или вручную или с л о- шадиной тягой. В первом из упомянутых двух случаев, когда рычаг применяют вручную, его под- водят заостренным концом под один из на- иболее прочных корней пня и, подложив под работающий конец рычага поближе к пню обрубок дерева (упор), нажимают на свобод- ный конец его; после нескольких переста- новок рычага извлекают пень из земли. При выкорчевывании пней рычагом требует- ся, чтобы 1—2 человека находились у ры- чага, а один у пня. Самый рычаг делают из дерева упругой породы, длиной от 4 до 5 м, толщиной ок. 15 см; комлевой конец рыча- га затесывают. Во избежание соскальзыва- ния заостренный конец оковывают полосо- вым железом толщиной в 5 мм, а железную оковку, лежащую по верхней грани конца, зазубривают. Более успешно К. п. идет при работе одновременно двумя рычагами. Не- удобство описанного простого рычага про- истекает от его длины: при работе противо- положный от пня конец рычага приходится весьма высоко поднимать, причем рычаг лег- ко скользит по упору. Для устранения этого недостатка В. Ключарев видоизменил рабо- тающий конец рычага, снабдив его вместо простой оковки прочным железным крюком, а для зацепления за пень приспособил осо- бый якорный крюк, соединяемый с крюком рычага при помощи разборной цепи. Для облегчения передвижения рычага употреб- ляют колеса, которые в известной степени, именно при корчевании небольших пней <3 15-^20 см, могут служить и упором для ры- чага. Более сложные рычаги Менара и Бажа- ка применимы только при корчевании не- больших (0 до 12—15 сл) пней. Продуктив- ность работы рычагами, по Е. П. Жуковско- му, выразилась следующими числами выкор- чеванных пней, приходящимися на 1 чел. в день в зависимости от диам. пней (в см).
Ill КОРЧЕВАНИЕ ПНЕЙ 112 Диам. лисп Число пней Диам. пней Число пней Диам. пней Число пней 9 96,6 44 3 80 0,12 13 44 49 2,5 84 0,6 18 24,6 53 2 89 0,6 22 15 57 1,4 93 0,52 27 9,4 62 1,2 98 0,48 31 6,6 67 1 102 0,44 36 5 71 0,9 107 0,30 40 3,7 56 0,8 Расход рабочей силына 0,09 л3площади се- чения пня определяется 0,15 чв-д, при пнях 0 84-22 см и до 0,35 чв-д. при пнях 100 см и более. Отклонения в сторону увеличения или уменьшения от средних величин м. б. допущены от 20 до 50%. Во втором случае рычаг рабочим концом прикрепляют при помощи цепи с крюком к пню и, перемещая лошадиной тягой рычаг в горизонтальном направлении вокруг пня как оси, выкручивают пень из земли. К та- ким машинам принадлежит американ. кор- недер. При пнях диам. 35 см этим снарядом можно извлечь в день до 70 пней. Простым -ГТСТТТ^------------прибором в этом же ------------роде является лесной 0-----------зубодер, или вертел- Фиг 1 ка’ пригодный одна- // ' ’ ко только для не- сАР больших пней(фигД). О машинах, служащих для корчевания сто- ячих деревьев, см. Валка деревьев. К более сложным корчевальным приборам принадлежат машина Листа и французская корчевальная машина; обе они построены на принципе работы винта. Машина Листа (фиг. 3) состоит из стоек А с упор- ными подушками В внизу, а вверху с чугунной на- садкой С, через к-рую пропущен вертикальный винт Е с крупной прямоугольпойнарезкой.ВинтЕианиж- нем конце имеет два крюка, к к-рым прикрепляете;! цепь для подхватывания пип. На винте Е имеется гай- ка с храповыми зубьями е наружной стороны. Гайка заключена в чугунную зажимную коробку. Снаряд приводится в движение Фиг. 2. при помощи рычагов, сво- бодно продвигающихся в кольцах. Для работы его устанавливают над пнем, под лапы которого про- пускают цепи. Подъемная сила машины может до- стигнуть 24 т. Недостат- ком машины, общим для машин 2-й группы, явля- ются громоздкость, боль- шая потеря времени на установку; специальным дефектом винтовых ма- шин является значитель- ная потеряна трение при работе винта. В машине Шусте- ра цепь, к-рая при- хватывает клещами пень, навертывается на горизонтальный вал, приводимый в движение бесконеч- ным винтом от рукоятки. Подъемная сила достигает 5 т, а производительность в рабо- чий день—404-50 пней диаметром до 22 см. Недостатки машины—недостаточная длина цепи, малая высота подъема, возможные нарушения сцепления бесконечного винта с зубчатым колесом. От этих недостатков свободна корчевальная машина Фаркуера (фиг. 3). Опуская и поднимая поперемен- но рычаги В и В', благодаря трению стерж- ня Л о кольцо О, можно поднимать стержень вверх и за ним поднимать подхваченный стальными клещами пень. При длине рыча- гов 3,5 м сила, действующая на ось стержня, в 123 раза больше силы, приложенной к кон- цу рычага.Производительность машины при 4 рабочих—до 24 пней диаметром 22—27 см. Машина Девис - Беннета распространения не получила из-за целого ряда недостатков, крайне понижающих производительность машины (малоподвижность, неудобство ра- боты, громоздкость). К 3-й группе машин принадлежат кор- чевальные вороты,„работающую часть .кого- 1 рых размещают при И К. п. не под удаляе- лАмым пнем, как это в’ i имеет место в описан- Л?Кных выше машинах, ///г чю а в некотором отда- ///' лении.Поэтому воро- /ffl / На " ты Де|йствУют в гори- j И зонтальном направ- лю/ W VW лении, валя пень на J III ® уЖ бок и одновременно Ч И-Ь Wpl вытаскивая его при ill/ zJa) \vF7 помощи канатов, це- А// УУ| пей или тросов, на- ЕН матываемых обычно Фиг. з. на вертикальный вал ворота. Отсюда—не- обходимость прочно укреплять ворот на зем- ле или при помощи кольев, забиваемых в грунт,или (что чаще) прикреплением ворота к якорному пню. Преимущество этих машин— бблыпая портативность, возможность охва- тить из одного положения ворота несколько корчуемых пней, большее удобство манипу- ляций, не затрудненных, как в машинах 2-й группы, по мере вытаскивания пня, осо- бенно при наличии больших боковых кор- ней-лап. Простейший самодельный ворот со- стоит из системы цепей, к одному концу ко- Фиг. 4. торых прикреплены «лесные когти», а к дру- тому ручной или конный ворот. Все дере- вянные части изготовляются из дуба и име- ют следующие размеры: диаметр вала 20 см, длина вала 1,5 м; боковые стенки 50 х 200 мм и высотой 1 м. К недостаткам такого воро- та относится отсутствие тормоза и холосто- го хода у барабана. Более совершенными являются корчевальные вороты «Монарх» и Мильпа. Машина «Монарх» состоит из а) ба- рабана, на к-рый наматывается цепь, б) оси, связанной с храповым колесом и укреплен- ной в раме, и в) водила для вращения ба.-
115 КОРЧЕНОДЪЁМНИК 116 Особое видоизменение описанных прие- мов представляет К. п. при помощи тракто- ров, именно лебедок, приводимых в движе- ние мотором трактора. Преимущества этого способа—подвижность, устранение сложных анкерных укреплений, отсюда быстрота кор- чевания. Мощность трактора, особенно при пользовании системой блоков, вполне доста- точна для выдергивания пней любых разме- ров. Подробности см. Тракторы. При К. п. взрывчатыми веществами патро- ны с взрывчатыми веществами (аммоника- юцит, азотнокислый аммоний, нитротолуол, жушкит, динамит, пикриты, тол, сикрит, жидкий воздух) закладывают под пень. Взрыв производится при помощи капсюлей с гремучей ртутью и бикфордова шнура. Жушкитом один корчевальщик может в день взорвать до 25 крупных (0 до 70 cat) пней и до 50 пней средних размеров (0 до 30 cat). Существенными для успеха дела условиями являются правильная дозировка взрывчатых веществ и выбор места для закладки патрона. При ма- лых зарядах проис- ходит часто только раздробление пня, корни же остаются в земле. При заряд- ке в 400 г лабори- та Калачеву удава- лось в 1025 г. раз- Фиг. 12. дроблять и выбра- сывать с корнями крупные пни дуба, бука и чинары. Рас- пространению этого способа мешает дорого- визна взрывчатых веществ, опасность хра- нения и употребления последних, а также необходимость располагать квалифициро- ванным персоналом. Лит.: Д е. б у К. И., Корчевание. Машины, ору- дия и приспособления для разделки земель из-под леса и зарослей, М.—II., 1923; Ко поулин В. П., Техника лесных расчисток, П., 1918; Глухов М., Г о м и л е в с к и й В. и др., Коренные улучшения в сел. хоз., стр. 16, СПБ, 1913; Плотникове., Разделка и использование степных и лесных пусто- шей, М., 1926. А. Калабугин и В. Домбровский. КОРЧЕ ПО ДЪЕМНИК,см. Карчеподъемники. КОСМЕТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ, средст- ва, имеющие назначение поддерживать и усиливать внешнюю красоту тела и форм человека. Характерной особенностью К. п., в отличие от фармацевтических препаратов аналогичного назначения, является прият- ный запах. От парфюмерных изделий К.п.от- личаются тем, что первые действуют только на органы обоняния, для вторых же запах играет лишь побочную роль. Точного разгра- ничения между теми и другими провести нельзя, т. к., не говоря уже о чисто косметич. действии применяемых в парфюмерных из- делиях растворителей и носителей ароматов (спирт, жиры), и сами душистые вещества (эфирные масла, смолы и т. п.) проявляют косметич. действие. Проф. Г. Пашкис иТрут- вин делают попытку выделения космети- ческой химии в специальную отрасль, в задачи которой входят, с одной стороны, выявление путем анализа и изолирование действующих начал из общепризнанных кос- метич. средств и препаратов, а с другой— изыскание новых препаратов, имеющих кос- метич. свойства. В этом отношении космети- ческая химия примыкает к некоторым отде- лам фармакологии, фармакогнозии, фарма- цевтич. химии и парфюмерной химии. Изготовление К. п. в крупных государствах полу- чило за последние годы характер фабричного произ- водства. Такой концентрации этой отрасли промы- шленности способствовали усилившийся спрос, общее развитие производственной техники с выпуском ма- шин-автоматов большой производительности и рас- ширение значения научных основ косметики. В связи с этим стал изменяться и состав К. п., принимая ха- рактер научно обоснованных лечебно-профилактич. и гигиеническ. препаратов, производимых в санитарио благоустроенной обстановке из тщательно контроли- руемых по качеству материалов. Благодаря усилению производства и широкому распространению К. п. правительства большинства культурных стран ,в целях борьбы с ядовитыми или антисанитарными косметиче- скими средствами, ввели обязательный аналитический контроль качества обращающихся на рынке изделий' и издали ряд обязательных постановлений, регламен- тирующих состав К. п. Производство парфюмерно- косметических изделий в РСФСР регламентируется обязательным постановлением ВСНХ СССР № 102 от 15/IX 1924 года, приказом по ВСНХ СССР № 881 от 27/VII 1926 г. и положением Наркомздрава РСФСР о порядке выдачи разрешений на производство и обра- щение косметических и гигиенических средств—от 16/П 1929 года. Классификация К. п. По своему назначе- нию К. п. могут быть разделены на средства гигиеничес ко-п рофилактические, для общего ухода за телом, и средства л е- чебные и маскирующие, служащие для устранения или маскирования имею- щихся дефектов или физических аномалий; сюда относятся средства против сухости, ше- лушения, сальности и потливости кожи, про- тив угрей, бородавок, веснушек, мозолей, перхоти, излишней волосистости и дурного запаха, а также краски для волос, гримы, белила и румяна. Произвести классификацию К. п. по их физическ. состоянию затруднительно; поэтому их распределяют по совокупности свойств, состоянию и назначению на следующие группы. Жидкости и эмульсии для смягчения кожи, содержащие по преимуществу воду, спирт и глицерин с примесью тех или иных медикаментов. Кремы для кожи лица и ру к—пре- параты мазеобразной консистенции, представляют со- бою смеси животных, растительных или минераль- ных жирови масел, иногда с примесью воды, глицерина и медикаментов. Различают кремы жирные, глицери- новые и сухие. Жирные кремы, назначаемые при сухой коже, часто содержат ланолин, глицерин, цинковые белила, крахмал, медикаменты и пр. Ха- рактерным для кольдкремов является содер- жание в них пчелиного воска и воды. Сухие к р е- м ы (не жирные) содержат частично омыленный стеа- рин а глицерин. Глицериновые кремы име- ют в своей основе глицериновое желе, так называемый глицер оль, получаемый прибавлени- ем 5—6% крахмала к нагретому глицерину или спла- влением глицерина с мылом. Жидкие кремы для кожи—эмульсии—так называемое «молоко*; осно- вой их служит жирно-мыльная эмульсия.
Ill КОСМЕТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ US Масла и помады для в о л о с—служат для придания волосам блеска и эластичности и про- тив сухой перхоти; представляют собой смесь расти- тельных и животных жиров, иногда с примесью ме- дикаментов. Пудра для лиц а—служит для предохра- нения кожи от внешних воздействий. Пудра представ- ляет собой ароматизированную смесь тонко размоло- тых и тщательно просеянных минеральных и органич. веществ. Составными частями пудры могут служить: тальк, крахмал, ликоподий, цинковые белила, угле- кислый цинк, стеариновокислый цинк, углекислый магний, стеариновокислый магний, мел, фосфорнокис- лый кальций, каолин, фиалковый корень, основной солянокислый и основной азотнокислый висмут. Для нюансирования пудры употребляются или безвред- ные минеральные краски (охра, мумия, сиенна) или органические красители, осажденные на тальке. При значительном содержании крахмала и сухости пудры наощупь пудра носит название рисовой; при зна- чительном содержании каолина, стеарата цинка и цин- ковых белил пудра делается наощупь более жирной, лучше прилипает к коже и носит название жирной пудры. Пудра жидкая представляет собою суспензию цинковых белил и основных солей вис- мута в водном глицерине. Иногда под названием жид- кой пудры выпускается раствор антифебрина, остав- ляющий на коже, после улетучивания растворителя, тонкую белую пленку; такая пудра вредна, т. к. заку- поривает поры кожи. Гримы и краски для лица и губ (сюда же относятся румяна и белила). Грим театраль- ный готовится в палочках или в таблетках; состоцт из жирной основы и твердой базы, тщательйо смешан- ных и растертых. Жирная оспова состоит из смеси растительных и минеральных жиров и масел иногда с примесью воска, ланолина,спермацета и др. Твердая база составляется из смеси талька, цинковых бе- лил, каолина, мела, основного азотнокислого висмута с различными минеральными красками или осажден- ными на сернокислом барии органич. красителями. Губная помад а—то же, что и грим, обычно красного цвета различных оттенков или бесцветная (сели служит только с лечебной целью, против рас- трескивания губ). А н т и г р и м—масса для снятия грима—готовится из космстическ. сала, масла какао или вазелина сплавлением и разливается в жестяные банки или формуется в виде палочек. Румяна в порошке представляют собою большей частью тальк, окрашенный раствором кармина или эозина, высушен- ный, размолотый и просеянный. Твердые румяна го- товят в виде жирной пудры, окрашенной в тот или иной цвет, и сильно прессуют на специальных штам- пах или же замешивают в виде теста, формуют из не- го пластинки и сушат. Жирные румяна приготовляют- ся смешением окрашенной пудрообразной основы со сплавом воска и вазелина. Жидкие румяна представ- ляют собою аммиачный раствор кармина или спирто- глицериновый раствор безвредных органических кра- сителей. Белила для лица аналогичны румя- нам, но вместо красителей содержат или цинковые белила или же основные соли висмута. Каранда- ши для бровей и ресни ц—жирные штифты разного цвета; для окраски в черный цвет применяют голландскую сажу, в коричневый и русый—умбру и жженую сиепну. Средства для зубов: эликсиры пасты, порошки и мыла. Зубной порош о к—обычно представляет собою химически чистый (осажденный) мел, иногда с углекислым магнием или другими при- месями, отдушепный мятным маслом, ментолом, анисо- вым и другими эфирными маслами. Некоторые специ- альные сорта зубных порошков содержат вместо мела толченый древесный уголь, другие сорта содержат мы- ло в порошке, перекисные соли, вяжущие вещества и прочие примеси. Зубная паст а—хорошо про- мешанная тестообразная масса, пакуемая по преиму- ществу в тубы, состоящая из химически чистого ме- ла или углекислого магния, к которым для сохране- ния пастообразного состояния примешаны или гли- цериновое желе (глицероль) или же вода, сгущенная мылом, трагакантом или медом. Отдушка зубной пасты аналогична отдушке зубного порошка. Применяются в виде примеси нек-рые вяжущие, дезинфицирующие или перекисные вещества. Зубной э л и к с и р— спиртовые жидкости, содержащие в растворе: а) эфир- ные масла—мятное, анисовое, фенхелевое, гераниевое, гвоздичное, иланг-илапг и др.; б) синтетические души- стые вещества—ментол, эвгенол, евкалицтол, герани- ол, тимол, метилсалицилат и др. и в) дезинфицирую- щие вещества—салол, салициловую к-ту и др. Краски для волос. Различают краски, пос- тепенно окрашивающие до желаемого оттенка (восста- новители) и мгновенно окрашивающие в любой цвет. Наилучшим методом в настоящее время считается «окраска полос натуральными красителями—восточны- ми травами: хной и ренгом, которые в комбинации могут давать любые оттенки. Действие красок, вы- пускаемых косметическими производствами, основано гл. обр. на осаждении на волосах тех или иных метал- лических пигментов. Наибольшим распространением пользуются краски, содержащие соли серебра. Средства для ногтей. Различают следую- щие группы препаратов. 1) Для удаления кожицы во- круг ногтя применяют растворы щелочей или к-т, ко- торые разрыхляют кожицу и тем способствуют легкому удалению ее. 2) Средства для придания блеска ногтям: а) в виде порошка—состоят из смеси мела, цинковых белил, талька, каолина, двуокиси олова и т. п.; б) те же полировочные материалы могут служить мате- риалом для изготовления пасты, карандашей или жидкости для полировки ногтей; в) лаки для ногтей представляют собою растворы целлюлоида (обрезков) в ацетоне и амилацетате. 3) Средства для придания ногтям эластичности и белизны; для придания эла- стичности ногти смазывают жирным кремом, для при- дания же им белизны употребляют растворы пере- киси водорода. Средства от пота м. б. в виде жидкостей или порошков; они содержат главы, обр. дезинфици- рующие или дубящие вещества, назначение которых уменьшить выводные канальцы потовых желез. Средства для удаления волос (д е- пилатории )—смесь сернистых бария, стронция или кальция с крахмалом и цинковыми белилами. Соли для ван н—служат для ароматизации воды и смягчения ее. Основой таких солей служат по преимуществу—бура, сода, двууглекислая сода, а так- же и глауберова соль. Миндальные отруб и—употребляются для умываний; изготовляются из смеси натуральных мин- дальных отрубей, мыльного порошка и отдушки; иногда часть миндальных отрубей заменяют пшенич- ными отрубями. Нюхательные сол и—употребляются как средство от головной боли. Флаконы наполняют ку- сочками углекислого аммония, сернокислого калия, фосфорнокислого кальция или другими кристаллич. веществами и эаливаютраствором,содержащим аммиак и лавандовое масло; иногда нюхательные соли содер- жат ледяную уксусную к-ту и лавандовое масло, при- чем в этом случае флаконы наполняют пористыми фар- форовыми шариками, кизельгуром или асбестом. Туалетные вод ы—водноспиртовые раство- ры ароматич. веществ, содержащие около 2—3% гли- церина, 1,5% отдушек и нек-рые прибавки в зависи- мости от назначения вод. Так, для придания водам усиленных очищающих и жирорастворяющих сэойств прибавляют 0,5—1 % буры или поташа; для сообщения отбеливающих свойств—около 1 % перекиси водорода или лимонной к-ты; для придания вяжущих свойств прибавляют квасцы, хлористый алюминий, хининит. д. Ш а м п у и ь—мыло для волос в порошке или в спиртоводном растворе. Особняком стоит недавно вы- пущенный так называемый сухой шампунь для чистки волос без воды. Это своего рода пудра, по- глощающая жир с волос; протерев волосы и кожу го- ловы сухим шампунем, оставляют его на голове на 10—15 мин., а затем удаляют, тщательно прочесывая волосы щеткой. Технология К. п. 1) С ы р ь е. Основные ма- териалы, применяемые в косметическом про- изводстве, охватывают продукты раститель- ные, животные, минеральные и продукты хи- мическ. технологии. Согласно «Положению», все материалы, служащие для изготовления косметич. и гигиенич. средств, должны удо- влетворять требованиям фармакопеи и дру- гих официальных руководств и стандартов. Запрещается напр.употребление солей бария (кроме сернистого), висмута (кроме основ- ной азотнокислой и основной хлористой соли его), кадмия, меди (кроме красок для волос), мышьяка, олова (кроме средств для ногтей), ртути (кроме преципитата, NH2HgCl), свин- ца, сурьмы, урана, хрома, цинка (кроме уг- лекисл. и стеариновокислого цинка, а также окиси цинка); синильной к-ты и ее солей, щавелевой к-ты (кроме средств для ногтей), пикриновой к-ты и солей этих к-т; метило- вого спирта, денатурированного этилового спирта (кроме спирта специальной денату- рации), хлорированных углеводородов и их производных, содержащих связанный хлор;
119. КОСМЕТИЧЕСКИЕ ПРЕПАРАТЫ 120 бензина, бензола, нитробензола, п-фенилен- диамина, метил - п - аминофенола, а также вообще всех веществ, отпуск к-рых произ- водится лишь по рецептам врачей. 2) Производственные процессы при изготовлении К. и. сводятся к следую- щим операциям: а) дроблению или измельче- нию сырья, б) экстракции, настаиванию или растворению; в) варке или плавлению, г) сме- шиванию или эмульгированию по опреде- ленному рецепту, д) фильтрации, деканта- ции, протирке через сита или просеиванию для удаления случайных примесей и е) фор- мовке или фасовке готовых препаратов. 3) Машины, применяемые в парфю- мерно-косметическом производстве. Для дробления и измельче- ния сырья служат: приводные ступки, ор- динарные или двойные шаровые мельницы; дисковые мельницы; мельницы кулачковые, «Perplex», «Perfect» и другие, наиболее удоб- ны и распространены; новейшая мельница «Кек», служащая не только для размельче- ния сухих веществ, но и как гомогенизатор; коллоидные мельницы (см.), измельчающие материал во влажном состоянии; приводные терки для стеарина и других вязких ма- териалов. Для экстракции или изготовления спиртовых вытяжек из жирных цветочных помад применяются специальные крыльча- тые мешалки; для извлечения ароматических или действующих начал из грубо измельчен- ного растительного или животного сырья пу- тем настаивания применяются перколято- ры (см.); для извлечения остатка растворите- ля из экстрагированной массы—винтовые или гидравлические прессы. Плавление жиров и восков, а также и все процессы, связанные с нагревом,—так наз. варка кремов (омыление илн образо- вание клейстера)—производятся или на во- дяной бане или в небольших котлах, снаб- женных паровой рубашкой. Для смешения или составления К. п. по определенной прописи или рецепту из порошкообразных компонентов пользуются вращающимися звездообразными ящиками, с последующим протиранием смеси щетками через металлич. сито, или специальными ме- тальными аппаратами. Лучшими смешиваю- щими машинами, пригодными как для по- рошкообразных препаратов, так и для тесто- образных, считаются мешально-месильные машины системы Вернера и Пфлейдерера. Для приготовления суспензий твердых ве- ществ, густых эмульсий (кольдкрем) и кре- мов для лица пользуются иногда большими мраморными или агатовыми ступками с де- ревянным пестиком (мешалкой) для замеши- вания вручную. Новейшей моделью являет- ся приводная метальная машина для кре- мов, имеющая три степени скорости и позво- ляющая путем применения различной фор- мы насадок вырабатывать разнообразные К. п. Для кремов, которые содержат боль- шое количество порошкообразных примесей и требуют поэтому тщательной обработ- ки, пользуются приводными растирающими ступками или же, после предварительного смешения в метальной машине, пропускают массу через краскотерки (дисковые и вальцо- вые); изредка применяются также бегуны. Тщательная механич. обработка кремов и паст не только улучшает внешний вид из- делий, но и способствует лучшей усвояемо- сти препаратов эпидермой кожи. Отделение жидкостей от нерастворенных или взмученных веществ производится обыч- но декаитацией—отстаиванием в со- судах и сливанием отстоявшейся прозрач- ной части—или же фильтрацией через бума- жные, войлочные или матерчатые фильтры. Для быстроты фильтрации в крупных про- изводствах устраивается несколько воронок на одном общем приемнике. Еще быстрее фильтрация производится под давлением в специальных секционных фильтрах различ- ных систем. Для отделения от крема случай- ных вкраплений продукт перед фасовкой подвергается протиранию щетками через во- лосяные или шелковые мелкие сита. Порош- кообразные К. и. (порошки, пудры и пр.) от- деляются от крупных частичек путем про- сеивания через шелковые, медные или никелевые сита соответствующей плотности. В мелких производствах для просева поль- зуются сотрясательными ситами, в крупных же—специальными просеивающими маши- нами с вращающимися внутри сетчатого ци- линдра билами или буратами, на которых просев происходит под действием собствен- ного веса продукта. Формовка разного рода сплавов (губ- ная помада, карандаши для грима и проч.) производится отливкой теплой смеси в мед- ные или никелированные разборные формы. Для отливки изделий, имеющих цилиндрич. или призматич. форму, пользуются цинковы- ми формами с большой поверхностью для воздушного охлаждения. Для изготовления изделий в форме мелких таблеток из тесто- образного полупродукта применяются обык- новенные пилюльные машинки или машины для драже. Для изготовления таблеток из порошкообразного полупродукта (румяна, твердая пудра и пр.) пользуются обычными таблеточными машинами. Дозировка и фа- совка косметич. препаратов являются наибо- лее трудоемкой фазой производства, так как до сих пор благодаря специфич. упаковке косметич. изделий приходится в значитель- ной мере пользоваться ручным трудом. Из машин для фасовки и у и а к о в- к и изделий применяются: а) машины для розлива жидких изделий, действующие си- фоном и наполняющие флаконы до опреде- ленного уровня независимо от его емкости, что в парфюмерно-косметич. производстве чрезвычайно ценно; б) машины для розлива кремов и помад в нагретом состоянии, при- меняются только для тех К. и., которые в теплом состоянии не расслаиваются и после остывания дают нужную консистенцию без повторной механич. обработки; в) машинки для наполнения туб и флаконов густыми 1£. п., после чего тубы заделываются на ма- шинках; в последнее время они заменяются автоматами большой производительности. Экономика. На первом месте по производству и по- треблению парфюмерно-косметических изделий стоит Франция: потребление ее составляет свыше 2 руб. зо- лотом в год на душу населения; производство же не только покрывает внутренний спрос, но и составляет солидную статью экспорта: общее производство пар-
121 КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ 122 фюмерии и косметики во Франции оценивается при- близительно в 100 млн. зол. руб. Второе место по по- треблению парфюмерно-косметич. изделий занимает Испания; собственное производство ее удовлетворяет спрос только на 50—75%, остальное количество по- крывается импортом. В Америке внутреннее потреб- ление достигает 1,5 руб. зол. на душу населения и од- новременно очень развит экспорт. Для СССР точных данных о выработке парфюмерно-косметич. продукции не имеется, так как до недавнего прошлого значи- тельная часть этого производства была распылена по мелким кустарным предприятиям, не поддающимся учету. Производство государственных заводов и круп- ных кооперативных предприятий составляло по годам (в тысячах дюжин изделий): Годы . Гос. з-ды I Кооперация I 1923/24 ............... I 1924/25 ............... I 1925/26 ............... I 1926/27 ................ 1 1927/28 ................ 834 87 2 662 2 5 105 211 5 373 221 7 940 300 Принимая производство треста «ТЭЖЭ» в 80% все- союзного производства, общую выработку парфюмер- но-косметич. производства за 1928/29 год можно при- ближенно определить в 80—85 млн. руб. по оптово- отпускным ценам.. Доходы государства от этой про- мышленности достигают 30 млн. руб., слагаясь из прямого акциза на парфюмерно-косметич. изделия (ок. 10 млн. руб.),налогов,сборов,пошлин и акциза с сырья и прибылей государственной промышленности. Лит.: Слетов Н. В., Врачебная косметика, 4 издание, М., 1928; П а ш к и с Г., Косметика, пер. с нем., СПБ, 1900; Н е с с н е р С., Косметич. заболева- ния кожи, Москва, 1908; X л о п и н Г. В., Методы санит. исследований предметов повседневного обихода и косметических средств, М,—II., 1923; «Маслобойно- •жировое дело», Москва, 1927; Mann Н., Die modcrne Parfumerie, 3 Aufl., Augsburg, 1924: Mann H., Die Schule d. modernen Parfiimers, Augsburg, 1924; P i e s- s e S., Les odours des parfunis et des cosm^tiques, P.; D u г v e 1 1 e J. P., Nouveau guide du parfumeur, 2 Cd., P., 1908; Truttwin H., Handbuch d. kosme- tischen Chemie, 2 Aufl., Leipzig, 1924; Lange O., Chemisch-technische Vorschriften, Lpz., 1923; W i n- t e г F., Handbuch d. gesamteii Parfumerie u.Kosmetik, W., 1927; Poucher W. A., Perfumes a. Cosmetics withEspecial Reference to Synthetics, London, 1923; «Sei- Tensiedcrzeitung», Augsburg; «Deutsche Parfumerie-Zei- tung», B.; «Parfumerie Moderne», Lyon; «American Per- fumer a. Essential Oil Recorder», N. Y.; «Revue de la Parfumerie», P.; «Aromatics», New York; «Die Riech- stoffindustrie», Lpz.; Wagner A., «Die Parfumerie- Industrie», Halle a/S., 1928. КОСМИЧЕСКИЕ ЛУЧИ (лучи Гесса, называемые также проникающей ра- диацией), лучи, попадающие на землю из мировых пространств. К открытию К. л. привели наблюдения над ионизацией в тол- стостенных закрытых сосудах при подъемах на воздушном шаре в верхние слои атмо- сферы. На больших высотах, 5—9 км, заме- чается резкое возрастание ионизации, ко- торое, по Гессу, вызывается особыми К. л., обладающими огромной проникающей спо- собностью. Начиная с 1925 года Милликену и Кемерону, Мысовскому, Тувиму и другим удалось произвести точные измерения коэ- фициентов поглощения К. л. в воде путем погружения электроскопов на различные глубины в озерах. Относительно величин коэфициентов поглощения см. Спр. ТЭ,т. И, стр. 37. Самые жесткие из наблюденных лучей почти полностью (на 98%) поглоща- ются только в слое воды толщиною в 70 м, т. е. во много раз превосходят по своей прони- кающей способности самые жесткие у-л учи. Скобельцыну удалось наблюдать в камере Вильсона действие отдельных космических лучей, время от времени попадающих в ка- меру и вызывающих при ионизации /3-лучи огромной скорости. Интенсивность К. л. в данном месте земной поверхности не зависит от времени суток и колеблется только при из- менениях атмосферного давления (влияние поглощения К. л. в атмосфере). Милликен и его сотрудники предполагают, что космиче- ские лучи соответствуют световой радиации с весьма короткой длиной волны Я. Длина волны м. б. вычислена из коэф-та поглоще- ния К. л. по теоретическ. формулам Компто- на и Дирака. По последней формуле средняя длина волны К. л. Я0,00044 А. Анализи- руя кривые поглощения К. л., Милликен и другие приходят к выводу о сложности их спектра. Милликен связывает гипотетически излучение различных спектральных участ- ков проникающей радиации с процессами образования атомов из электронов и прото- нов в мировом пространстве. Вопрос о при- роде космических лучей до последнего време- ни не является однако решенным; есть осно- вания предполагать, что К. л. быть может являются не световой радиацией, но элек- тронами, летящими со скоростями, весьма близкими к скорости света. Разрешить эту дилемму экспериментально весьма затрудни- тельно, так как теоритически свойства бы- стро летящих электронов, за исключением их электрич. заряда, весьма схожи со свой- ствами световых квантов. Лит.: Мысов ский Л. В., Космические лучи, М.—Л., 1929; Милликен Р. А., Космические лу- чи высокой частоты, «УФН», 1926, т. 6, 2; Милл и- кен Р. А. и К е м е р о н Г., Происхождение кос- мич. лучей, «УФН», 1929, т. 9, 1; Kohlhdrster Р., Die durchdringende Strahlung in der Atmosphare, Hamburg, 1924s С. Вавилов. КОСТРА, одревеснелые части стеблей, по- лучаемые при первичной обработке прядиль- ных растений. Стебли льна, конопли, а так- же кенафа и кендыря при выделении волок- на в процессах мятья и трепания разруша- ются, а отпадающие одревеснелые части об- разуют К. Размеры этих кусочков древеси- ны у различных прядильных растений не- одинаковы. Наиболее мелки они у льна: дли- на отдельных кусочков колеблется от 1 до 10 мм, чаще всего встречаются кусочки дли- ною 34-5 мм; толщина колеблется в преде- лах 0,34-1,5 мм. Размер К. зависит от си- стемы мяльных и трепальных машин и са- мого способа обработки. Размеры конопля- ной К. значительно больше, т. к. конопля- ный стебель гораздо толще льняного. Дли- на отдельных кусков конопляной К. колеб- лется от 5 до 50 jhjh; чаще всего 104--0 мм; толщина 24-15 лыи. Стебли прядильных растений содержат в себе ок. 60% древесины. Процентное содер- жание К. в стеблях приблизительно в три раза больше, чем содержание волокна. По- этому количество получаемой ежегодно К. весьма велико. Если принять во внимание только посевы льна и конопли, то количе- ство К., ежегодно получаемой в СССР, со- ставляет ок. 3 млн. т. Как отброс при кре- стьянской первичной обработке костра по- чти не находит применения и в редких слу- чаях идет лишь на топливо и на засыпку дорог и оврагов. Главная масса костры про- падает без всякого использования. На заво- дах первичной обработки льна и конопли костра служит топливом.
123 КОСТЬ 124 Ежегодные потери громадных количеств К. естественно наводят на мысль о рацио- нальном ее использовании. Одним из спосо- бов утилизации К. является изготовление из нее термоизоляционных материалов. По- сле слабой варки в извести К. прессуется под высоким давлением в особых формах в плиты. Такие плиты обладают достаточной прочностью и применяются в строительном деле в качестве изоляционного материала. В СССР имеется фабрика в Ржеве'«Красная звезда», к-рая выпускает плиты прессован- ной К. под названием м о р о з и н. Кроме то- го были поставлены лабораторные и фабрич- ные опыты получения бумаги из костры. Оказалось, что содержание целлюлозы в К. доходит до 56,5%. Фабричные опыты пока- зали возможность изготовлять из К. вполне удовлетворительную по качеству бумагу, с выходом последней около 45% от веса К. Лит.: Шапошников В. Г., Об использова- нии костры, «Труды 1 Вссрос. съезда представителей льнян. дела», М.,1911;РябовИ., Опыты получения бумаги из льняной кострики, М., 1922. И. Рябов. КОСТЬ, твердый материал поделочной и химическ. промышленности, добываемый из скелетов крупных млекопитающих, преиму- щественно лошади, оленя и быка. Кость как материал не д. б. смешиваема с источником ее—костями как анатомическ. частями жи- вого организма. Кости состоят гл. обр. из костной ткани, характеризуемой сравни- тельно с прочими тканями организма наи- меньшим содержанием воды и наибольшим содержанием твердых составных частей. В костях различают костный мозг, костный хрящ и минеральные соли; при рассмотре- нии К. как материала значение имеют толь- ко две последние составные части. Костный хрящ является структурной основой костей и составляет 30—37% их массы; он мягок, гибок, под действием горячей воды дает т. н. костный клей, оссеин. Минеральные со- ли придают костям твердость, прочность и значит, уд. в.; 82—84% этих солей соста- вляет фосфорнокислый кальций, Са3(РО4)2, а остальное—углекислый кальций, СаСО3, фосфорнокислый магний, Mg3(PO4)2, хлори- стый кальций, СаС12, и фтористый кальций, CaF2 (два последние в небольших количест- вах). Количественное соотношение органи- ческих и неорганических составных частей в костях меняется в зависимости от зоо- логического вида животного, от его возраста, пола, места, занимаемого данной костью в анатомическом строении животного, и т. д. Среднее содержание минеральных веществ в костях убывает в следующем порядке зо- ологич. классов: птицы (75—85%), млеко- питающие (63—75%), амфибии и рыбы (20— 60%). Зависимость состава костей от вида животного, в пределах класса млекопитаю- щих, иллюстрируется табл. 1. С возрастом животного повышается относительное содер- жание в костях жира и минеральных ве- ществ и понижается содержание воды; коли- чество же органических и растворимых в холодной воде веществ остается приблизи- тельно постоянным. Губчатые кости, по сра- внению с твердыми костями, отличаются бблыпим содержанием органичоск. веществ (на 4,5%) и углекислого кальция (на 11%) и меньшим содержанием (на 15,5%) фосфор- Т а б л. 1 .—С о с т а в костей различных ви- дов млекопитающих, по Гейктцу, в %. Составные части Чело- век Вер- блюд Бык Органич. вещество .... 30,47 26,54 30,58 Зола 69,53 73,46 69,42 В золе: Фосфорнокислый кальций 60,13 62,70 58,30 Углекислый кальций. . . 6,36 7,00 7,07 Фосфорнокислый магний . 1,23 1,59 2,09 Фтористый кальций .... 1,81 2,17 1,96 - - _ _ нокислого кальция. В живой кости разли- чают твердую костную массу и мягкие части (надкостная плева, костный мозг и система, кровеносных сосудов). Костная ткань со- стоит из внешней части, компактного твердо- го вещества, и внутренней—губчатой. Тех- нически главное значение принадлежит ком- пактному веществу костной ткани и товар- ную ценность представляют по преимуще- ству средние части длинных костей, состоя- щие из толстых слоев компактного вещества;, концы же этих костей, состоящие из губча- того вещества, отпиливают. Оба костных вещества (компактное и губчатое) по- строены кз тонких пластинок; между ними находят- ся многочисленные (ок. 900 на 1 мм%) микроскопическ. каверны, так назыв. костные полости, в которых при жизни залегают плоские полоски овальной формы в 10—30 д длиной и 5—15 д шириной—костные тельца, или остеобласты. От костных полостей отходят во все стороны топкие каналы, своею сетью пронизы- вающие все костное вещество; эти каналы служат для циркуляции жидкостей организма, а также яв- ляются проходами, через которые соединяются меж- ду собой (особыми отростками) костные тельца. Кроме- того вдоль кости проходят многочисленные каналы,. Фиг. 1 . связанные поперечными ветвями,—г аверсов ы и фолькмановы. Гаверсовы каналы охвачены системой коаксиальных костных пластин, числом обы- кновенно от 8 до 15, так называемых гаверсовых плас- тин; фолькмановы каналы залегают непосредственно в системе промежуточных пластин. Каналы эти служат для прохождения кровеносных сосудов и нервных во- локон. На фиг. 1 представлены форменные элемен- ты высушенной кости в поперечном и в продольном сечении (а—гаверсовы каналы). С наружной сторо- ны вся кость, за исключением суставных поверхностен,, покрытых хрящом, облицована плотной, беловатой, блестящей и волокнистой оболочкой—н а д к о с т н о й плевой, богатой кровеносными сосудами и нервами. Благодаря содержанию органич. веществ свежедобытая К. подвергается изменениям, вначале весьма быстрым, затем замедляю- щимся. По своему состоянию К. делится на сорта согласно табл. 2. При хранении све- жей кости ее жировые вещества разлагают- ся с образованием свободных жирных ки- слот и глицерина, а белковые'—загнивают. Скорость этих процессов зависит от спосо- ба укладки К., степени проветривания, атмо-
125 КОСТЬ Ш Табл. 2,—Товарная классификация кости по сортам. Состояние кости Сорта кости Содержание жира, % Источники получения кости Область j применения Свежая » » Вываренная . . Обесклееннап . Частью пере- тлевшая Перетлевшая . . » . . Ископаемая . . Колбасная Счетная Дудки Бульонная Гусачная Мусорная Полевая Земляная Костяная брекчия Ок. 15 и ДО 18 » 15 » » 18 » 15 » » 18 5—10 и ДО 12 Около 3 Ничтожное » Практически отсутствует Сырая, с об- резным мясом, самая свежая Плотные луче- вые кости Отборные плот- ные лучевые ко- сти Кости, частич- но потерявшие оссеин и жир Остаток от вы- варки студня Рыхлая, бога- тая азотом Рыхлая, бога- тая азотом Рыхлая, бога- тая азотом Минерализо- ванные кости 7 Колбасные ма- стерские Кухонные от- бросы Гусачные заве- дения Старый мусор Остатки пада- ли, лежащие на поверхности зе- мли Остатки пада- ли, извлекаемые из земли Ископаемые ос- татки, гл. обр. вымерших млеко- питающих - Высшие сорта желатины, по- делки Токарные изде- лия и другие по- делки Костяной жир Клей хорошего качества, костя- ные изделия Животн. уголь, хорошие сорта костяной муки Низкие сорта клея, костяная мука Костяная мука, костяная зола, костяная бирюза сферных условий (1°, влажности, света) и от действия бактерий. В несколько дней появ- ляется прогорьклость, а скорость потери жира в среднем принимается равной 0,5—• 1% в месяц. Свойства К. Как материал К. харак- теризуется следующими данными: уд. в. ок. 1,5, твердость по Мосу 2, модуль упругости 1 600 кг/ллЛ Кость отличается значительной хрупкостью, упругостью, и по свойствам близка к слоновой К. (см. ниже), но не столь однородна; хорошо режется, точится на то- карном станке, шлифуется и полируется. К. почти непрозрачна (просвечивает лишь в тонких пластинках) и характеризуется рав- номерным желтоватым или почти белым цве- том, но вследствие наличия оссеина с тече- нием времени желтеет сильнее; химич. от- белкой желтизна К. устраняется лишь вре- менно. Путем различных специальных обра- боток можно придавать кости большую прозрачность и любой цвет. В химич. отноше- нии К. характеризуется стойкостью против газов и нейтральных жидкостей, при ничтож- ной набухаемости. При действии на К. ми- неральных к-т она размягчается и перехо- дит, вследствие растворения минеральных солей, в костяной хрящ. Загнивание свежей К., обусловленное наличием белковых ве- ществ, м. б. предупреждаемо сушкой или ан- тисептиками (напр. карболовой кислотой). Применение К. В зависимости от состояния, качества и размеров К. находит применение либо в виде, близком к натураль- ному, подвергаясь лишь механич. обработ- ке, либо она подвергается химич. и механич. обработкам, в большей или меньшей сте- пени сохраняющим ее основные физич. свой- ства (полупереработка), либо наконец по- ступает в химическую переработку и пре- вращается в продукты, по свойствам ничего общего с костью не имеющие. Классифика- ция областей технического использования кости дана в табл. 3. Обработка К. Способы механическ. обработки К. сходны с обработкой плотного дерева, напр. самшита. Распиловка К. ведется специальными пилами меньшего размера, чем пилы для дерева, выделывае- мыми из более твердой стали и с более тон- кими зубьями; развод зубьев для К. должен быть меньше, чем для дерева, а для слоновой кости развод вовсе не делается, во избежа- ние излишней потери материала. Для косте- резного мастерства во Франции идут гл. обр. лошадиные К., в Германии и в СССР— бычачьи. Предварительная подготовка кос- ти состоит в отпиливании пористых концов, удалении мозга, соскабливании остатков свя- зок и в обезжиривании. Обезжирива- нию подвергают либо сырую К. либо го- товые изделия; в СССР предпочитается пер- вый метод. К. обезжиривают посредством варки в течение нескольких часов в щело- ке, растворах зеленого мыла, растворимо- го стекла и т. д., с последующей сушкой материала на солнце (под слоем песка, во избежание растрескивания). За Граниной до- вольствуются поверхностной отбелкой готовых изделий перед полировкой. Иногда отбелка достигается выдержкой изделий в скипидаре или бензине и последующей крат- ковременной варкой в воде, обычно с до- бавкой растворимого стекла. По Р. Кайзеру, отбелку кости лучше всего производить вод- ным раствором перекиси водорода, по Г. Ап- генштейну—водным раствором хлорной из- вести (1:4) в течение многих дней либо водным раствором сернистой к-ты в течение 2-4 час., причем полезно продварит''льно прогреть предметы в атмосфере сернистого газа. Рекомендуется также отбелка прямым солнечным светом под колоколом, при по- стоянном смачивании водой или смесью ски- пидара и спирта (1: 3). Еще один способ отбелки состоит в выдержке изделий в смеси растворов гипосульфита и квасцов, выделя- ющей сернистую кислоту.
127 хость 128 Табл. 3П ромы шлейное применение кости. Поделочная промышленность—ручки для тростей и зон- тиков, различные игры (шахматы, шашки, домино), гребни, черенки ножей, ручки для перьев и т. д. (резьба, обточка) Пуговичная промышленность—пуговицы, запонки (резь- ба, обточка) Предметы роскоши и искусства—брошки, вышивальные иглы, бусы, четки (художественная резьба и скульптура) Камнеобрабатывающая промышленность (костяная би- рюза) Медицина (медицинские инструменты, искусственная кость в хирургии) Поделочная промышленность (отбелка кости, чернение, окраска, серебрение, сообщение кости прозрачности) Пластические массы из костяного порошка Машиностроение, тепло- и электроизоляционная про- мышленность, резиновая промышленность (волокнистые ко- стяные материалы, костяные наполнители) Сахарная промышленность и общая химическая (костяной уголь) Красочная промышленность (костяная чернь, слоновая черная) Пищевая промышленность (жир, желатина,“соли) Кормовая промышленность (костяная мука) Сельское хозяйство (фосфорные и азотистые удобрения) Клеевая промышленность (клей) Общая химическая промышленность (фосфор) Жировая промышленность (костяной жир, глицерин, оле- ин, стеарин) Керамическая и стекольная промышленность (фарфор, стекло) Металлургическая промышленность (фосфористые металлы) Строительная промышленность (искусственные камни) Для придания К. того или другого вида ее подве,ргают различным специальным об- работкам. Так,относительная прозрачность и устранение пористости достигаются дли- тельной пропиткой очищенной, отбеленной и просушенной кости расплавленным вазе- лином , после чего К. просушивается и поли- руется мелом с маслом f1]. Для придания К. коричневого тона ее обрабатывают парооб- разными продуктами термин, разложения сахара [2]. Способ Р. Кайзера состоит в обез- жиривании изделий петролейным эфиром, протравливании в течение 5—10 мин. при комнатной t° в растворе соляной к-ты (40 г в 1 л воды), промывке и последующей вы- держке до получения желаемого тона в рас- творе марганцовокислого калия (5 г в 1 л воды); при последующем погружении в рас- твор фуксина (10 г в 1 л воды) получается красноватый тон. Черная окраска К. дости- гается 15-мин. протравливанием обезжирен- ных предметов раствором 5 г винной к-ты и 50 г азотной к-ты (уд. в. 1,2) в 400 см3 во- ды; после промывки изделия обрабатывают раствором 1 г SnCl2 с несколькими каплями HNO3 в 1 л воды и затем погружают в горя- чий водный раствор нигрозина. Существует ряд приемов окраски кости во всевозмо- жные цвета, причем применяются как основ- ные, так и кислотные красители, синтетиче- ские или растительные. Особая белизна по- верхности кости достигается выдержкой в известковом молоке, причем полезна пред- варительная кратковременная обработка по- верхности фосфорной к-той. К. допускает наряду с обычными приема- ми механич. обработки также расщепле- ние на волокна. Для этой цели обез- жиренную К. выдерживают в 20%-ной со- ляной кислоте при 35° (время выдержки зависит от возраста К.); после этого К. промывают водой и содой, отбеливают (на- прймер хлорной известью) и из- мельчают в ударных машинах. Полученный продукт состоит из гибких, мягких волокон с занозистой поверхностью; его можно прясть в нити. Трудная возгораемость, малая тепло- и электропроводность делают та- кой материал пригодным для тепло- и электроизоляционных целей, в частности для паро- вых котлов, а также в качестве наполнителя для каучуковых составов [®]. Переработка К., хими- ческая и механическая, состоит в выделении из нее главных составных частей—белков, жи- ров и минеральных солей, ко- торые либо применяются непо- средственно либо служат сырь- ем для дальнейшей переработ- ки. Схема химической перера- ботки К. дана ниже. Белковые вещества, как наиболее легко разлагающиеся добываются по преимуществу из свежих ко- стей; жиры добываются как из свежих, так и из старых ко- стей, а минеральные вещества (в виде костя- ной золы) добываются также из костей ис- копаемых (см. ниже). Костяная зола, или же костяная земля, получается прокаливанием костей; животных при досту- пе воздуха, причем органическое вещество нацело выгорает и остается только мине- ральное в виде белой массы. Для получе- ния костяной золы служат уже использо- ванные кости (например после удаления из К. жира и клея) и отработанные костяные продукты либо она получается как отброс при применении костей в качестве топлива. Последнее имеет место наприм. в южноаме- риканских степях, где в 70-х гг., за недо- статком растительн. топлива, отопление про- изводилось просушенными костями круп- ного скота. Образовавшиеся около жилищ горы костяной золы в настоящее время экс- портируются гл. обр. как удобрительный тук. По Румплеру, в средней пробе этой золы содержится 67,2% фосфорнокислого кальция, 3,6% углекислого кальция и 1,1 % окиси кальция; в отдельных случаях содер- жание Са3(РО4)2 может подниматься до 75%, а СаО—до 10%. Костяная зола потребляет- ся в керамическом, стекольном и красочном производствах. В керамич. производстве ко- стяная зола используется для получения фарфора; при небольшом содержании в массе, идущей на мягкий фарфор, костя- ная зола служит плавнем, а при содержании > 17% она повышает огнеупорность фарфо- ра, не понижая в то же время просвечива- емости фарфорового черепа. Специальный английский, или так называемый костяной, фарфор выделывается с содержанием кос- тяной золы до 40—50%. Костяной золой пользуются также при производстве фарфо-
129 КОСТЬ 130 Схема химической переработки кости. Кости — Фосфорноки- Ископаемые - — слый кальций Жир I- (ОК. 5%) Старые-- I Азотистые |вещества Фосфорнокис- лый кальций Свежие- Костяная зола J Жирные к-ты — Глицерин — Жир (он. 15%)-------- Азотистые вещества —----------- -= — Керамич. и - стекол, пр-во, удобрит, туки Олеин——— Суконное пр-во Мыловар. пр-во Стеа- Свечное рин пр-во Глин- Лаковая таль и изоляц. Дина- промыш. Взрывчат. МИТ • — вещества Столярное дело Удобрит, туки Клей — Обесклеен- ная костя— пая мука Костяное -сало для - - пищи Желатина для пищи---- Пищевые вещества Фосфорнокисл, кальций+H«rfp+ 4-азот, вещества Живот- - н ый уголь Костя- Красочная - ная ------ — промышл. чернь Костя- Сахарная ной ------ и общая уголь хим. пром. Корм для скота ровых и каменных масс, имитирующих по внешнему виду рог и слоновую К. Например для имитации слоновой К. берут: 20 ч. бо- гемского каолина, 23 ч. обожженного као- лина, 22 ч. кварца и 55 ч. костяной золы; в качестве глазури применяется фритта из буры. Окраска под цвет натуральной слоно- вой К. сообщается добавлением на 250 кг массы 0,5 из рутила, причем масса д. б. чи- сто белой и не содержать железа; добавка окисей марганца или никеля вместо рутила дает несколько буроватый тон. Для соста- вления мягкофарфоровой массы непосред- ственно из сырья смешивают: 1-я масса 2-я масса Полевого шпата, вес. ч. . . . 29 28 Кварца, вес. ч............... 25 46 Костяной золы, вес. ч..... 2 2 Цетлицкого каолина, вес. ч. . 45 о Гидроокиси алюминия, вес. ч. 0 27,8 О переработке К. на костяной уголь см. Животный уголь; другие методы химич. переработки кости—см. Глицерин, Жиры и масла, Клей и Фосфорные удобрения. Для пищевой промышленности приемы переработки К. были предложены еще Ли- бихом (в 1878 г.). По Норденфельду (1885 г.) |Ч, свежие кости разваривают в папиновом котле. По Тиммису (1896 г.) [5], животное целиком измельчается, полученная масса вы- сушивается, обращается в порошок и ва- рится с различными приправами. Новый метод [в] состоит в тщательном измельчении К. и сухожилий до получения внешне одно- родного теста, в обработке последнего водой при 1° не выше 50°, причем извлекаются все альбуминоиды, и дальнейшей обработке остатка водой при 100° для извлечения со- лей; при этом из 1 кг костей и сухожилий извлекается ок. 190 г питательных веществ. rt. ископаемая.Подвергаясь различным фи- зико-химич. воздействиям при продолжи- тельном лежании на воздухе или в земле, К. желтеет, покрывается трещинами и те- ряет органич. вещества (сначала жир, затем оссеин). Анализ ископаемой К., пролежав- шей более 1 000 лет в земле, и К. мастодон- та, относимого к третичной эпохе, приведен в табл. 4 (по Жирардену). Ископаемая К. Т а б л. 4,—X и м и ч е с к и й состав иско- паемой кости разного возраста. Содержание в % Составные части К., пролежав-) ” — шая более ; К. масто- 1 G00 лет в | донта земле | Органич. вещества . Азот Углекисл, кальций . Фосфориокисл. каль- ций Сернокислый каль- ций Растворимая кремпе- ийслота I 10-19 0-10 До 2 До 1 9 -19 1 7—14 41—75,5 | 64—71 0 0—14 0 | 0-24 бедна азотом и обогащена фосфатами; про- мышленная ценность ее определяется главк, обр.применением в качестве фосфорного удо- брения. В туковую промышленность идет преимущественно ископаемая К. травояд- ных животных; естественные скопления ее, сцементированные глинистым илом, извест- ны под названием костяной брекчии. Среди ископаемых К. встречаются бивни мамонтов и других вымерших и крупных Т. Э. т. XI. о
131 кость 132 млекопитающих; под общим названием ма- монтовой К. они идут в поделочную про- мышленность, находя себе то же примене- ние, что и слоновая К. (см. ниже). Ископае- мая К., подвергшаяся в природных усло- виях действию железных и медных солей и частично превратившаяся в фосфорнокислые соли железа и меди, имеет красивый голу- бой или зеленовато-синий цвет, несколько напоминающий бирюзу, вследствие чего по- добная К. называется костяной би- рюзой и применяется в качестве поде- лочного камня, а также суррогата настоя- щей бирюзы. Наибольшей красотой и проч- ностью отличается костяная бирюза, обра- зовавшаяся из зубов млекопитающих—ма- стодонта, динотерия и др.; в минералогии она называется одонтолитом.В отли- чие от настоящей костяная бирюза имеет не- однородное строение (со светлыми полоса- ми), меньшую твердость и меньший удель- ный вес, разрушается при нагревании с рас- твором едкого кали, при накаливании издает пригорелый запах. Костяную бирюзу, и в ча- стности одонтолит, находят во многих ме- стах—во Франции, Швейцарии и Германии; она попадается также между ископаемыми К. в заброшенных медных рудниках южн. Урала и киргизских степей. К. каракатицы, рыхлое известковое ве- щество, добываемое из моллюска каракати- цы—Sepiae officinalis L., рода Cephalopoda I (головоногих), водящейся у берегов Евро- пы, по преимуществу в Средиземном и Ад- риатическом морях. К. каракатицы предста- вляет собою родственное кости образование (продукт выделения особых желез кожи)— внутреннюю раковину, или спинную пла- стинку, моллюска. Это—яйцевидно удлинен- ное двояковыпуклое образование длиною 9—25 см и шириною 4—8 см. Спинная по- верхность этой кости—плотная, гладкая и менее выпуклая, чем внутренняя, рыхлая; края тонкие и довольно широкие; нижняя часть образования выдается и оканчивается заострением. К. каракатицы собирается рыбаками как выброшенный морем остаток мертвых жи- вотных или добыва тся из многочисленных животных, вылавливаемых для пищи. Это— белое губчатое мягкое вещество, легко ре- жущееся ножом (кроме переднего края) и обрабатываемое пилой; под действием соля- ной или уксусной кислоты выделяет СОа. В состав К. каракатицы входят: СаСО3 (80— 85%), NaCl, животный клей (глютина 7% и конхиолина G—7%), а также вода и следы солей магния. Главное применение К. каракатицы—в из- мельченном виде при производстве зубных порошков. В измельченном виде К. карака- тицы применяется также как абразионный материал для тонкой полировки. В виде кусков она употреблю тся ювелирами (фор- мы для отливки золотых изделий, напри- мер колец) и в комнатном птиц, водстве. Слоновая К., твердый, упругий, обычно белого или светложолтого цвета материал мелкой промышленности, типичным предста- вителем которого служит индийская слоно- вая кость, получаемая из бивней слона. На рынке различают следующие виды: живот- ную слоновую кость, растительную и искусственную. 1. Животная слоновая К. пред- ставляет собою зубное вещество крупных млекопитающих—слонов индийских и афри- канских, мамонтов, гиппопотамов, моржей, нарвалов, кашалотов и отчасти кабанов. Наилучшими технич. качествами отличается К. гиппопотамовая, к которой близка по ка- честву слоновая К., получаемая от индий- ских слонов. Слоновая К. низкого качества, поступающая в продажу под назв. р 6 г а рыб ы-м е ч а, доставляется нарвалом, при- надлежащим к классу китообразных. Слоно- вая кость в тесном смысле, т. е. от слона, содержит 56—59% (иногда до 64%) фосфор- нокислого кальция, небольшое количество углекислого кальция, 24% органических ве- ществ, при кипячении с водой дающих же- латину, и 11% воды; состав других видов животной слоновой К. близок к указанному выше. В физич. отношении слоновая К. ха- рактеризуется следующими константами:мо- дуль упругости—900 кг/лип2; скорость зву- ка—3012,7 м/ск; показатель преломления nD для обыкновенного луча 1,5392, для необык- новенного 1,5407; диэлектрич. коэфициент (при частоте 80—85 пер/ск.)—6,90;объемное Электр, сопротивление—2 10а й-с.м; поверх- ностное электрич. сопротивление при 90—• 100% относительной влажности воздуха— 4-10’ S-см-, отношение удельных сопротив- лений е8(): е20 при изменении (° с 30° на 20° составляет 0,62. Строение слоновой К. По анато- мич. строению зубы млекопитающих состоят из соединительной ткани, дентина, на к-рую на выступающей части зуба (корон- ке) наложен слой твердого рогообразного вещества—зубной эмали; часть, скрытая в Фиг. 2. десне (корне), покрыта слоем костеобразно- го вещества—зубного цемента. Химически дентин близок к костному веществу, но от- личается от него по структуре, так как со- стоит из массы так называемого глобуляр- ного строения, сложенной мелкими шари- ками (глобулами). Гистологии, строение настоящей слоновой и мамон- товой кости характеризуется четырьмя системами ли- ний, 1) дентиновые каналы—слегка волнистые линии, направленные J. к внешней поверхности; 2) контурные линии, видимые на радиальном сечении бивня и со- стоящие из чередующихся темных и светлых полосок, пересекающих дентиновые каналы под прямым углом; 3) зоны нарастания—темные и светлые полосы, па- раллельные контурным линиям; 4) шрегеровы ли- пни—видимый на поперечном сечении ромбический рисунок, называемый гиль о ши ровной слоно- вой кости (см. фиг. 2—продольный и Поперечный раз- рез слоновой кости).
133 кость 134 Виды животной слоновой К. На- стоящая слоновая К.—см. ниже. Гип- попотам овая К. получается главным образ, из нижних клыков гиппопотама. При высушивании зубы расщепляются по длине на две равные части; дентин этой К.—чис- то белого цвета и показывает слабую гильо- шировку. По качеству гиппопотамовая кость отличается особенно высокими свойствами, но не дает кусков значительной величины. Моржовая кость добывается из клыков двух видов моржа. Вдоль этих клыков по всей длине проходит остеодентиновый сер- дечник, к-рый называется промышленника- ми «свилью» и технически не применяется. НарваловаяК., или «рыбий зуб», пред- ставляет собою верхние бивни (левые) взрос- лого самца нарвала, пронизанные бесчис- ленными трещинами и бороздами и покры- тые слоем цемента. Каталоговая К. характеризуется желтовато-бурым денти- ном, сквозь к-рый проходит полупрозрач- ный белый или янтарно-желтый остеодентин; кость эта встречается лишь в виде мелких кусков и потому идет на выделку мелких предметов. Обработкаслоновой К. Свеже- добытый клык слона, теряя влагу, ссыхает- ся в продольном и в радиальном направле- ниях; сушка, во избежание появления тре- щин, должна производиться очень медлен- но. Животная слоновая кость обрабатывает- ся подобно дереву, но с некоторыми предо- сторожностями, чтобы не получить больших отходов ценного материала и не вызвать растрескивания. Распиловка ее производит- ся тонкой пилой с довольно крупными нераз- веденными зубцами. На токарном станке стараются отрезывать кольца, а не снимать стружку; режущими инструментами слоно- вую кость стараются не строгать, а скоб- лить. Шлифовка производится хвощом с во- дой, затем отмученной пемзой с водой; при подготовке поверхности к гравировке шли- фование производят при помощи щетки или войлока. Полируется слоновая кость трепе- лом или мелом на тряпке с мыльной водой. Существуют приемы размягчения слоновой К., например в разбавленной уксусной к-те, азотной к-те (6 ч. кислоты на 15 ч. воды; изделие выдерживается в жидкости 3—4 дня) и в фосфорной к-те удельн. веса 1,13. Раз- мягченный материал теряет часть фосфор- нокислого кальция и тогда может гнуться и формоваться. Для'возвращения твердости отформированный материал обрабатывают горячей водой или выдерживают в порошке сухой поваренной соли. По другому способу слоновую кость для размягчения погружа- ют на 24 часа в раствор квасцов с добав- кою соляной кислоты. Все подобные прие- мы ухудшают качество слоновой К. Склей- ку слоновой кости производят при помощи рыбьего клея, растворенного в разбавленном спирте; чтобы сделать места склейки менее заметными, к клею прибавляют цинковых белил. Другой рецепт клея: 1 ч. мыла и 2 ч. желатины в 30 ч. воды; раствор упаривают до 15 объема, фильтруют в горячем виде и разбавляют раствором мастики в 1,5 час- тях спирта, добавляя < ще 1 ч. цинковых бе- лил. Хрупкость очень старой слоновой кости может быть уменьшена кипячением изделий в водном растворе белка. Отбелка пожелтев- шей слоновой кости производится водной сернистой кислотой в течение 2—4 час. (га- зообразный SO2 вызывает растрескивание) или выдержкой на солнце в увлажненном состоянии под колоколом, или погружением на несколько дней в раствор хлорной из- вести (1 : 4), или наконец покрытием изде- лий смесью скипидара со спиртом (1:3) и последующим высушиванием на солнце. Со- хранение белизны достигается выдержкой изделий в растворе из 25 частей чистых цинковых белил, 40 см3 воды и 50 г конц. соляной кислоты, разбавленной 150 с.и3 во- ды, к которому добавляют столько аммиака, чтобы выпавшая сначала гидроокись цинка вновь растворилась; голубовато-белый тон достигается прибавкой медного купороса. Для отбелки пожелтевших фортепианных клавишей их промывают раствором соды и накладывают жидкое тесто из хлорной извести, которое через несколько часов смы- вают водой. Окраска слоновой К. может производить- ся методами, указанными выше для окрас- ки К. вообще; кроме того существует ряд приемов окрашивания, годных только для слоновой К. Так, черная окраска достигает- ся выдержкой изделий в слабом растворе азотнокислого серебра и последующей суш- кой на солнце или трехчасовой выдерж- кой в 10%-ном отваре кампешевого дерева с содой и последующей обработкой 7%-ным раствором хромовокислого калия; пурпур- но-красная—выдержкой в растворе хлор- ного золота и последующей сушкой на солн- це; желтая—многочасовой выдержкой в ра- створе уксуснокислого свинца и последу- ющей обработкой раствором двухромово- кислого калия; бирюзовая—аммиачным рас- твором окиси меди; коричневая—аммиачным раствором пирогаллола; хороший результат дает также марганцовокислый калий (см. выше). Бильярдные шары из естественной и искусственной слоновой кости подвергают 6—15-минутной обработке раствором эози- на в 90%-ном спирте, подкисленном уксус- ной кислотой; затем шары обмывают, просу- шивают и натирают раствором воска в ски- пидаре; места, которые должны оставаться белыми, перед погружением в ванну покры- вают воском. Слоновую кость можно также серебрить, для чего ее сперва чернят рас- твором азотнокислого серебра, а затем поли- руют кожей. Для цветной гравировки по слоновой К. материал шлифуют, полируют и покрывают литографской олифой; по высыхании ее на- носят гравировку, и наконец предмет траг- вится в соляной к-те при 5° Вё. Для полу- чения определенного цвета к соляной кисло- те прибавляют: для голубого цвета—инди- го-кармин, для красного—красный кармин, для зеленого—медную краску, для желтого— шафран и т. д. Для получения черной гра- вировки поверхность предмета, на которой нанесен слой воска и процарапан узор, об- рабатывают водным раствором азотнокисло- го серебра, после чего предмет выставляют на солнце; через 1—2 дня рисунок вполне чернеет. Существуют различные приемы на- ♦5
135 КОСТЬ 136 несения на поверхность слоновой кости фо- тографических изображений. Для наклейки -отпечатков, выполненных на целлюлоиде, употребляют лак Валенты (5 ч. даммара, 1 ч. мастики, 100 ч. нитробензола и 2 части ла- вандового масла). Для получения отпечатка непосредственно на слоновой кости отшли- фованное изделие выдерживают 2—3 дня в растворе двойной щавелевокислой соли же- леза и аммония; после просушки экспони- руют под негативом (45—60 мин.) на солнце и проявляют раствором щавелевой кислоты и красной кровяной соли; после просушки избыток светочувствительной соли удаля- ют кистью. Для получения синего тона отпе- чаток погружают в слабый раствор циани- стого калия. Лучший сорт настоящей слоновой кости идет из Гвинеи; он полупрозрачен, тверд и менее других желтеет со временем. Восточноафриканская слоновая кость поступает через Абиссинию; этот сорт менее прозрачен, темнее западноафриканского, часто имеет изломы и трещины и быстрее желтеет. Индийская и индо-китайская слоновая кость вывозится преиму- щественно в Китай; более редкий и более ценный сорт ее—сиамская слоновая К. Гиппопотамовая К. похожа на слоновую, но белее, тверже и характе- ризуется синеватым оттенком. Другие виды животной слоновой К. по качеству ниже перечисленных. Бу- дучи добываема из животных вымирающих (слоны, гиппопотамы, кашалоты, моржи) или вымерших (ма- монты), животная слоновая кость становится посте- пенно материалом все более редким, и импорт ее со- кращается; тем не менее, вследствие конкуренции со стороны растительной и искусственной слоновой К., цена настоящей слоновой К. падает. Так, в 1890 году в Антверпене 1 кг животной слоновой К. стоил 24 фр., а в 1900 г.—только 10 Фр. В начале 20 века европ. рынки получали в год около 600 т животной слоно- вой К., из которых половина шла в Великобританию. В 1898 году в Англию было ввезено слоновой К. 500 т на 410 000 фн. ст., а в США—135 т на 428 000 долл. 2. Растительная слоновая К. Растительные заменители слоновой К. полу- чаются из различных видов тропич. пальм и представляют собой б. ч. питательную ткань (эндосперм) семян, стенки клеток которой состоят из утолщенной целлюлозы. Сюда относятся так назыв. каменные орехи сло- новокостных пальм (Phytelephas), винной пальмы (Raphia vinifera) и пальмы дум (Hyphaene thebaica), соломоноостровские и каролинские орехи, доставляемые разны- ми видами Coelococcus; кроме того в каче- стве растительной слоновой К. в промыш- ленности идет также твердая скорлупа (эн- докарп) орехов нек-рых пальм Attalea. Наи- большую рыночную ценность представляют настоящие каменные орехи—семена Phyte- lephas. Соплодия этих деревьев, величиной с голову, состоят из 6 или более сросшихся грушевидных плодов; каждый из этих пло- дов содержит от 4 до 6 орехов, неправильно яйцевидных, окруженных очень твердой хрупкой скорлупой черного цвета; зерно, буроватое с поверхности, внутри голубова- того или желтовато-белого цвета. Особенно ценятся мелкие орехи, так как крупные при просушке дают трещины. В сухом состоянии растительная слоновая кость трудно режет- ся ножом, но хорошо обтачивается и при- нимает краску; в теплой воде она несколько размягчается. Применяется она для произ- водства пуговиц, запонок, набалдашников как имитация слоновой. К., окрашивается под коралл и бирюзу; крошка идет на корм скоту, для фальсификации пряностей, кофе и т. д. Растительная слоновая К. является одним из важнейших предметов вывоза для побережья Мексиканского залива. Обработка. Растительная слоновая кость из семян пальмы дум (корозо) обла- дает естественной розоватой окраской; эта последняя может быть уничтожена, причем материал становится непрозрачным и спо- собным прокрашиваться в различные цве- та, если его обезжирить раствором мыла, затем отбелить в растворе алюмината нат- рия, промыть, обработать раствором марган- цовокислого калия, затем снова промыть и снять побурелость раствором бисульфи- та натрия; обработку заканчивают покрыти- ем изделия лаком [’]. Окраска растительной слоновой К. ведется после обезжирения из- делий бензином, промывки 5 %-ным раство- ром поташа, отбелки 2—3 %-ным водным ' раствором щавелевой к-ты, погружения на несколько секунд в конц. серную кислоту и наконец тщательной промывки. Для окрас- ки применяют фуксин, эозин, родамин, ма- лахитовый зеленый, метиленовый зеленый, сафранин, бисмарк коричневый, хризои- дин, метиленовый синий, различные азокра- сители, джутовый черный и черный бает; окрашивание ведется в теплой ванне без каких-либо прибавок. Индулин, прочный синий и блестящий красный RR применя- ются в растворах с 2% квасцов и 2% уксус- ной кислоты. Для тусклых тонов применяют диаминовые красители, причем предметы ки- пятят в течение 1 часа в их растворах с при- бавкой 1 г соды и 5—10 г глауберовой соли на 1 л воды, и охлаждают в той же ванне. При окрашивании основными красителями в ванну добавляет уксусной к-ты. Можно также тонировать растительную слоновую К., протравливая ее металлич. солями, иног- да в присутствии дубильных веществ или пирогаллола. Железный купорос дает оттен- ки крем и шамуа, медный купорос—от жел- товато-зеленого до оливкового; слабые рас- творы уксуснокислого железа дают желто- вато-серый тон, а при последующей обработ- ке 1 %-ным раствором таннина—голубовато- серый; тот же раствор с последующей об- работкой пирогаллолом (1%-ный раствор)— красновато-серый тон. Медный купорос и об- работка 1 %-ным раствором таннина дают табачно-бурый цвет; железный и медный ку- порос с обработкой таннином—глубокий серый, та же смесь с обработкой пирогалло- лом—от бурого до черного; для более тем- ных тонов следует применять более крепкие растворы. Выдержка в 8%-ном растворе йодистого калия и обработка после просуш- ки 2,5%-ным раствором сулемы дают ро- зово-красный цвет. Можно получать также иризирующую окраску изделий из расти- тельной слоновой К., выдерживая их после- довательно в растворах: а) азотнокислого серебра, б) сулемы, затем в) солей железа, олова, меди или сурьмы и наконец обраба- тывая парами сернистого аммония. Полировка изделий из растительной сло- новой К. производится на полировальных камнях различи, твердости. Камень для пер- вой шлифовки приготовляется из смеси 70 ч. наждака, 0,4 ч. серного цвета, 18 ч. окиси цинка и 8 ч. шеллака в тонком порошке; смесь прессуется в формах при постепенно
137 КОСТЬ 138 возрастающем давлении. Камень для тонкой шлифовки изготовляется из 50 ч. наждака «0000», 5 ч. серного цвета, 27 ч. окиси цинка и 8 ч. шеллака. Окончательная отделка до- стигается полировальными шарами, покры- тыми станиолем или посыпаемыми окисью цинка, тальком или крокусом. Существует ряд пластич. масс для поддел- ки растительной слоновой К. Одна из та- ких композиций изготовляется из бумаж- ного теста, клея, мела, измельченной кожи и вареного картофеля [8]. По другому спо- собу, листы бумаги пропитывают живот- ным клеем, накладывают друг на друга, ду- бят и после отверждения при помощи изве- стковой воды сильно прессуют во влажном состоянии при высоком давлении [’]. Тре- тий способ состоит в образовании теста из из- мельченной в порошок непроклеенной бу- маги, цинковых белил и раствора сандара- ка. Полученное таким образом тесто валь- цуют или прессуют. 3. Слоновая К. искусственная. Многочисленные виды искусственной сло- новой кости могут быть подразделены на три группы. 1) Искусственная слоновая К., по- добная естественной по внешнему виду и фи- зич. свойствам и близкая к ней по химиче- скому составу. Исходным сырьем для полу- чения материалов этой категории служит < лоновая К. естественная (например отходы при обработке), а также К. и рога животных. 2) Искусственная слоновая кость, подобная естественной по виду и физич. свойствам, но резко отличающаяся по хим. составу. Сю- да относятся главн. обр. продукты обработки и переработки целлюлозы и ее эстеров— различные виды специального папье-маше, пергамента, целлюлоида и т. д.; сюда же следует отнести казеиновые, гуттаперчевые, альдегидно-фенольные и прочие пластиче- ские массы. 3) Искусственная слоновая К. подобна естественной по виду, но сущест- венно отличается от нее как по многим фи- зическим свойствам, так и по химическому составу. К этой группе относятся многие пла- стические массы, и в частности керамические в роде слоновокостпого фарфора (см. выше). Для превращения К. животных или отхо- дов, получаемых при обработке слоновой ко- сти, в сплошные массы, по физич. свойствам близко подходящие к настоящей слоновой К., исходный материал обычно размягчают варкой, распариванием или химич. маце- рированием и затем цементируют белковыми веществами, смолами или неоргапическ. сое- динениями, применяя в некоторых случаях и прессование. 1) Способ Микша (Micksch). Смесь составляется из естественной слоно- вой кости в виде опилок или мелочи, измель- ченной животной кости и обрезков рога в пропорции 2 : 2,5 : 0,5. Исходные вещества выдерживают порознь 10—14 дней в ваннах, составленных по следующим рецептам: Обрабат. материал Состав ванны Слоновая кость . . . 20% фосфорной к-ты, 10% вин- нон к-ты, 1% соляной к-ты Кость животная . . 100 ч. углекислого натрия, 40 ч. уксусной к-ты, 24 ч. ли- монной к-ты Per............... 10% едкого натра, 6% фос- форной кислоты, 2% азот- ной кислоты Получившиеся кашицы смешивают при 1° 30—35°, отжимают на ситах, размешивают со спиртом и затем к ним добавляют резини- тового, шеллакового или канифольного лака (иногда волокна склеиваются казеином или клеем). Полученная масса может отливаться или прессоваться. Предметы цз нее—нехруп- ки, кислотостойки, полируются, обрабаты- ваются на токарном станке, выдерживают значительное нагревание. Своим просвечи- вающим видом эта масса напоминает пожел- тевшую слоновую К. Отбелка, в случае на- добности, производится перекисью водоро- да. 2) Способ Мунка. Измельченную К. под- вергают 10—14-дневному воздействию хлор- ной извести, затем промывают,просушивают, обрабатывают паром в котле, смешивают с 2,5%-ным раствором квасцов, окрашивают и отливают в формы. Полученные изделия от- верждают 8—10-часовым действием холод- ного раствора квасцов. 3) Способ Майялля (Mayall). Тесто, приготовленное из равных частей костяного порошка и яичного белка или клея или же из 2 ч. сернокислого ба- рия и 1 ч. белка, подвергают прессованию. 4) Искусственная слоновая К. из белил. 5 ч. порошка слоновой К. и 3 ч. свинцовых или цинковых белил перемешивают с раствором 8 ч. белого шеллака в 16 ч. этилового спирта; смесь нагревают до 100° и прессуют в фор- мах, нагретых до 150°, после чего изделия обтачивают и полируют. 5) Способ Паркерта (О. Parkert). К 400 ч. тонкой костяной муки прибавляют 7 ч. безводного фосфорнокисло- го аммония и прессуют массу в формах; для более быстрого схватывания иногда добав- ляют к смеси раствор гуммилака; растворе- ние оссеина м. б. предотвращено добавкой небольшого количества сернокислого цинка. 6) 200 ч. казеина растворяют в 50 ч. водного аммиака (или 450 ч. альбумина—в 400 ч. воды) и добавляют последовательно: 420 ч. негашеной извести, 150 ч. уксуснокислого алюминия (при изготовлении предметов тем- ного цвета заменяется 75—100 ч. таннина), 50 ч.квасцов, 1 200 ч. жженого гипсаи 100 ч. растительного масла. После тщательного вы- мешивания массу раскатывают в листы же- лаемой толщины, просушивают и подвер- гают горячей прессовке. После прессовки изделия выдерживают в ванне из 10 ч. воды, 100 ч. светлого клея и 1 ч. фосфорной кисло- ты, затем просушивают, полируют и покры- вают раствором гуммилака. Подобный же состав применяется для изготовления биль- ярдных шаров [10]. 7) Способ Гиатта (Hyatt) [и]. 8 ч. гуммилака растворяют в 32 ч. вод- ного аммиака уд. в. 0,995 при непрерывном встряхивании и t° 37,5°; к полученному си- ропообразному раствору добавляют 40 час- тей окиси цинка, тщательно перемешивают и растирают на краскотерке. Смесь накла- дывают на стеклянные пластины и сушат на воздухе; после просушки ее размалывают в тонкий порошок, который подвергают прес- совке при давлении 160 кг/см2 и температуре 125—137,5°. В случае надобности к смеси до- бавляется краска. 8) Способ Паркерта. Пла- вят 40 ч. буры с 20 ч. углекислого натрия и с анилиновой краской; сюда же добавля- ется 75 частей литопона, 18 ч. цинковых бе- лил и 12 ч. асбеста. 9) Способ Гарраса [12j-
139 КОСТЯНАЯ МУКА 140 Заготовляют три состава: а) процеженный через полотно раствор 100 0 светлого клея в 1 л воды; б) целлюлозную суспензию из 50 0 отбеленной целлюлозы или бумажной массы и 3,5 л воды; в) теплый раствор 50 0 квасцов в 1 л кипящей воды. Далее смешивают 75 0 раствора (а), 200 0 суспензии (б), 200 0 воды и 250 0 алебастра, пропущенного через тон- кое сито; после тщательного размешивания добавляют 200 0 раствора (в) и полученный состав разливают по металлич. формам, сма- занным маслом; формы должны иметь рам- ки. По удалении пузырьков воздуха формы накрывают влажным холстом и, наложив железную или деревянную пластинку, со- ответствующую обрамлению формы, кладут под пресс. По истечении 15 м. изделие м. б. извлечено и тогда его очищают от жирных веществ в бане из кипящей воды. Затем его просушивают в шкафу и погружают в кипя- щую ванну из равных количеств воска и сте- арина, где выдерживают до пропитки. После охлаждения изделиям сообщают глянец шел- ковыми щетками. 10) Искусственная слоно- вая кость из казеина. Разминают в мял- ке смесь из 100 ч. казеина и 20—60 ч. 90— 95°-ного спирта, добавляют 5—10 ч. буры в водном растворе; после тщательного разми- нания тесто раскатывают и полученные пла- стины прессуют в горячих формах под дав- лением 15—50 кг 1см2. После этого пласти- ны выдерживают в течение 12—24 часов, смотря по толщине, в ,15—20%-ном раство- ре уксусного, бензойного или кротонового альдегида или в смеси этих веществ и просу- шивают в токе теплого воздуха. 11) Способ Сореля. 50 ч. картофельного крахмала сме- шивают с 50 ч. 55%-ного . раствора хлори- стого цинка, 5 ч. окиси цинка, 1 ч. винного камня и 1ч. соляной к-ты. 12)Искусственная слоновая К. из извести [13]. 100 ч. негашеной извести, 0,16 ,ч. углекислого кальция, 1— 2 ч. окиси магния, 5 ч. осажденной гидро- окиси алюминия, 20 ч. альбумина и 15 ч. же- латины смешивают с раствором 75 ч. фосфор- ной кислоты (уд. в. 1,05—1,07) в 300 ч. воды. Тесто формуется, после чего изделия сох- нут при 15—22° в течение 1—2 дней, а затем подвергаются горячей прессовке в формах при 122° и давлении 300 кг!см2. 13) Отделка поверхности искусственной слоновой К. [и]. Для имитации характерного рисунка есте- ственной слоновой кости изделия покрыва- ют смесью из 80 ч. жидкого коллодия, 60 ч. сандарака и 2 ч. скипидара. Предложены также имитации слоновой К. из синтетич. смол. 14) Способ Эллиса [16|. Ацетон и формальдегид подвергаются кон- денсации в присутствии катализаторов; ко- гда продукт достигнет сиропообразной кон- систенции, к нему примешивают, охлаждая при этом, раствор едкой щелочи и затем раз- ливают в холодные формы. 15) Способ Пар- керта [1в]. 4 ч. фенольной лаковой смолы (ре- зинита или бакелита) смешивают с 1 ч. копа- лового лака, 3 частями целлюлоидной крош- ки и 1—2% сернокислого бария. Для более легких масс смешивают 2 части целлюло- идной крошки, 3 ч. фенольной смолы и 1 ч. магнезии. Для очень легких масс требуется 4 ч. целлюлоидной крошки, 1 ч. бумажной муки и 2 ч. резинитового лака; сюда добавля- ется некоторое количество цинковых белил или магнезии. 16) Способ Маркварда. Через раствор 2 ч. каучука в 32 ч. хлороформа про- пускают газообразный аммиак до полного побеления раствора; полученный пенистый продукт промывают водой при 85°, прессуют и замешивают в тесто с нек-рым количеством хлороформа и тонко растертого фосфорно- кислого кальция или углекислого цинка; из этого теста прессуются изделия. 17) Спо- соб Дедда (R. Dedd). Исходным материалом служат бобы сои, к-рые подвергаются обез- жириванию под прессами или экстракцией и размалыванию в муку. Вода, настоенная на 10 кг этой муки, после процеживания нагре- вается до 49° и смешивается с краской и рас- твором из 1 кг сернокислого алюминия и 200 см3 формалина (или же из 4 кг сернокис- лого алюминия, 200 см3 соляной кислоты, 200 см3 формалина) в 4 500 см3 воды. Пла- стин. массу разливают по формам, отливки отверждают в формалиновой ванне и сушат. Лит.: 1) Г. П. 204455; а) Австр. П. 46039; ») Г. II. 197257; Ц Ан. П. 8423/85; ») Ан. II. 2020/96; «) Австр. II. 2225; ’) Г.П. 239586; s) Австрийский П. 308643; ») Г.П. 342697; »») Г. П. 12132; U) Г. П. 16413; 1“) Г. П. 3008; 1Э) Г. П. 55246; Ч) Г. П. 125535; 1°) Ам. П. 1514509 (ср. также Ф. П. 478874); к) Parkert О., «Kunst- stoffe», Milnchen, 1916, Jg. 6, p. 39. Огнев И. Ф., Курс гистологии, Москва, 1925; Терлецкий Г. Н., Производство роговых и ко- стяных изделий, Екатеринослав, 1892; Friedberg W„ Verwertung d. Knochen aut chemlschem Wege, Wien—Leipzig, 1901; And ds L., Verarbeitung d. Hornes, Elfenbeins, Schildpattes, d. Knochen und d. Perlmutter, Wien—Leipzig, 1911; Fischer, Verar- beitung d. HOlzer, d. Hornes u. s. w., Leipzig, 1890; «Leipz. Drechsler-Ztg», Leipzig, 1911, p. 439 (перера- ботка кости); «Techn. Rundschau», Berlin, 1908, p. 64 (принцип переработки); Haefke H., Die technische Verwertung v. thlerischen Kadavern, Wien—Leipzig, 1899; P 6 s e h 1 V., Warenkunde, 2 Auflage, B. 2, p. 315—318, Stg., 1924; Scherer R., Lebensmittel, W.—Leipzig, 1919; В e r s e h W., Moderne Landwlrt- schaft, W.—Lpz., 1903; Pogue S. E., The Turqu- oise, «Memorials of the National Academy of Sciences», Washington, 1914, v. 12; «Sprechsaal», Coburg, 1884, p. 521; 1902, p. 1122; 1904, p. 643; 1908, p. 332; H a- nausek Ed., Die Technologic d. Drechslerkunst, Wien, 1911; Wiesner J., Rohstoffe d. Pflanzenrei- ches, 4 Auflage, B. 2, Leipzig, 1928; Hanausek, Lehrbuch d. Materlalienkunde, W., 1891; Lehner S., Die Imitatlonen, 4 Auflage, W.—Lpz., 1926; M o- 1 1 s e'h H.,«Zentralorgan f. Warenkunde u. Technologic», p. 103, Stg., 1891; Fritsch J., Fabrication des matldres plastlques, p. 315—323, Paris, 1926; Leh- ner S., Die Imitatlonen, 4 Auflage, W.—Lpz., 1926; Fischer E. J., «Kunststoffe», Meh., 1916, Jg. 6, p. 101, 116. П. Флоренский. КОСТЯНАЯ МУКА, фосфорнокислое удо- брение, приготовляемое из костей животных. Химический состав костей по Гольдефлейсу приведен в табл. 1, Табл. (.-Химический состав костей по Гольде ф ле it су (в %). Составные части костей Лоша- дей Рогат, скота Сви- ней Органические азотсодержа- щие вещества 36,19 33,65 Азота в них Минеральные вещества 5,56 5,22 5,39 (всего в них содержится): 63,81 24,56 66,55 — фосфорной к-ты* 26,18 23,0 Углекислоты 4,14 4,03 — Серной к-ты 0,17 0,18 — Кальция , . . 34,2 34,69 29,56 Магния 0,34 0,66 0,58 * РсО8 находится в костях гл. обр. в малопо- движной форме [Са3(РО4)2].
141 КОСТЯНОЕ МАСЛО 142 Применение костей на фосфорнокислое удобрение практиковалось с давних пор и до появления томасшлака К. м. была одним из самых распростра- ненных фосфорнокислых удобрений. С появлением томасшлака и по мере развития суперфосфатно- го производства К. м. в странах 3.Европы все бо- лее отступает на задний план.В 1927/28 году К.м. в СССР производилось около 29 000 т, или 15% от всего производства фосфорнокислых удобре- ний у нас. При надлежа- щей организации сбора костей производство К.м. в СССР может быть уве- личено во много раз. В за- висимости от характера переработки кости полу- чаются разные виды К. м. При примитивной обработке кости, т. е. только при дроб- лении и размоле, получается сырая К. м. Для лучшего из- мельчения кости ее предвари- тельно сушат. Получаемый продукт представляет жирную и мажущую, желто-серую ком- коватую массу с содержанием 16-24% РаО6, 3—5% N и 25— 30%СаО. Благодаря трудности полного измельчения сырой ко- сти и высокому содержанию в полученной К.м.жировых веществ, затрудняющих ее разложение, этот вид К. м. считается наихудшим и в настоящее время в странах 3. Нвропы отсутствует на рынке. Более совершенным, но все же примитивнымспособомобработки костей являет- ся предварительное обезжиривание костей в кипящей воде, затем сушка и размол, к-рый в этом случае про- изводится легче и более совершенно. Этот вид К. м. называется пареной необесклеенной К. м. Она желто-белого цвета, содержит 19—23% PaOt, 3,8—4,5% N и достаточно суха. В парфюмерном, же- латиновом и нек-рых других производствах кость под- вергается более совершенной обработке. Получаемая из нее К. м. является сухой обесклеенной и в значитель- ной мере обезжиренной, содержит до 27—32% РаО6, до 25% СаО и только 0,5—2% N. С удалением избытка жировых веществ фосфор К. м. становится более до- ступным для растений, так как оставшееся органиче- емое вещество легко минерализуется в почве, а остав- шийся азот также хорошо используется растениями. В сравнительной оценке К. м. как фосфорнокис- лого удобрения существует большое разногласие. Данные многочисленных работ, проведенных в Гер- мании, Англии и Японии, противоречивы. Действие К. м. зависит от почвы, от растения, от сопутствующих удобрений и от общих климатич. условий. По немец- ким данным (Шульце, 1910—12 гг.), относит, действие К. м , по сравнению с суперфосфатом (действие к-рого принято за 100) и с томасшлаком, выражается т. об.: Растения Томас- шлак Костяная мука обезжи- ренная 1 бескле- енная Злаки (овес, ячмень) Разные (горчица, 109 50 | 55 гречиха) Бобовые (вика, се- 143 70 | 76 раделла) 137 45 1 1 50 По данным полевых опытов Научн. ин-та удобрений (1928 г.), обесклееппая К. м. по своему действию стоит заметно выше фосфорита, по уступает действию супер- фосфата. Удобрения вносились из расчета 60 кг РаО5. Немецкие авторы рекомендуют применять К. м. на легких почвах, а также на верхо- вых торфяниках и избегать ее применения на тяжелых почвах. При оценке ими К. м. как фосфорнокислого удобрения грубо при- нимается, что 100 кг Р2О5 в суперфосфате отвечают 150 кг Р2О5 в К. м. Многичислен- Т а б л. 2.—Д ействие фосфатов на фоне селитры и калийной соли. Почвы Число опы- тов Растение Прибавки от Относительн. прибавка по сравн. с су- перфосф. в % от супер- фосф. К. м. фосфо- рита К. м. фосфо- рита Подзолист, зоны . 4 Картофель (клубни) 26,0 22,9 16,3 88 71,2 Сев. черноземы . . 6 Сах. свек- ла (корни) 41,1 40,3 27,3 98 66,4 Южн. черноземы . . 2 Картофель (клубни) 24,5 18,4 13,9 75 56,7 Табл. 3.—Действие фосфатов на фоне сернокислого аммония и калиевой соли. Почвы Число ОПЫ-1 тов 1 Растение Прибавки от Относительн. прибавка по сравн. с су- перфосф.в%от су пер- фосф. К. м. фосфо- рита К. м. фосфо- рита Подзолист, зоны . . 4 Картофель (клубни) 39,6 20,3 15,4 51,3 38,8 Сев. черноземы . . 6 Сахарная свекла (корни) 64,0 53,5 44,7 82,0 70,0 Южн. черноземы . 3 Картофель (клубшЦ 21,3 14,4 8,5 67,6 40,0 ные лабораторные и полевые опыты, прове- денные в СССР, заставляют не соглашаться с такой оценкой К. м. и показывают, что на наших истощенных почвах К. м. явля- ется достаточно хорошим удобрением. См. Удобрение. Лит.: Прянишников Д. Н., Учение об удобрении, Берлин, 1922; Удобрения и урожай, «Тру- ды Научного института по удобрениям», Москва, 1926—27, вып. 1—4; Holdefleiss, Dag Knochen- mchl, seine Bedeutung und Verwandung, Berlin, 1890; Kleber ger W., Grundzilge d. Pflanzenernahrungs- lehre u. Dilngelehre, B. 2, B., 1927. Д. Дружинин. КОСТЯНОЕ МАСЛО, жидкая часть костя- ного жира (см.), получаемая заморажива- нием его с последующим прессованием. КОСТЯНОЙ ЖИР, жир, получаемый из костного мозга млекопитающих—лошадей, коров, овец и т. п.; имеет салообразную кон- систенцию. Отделяемая от него прессовани- ем жидкая часть называется костяным маслом. Масло, добываемое из копыт жи- вотных, называется копытным мас- лом. Для получения К. ж. на бойнях со- бирают свежие кости, отмывают их водой от крови и грязи в специальных машинах, соскабливают мясо и измельчают в косте- дробилках. Извлекают К. ж. кипячением костей с водой или действием на них пара. Такой жир носит название натураль- ного; он желтоватого или бурого цвета, не- приятного запаха. Экстракция К. ж. бен- зином дает продукт худшего качества с большим содержанием свободных жирных к-т, кальциевых солей и красящих веществ. Четыреххлористый углерод СС14, наоборот, извлекает жир по качеству выше натураль- ного и ценимый дороже. Натуральный К. ж. легко обесцвечивается отбельными землями; извлеченный бензином—обесцвечивается с
143 КОТЕЛЬНАЯ АРМАТУРА 144 трудом и неполно. Удельн. вес К. ж. Л15 5= =0,9144-0,916, 4°„л. 214-22°, t°3am. 154-17°, «титр» жирных к-т) 394-42°, содержа- ние воды 1—1,5%, неомыляемых 0,5—2%, загрязнения—кальциевые соли жирных к-т. К. ж. употребляют гл. обр. в мыловарен- ной промышленности. Мыловары избегают К. ж., полученного экстракцией, т. к. мыло получается неприятного запаха и вида (пят- нистое); такой жир употребляется для про- изводства стеарина. Костяное масло стойко на воздухе и счи- тается одним из лучших смазочных веществ для точных механизмов (часов, швейных ма- шин). Главное требование, предъявляемое к костяному маслу,—способность не замер- зать при низких t°, что важно например для уличных часов. Для получения костяного масла К. ж. охлаждают до -154- -30° и прес- суют; получаемый фильтрат сохраняет жид- кую консистенцию при t° выше той, при ко- торой производилось вымораживание. Копытное масло—жидкой консистенции. Бычье копытное масло—светложелтого цве- та, 10аа<т. 04-10°, удельный вес 0,9164, кис- лотность’ (на олеиновую кислоту) 0,75, не- омыляемых 0,12—0,65%; содержит олеино- вую, стеариновую и пальмитиновую кисло- ты и холестерин; титр 28—30°. Конское ко- пытное масло: удельный вес 0,9202—0,927 (15°), титр 27,1—28,6°; обычно оно прода- ется в смеси с бычьим копытным маслом. Ба- ранье копытное масло: уд. в. 0,9175 (15°), 04-15°, титр 20—21°. Копытное масло применяют в качестве смазочного матери- ала, а также в кожевенном деле. Производство К. ж. распространено главн. обр. в С. Америке и во Франции. Лит.: Technologic der Fette u. Ole, herausgegeben v. G. Hefter, B. 2, Berlin, 1908; Dubovltz H., «Zeitschrift d. dcutschen 01- u. Fettindustrie», Berlin, 1923, p. 593. С. Иванов. КОТЕЛЬНАЯ АРМАТУРА, см. Котлы па- ровые. КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, см. Котлы паровые. КОТЛОВАН, всякая выемка в земле, сде- ланная с целью последующего заложения в ней фундамента какого-нибудь сооружения. Котлованы разделяются на открытые и за- крытые; первые роют без применения сжато- го воздуха, а вторые—с применением (в кес- сонах). К. бывают сухие, в к-рых нет грунто- вой воды (см.), и мокрые, которые роют с во- доотливом (см.). Кроме того К. разделяются на сплошные и несплошные, т. е. в виде от- дельных рвов (канав)и столбиков. Сплошные котлованы делаются при возведении искус- ственных сооружений (мостов, труб и т. п.) и при устройстве подвальных помещений в гражданских постройках в тех случаях, ко- гда невыбранная междуфундаментная зем- ля по объему незначительна, а для произ- водства работ представляет значительное неудобство. Основные показатели котлована—его глу- бина и размеры по низу в плане. Глубина К. определяется отметкой заложения фун- дамента, которая в свою очередь зависит от рода и качества грунта и от давления соору- жения на единицу площади подошвы осно- вания. Размеры котлована в плане должны соответствовать размерам фундамента с за- пасом 54-15 ем в каждую сторону, для того чтобы при некоторой неправильности в вы- рытии К. заложение кладки фундамента все же было сделано правильно. Кроме того запас между кладкою фундамента и стенкою К. предохраняет от загрязнения кладки осыпающимся грунтом. При слабых грунтах Фиг. 1. (рыхлых, сыпучих, сырых), когда не исклю- чена возможность обвала стенок К., разме- ры его по дну делаются с запасом до 1 л. Стенки, ограничивающие открытый котло- ван, в зависимости от рода, качества и со- стояния грунта, а также и от глубины выем- ки К., делают вертикальные или наклонные (откосные) разной крутизны. Вертикальные стенки К. делают при ка- менном, щебенистом и плотно слежавшемся грунте, а также в тех случаях, когда по ме- стным условиям, независимо от крепости грунта, стенки К. в силу необходимости приходится делать вертикальные за неиме- нием места для откосов. В последнем случае при слабом или сыром грунте, во избежание обрушения стенок К., последние обшивают досками сплошь или вразбежку и укрепля- ют распорами (фиг. 1). В других случаях при слабых грунтах стенки котлована делают наклонными (откосные). Крутизна откосов зависит от качества и состояния грунта и от глубины К. В тех случаях, когда грунт на- столько насыщен грунтовой водой, что для обеспечения устойчивости откосов К. при- шлось бы делать их очень пологими—с двой- ными, тройными и более заложениями (что- значительно увеличивает количество земля- ных работ, а следовательно и их стоимость), К. ограждают шпунтовым ограждением. Так же поступают и в тех случаях, когда по- верхность земли, в к-рой требуется вырыть К., покрыта водой,—т. е. забивают один или даже два шпунтовых ряда. При высоте напора воды до 3 м шпунтинм делают из досок толщ. 504-100 мм, а при высоте напора до 4,5—5 м—из брусьев тол- щиной до 1004-250 мм. Два ряда шпунтин (фиг. 2) на расстоянии между ними в сред- нем 1—1,5 м применяют при высоте напора, воды более 5 л; между рядами шпунтин
145 КОТЛОСТРОЕНИЕ 146 делают засыпку из мятой глины и глины с примесью крупного песка. Деревянные шпунтовые перемычки не отличаются боль- шой прочностью и значительной водонепро- ницаемостью. В США, Франции, Германии и ряде других стран Запада наибольшее распространение имеют сейчас железные шпунтовые сваи, прокатанные на специаль- ных вальцах, но в СССР их пока еще не применяют. Шпунтины плоского сечения (типа США и типа Лаккаванна) применяют при высоте напора воды до 6—7,5 м, а вы- пуклого сечения—корытообразного (типа Лаккаванна и Ренсом) и Z-образного (ти- па Ларсена)—при высоте напора до 9 м. В ог- ражденном перемычками пространстве обыч- но роют К., укрепляя перемычки примерно через каждый п. м по глубине распорами. Лит.: Бреннене Л., Устройство оснований I фундаментов, пер. с нем., СПБ, 1901; К у р д го- мо в В. И., Краткий курс оснований и Фундаментов, 2 изд., СПБ, 1897; Джекоби и Девис, Осно- вания и фундаменты мостов и зданий, пер. с англ., М., 1921; Дмоховский В. К., Курс оснований I фундаментов, М.—Л., 1927; Бернгард В. Р., Курс гражданской архитектуры, СПБ, 1910; В г е li- ne с к е L., Der Grundbau, 4 Aufl., В. 1, Berlin, 1927; Luckemann H., Der Grundbau, 2 Auflage, 1913; Jacoby a. Davis R., Foundations of Bridges a. Buildings, New York, 1925; Franzius, Der Grund- bau, B., 1927. H. Герливанов. КОТЛ ОСТРОЕНИЕ, отрасль промышленно- сти, занимающаяся производством паровых котлов. Основной деталью современных па- ровых котлов являются цилиндрич. бара- баны, выполняемые путем склепки отдель- ных листов, путем сварки листов и наконец путем отковки из целой болванки. Приме- няется иногда и смешанное изготовление ба- рабанов путем сварки обечаек по продоль- ному шву и путем склепки их между со- бою по поперечному шву. По проекту тех- нич. условий на изготовление водотрубных паровых котлов высокого давления на за- граничных заводах допускается применение барабанов: а) клепаных с приклепанными днищами на рабочее давление до 35 atm включ.; б) сварных с приклепанными дни- щами и цельнокованых с приклепанными днищами на раб. давление до 42 atm включ.; в) сварных барабанов с осаженными из них же днищами на рабочее давление до 50 atm включ.; г) цельнокованых барабанов с оса- женными из них же днищами при всяком давлении. Производство деталей паровых котлов. Про- изводство клепаных барабанов. Из материального склада краном подают- ся в разметочное отделение листы, имеющие размеры, наиболее близко подходящие к тре- буемым. Если листы оказываются искрив- ленными, их правят вручную на правильных плитах ударами кувалд или механическим путем на правильных станках (см. Правиль- ные и загибочные станки). Вслед за этим про- изводятся окраска в белый цвет краев листа и наметка чертилкой при помощи линеек и угольников контура. Лишние части листа ебрезаются или механич. ножницами (см.) или автогенным способом, но так, чтобы раз- рез шел на нек-ром расстоянии от оконча- тельной кромки котельного листа. По нормам III и IV Всес. теплотехнич. съездов резка листов, имеющих толщину бо- лее 25 -и.г, должна производиться автоген- ным способом или путем прострожки или фрезовки листов, но отнюдь не ножницами. Резку котельных листов необходимо произ- водить со следующими припусками на меха- нич. обработку: Для листов толщиною до 6 мм............ » 12 » .......... » 20 » .......... » 25 » .......... » 32 » .......... Припуск не менее 3 мм 4 » 5 » 6 » 7 » После обрезки лист поступает на ординар- ный или па двойной кромкострогательный станок (см. Строгаль- ные станки) для про- страгивания продоль- ных и поперечных кро- мок. После обстраги- вания кромок сверлят Фиг. 2. или давят в листах ручным или машинным способом ряд дыр меньшего (для возможно- сти позднейшей рассверловки), чем требует- ся под заклепку, диаметра. По нормам III и IV Всес. теплотехнич. съездов все дыры в котельных листах д. б. просверлены, причем пробивка (колка) дыр не допускается. Не- мецкие полицейские правила рекомендуют сверлить все заклепочные отверстия и пред- писывают это для листов с временным сопро- тивлением на разрыв>4 100 кг/см* или тол- щиною больше 27 мм. Подготовленные та- ким образом листы передаются в вальцовоч- ное отделение, где на горизонтальных или вертикальных загибочных станках (см. Пра- вйльные и загибочные станки) производит- ся придание листу цилиндрич. формы. Для загиба листов применяют также горизон- тальные и вертикальные гидравлич. прессы. По нормам III и IV Всес. теплотехнических съездов листы толщиною > 40 мм рекомен- дуется загибать при t° красного каления, причем листы барабанов, согнутые в холод- ном состоянии, д. б. после этого отожжены. После изгиба листа до цилиндра требуемого диаметра края его стягивают при помощи стяжных болтов (фиг. 1а) или рычага а и цепи (фиг. 16). Фаски внутренних и наруж- ных накладок прострагивают на тех же кром- кострогательных станках, причем концевые части их оттягивают под механич. молотом или прострагивают на специальных стан- ках. Для придания накладкам кривизны со- ответственно диаметру изготовляемого кот- ла их штампуют за один прием на больших гидравлич. прессах или постепенно—на ма- лых (фиг. 2). После скрепления накладок с обечайкой оолтами (фиг. 3, в, в) производят сборку отдельных обечаек между собой. При этом в случае обнаружения каких-либо не-
147 КОТЛОСТРОЕНИЕ 148 плотностей в местах а соединения накладок (фиг. 3) их нагревают на переносном горне б с дутьем от центрального компрессора и пра- вят затем эти места ударами молотов. Бара- бан котла обычно собирается из нечетного числа (из 3 или 5) обечаек, что обусловлива- ется необходимостью иметь оба днища одно- го и того же диаметра. При этом предпочи- тают пользоваться возможно длинными лис- тами, так как относительно большая их стои- мость по сравнению с короткими листами вполне окупается сокращением расходов на сверление и клепку барабанов. Собранные предварительно барабаны направляют для сверления дыр под заклепки на многошпин- дельные сверлильные станки (см.). После сверловки дыр барабаны разнимают на от- дельные обечайки для зачистки дыр попереч- ных швов от заусенцев, для чего снимают болты на поперечных швах и приподнимают среднюю обечайку цепью мостового кра- на. Лучшие з-ды снимают также накладки на обечайках, устраняя заусенцы как с дыр на них, так и с дыр продольного шва самих обечаек. Устранение заусенцев обычно про- изводится специальным крючком (фиг. 4) или дрелью. По нормам III и IV Всес. тепло- технических съездов края сверленых дыр со стороны заклепки д. б. раззенкованы на глу- бину х/в диаметра дыры на конус в 45°. После выполнения всего этого производится клеп- ка поперечного шва всех обечаек, причем сначала клепают через 4—5 дыр, выбивая при этом оправки и устраняя стяжные бол- ты, а затем уже ставят и остальные заклепки. Клепальные машины употребляются пре- имущественно вертикального типа, причем ряд современных кон- уч струкций имеет обе об- / Ъ жимки подвижными (см. / / Заклепки, Клепкаи / / клепочные маши- / / н ы). По нормам III и IV /С-/лв Всесоюзн. теплотехнич. r’W'SSl съездов при образовании • заклепочных головок по- средством клепальных машин необходимо со- фиг. 4. блюдать правило, чтобы нагрузка не превышала 6 500—8 000 кг/см2 сечения цилиндрич. части стержня заклепки, причем нажатие штемпеля гидравлической клепальн. машины на заклепки должно про- должаться до потемнения головки заклепки. После склепки продольного шва крайней обечайки в нее вставляют днище, не имею- щее отверстия для лаза, причем его закола- чивают ударами ручного молота по медной подкладке или медной кувалдой, подвешен- ной к кошке мостового крана. После этого сверлят дыры поперечного шва, зачищают заусенцы и клепают первый поперечный шов. При этом, если склепка должна итти на вертикальной клепальной машине (фиг. 5, г), оставляют несколько дыр несклепанными для возможности подхвата обечаек в цепью д, прикрепленной к кошке а мостового кра- на б. После приклепки днища присоединяют на болтах к первой вторую обечайку, кле- пают поперечный шов, затем присоединяют третью и последующие обечайки, пока не получится барабан необходимых размеров. Днище с лазом приклепывают к барабану на той же машине, если оно выпуклостью вхо- дит внутрь котла, или специальной маши- ной. На днища, вклепываемые внутрь кот- ла своей выпуклостью, иногда до сверловки нагоняют вгорячую кольцо, делая это с це- лью возможности чеканки с обеих сторон. Чеканят швы и заклепки преимущественно пневматич. молотами, употребляя в боль- шинстве случаев английскую плоскую че- канку, а не американскую—желобчатую. После чеканки прилаживают лаз и прикле- пывают один из штуцеров, через к-рый при- соединяют водяную магистраль от ручного насоса; затем барабан подвергают гидравлич. пробе по нормам в зависимости от рабочего давления будущего котла. В частности по нормам НКТ СССР 1929 г. при испытании котлов гидравлическ. давлением должны со- блюдаться следующие правила (см. Гидра- влическая проба)-. «§ 29/а. Котел, предназна- ченный к употреблению при рабочем давле- нии пара не более 5 atm, подвергается при испытании действительному давлению вдвое сильнее того наибольшего давления, при к-ром котел предназначен к работе, но во всяком случае не менее 3 atm. § 29/6. Котел, предназначенный к работе при рабочем да- влении более 5 atm, испытывается действи- тельным давлением, увеличенным на 25% против наибольшего допускаемого для котла рабочего давления, причем это увеличение не д. б. менее 5 atm*. Если во время гидрав- лическ. пробы обнаруживаются неплотности в швах или в заклепочных головках, умень- шают давление до 0 и производят соответ- ствующую подчеканку. Затем снова подни- мают давление в барабане до требуемого и если при этом не окажется никакой течи в швах или заклепках, то после выпуска воды барабан передают в разметочное отделение
149 КОТЛОСТРОЕНИЕ 150 для наметки отверстий: в случае горизон- тальных водяных котлов—под штуцеры ка- мер и карманов, в случае вертикальных во- дяных котлов—под трубы. По исполнении этой работы дыры под штуцеры и карманы обычно вырезают автогенным способом на 10—12 мм меньше требуемого с целью отру- бить затем ставшие хрупкими кромки; пра- вильный размер отверстий вырубается пнав- матич. зубилом. Дыры под трубы сверлят в большинстве случаев при помощи много- шпиндельных сверлильных станков по од- ному из следующих способов: или сначала просверливают дыры 0 ~ 25 мм, а потом уже расфрезовывают эти дыры до нужного диа- метра, или же сверлят дыры специальными сверлами-фрезерами, нижняя часть к-рых представляет собой 25-л»л» сверло, а верх- няя—фрезер соответствующего диаметра. Как только дыры в барабане просверлены, его передают в отделение для наладки шту- церов под арматуру; штуцера приклепывают обычно вручную. Приладкой соответствую- щей арматуры к барабану кончается его из- готовление на заводе. Сварка обечаек для жаровых труб производится в большинстве случаев на во- дяном газе (по нормам IV Всесоюзн. тепло- технич. съезда сварка обечаек жаровых труб может производиться на коксе, на нефти, на водяном газе, а также электрич.-или автоген- ным способом). Для сварки водяным газом листы нужного размера вальцуют, подгибая кромки несколькими сильными ударами мо- лота, так чтобы образовался напуск внахле- стку, и направляют в дальнейшем па сва- рочную машину (фиг. 6). Сварочные ма- шины состоят из двух газовоздушных горе- лок а, наковальни б, помещенной на конце стержня в, соединенного на другом конце с поршнем а гидравлич. пресса д, и приводно- го молота е, укрепленного на портале ate из фасонного железа; обечайка з помещается на тележке к. Сварка производится также на станках с горизонтальным гидравлич. ци- линдром, несущим ролик, скользящий по на- гретой и свариваемой поверхности. В это же время другой,вертикальный гидравлический цилиндр своим штоком прижимает ролик к свариваемой поверхности, чем и уплотняет свариваемый шов. В горелки подводят во- дяной газ и воздух под давлением. Процесс сварки на машинах с молотом идет следую- щим образом: а) нагревают кромки листа на длине около 200—250 мм до яркобелого (сва- рочного) каления; б) сплющивают нагретое место вручную ударами кувалды; в) вторич- но нагревают то же место обечайки; г) проко- вывают нагретое место молотом; далее идут: д) нагрев следующего участка обечайки и его проковка; е) третий нагрев первой час- ти и проковка вручную кувалдой в торец; ж) четвертый нагрев первого участка и про- ковка его молотом; з) нагрев и проковка третьего и последующих участков и нагрев и проковка этого торца, как и торца у пер- вого участка. Сваренные газом .обечайки на- правляют в отражательную печь, где и на- гревают их до 900—920°, а оттуда на валь- цевальный станок, на котором прокатывают для придания обечайке строго цилиндрич. формы.'По окончании .вальцовки обечайку
151 КОТЛОСТРОЕНИЕ 152 продолжают вращать без давления на нее, чтобы она не потеряла во время охлаждения цилиндрич. формы. Сварка водяным газом бараба- нов для котлов высокого давле- н и я. Болванку соответствующего веса про- катывают в котельные листы или плиты (ма- ксимальные размеры плит, изготовляемых заводом Тиссена, 4,2х 16 м, при толщине до 90 »). После медленного и равномерного охлаждения плит и тщательного осмотра их обрезают до нужного размера, а затем для уничтожения вредных внутренних напря- жений, появившихся при резке, нагревают до 900—920°. Последующие операции идут в таком порядке: а) после отжига плиты на кромкострогальном станке обстрагивают ее кромки; о) производят, в зависимости от тол- щины листа в холодном или горячем состоя- нии, загиб плиты в цилиндрическую форму; в) производят нагрев и сварку при помощи описанных выше сварочных машин; г) на- гревают барабан до красного каления, после чего он поступает на вальцевальный станок для придания ему строго цилиндрической формы; д) на токарном станке протачивают торцевые части его; по нормам IV Всесоюзн. теплотехнич. съезда каждый сваренный ба- рабан должен иметь с каждого конца при- пуск в виде колец шириною не менее 50 мм, которые после отжига барабана отрезаются и служат для изготовления проб, предназна- ченных для испытаний: на разрыв поперек направления прокатки, на изгиб и на удар; е) подвергают барабан полуторному против рабочего гидравлическому давлению; ж) про- изводят осмотр сварки и в случае обнаруже- ния недостатков исправляют их, если это возможно, или же бракуют весь цилиндр; з) для образования днища нагревают концы цилиндра и при помощи полусферич. штам- пов, укрепленных на гидравлич. прессе, об- жимают их, оставляют в центре каждого днища по отверстию для лаза; и) обрабаты- вают отверстия для лазов; к) подвергают ци- линдр гидравлич. пробе при давлении, пре- вышающем рабочее в три раза, одновремен- но наблюдая за происходящими деформа- циями; л) производят отжиг цилиндра при t° 900—920°. Дальнейшее изготовление бара- бана идет так же, как при клепаных бара- банах. По нормам IV Всес. теплотехнич. съезда сваренные барабаны котлов должны располагаться так, чтобы сварочный шов не подвергался непосредственному действию горячих газов. Те же нормы в местах сварки допускают отверстия до 50 мм, рекомендуя в то же время избегать прорубки отверстий в местах расположения сварочного шва. Электрическая сварка. Сварка барабанов при помощи вольтовой дуги до сих пор не получила сколько-нибудь широ- кого распространения даже за границей. Причина отрицательного отношения к элек- тросварке лежит в том, что структура шва представляет собою литой материал, между тем как остальная часть барабана состоит из катаного материала с более высокими меха- нич. качествами. В отношении временного сопротивления могут быть достигнуты до- статочно высокие значения, но что касается удлинения и сопротивления ударной на- грузке, то электросваренные швы не дают тех результатов, какие требуются технич. условиями от котельного железа. Производство цельнокованых барабанов. Заготовкой для цельноко- ваных барабанов служит болванка соответ- ствующего веса, отливаемая в изложнице, вращающейся со скоростью 4 об/м. Во избе- жание появления вредных внутренних на- пряжений болванку извлекают из изложни- цы через 24 ч. после отливки, а затем напра- вляют в специальную термошахту для мед- ленного охлаждения в течение 30—35 дней. Вслед, за этим с болванки удаляют .при- быль и подовую часть и берут с поверхностей пробы для исследова- ния металла на С, Мп, Si, Р, S. В случае удов- летворительных резуль- татов анализа металла болванку отправляют на специальный свер- лильный станок для сверления дыры для насадки на железный сердечник или болванки отправляют в печь для нагрева, затем под па- ровой молот для про- давливания дыры в цен- тре ее. В последнем слу- чае нагретая болванка Фиг. 7. ставится стоймя на подвижную тележку,. имеющую в центре сквозную дыру, и подво- дится под молот. В центр торца болванки ставят короткий пробойник 0 400—500 мм, к-рый коротким ударом молота вгоняется в раскаленную болванку. После отдачи мо- лота в исходное положение ставят длинный пробойник, к-рый последующими ударами молота вгоняется в болванку так, чтобы острие короткого пробойника не доходило до низа болванки на 800—1 000 мм (фиг. 7, А). Отдавая снова молот в исходное поло- жение, быстро переворачивают при помощи крана болванку и ставят ее над центром тележки на тот конец, в к-рый только что были вогнаны пробойники. Последние при таком положении болванки не вываливают- ся из нее, частью благодаря нагреву их, а частью и в силу некоторой затяжки вход- ного отверстия; чтобы выбить эти пробойни- ки, с другого конца последовательно вго- няют два пробойника (фиг. 7, Б); последний пробойник выталкивает все застрявшие в болванке пробойники, которые вместе с ним проваливаются в отверстие тележки. Таким обр. болванка оказывается прошитой по всей длине и получившей канал 0 400—500 мм. За прошивкой болванки следует ее нагрев, после чего ее надевают на длинный сердеч- ник.Этот сердечник вместе с надетой на него болванкой кладут в горизонтальном положе- нии на две опоры под пресс (фиг. 7, В). При обжимке под этим прессом болванка все вре- мя вращается, причем отверстие в ней увели- чивается до 700—800 мм. Вытянув немно- го болванку, утонив ее стенки и увеличив диаметр центрального отверстия, ее снима- ют с сердечника и опять нагревают. После этого болванку надевают на сердечник со-
153 КОТЛОСТРОЕНИЕ 154 ответствующего диаметра, кладут на под- порки, стоящие на тележке пресса, и подво- дят болванку под пресс (фиг. 7, Г). С кра- наприэтомспущены петли шарнирной цепи, которые охватывают концы сердечника и не- много поворачивают его вместе с болванкой после каждого хода пресса. При этой опера- ции барабан удлиняется мало, но зато диа- метр отверстия увеличивается почти до тре- буемой величины. После достижения нуж- ного увеличения диаметра барабан снова на- гревают и надевают на сердечник с диаме- тром, почти равным диаметру барабана в законченном виде. Стержень на одном конце имеет закраину, до к-рой вплотную надева- ют барабан (фиг. 7, Д). С крана спускают две петли шарнирной цепи, из которых одна охватывает конец сердечника за закраиной, а другая—противоположный конец сердеч- ника. Надетый на сердечник барабан снова идет под пресс, причем сердечник кладут на подставки тележки; затем прессом обжи- мают барабан, вытягивая его только в длину и проковывая стенку. В начале этой опера- ции обе цепи охватывают концы сердечника, в дальнейшем же процессе ковки левую цепь переносят со стержня на левый конец бара- бана и ковка продолжается при постоянном поворачивании барабана с рядом последова- тельных нагревов, пока он не будет вытянут на нужную длину; толщину стенки отковы- вают так, чтобы она имела запас ~15 -м.н как с наружной, так и с внутренней сто- роны. Нагрев, последовательные стадии от- ковки болванки и готовые барабаны изоб- ражены на вкладном листе. Когда барабан откован на нужную длину и толщину стенок, концы его обрезают пер- пендикулярно продольной оси. Кроме того с каждого конца отрезают по кольцу, из которых изготовляют пробные планки для механических испытаний при t° 20, 200, 300 и 450°. Результаты такого рода испытаний Табл. 1.—М еханические свойства раз- личных сортов специальной котель- ной стали завода Круппа. Материал Температура испытания Рез ул Предел текучести, кг/мм* ,таты испытании Врем, со-! противл. । Удлине- на разрыв, 1,ие пр11, кг! мм* Разрыве, % Литая 1 сталь II | 20 200 300 450 24,6 21,1 19,5 15,5 42,5 ! 34,6 53,9 21,0 54,5 27,1 33,5 36,3 Никеле- I вал : сталь D 1 20 200 300 450 33,0 ' 45,9 31,9 29,1 ' 53,9 20,7 23,2 । 49,0 31,0 17,5 | 31,1 J 42,0 Никеле- 1 вал ’ сталь F 1 20 200 300 450 35,0 1 57,2 29,0 52,2 27,0 1 55,3 22,0 1 40,5 26,9 22,6 ; 26,1 I 39,6 | по данным з-да Круппа приведены в виде примера в табл. 1. В случае удовлетвори- тельных результатов механич. испытаний материала, поковку отправляют на токар- ные станки для внешней и внутренней обра- ботки, причем барабан, закрепленный од- ним концом в планшайбе станка, другим кон- цом лежит на роликовых люнетах; ролики люнетов вначале идут по кованой поверхно- сти барабана, а затем по проточенным в пер- Фиг. 8. вую очередь дорожкам. Наружная обточка ведется одновременно резцами нескольких супортов. Внутренняя расточка барабана производится при помощи особой ножевой головки. При внутренней и внешней обра- ботке барабана удаляют значительное коли- чество металла, что видно из следующего примера производства барабана на заводе Виккерс-Армстронг в Шеффильде. Длина барабана равна 1.3,7 .и при наружном диам. 1 С00 мм и толщине стенок 114 мм. Рабочее давление котла, для которого предназна- чается барабан, равно 56 atm. Для изгото- вления барабана была отлита болванка ве- сом в 165 т, вес готового барабана =-=55 т. Таким образом на стружку и другие отхо- ды пошло ~ 110 иг или ~200% от веса гото- вого цилиндра. По окончании обточки барабана произво- дят выштамповку днищ: один конец бараба- на вставляют в нагревательную печь, пред- варительно поставив перегородку из шамота для ограничения длины нагрева; после до- статочного нагрева конец барабана полу- сферическим штампом (фиг. 8) постепенно обжимается на горизонтальном прессе с об- разованием круглого отверстия в центре. По- добным же образом производится и штампов- ка второго днища барабана. Вслед за этим идет в механич. цехе обработка днищ с об- точкой отверстий под лазы. В результате ----1886 ------------- Фиг. 9. из прокованной болванки (см. вкл. лист) полу- чается цельнокованый барабан. Для сред- них давлений пара иногда делают цельно- кованые барабаны с вклепанными днищами; в этом случае на металлургич. з-де произ- водится лишь пригонка днища к барабану, клепку же днищ с предварительной сверлов- кой отверстий под заклепки делает котло- строительный з-д. Несмотря на большой вес болванки и громоздкость образующегося из нее цилиндра наружный и внутренний диа- метры барабанов й толщина стенок получа- ются довольно равномерными, что видно из фиг. 9, на которой показаны размеры одного барабана, который был изготовлен заводом Круппа для одной из электростанций СССР, работающей при 30 atm. Проверка толщины стенок цельнокованого барабана произво-
155 КОТЛОСТРОЕНИЕ 156 дится при помощи двух стальных проволок, одна из к-рых натянута строго вдоль про- дольной оси барабана, а другая параллель- но ей—снаружи барабана. Измеряя длины перпендикуляров к проволокам: внутри от осевой проволоки до внутренней стенки ба- рабана и снаружи от наружной проволоки до внешней стенки барабана, находят тол- щину барабана в любой точке. После обра- ботки и проверки размеров следует отжиг барабана, причем для предотвращения по- тери барабаном своей формы при нагреве в печи внутри барабана через каждый м ста- вят перегородки из огнеупорного кирпича, удаляемые только после охлаждения (одно- временно с барабаном в той же печи отжи- гают и взятые с концов барабана пробы). После приладки лазов готовый барабан на нек-рых з-дах подвергается гидравлич. про- бе от полуторного до двойного рабочего да- вления, причем барабан под давлением дер- жат около часа. Такая гидравлич. проба по- вторяется до трех раз. Ряд з-дов делает эту гидравлич. пробу только по требованию за- казчика. Барабан, выдержавший гидравлич. пробу, направляют на сверлильный станок, на котором просверливают дыры для трубок и протачивают в стенках отверстия канавки для придания большей прочности соедине- нию трубок с барабаном. Само развальцовы- вание труб производится, как и при бара- банах других конструкций, на месте уста- новки котла. Штуцеры для арматуры сна- чала ввертывают в барабан, а затем разваль- цовывают. Бблыпую часть работы по изгото- влению цельнокованых барабанов произ- водят на 8 ООО-m прессах и лишь оконча- тельную отделку их на 4 000—5 000-т прес- сах. По нормам завода Круппа в настоящее время могут изготовляться цельнокованые барабаны согласно табл. 2, причем толщина Табл. 2. — Предел!, иые размеры цельнокованых барабанов, изготовляемых заводом Круппа (в мм). I Размеры нилипдрич. заготовки внутр. 0 До 1 000 1 000—1 200 1 300 1 400 1 500 1 500—3 300 общая длина 20 000 19 000 18 000 16 000 4 500 Ок. 20 ооо » Размеры готового барабана внутр. 0 общая длина длина закругления До 1 000 Ок. 16 300 ОК. 420 1 000—1 200 » 16 300 420—540 1 300 » 16 250 Ок. 620 1 400 » 16 050 » 650 1 500 » 16 100 » 710 1 500—2 000 3 800—3 500 Ок. 600-800 » стенок будет соответствовать намеченному давлению в котле. Производство днищ. Железные листы, предназначенные для производства днищ, обыкновенно доставляются на завод круглыми. Если же нет таких заготовок, то приходится вырезывать круг на специаль- ном станке (фиг. 10). Если днище предназна- чается для котлов с жаровыми трубами, т. е. для корнваллийских, ланкаширских и па- роходных, то на том же станке просверли- вают и отверстия для жаровых труб. Загото- вленные листы нагревают в отражательной печи и выпрессовывают гидравлич. прессом в форме простых дниш или днищ с одним или двумя отверстиями для котлов с жаровыми трубами. Устройство штампа для штамповки простых днищ изображено на фиг. 11а, а для днищ, имеющих два отверстия для жаровых труб,—на фиг. 116. Выштампованные днища медленно охлаждают и затем протачивают фаски на специальном станке. Многие заводы при этом протачивают и наружную плос- кость отворота днища, т. е. ту плоскость, по которой будет соприкосновение днища с же- лезом барабана котла. Днища, имеющие лаз в центре, выпрессовывают за один ход порш- ня пресса, днища же с лазом внизу (напр. для ланкаширских котлов) выпрессовывают без лаза; последний делают впоследствии вручную, для чего прорезают соответствую- щую овальную дыру и производят нагрев Фиг. ю. кромок дыры на коксовом горне, располо- женном ниже уровня пола мастерской, с по- следующим отворотом бортов молотами по шаблону. Наконец для выверки окружно- сти отверстий и параллельно- сти осей жаровых труб в от- верстия нагретого днища вко- лачивают широкие кольца, под- правляют ударами молотов окружность отверстий и на- правляют соответствующим об- разом те кромки днища, к ко- торым будут впоследствии при- клепываться жаровые трубы. По нормам IV Всес. теплотех- нич. съезда отштамповка осо- бых выступов на днищах ба- рабанов для постановки арма- туры не допускается. Производство плит Гарбе. Пли- ты Гарбе выпрессовывают при помощи разъ- емных или сплошных штампов, причем пер- вый способ более удобен, так как, комби- нируя отдельные штампы,можно делать пли- ты с разным числом волн. В случае наличия разъемных штампов плиты Гарбе выпрес- совывают по следующей схеме. Прежде все- го подготовляют пресс, для чего на его плат- форму а (фиг. 12а) устанавливают матрицы б, а к траверсе в подвешивают штампы г в том числе, которое соответствует поверхности нагрева изготовляемого котла. Варьируя чи- ело матриц и штампов, изменяют также чи- сло волн, доходя до обычного в одной плите максимума в 12 волн. Штампы изготовляют
157 КОТЛОСТРОЕНИЕ 158 полыми, причем на заводах, изготовляющих плиты Гарбе, обычно имеются лишь два ком- плекта штампов и матриц; один—для диа- метра барабана 1 200 мм, другой—1 500 мм. Матрицы скрепляют с платформой а болта- ми, а штампы подвешивают на шпильках 0 к промежуточным полым коробкам в; дыры для шпилек сделаны с зазором, вследствие чего при движении траверсы в вниз нижняя плоскость хх коробок е может доходить до верхней плоскости штампов уу. Расстояние между плоскостями хх и уу делают около центры под угольник по центрам матриц, делают установку угольников з, и, оставляя зазор между листом и угольниками в соот- ветствии с ожидаемым расширением листа при нагревании. По окончании установки штампов и мат- риц раскаленный лист кладут на матрицы, где он устанавливается вплотную к уголь- никам з и и. Затем кладут по обе стороны шпильки д штампа 5' стальные пластины кк высотою 50 juju, шириною 100 лый и дли- ною 1150 Л1Л1 и пускают в ход гидравлич. пресс до тех пор, пока плоскости хх коро- бок е почти не соприкоснутся с плоскостя- ми уу штампов. В это время выступы штам- па 5' вдавят железо листа не больше как на высоту положенного на него бруска к. Этой операцией следовательно намечается вол- на 5. Поднимая траверсу в, быстро вынимают бруски со штампа 5' и одновременно всо- вывают по два таких же бруска на штам- пы 4' и б' и пускают пресс почти до соприко- сновения плоскостей хх и уу. Эта вторая операция дает отпечатки волн 4 и 6. Повто- ряя все эти операции(порядок операций ука- зан в табл. 3), намечают все волны и затем уже кладут бруски на штампы 1'-2'-8'-9', чем вторично подвергаются прессовке вол- Т а б л. 3,—П о ряд ок первой и второй прессовок девятиволновой плиты Гарбе. Поря- док опера- ций № штампов, на которые положены бруски к № штампов, почти дошед- ших до соприкосп рвения С ПЛОСКОСТЬЮ XX № волн, намеченных данной операцией № волн, намеченных, начиная с 1-й операции 1 5' Первичная пр 7,-2,-3'-4,-6,-7,-8,»9' е с с о в к а 5 2 4'-6' Г-г'-З'-Л'-З'-З'-Э' 4-6 4-5-6 3 3'-7‘ l'-2'-4 -5‘-6’-8'~9' 3-7 3-4-5-6-7 4 2'-8' 1'-3'-4’-5’-6'-7'-9' 2-8 2-3-4-5-6-7-8 5 Г-9‘ 2'-3'-4'-а'-6'-7'-8' 1-9 1-2-3-4-5-6-7-8-9 6 1'-2'-8'-9' Вторичная прессовка Л'-4'-5'-б'-7' I 1-2-8-9 1-2-8-9 7 Г-2'-3'-7'-8'-9' 4'-5'-в' 1-2-3-7-8-9 1-2-3-7-8-9 8 1 5' 1-2-3-4-6-7-S-9 1-2-3-4-6-7-8-9 70 лыи. Для верности установки через штам- пы и матрицы просовывают стержни ою диам. ок. 38 лш с резьбой по концам для закрепле- ния гайками. Когда пресс готов и положе- ние матриц и штампов выверено, на платфор- ны 1-2-8-9. К этим брускам в следующую операцию прибавляют бруски на штампы З’-Т и вторично прессуют волны 1-2-3-7-8-9. Наконец кладут бруски на штампы 4'-б' и вторично прессуют все девять волн. В тече- Фиг. 12а. ме устанавливают угольники з, и, предва- рительно положив на матрицы назначенный для производства плиты лист с размечен- ными центрами его сторон. Направляя эти ние всех этих операций лист выпрессовы- вают лишь частично, т. к. отсутствуют вы- пуклости в середине листа и крайних ступе- ней. Вся операция первого прессования про-
159 КОТЛОСТРОЕНИЕ 160 должается ок. 10—12 мин. Выпрессованный лист снимают краном с матрицы и кладут выпуклостью вверх. По окончании прессовки первого листа прессуют второй и следующие из нагретых в печи листов. Когда же вся заготовленная партия листов подвергнется уже первой прес- совке, приступают к перестановке штампов по схеме, изображенной на фиг. 126, т. е. на платформу а устанавливают только одну матрицу для трех волн, а к траверсе подве- шивают два одиночных штампа 1' и 2'. Одно- временно увеличивают зазор между жж, уу Фиг. 126. и кладут бруски к на штамп 2' на ребро, т. е. высотой около 100 мм. Нагретую в пе- чи плиту, подвергшуюся первой прессовке, кладут на матрицу таким образом, чтобы выступы 1-2 плиты совпали с впадинами 2-3 матрицы, после чего пускают пресс. Этой второй операцией допрессовывают волну 1, затем поднимают траверсу, продвигают впе- ред плиту на один выступ так, чтобы волны плиты 1-2-3 совпали с впадинами тех же но- меров матрицы, снова пускают пресс и тем самым допрессовывают волну 2. Поступая так. обр., допрессовывают еще волны 3-4-5, а затем лист возвращают обратно, т. е. под штамп 2' ставят сначала выступ 4, потом 3,2 и наконец 1. После этого лист в третий раз направляют в печь, а по разогреве его с ос- тавшимися волнами (например при 10-волно- вой плите с 6—10) поступают так же, как и с первыми пятью волнами. Для окончатель- ной отделки плиты ее снова (в четвертый раз) направляют в печь, кладя тем време- нем бруски к на ребро на верх штампов Т-2'. После нагрева лист кладут так, чтобы вы- ступы его волн 1-2 совпали со впадинами матрицы 1-2. Пуская пресс, окончательно допрессовывают волны 1-2, затем, подвигая лист сразу на два выступа вперед, допрес- совывают по очереди волны 3-4, 5-6 и т. д. до последней. Если плита предназначена для двухбара- банного котла Гарбе, то последующие опе- рации протекают в таком порядке, а) Под- правляют вручную продольные и попереч- ные кромки плиты, пользуясь при этом при подправке поперечных кромок теми днища- ми, которые будут впоследствии вклепаны в барабаны с этими плитами Гарбе, б) Обра- батывают продольные фаски на 'обыкновен- ном строгальном станке, а поперечные—на специальных станках, имеющих неподвиж- ную полукруглую платформу и вращающую- ся планшайбу с 2—3 резцами, в) Изгибают дополнительную часть к плите Гарбе, при- чем для получения правильной кривизны пользуются шаблоном; эта дополнительная часть обычно имеет меньшую толщину стен- ки, чем нормальная плита Гарбе, т. е. мень- ше 23 мм\ это не представляет особых за- труднений для шва только в случае клепки внахлестку; при швах же с накладками по- ступают двояко: или снимают фрезерами часть железа на плите Гарбе или изготовля- ют фрезерами ступенчатую верхнюю наклад- ку разной толщины. В последние годы в Гер- мании начали выштамповывать волны Гарбе не в круглом, а в плоских листах, вальцуя их затем на специальных станках, обеспе- чивающих сохранность профиля волн при образовании цилиндра. Благодаря этому но- вовведению барабаны таких котлов с пли- тами Гарбе имеют лишь один продольный шов, а это’’дает возможность, с одной сто- роны, соединять барабаны циркуляционны- ми трубами любым образом, а с другой сто- роны,* позволяет располагать продольные швы котла вне сферы топочных газов вы- сокой температуры. Производство жаровых труб. Обечайки для жаровых труб сваривают, как было описано выше, причем сварный шов располагают возможно ближе в нижней ча- сти жаровой трубы. По нормам IV Всесо- юзного теплотехнического съезда изготовле- ние звеньев жаровой трубы с продольным клепаным швом не допускается. Если жаро- специальный станок для отгиба фланцев по фиг. 13. Этот станок состоит из подви- жной планшайбы а и станины б, по паралле- лям которой может передвигаться каретка в, несущая две зубчатых дуги г с роликами д. Движение дуг г производится вручную махо- виками е через червячные передачи ж. Пере- движение каретки в управляется противо- весом з, а останов ее производится при по- мощи зуба и, упирающегося в упор к. Поря- док отгиба фланцев таков: а) производят на- грев одного конца обечайки; б) ставят обе- чайку холодным концом на планшайбу а и
161 КОТЛОСТРОЕНИЕ 162 закрепляют четырьмя кулачками л (I); в) за- водят за борт нагретого конца ролик д и за- крепляют упор к; г) приводят в движение при помощи мотора планшайбу а, постепен- но отводя ролик из положения д в положе- ние д', чем и производится соответствующее отбортование фланца (II). После отбортова- ния обоих фланцев фаски их обтачивают на специальном карусельном станке. Волнистые жаровые трубы получают или путем вальцования в нагретом состоянии или путем выдавливания волн. Примером Фиг. 14. станка для образования волн по первому спо- собу служит станок системы В. В. Русакова (фиг. 14): а и б—валки, находящиеся во взаимном зацеплении и приводимые в дви- жение двигателем; между этими валками помещен свободно цилиндрич. валок в с вы- точенными впадинами; г—свободней валок с надетыми кольцами д, имеющими выступы в соответствии с впадинами валка в. Нагре- тая докрасна гладкая труба е помещается между фасонным валком в и нажимным вал- ком г, причем она сначала слегка нажимает- ся верхним валком г к кольцам 0, валки же а и б приводятся во вращательное движение. Благодаря трению нижние валки передают вращение валку в, к-рый в свою очередь вра- щает трубу е, а затем и валок г. С каждым Фиг. 15. оборотом нажатие нажимного валка г про- должают увеличивать до получения полного очертания волн. Боковины ж предназначе- ны для обеспечения правильного положения трубы е. При таком способе вальцования жаровых труб необходимо иметь в виду, что после образования волн диам. трубы умень- шается на 24—25 мм независимо от диамет- ра трубы. Станок В. Мациевского для получения волн жаровых труб выдавливанием (фиг. 15) в основных чертах состоит из двух станин а и б, скрепленных между собой тягами. Ста- нина а неподвижна, а станина б может пере- двигаться по рельсам. К станине а прикреп- лены два гидравлич. цилиндра в и а, на шток д к-рых насажена планшайба в с роликом ж и катками з. Ролик ж' и катки з' симметрич- но укреплены и в прорезах станины б с той лишь разницей, что ролик ж' вращается от мотора и через червячную передачу со скоро- стью -20 об/мин. Между станинами помеще- на каретка с кольцевой газовой печью к, со- стоящей из отдельных го- релок. Давление воды на поршни цилиндров коле- блется в пределах от 350 до 400 atm. Ход поршней определяется перестанов- кой золотника рычагом л, причем поршень ци- линдра в дает платформе е прямой ход, а поршень цилиндра г — обратный. Производство волн идет следующим образом. Ус- танавливают’'на роликах ж и ж' предва- рительно сваренную внахлестку обечайку и подвигают к ней катки з и з'. Пуская мо- тор, приводят в движение ролик ж', а сле- довательно и обечайку. Намечая по шабло- ну центры будущих волн, ставят каретку с печью^ак, чтобы она стала против цен- тра первой волны; затем зажигают газ, а минут через пять после этого пускают воду на торец трубы. Минуты через три после этого (весь нагрев продолжается - 8 минут) отодвигают тележку с печью, одновременно закрывая доступ в горелки газа и воздуха и останавливая мотор. Ставя на центр волны указатель высоты волны, пускают в ход пресс в до тех пор, пока выпучивание волны не достигнет требуемой величины, указы- ваемой стрелкой указателя. Как только выгиб волны оказывается достаточным, пере- водят рычаг л золотника в нулевое поло- жение, переставляют тележку с печью к на центр второй волны, пускают мотор, за- жигают газ и поступают в дальнейшем так же, как и при выпучивании первой волны. Воду в этом случае сначала пускают с тор- цевой стороны волны, а затем уже, минуты через три, с противоположной ее стороны. Третьи и следующие волны делают подобным же образом. Отгиб фланцев у волнистых жа- ровых труб и обработка фасок производятся так же, как и при гладких жаровых трубах. В случае сборки жаровых труб на коль- цах Адамсона последние вальцуют на валь- цовых загибочных станках, состоящих из трех роликов, из которых один составлен из двух половин и приводится в движение че- рез коническую передачу. Расстояние меж- ду роликами регулируется перестановкой подшипника при помощи винта. Согнутые на станке в кольцо полосы идут в кузницу, где и свариваются по концам под механи- ческим молотом или вручную. Обточка по- лос по наружной окружности производится на станке, для чего укрепляют на план- шайбе сразу по 6—10 штук. Производство камер для водо- трубных котлов, а) Сварка камер Ha- т. э. т. XI. е
163 КОТЛОСТРОЕНИЕ 164 коксе производится в след, последователь- ности. Из прямоугольного листа (фиг. 16, I) по шаблону намечают и вырезают заготов- ку по линии А-а-б-в-г-д-е-ж-з-Б. Подгото- вленные т. о. листы направляются в кузницу для отворота бортов (фиг. 16, II). Эту опера- сверлят и нарезают дыры для анкеров, ввин- чивают и расчеканивают их головки, свер- лят дыры для труб и лючков, а затем уже приступают к сварке горловины, для чего к камере Р (фиг. 16, VI), подвешенной на це- пи С мостового крана, подводят подвижной Ф11Г. 16. цию производят по частям вручную, нагре- вая участки о-к, к-л-м и м-н. Одновременно с этим заготовляют боковины (фиг, 16, III), производя сгиб в углах 1 -2-3-4 на станке IV (или VIII); нагрев этих полос производится только при толщине более 25 мм. В том случае, если горловина камеры шире, чем ее низ, части В и В' (фиг. 16, IX) приваривают к боковине Г. После заготовки трубных до- сок II и боковины III их собирают, как ука- зано на схеме V, и направляют в сварку. Сварку нагретых участков производят вруч- ную ударами молотов на наковальне, рас- положенной у горна, причем, поворачивая маховичок, можно класть камеру или на горн или на наковальню. Порядок сварки указан цифрами 1—4, причем стяжные скре- пы р располагаются при сварке боков 1-3 и 3-4 по вертик. оси, а при сварке низа 1-2— по горизонтальной. Сварка т. о. идет до мест о и и, т. е. до тех мест, от к-рых начинается отворот горловин. По окончании сварки ка- меру обдувают из пескоструйного прибора для обнаружения пороков сварки, а затем по исправлении замеченных недостатков об- стукивают места сварки пневматическим мо- лотком для обивки окалины и сглаживания всех шероховатостей сварки. После этого горн Д. После нагрева части К горловины сдвигают по рельсам горн Д в сторону и под- водят наковальню В, затем кладут камеру на наковальню и ударами молотов вручную сваривают нагретое место. После сварки обеих сторон горловины К и М отгибают и выправляют вручную фланец на шаблоне Т (фиг. 16, VII), предварительно нагревая гор- ловину на том же горне Д. б) При сварке камер на газе разметку листов и отворот бортов трубных досок про- изводят так же, как и при сварке камер на. коксе. Затем, собрав трубные доски, как ука- зано на схеме X (фиг. 16), и стянув полосами к, их подвешивают к цепи крана и опускают в яму Т (фиг. 16, XVI); одновременно в про- межутки между трубными досками заводят подвижную наковальню Р, катящуюся по помосту Л-М. Процесс сварки идет так: к горловине подводят укрепленную на цепи, крана горелку Л'-Л." (фиг. 16, XVII), кото- рой и нагревают часть ее. Как только бу- дет достигнут необходимый нагрев, горелку отводят в сторону, а под нагретое место под- водят наковальню Р. Рядом сильных ударов молотами (работают мастер и два молотобой- ца) сваривают нагретое место горловины После сварки горловин вставляют боковину
165 котлостроение 166 (фиг. 16, XI) и стягивают все струбцинками и. Нагревая той же газовой горелкой по оче- реди места 1-2-3-4-1'-2'-3'-4', их сваривают вручную, а затем,сняв с трубцинки и, свари- вают и промежутки между пунктами в-1,1-2 и т. д.до 4'-с'. Нагревая части боковин в-в' и с-с', их отгибают (фиг. 16, XII). Дальней- шие операции идут в таком порядке: а) сва- ривают боковины с камерой в местах: в'-е', е'-ф' (фиг. 16, XII и XIII); б) сваривают кон- цы боковин у е' и ф'\ в) сгибают в'-г' и ф'-б'-, г) отрубают лишние куски боковин 8 по плоскостям г' и г (фиг. 16, XIV); д) зава- ривают плоскости боковин у в' и г'; е) отво- рачивают фланцы з (фиг. 16, XV). Описан- ными способами сварки пользуются также и в случае полукруглых нижних боковин и камер других форм, для чего приходится лишь изменять соответствующим образом заготовку листов для трубных досок и боко- вин. В последнее время появилось значитель- ное количество разнообразных конструкций камер, до клепаных включительно, гл. обра- зом благодаря происшедшим в 1912—18 гг. в Германии взрывам паровых цельнокамерных котлов; причиной последних было расслое- ние приваренных боковых камер вследствие чрезмерного нагрева их в, силу отсутствия надлежащей изоляции. В связи с этими взры- вами Прусское и Баварское министерства запретили строить новые камеры с прива- ренной нижней частью передней водяной ка- меры. Производство секций для котлов Баб- кока и Вилькокса ведется при помощи вы- штамповки прямоугольных цельнотянутых коробок с предварительным заполнением их песком или разборными клиньями соответ- ствующей формы. , Установка анкеров. Анкеры, или стяжные болты для камер, употребляют либо с нарезкой только по концам либо со сплошной нарезкой по всей длине. В случае широких камер заводы ставят среди сплош- ных анкеров ряд полых, через которые впо- следствии производигся обдувка поверхно- стей нагрева труб от золы и сажи (во избе- жание подсоса воздуха во время работы кот- лов эти полые анкеры закрывают соответ- ствующими крышками). Самые анкеры вы- полняют или на обыкновенных токарных станках или на специальных автоматах. В первом случае необходима заготовка желез- ных стержней определенной длины, во вто- ром же анкеры вырабатываются из целого прутка железа на автоматах (см. Токарные станки автоматические). Производство соединительных штуцеров. Штуцеры, соединяющие ка- меры с барабанами, выполняются путем сварки, для чего из листа выкраивают по- лосу, соответствующую штуцеру, затем об- страгивают внутренние кромки на обыкно- венном строгальном станке и изгибают заго- товку в конусный цилиндр, смотря по тре- буемой форме штуцера. Нагревая кромки штуцера на коксовом горне или газовой го- релкой, сваривают их вручную или под меха- нич. молотом. Изгиб штуцера до размеров ка- меры делают или вручную или на установке, изображенной на фиг. 17, по схеме: а) нагре- вают конец штуцера а в горне б (фиг. 17,1); б) поднимают краном в штуцер вверх и ста- вят его на платформу з (фиг. 17, II); в) дела- ют наметку сужения штуцера, для чего одно- временно приводят в движение поршни е и е' прессов д и д' на полхода; г) отдают пор- шни е и е' в исходное положение, осматри- вают намеченные сужения штуцера и по ис- правлении неполадок установки снова пус- кают одновременно оба пресса уже на пол- ный ход, дожимая штуцер с обеих сторон до формы (фиг. 17, III); под давлением шту- цер держат 1—Г/а минуты, а затем, по от- даче поршней прессов в исходное положе- ние, оставляют штуцер на платформе з до полного его охлаждения; д) фланец штуце- ра, при помощи которого он приклепывает- ся к барабану, отгибают вручную в нагре- том состоянии. Производство лючков. Детали лючков производятся при помощи штампов- ки, причем заготовкой для внутренних ча- стей служат бруски железа, у к-рых сначала оттягивают конец под паровым молотом, а потом выштамповывают овал. Заготовки для наружи, колоколов выпрессовывают в горя- чую из квадратных кусков листового желе- за; обтачивают и нарезают детали лючков на полуавтоматах или на обыкновенных то- карных станках. Установка анкеров в камерах. Нанеся кернами по шаблону места дыр для анкеров и для труб, в первую очередь свер- лят (в большинстве случаев на многошпин- дельных сверлильных станках) дыры для анкеров, причем при массовом производстве .-г "Н"" 1 - Фиг. 17. однотипных камер для продвижения рабоче- го стола станка на величину расстояния ме- жду рядами применяют прикрепленные к столу полосы с дырами, соответствующими расстоянию между рядами труб или анке- ров; ходящий в гнезде станины палец фик- сирует столы в нужном положении. Дыры сверлят одновременно в обеих трубных дос- ках камеры. Нарезка дыр под анкеры дела- ется обязательно на готовой камере с воз- вратом метчика автоматически назад путем обратного хода или же при помощи особого двойного проходного метчика, который по- сле нарезки дыр обеих досок камеры падает на пол и оттуда передается подручным сно- ва на станок. Для совпадения нарезок дыр в обеих стенках камеры применяют особо *6
167 КОТЛОСТРОЕНИЕ 168 длинные метчики (см.), нарезающие обе на- резки одновременно. Посленарезки всех дыр для анкеров устраняют заусенцы и ввер- тывают анкеры или вручную или при помо- щи одношпиндельной сверлильной машины. Фиг. 18. Фиг. 19. Ввинчивают анкеры так, чтобы резьба выхо- дила с обеих сторон трубной доски на 2— 3 нитки. Расклепка концов анкеров произ- водится при помощи пневматическ. молотов. После расклепки всех головок анкеров не- которые заводы производят сверление дыр в горловинах камер, после чего, прикрепляя на болтах соответствующий лист железа, производят гидравлическую пробу с после- дующим устранением всех недостатков. Сверление дыр для труби люч- ков' камер. Сверление дыр для труб и лючков производят преимущественно на мно- гошпиндельных станках специальн. сверло- фрезерами, состоящими из сверла 25 мм и фрезера соответственного размера. Для воз- можности введения крышек лючков внутрь камеры ряд дыр делают овальными, выпол- няя их вручную напильником или механи- чески—фрезером при помощи особого при- способления (фиг. 18).Фрезер а, снабженный направляющим валиком б, передвигается Фиг. 20. вручную винтами et и вц в овальном отвер- стии кондуктора г, прикрепленного к доске камеры О. Через проточенные овалы впо- следствии проносят специальный торцевой фрезер, которым по очереди и подчищают изнутри окружность всех овальных отвер- стий; нек-рые з-ды при этой операции сни- мают лишь заусенцы, а нек-рые профрезовы- вают выемку под прокладку глубиной до 2—3 -юн. Наружная поверхность отверстий камер под колокола опиливается вручную или же обрабатывается торцевым фрезером, который снимает заусенцы. По окончании сверловки дыр под трубы и лючки камеры правятся, для чего на них кладут ряд рельсов а (фиг. 19) и швеллеров б, заводя между по- следними болты в с шайбами г и, подтяги- вая гайки болтов в, выпрямляют камеру.- По окончании всех этих операций нек-рые з-ды «обмывают» камеру, для чего кладут ее в бак с раствором соды, приводимым в движение струей пара. Отжиг камер произ- водится лишь немногими з-дами. Изгиб труб для вертикальных котлов. Набивку назначенных для изги- ба труб песком производят или вручную или механически. Установка для механич. набивания труб изображена на фиг. 20: а— элеватор, поднимающий песок в бункер б, из i^-poro песок поступает в трубы телескопи- ческого типа в, г, д, а оттуда через сетку е и через воронку эю в назначенную для набив- ки песком трубу з. В трубах песок уплотня- ется двумя пневматич. молотками к, к, укре- пленными на муфте и, получающей поступа- тельное движение от мотора л через червяч- ную передачу м и цепь н. Подъем и опус- кание муфты производятся переменой напра- вления движения мотора, а изменение рас- стояния молотков от трубы—перестановкой самой муфты. Элеватор а также получает движение от мотора л. Набитые песком тру- бы нагревают в местах предполагаемого из- гиба на обыкновенном коксовом горне или в специальных печах. Гнут трубы для котлов на станках, принцип действия к-рых изоб- ражен на фиг. 21. Труба а расклинивается деревянными брусками б между упорами в. Если при этом изгибается труба, сваренная внахлестку, то трубу кладут так, чтобы шов находился в плоскости изгиба. Самый изгиб производится лебедкой при поддерж- ке длинных труб цепью крана. Поверку кривизны делают по шаблонам при отпущен- ных цепях лебедки, и только после окон- чательной пригонки под шаблон правят ме- сто изгиба под гладилку. Изготовление камер для паро- перегревателей паровых котлов. Камеры пароперегревателей в большинстве случаев поступают на котельные з-ды гото- выми в виде соответствующих прокатных за- готовок, но при отсутствии последних котло- строительные заводы сами выполняют пря-
169 КОТЛОСТРОЕНИЕ 170 моугольные камеры по следующей схеме (фиг. 221. Нагретый лист (I) изгибают в мат- рице а (II), в результате чего получают ко- Фиг. 22. робку, имеющую форму, обозначенную циф- рой III. После этого штамп б приподнимают, а на согнутый лист III кладут железную пластинку в (IV). При следующем прессова- нии допрессовывают коробку до окончатель- ной формы (V). Подправку до ц-образной формы производят нажимом штампа б, для чего коробку кладут на ребро в матрицу а. Если бы при этом были обнаружены неровно- сти кромок коробки, то их исправляют при помощи пневматического зубила. Одновре- менно с выпрессовыванием и-образной фор- мы вырезают крышку и два донышка, причем последние заготовляются шире сечения каме- ры на 12—15 мм. В первую очередь соби- рают камеру с крышкой к (VI); затем их сваривают, нагревая коробку и крышку га- зом или на коксовом горне. Нек-рые заводы сваривают камеры ацетиленом, отжигая их затем в отражательных печах. Сварку ка- меры начинают со средины, затем сваривают по краям и наконец заваривают промежутки. Донышко д, снабженное двумя «усами» е, на- девают на коробку и прижимают угольни- ком ою (VII). В случае сварки на коксовом горне на камеру з надевают трубу л (VIII), к-рую заклинивают при помощи клиньев м; т. о. камеру можно перекатывать с горна и на наковальню п. Сначала нагревают и сва- ривают сторону р, одновременно обрубая лишние куски, вслед за чем снимают скоб- ку с (VI) и сваривают место т. Дальней- шие операции—следующие: а) нагрев и свар- ка стороны у, б) нагрев и сварка стороны $ и в) нагрев стороны р и ее правка под гладилку. Отверстие для штуцеров паропе- регревательных камер вырезают автогенным способом и приваривают затем штуцеры тем же способом. До сверления дыр под трубы и лючки камеру испытывают гидравлич. да- влением. Иногда вместо лючков той или иной формы употребляют пробки из отрезков труб с наглухо заваренным концом (фиг. 22, XI). Для их изготовления берут соответ- ствующей длины куски (IX) цельнотянутых труб и в нагретом состоянии надевают на оправку (X), после чего при помощи силь- ных ударов ручника и образуют донышко (XI). Впоследствии эти колпачки развальцо- вывают во внешних отверстиях камер. При замене труб приходится, сминая края кол- пачков, проталкивать их внутрь камеры и вынимать оттуда через один или несколько овальных лючков. В котлах высокого давле- ния прямоугольные перегревательные каме- ры заменяются массивными цельнотянутыми трубами. Нормы IV Всесоюзн. теплотехнич. съезда разрешают делать перегревательные камеры из цельнотянутых труб, стального литья или сваренными из литого железа. Сварка труб для пароперегре- вателей по длине производится вручную, причем трубы сваривают внахлестку, вста- вив внутрь трубы особую оправку. По нор- мам IV Всесоюзного теплотехническ. съез- да трубы для пароперегревателей допуска- ются только "цельнотянутые, причем попе- речная сварка труб д. б. только внахлестку; сварка в местах изгиба не допускается. Изгиб труб для пароперегре- вателя. Станок для изгиба пароперегрева- тельных труб (фиг. 23, I) состоит из рамы а, вращающейся около центра на роликах б. На раме*укреплен свободно вращающийся ролик в, а в центре вращения сменный ро- лик, состоящий из двух половин ejHe2; на платформе г находится еще третий ролик д. Перед станком расположены горн е и ряд катков на стойках ою. Пароперегреватель- ные трубы на этом станке изгибают без на- бивки их песком. Нагрев место будущего изгиба, быстро подают трубу вперед так, чтобы нагретое место пришлось в паз роли- ков в2 и в. Накрывая трубу верхней частью ролика «j, набрасывают на трубу скобу з и заклинивают ось. Затем поворачивают карет- ку а, производя изгиб на требуемый угол. Обыкновенно изгибают партию одинаковых змеевиков, почему сначала делают одно ко- лено у всех змеевиков, затем второе и т. д. Кроме’ описанного станка употребляется и ряд других; напр. на фиг. 23, II изображен станок, состоящий из двух роликов а и б, зажима в и ручки г. Ось ролика а укрепле- на в станине, а ось ролика б—на ручке* е. Фиг. 23. Вращая ручку з, изгибают трубу на требуе- мый угол. При изгибе трубы в одном опре- деленном месте иногда набивают его песком (фиг. 23, III), закрывая концы пробками. Все пароперегревательные змеевики до мо- мента развальцовки их в камерах подверга- ются гидравлической пробе. Производство волнистых цир- куляционных труб в принципе со- вершенно аналогично описанному выше про- изводству волнистых жаровых труб с той
171 КОТЛОСТРОЕНИЕ 172 лишь разницей, что станки соответственно меньше и для получения необходимого да- вления бывает достаточно применения вин- тового пресса. Монтаж паровых котлов на котлостроитель- ных заводах. а) Монтаж жаротруб- ных котлов. По выполнении барабана а (фиг. 24, I) вводят в него на каретке б жаро- вую трубу е, подталкивая ее краном при по- мощи цепи з. Всунув концы жаровых труб в днище д, выкатывают каретку б и опирают жаровые трубы на деревянные подставки е (II). Затем вставляют второе днище ж, приподнимая домкратом верх жаровых труб и направляя низ их рычагами з (III); при этом подбивают днище ломом и, проклады- вая медные полосы к. Сверловку дыр в жаро- вых трубах производят электрическими либо пневматич. сверлилками. Склепка жаровых труб производится . вручную или при по- мощи клепальных машин подвесного типа. б) Монта ж водотрубных !ц е л ь- но-камерных котлов. Передняя и задняя камеры а и б (фиг. 25) устанавлива- ются на полу монтажного зала з-да, причем по углам и в центре камер развальцовыва- ют несколько (9—12) труб. Подвешивая ба- рабан в к мостовому крану, кладут его на горловину камер и отмечают неплотности соприкосновения фланцев. Подняв барабан, подвешивают к фланцу на болтах разбор- ную жаровню з с подведенным к ней; дутьем. После нагрева фланца жаровню снимают и ударами молотов подгибают намеченное ме- сто. Опуская теперь барабан, отмечают неплотности и если они незначительны, то подправляют их или в холодном ви- де или же нагревая большой ацетилено- вой горелкой. При- ладив окончательно штуцеры камер к ба- рабанам, намечают чертилкой на наме- ленном барабане дыры заклепочных отвер- стий, а затем отправляют барабан для свер- ления дыр на сверлильн, станок. Обычно од- новременно с этим идет наметка на бараба- не мест штуцеров для арматуры. Прорезыва- ние отверстий производят преимущественно автогенным способом, но иногда пользуются способом просверливания ряда дыр и про- рубки промежутков пневматическим зуби- лом. После приклепки к барабану штуцеров для арматуры его снова ставят на камеры, у к-рых-к этому времени закрыты на про- кладках все отверстия для труб, поставлены лючки, а также уплотнены штуцеры для арматуры. Затем скрепляют штуцеры д и е (фиг. 25) с барабаном в при помощи болтов, с прокладкой между барабаном и штуцером какого-нибудь уплотнительного материала, после чего подвергают котел гидравли- ческой пробе, причем в случае обнаружения неплотностей в заклепочных соединениях их уплотняют, спуская давление в котле. Ряд з-дов, вместо установки камер на полу мон- тажного зала, кладут на пол барабаны, а ка- меры подвешивают к крану; в этом случае камеры приходится направлять для нагрева штуцеров на расположенный вблизи горн. В случае монтажа котла с грязевиком (напр. по типу котлов Фицнера и Гампера) сначала прилаживают к барабану переднюю камеру, устанавливая их на стойках. Под барабаном располагается на опорах грязевик, правиль- ность положения продольной оси которого по оси барабана проверяется по четырем ве- ским, спущенным с барабана. Вставляя за- тем циркуляционную трубу, отмечают непо- ладки фланцев, которые и исправляют вруч- ную, нагревая фланцы на соседнем горне. После приладки циркуляционной трубы и проверки оси грязевика ставят вторую (зад- нюю) камеру, проверяя верность расстоя- ния от передней камеры линейкой, длина которой равна длине труб. Если при этом фланец этой камеры не плотно подходит к грязевику, ее снимают для поправки вго- рячую. Окончательно выверив расположе- ние основных деталей котла, приступают к сверлению дыр в грязевике; эту операцию производят тут же ручными электрическими или пневматич. сверлилками, за исключени- ем дыр впереди передней и сзади задней каме- ры, где их приходится сверлить трещоткой. Вслед за этим склепывают барабан с перед- ней камерой, а грязевик—с циркуляцион- ной трубой и с задней частью; в этом виде де- тали котла отправляются на место установ- ки для окончательного монтажа. в) Монтаж вертикально-водо- трубныхкотлов на котлостроительных з-дах ограничивается приклепкой к бараба- нам всех штуцеров для арматуры и сверле- нием дыр для труб. Что же касается уста- новки барабанов на каркасе и вальцовки труб, то это производится на месте установки парового котла. Расчет прочности частей паровых котлов, пароперегревателей и водяных экономайзеров. В ныне действующем законе о паровых кот- лах о материале, из которого они могут из- готовляться, сказано нижеследующее: «Ст. 5. Стенки парового котла должны быть изгото- влены из литого или сварочного железа, мягкой незакаливающейся стали или крас- ной меди; применение последнего материа- ла допускается при условии, что /° стенки не будет превосходить 300°. При расчетах для красной меди следует принимать разрывное усилие в 22 кз/мм2 при t° 100°, снижая его на 1 кг/мм2 на каждые 20° повышения /° сверх 100°. Употребление латуни допускает- ся для изготовления цельнотянутых дымо- гарных и кипятильных трубок с наружным диаметром не свыше 103 мм и при давлении не свыше 10 atm. Применение чугуна для
173 КОТЛОСТРОЕНИЕ 174 изготовления частей котла (патрубков, шту- церов, колен и крышек) не допускается». В настоящее время (начало 1930 г.) НКТ СССР изданы нормы на материалы для из- готовления паровых котлов, пароперегре- вателей и водяных экономайзеров с рабочим давлением до 22 alm (утверждены 2 сентя- бря 1929 г. за № 287) и разработан проект норм на материалы для изготовления котлов с рабочим давлением свыше 22 alm. Кроме то- го имеются особые нормы у НКПС и Нар- комвоенмора. Технические условия на изготовление па- ровых котлов, пароперегревателей и водя- ных экономайзеров были разработаны и утверждены в 1926 г. III Всесоюзным тепло- •гохнич. съездом и в 1928 году IV Всесоюзным теллотехнич. съездом. Силы закона эти т. у. пока не имеют, но ими рекомендуется поль- зоваться в условиях практич. работы отече- ственных котельных заводов. Отделы выше- указанных т. у .таковы: а) обработка, б) сбор- ка, в) клепка, г) чеканка, д) отверстия для труб и вставка труб, е) связи и их поста- новка, ж) чеканка связей, з) изготовление гладких жаровых труб, и) изготовление вол- нистых жаровых труб, к) изготовление камер для водотрубных котлов, л) гидравличес- кая проба, м) т. у. на водопроводные трубы, н) т. у. на паропроводные, нефтепроводные, ресиверные и пароотводные трубы, о) т. у. на трубы для пароперегревателей и связные, п) специальные т. у. на изготовление паро- вых котлов с жаровыми трубами, р) специ- альные т. у. на изготовление паровых кот- лов с дымогарными трубами, с) специальные •г. у. на постройку горизонтально-водотруб- ных камерных котлов типа Фицнер и Там- пер, т) специальные т. у. на постройку па- ровых котлов системы Бабкока и Вилько- кса, у) т. у. на изготовление пароперегрева- телей, ф) т. у. для котлов высокого давления, х) т. у. на сварку горновую и на водяном га- зе при котельных работах, ц) т. у. на произ- водство ацетиленовой и электрическ. сварки при ремонте и построении паровых котлов, ч) т. у. для изготовления водотрубных па- ровых котлов высокого давления на загра- ничных заводах. [Т. у. опубликованы: по пп. а—л в 5-м вып. «Материалов к III Всес. теплотехнич. съезду» и в 1-м вып. «Трудов III Всес. теплотехнич. съезда»; по пп. м—о в 3-м вып. «Материалов к III Всес. теплотех- нич. съезду»; по пп. п—ц в № 4 (37) 1928 г., а поп. ш—в № 7 (50) 1929 г. «Известий Те- плотехнич. ин-та».] Расчет клепаных барабанов производят по ф-ле: где s—толщина листа в см, D—внутренний диам. барабана в см, р—избыточное давле- ние в котле в кг/см2, Ф—коэфициент безопас- ности, <р—коэф, ослабления шва, Кг—вре- менное сопротивление материала листов на разрыв в кг/см2. Значения величин Ф и <р см. Заклепочные соединения прочноплот- н ы е; значения для С берут следующие: С=0,1 см для s до 3,0 см (7=0,05 » » s вышг 3,0 » С' = 0,00 » » s » 4,0 » Сварные барабаны. Толщина стен- ки сварных барабанов находится из следую- щего соотношения: D • 4,25р , п s = , + С см, 2Kz<p‘ где <р '= 0,3 для швов горновой сварки впри- тык, клиновой ит. п., причем в случае осо- бо хорошего выполнения клиновой сварки значение м. б. повышено до 0,6; ?>'=до 0,7 для швов горновой сварки внапуск, причем в случае принятия особых мер для обеспе- чения высокого качества сварки и проверки этого путем испытаний значение <р' может быть принято: 0,8—для швов, сваренных на коксовом горне; до 0,9—для швов, сварен- ных на водяном газе; до 0,5—для швов авто- генной сварки. Цельнокованые барабаны. Обычно определяют толщину стенки цельно- кованого барабана по ф-ле: D • р • 4,0 1 2К3<р ’ где <р" = 1~'1—коэф, ослабления продольного сечения барабана дырами для труб при шаге труб I см и при диаметре отверстия для труб d см. В действительности же цельнокова- ные барабаны выполняются заводами с тол- щиной стенки значительно (в 1,5—2 раза) большей, чем то получается по этой фор- муле; это объясняется тем, что з-ды ведут подсчет сначала по ф-ле: „ D • р • Ф 2Ктп<р" СМ’ в которой Ф = 2,0 -4- 2,8—степень безопасно- сти (наименьшие значения Ф, принимаемые заграничными заводами: Крупп—2,3; Гано- маг—2,0; Витковицкие заводы, рассчитывая по формуле Баха, принимают 0=1,8), Ктп— предел текучести (в кг/см2) при t°, соответ- ствующей давлению пара в котле. Значения для Ктп должны браться по данным, касаю- щимся того материала, из которого будет выполняться цельнокованый барабан; но для ориентировочных подсчетов могут слу- жить значения, приводимые в диаграмме фиг. 26 (кривые, вычерченные сплошной ли- нией, обозначают предел текучести метал- ла, а пунктиром—временное сопротивление на разрыв). После определения предварительных раз- меров барабана производят проверку на дей- ствительно возникающие в нем напряжения. В материале барабана возникают следующие
175 КОТЛОСТРОЕНИЕ 176 напряжения: а) в аксиальном направлении а'ъ—от изгиба барабана силами тяжести; a'd—от растяжения силами внутреннего да- вления; а'—темп-рные напряжения вслед- ствие разности 1° в толщине стенки; а'г—на- пряжение, вызванное давлением развальцо- ванных концов труб на стенки отверстий, и a'i—напряжение у краев отверстий для труб; б) в тангенциальном направлении—напря- жения, вызванные теми же причина- ми, за исключением изгиба, обозначае- мые соответственно а"а, а", а"г и ctf; в) в радиальном напра- влении —напря- Фиг. 27. жение сжатия, вы- зываемое внутрен- ним давлением. Величины этих напряже- ний опроделяютсяжслодующим образом. I. где М—максимальный изгибающий момент барабана, вызываемый собственным весом и водой и определяемый как для обыкновен- ной балки, a W—момент сопротивления по- перечного сечения барабана с учетом осла- бления его отверстиями для труб. II. , т-2 О> "---- а т Р’1 /т-2_т+£ г-Ц " Г2_ГД т 'г]Г где т—число Пуассона, г, и га—внутренний и внешний радиусы барабана, р—внутрен- нее давление, <Pi и <рг—ослабление стенок барабана отверстиями в продольном и попе- речном направлениях. III. + где G—модуль упругости ’ второго рода, а—термин, коэф-т линейного расширения, Д!—разность 1° на внешней и внутренней поверхности стенок барабана, s—толщина стенки. <4 = а; 1,Зг% + О,7гЗ г-’-г-’ Р > где р'—давление, оказываемое стенками трубки на стенки отверстия в барабане, ге—расстояние краев деформированной зо- ны металла стенок барабана от центра отвер- стия, г,.—радиус отверстия для трубы; р' определяется опытным путем из сопротивле- ния трубы выдергиванию S по следующей формуле: р' “ —Л— > Г д* • 2 ПТТ • 8 где /1= 0,6 -4- 0,8—козф. трения трубы о стен- ки отверстия; rt определяется также опыт- ным путем, причем в качестве примерного значения м. о. приведено число 3,7 см (от края отверстия), полученное при вальцева- нии при давлении ~ 40 atm. ‘ 1 1- > V4 + 712 • х— у СЗ-1,6y-l,4V*) °? 1 1-х» ’ х4+7;2- (3-1,в х-МхО где (d—диаметр отверстия под трубу, tr и — поперечный и продольный шаг труб). Рас- пределение напряжений в участках между отверстиями изображено на фиг. 27. VI. Суммарное максимальное напряжение в поперечном сечении будет: атох = + a't + а'г + а); суммарное напряжение в продольном сече- нии будет: атах = Of + аг + • VII. Степень надежности по отношению к временному сопротивлению Кто при t°, соот- ветствующей давлению пара: а) в попереч- ном сечении барабана: ф _ Кто °тах б) в продольном сечении барабана: °тах VIII. Степень надежности по отношению к пределу текучести Ктп при t°, соответству- ющей давлению пара: а) в поперечном сечении барабана: фз= Дтп, °тах б) в продольном сечении барабана: ф = Ктп ^4 н атах Значения Фг—Ф4 д. б. больше единицы. При значениях же степени надежности меньше- единицы делают пересчеты, начиная с изме- нения шага отверстий для дыр и кончая уве- личением толщины стенки барабана. Жаровые трубы, подверженные внеш- нему давлению, а) Толщина стенки гладкой жаровой трубы стационарных котлов: s = 24оо (г + К1 + р • Т-к) + 2 ЛИ1> где d—внутренний диаметр жаровой трубы в мм (при конич. звеньях—средний диаметр), р—наибольшее рабочее давление в кг/см2, I—длина (в мм) жаровой трубы или расстоя- ние между действительными укреплениями ее и а—числовой коэф-т: при продольном заклепочном шве внахлестку а=100; при шве с двумя накладками или сварке а=80; при вертикальной жаровой трубе при про- дольном заклепочном шве внахлестку а=70; при шве с двумя вакладками или сварке а=50. б) Толщина стенки гладкой жаровой трубы судовых котлов: з = 0,00375)/ pdl мм, причем если ^>5,
177 КОТЛОСТРОЕНИЕ 178 то pd . I о — __. «L. _. 1 ООО ' 300 в) Толщина стенки волнистой жаровой трубы стационарных котлов: S=12Oo + 2MM> где d—наименьший внутренний диаметр в мм. Жаровую трубу в пределах топки жела- тельно выполнить на четной. При соеди- нении на кольцах Адамсона з < 9 мм. Волнистые трубы ча- ще всего делают не тоньше 10 мм; длина обечаек до 6 000 мм. х/2—1 лип толще рас- Фиг. 28. Фиг. 29. г) Толщина стенки волнистой жаровой тру- бы судовых котлов при волнах Фокса или Мориссона: S=1O8O + 1JU’- д) Толщина стенки волнистой жаровой трубы судовыхкотловприволнах Гольмса (Holmes) pd , n s=ioio + 2jt*- Плоские стенки, укрепленные пра- вильно расположенными связями или ан- керами: з = с ]/р (а2 + b2) мм, где з—толщина стенки в мм, р—наибольшее рабочее давление в кг/см2, а и Ъ—расстоя- ния между связями в мм (фиг. 28), с—опыт- ный коэф-т, значения к-рого для различных случаев приведены ниже: Значения с Стенка омывается водой и газами, связи ввернуты на резьбе и расклепаны (без шайб).................................. 0,017 То же, но-вместо расклепки на связи на- вернуты гайки или точеные головки . . . о,0165 Стенка не омывается газами, связи ввер- нуты на резьбе и расклепаны............ 0,016 Стенка не омывается газами, связи ввер- нуты на резьбе и расклепаны, на них на- вернуты гайки или головки.............. 0,0136 Стенки укреплены анкерными трубами . 0,014 Стенка не омывается газами, под связями прикреплены шайбы (фиг. 29); внешний 2 2 диаметр шайбы a z Si = i ... 0,013 3 5 То же, ио dj — 6 а и sx = s............ 0,012 4 То же, но dj = - а и s, = s............ о,011 О . Если стенка омывается газами, то необходи- мо в конструкциях с шайбами увеличить з на 10% против расчетной. Плоские стенки при случайном рас- пределении связей или анкеров (фиг. 30): s = с —da j/p мм. Прямоугольные плиты со сторо- нами а (бблыпая, в ли) и Ъ (меньшая, в ли) при защемлении по всему периметру: з = 0,053 & "I /—мм, где Кд (кг/мм2) не более 1!i Ко. Стенки, укрепленные при помощи угловых консолей или иными спосо- бами, но не связями и анкерами: з = 0,017 d J/p мм, где d—диаметр наибольшего круга, вписан- ного на плоской стенке так, чтобы он про- ходил через места укрепления (и на- / г~- чало округления / отгиба). Связи рас- «_____1__□ считываются на ра-_А_ / _А_ стяжение, допуска-' ъ"/ у- емое напряжение / Кд для литого же- 'О- лёза (без сварки)— ' 600кг/сл»2,сварочн. фиг' 30 • (со сваркой)—350 нг/см2, меди—300 кг/см2. Плоские медные стенки, укреплен- ные правильно расположенными (фиг. 28) связями или анкерами (Ко—коэф, прочности красной меди до 100°-—22,0 нг/мм2; при по- вышении t° на каждые 20° выше 100° следу- ет уменьшать Ка на 1,0 кг/м.м2): з = 5,83 с (а2 + Ь2) мм (с—как было указано выше). Плоские мед- ные стенки при случайном расположении (фиг. 30) связей или анкеров: s = 5,83 d- y-da 1/”мм. а г Ко Плоские днища с отбортованными краями для стационарных котлов (фиг. 31): »= »18[Й"'Г(1 + ?)],/р ММ- Если толщина днища з получается > 204-25 мм, прибегают к его укреплению связями или к выпуклым днищам (з, г, d в ли(). мм, Плоские днища с отбортованными краями для судовых котлов: где Ко—временное сопротивление на разрыв в нг/мм2, a d и т—в мм. Выпуклые днища для стационарных котлов, подверженные внутреннему давле- нию (фиг. 32): pR S= 200K, где s, R—в мм; р—в нг/см2; К„ = 6,5 нг/мм2— для литого железа, 4 кг/мм2—для красной меди,—при температуре пара 200°. Выпук- лые днища для судовых котлов, подвержен- ные внутреннему давлению: рЯ S = 200X, ММ’
179 КОТЛОСТРОЕНИЕ 180 где Kg =3,85 кг/мм2 для литого железа и 2.30 кг/мм2 для красной меди. Эллиптические днища: Rpyx S = 200Ko ММ> где ж=4,0, Ко=47 кг /мм2 для литого желе- за и 22 кг/мм2 для красной меди при t° не выше 200°, 2/=1,3 и R = , где В—внутрен- ний диам. барабана, h—-высота выпуклости стенки, включая толщину стенки. Выпуклые днища, подвергаемые н а р у ж н о м.у давлению: 1 0.025А • р + + В • V 0,05А • р + Ва 8 = 2- г---Р-------Л2--------ММ, где г—наружный радиус сводчатой поверх- ности в мм; для цельных днищ и литого же- леза: Л=26,0, В=1,15; для шаровых днищ из красной меди: Л=25,5, В=1,2; для днищ литого железа, составленных из отдельных сегментов, склепанных внахлестку: .4=24,5, В=1,15. Днища для жаротрубных котлов: _ 1/ Г Кд где «1=0,45 для корнваллийских котлов, т=0,20 для ланкаширских котлов, Ra—ра- диус барабана котла в мм, R,—радиус жа- ровой трубы в мм, е—расстояние между цен- тром котла и центром жаровой трубы в мм, h—стрела выпуклости днища в мм, Кд= =15,0 кг/мм2. Трубные решетки. Части решетки вне пучка труб укрепляются и рассчитыва- . , ются согласно ф-лам для плоских стенок. / ^7'Л’ При Расчете частей 'Решетки между тру- ' V» ’бами (Фиг. 33) разли- - чают несколько слу- z чаев, а) Если имеют- ся особые связи или связные трубы на Фиг. зз. резьбе,—расчет ве- дется по формулам для плоских стенок; в этом случае трубы только развальцовываются, для надежн. же укрепления труб в стенке должно быть: для литого железа s s* 5 + & при d=384-100 мм; для красной меди з 10 + ~ при d = 384-75мм, где d—наружный диаметр трубы в месте ее укрепления в стенке; сечение перешейка (ab) между двумя отверстиями для литого железа должно быть 5 180 ’мм2 при d=38 мм, с увеличением до 450 мм2 при d = 100 мм; для красной меди—соответственно 3404-850 мм2 при d=384-75 мм. б) Если связей и особых связных труб нет, но все трубы разбортованы или ввальцованы в конически расширяющи- еся кнаружи отверстия, то для надежности против вырывания концов труб д. б.: р • площ. abcde/ghiklm _ а = ~—L----------«S 25 кг/см. в) Если трубные стенки не имеют самостоя- тельных анкерных скреплений и трубы раз- вальцованы в цилиндрическ. отверстиях, то при рабочем давлении до7 кг/см2 также м. б. допущено о=25 кг/см; при более высоком давлении величина а не должна превышать 15 кг /см. Площадка между трубами проверя- ется по формуле: р=360 (i-о, 7^ (;)кь, где s—толщина стенки в мм, р—-наибольшее рабочее давление в кг/см2, d—наружный ди- аметр трубы у места прикрепления в мм, е = --у—(фиг. 33), Кь—-допускаемое напря- жение на изгиб (кг/мм2), принимаемое рав- ным J| (для литого железа). Для плоских стенок, укрепленных балочными связями (бюгелями): _ р • -wb s ~ 1 900 (Ь-1Г1 ’ где w—длина (фиг. 34) огневой коробки в мм, b—взаимное расстояние между центрами труб в мм и d—внутренний диам. труб в мм. Толщина стенок цельнотянутых труб для котлов с рабочим давлением до 22 atm включительно д. б. не ниже следую- щих значений: Наружи, диам. в мм.......... до 23,5 Толщина стенки в мм........... 2,0 Наружи, диам. в мм...........>89 ДО 108 Толщина стенки в мм.......... 3,75 >23,5 >44,5 >57,0 > 76 ДО ДО ДО ДО 44,5 57,0 76 89 2,5 2,75 3,0 3,25 >108 >133 >159 >191 ДО ДО ДО ДО 133 159 191 216 4,0 4,5 5,5 6,5 Толщина стенок труб для котлов с рабочим давлением пара выше 22 atm должна опре- деляться по ф-ле: s = 2^ + х>5 мм> где d—внутренний диаемтр трубы в мм, р— наибольшее рабочее давление в кг/см2, Кй— допускаемое напряжение,принимаемое здесь равным 5 кг/мм2. Для труб, у которых ра- диус загиба меньше пятикратного наружно- го диаметра трубы, толщина стенок дол- жна браться с запасом. Толщина стенок двух первых рядов, расположенных в топочном пространстве, д. б. на 1 мм больше, чем по- лучается из формулы. Лит.: Бах К., Детали мащин, М., 1929; Барт Ф., Паровые котлы, ч. 1—2, пер. с нем., Берлин, 1923; Бергман О., Горячая обработка металлов, М.—Л., 1928; Б а р о в и ч Л., Котельное производ- ство, Москва, 1910; Берлов М. Н., Детали машин, вып. 3, Москва, 1928; Войшвилло В. И., Дуго- вая электросварка, Л., 1927; его же. Разметка в котельном деле, Л., 1927; Гавриленко А. П., Механич. технология металлов, ч. 3, М., 1926; Гарт- ман О. Г., Пар высокого давления, перевод с нем., Харьков, 1927; Грейнер К. Г., Котельное дело, М.—Л., 1929; Г р у м-Г р ж и м а й л о В. Е., Пла- менные печи, ч. 1—5, Москва, 1925; Кирш К. В., Атлас котельных установок, М., 1923; Л о м а ч Ю., Достижения в области оборудования для установок
181 КОТЛЫ КОМБИНИРОВАННЫЕ 182 высокого давления, «Труды III Всес. теплотехническ. съезда», М., 1926, т. 2, вып. 1; Л о в и н К. П. и Б а р- суков Б. А., Современ. америк. электрич. станции, М., 1927; Л ю д и к е А., Механич. технология, ч. 2, БерЗтин, 1923; Мюнцингер Ф., Пар высокого давления, пер. с нем., М., 1926; ПольгаувенА., Детали машин, пер. с нем., Берлин, 1923; Павлов М., Бесшовные цельнокованые стальные барабаны для котлов высокого давления, «Тепло и сила», М., 1929, 1; его же, Котлы высокого давления, «Вест- ник кочегаров», Москва, 1929, 3; Ставровский А. И., К вопросу о построении паровых котлов, паро- перегревателей и паропроводов, М., 1915; его же, Камеры водотрубных котлов, М., 1916; Теплотехник, Настольная справочная книга по расчету, проектиро- ванию и эксплоатации теплосиловых установок, под ред. А. Афанасьева, т. 1, ч. 1—2, Л., 1928; Тец- нер Ф. и Гейнрих О., Паровые котлы, пер. с нем., Москва, 1927; Ш и м п к е II., Новейшие спосо- бы сварки, М., 1928; Ш и м и к е П., Горн Г., Ав- тогенная сварка и резка, М., 1927; С и д о р о в А. И., Курс деталей машин, ч. 1, 2 изд., М.—Л., 1927, ч. 2, М.—Л., 1926 и Таблицы чертежей к 1 и 2 ч., М.—Л., 1925; «Материалы к III Всес. теплотехнич. съезду», М., 1926; «Материалы к IV Всес. теплотехнич. съезду», М., 1928; Проблема безопасности и эксплоатации ко- тельных установок. Сборник статей, пер. с нем., Л., 1928; Технич. условия на изготовление паровых кот- лов и их деталей,«Материалы к III Весе, теплотехнич. съезду», Москва, 1926, вып. 3 и 5; «ИТИ», 1928, 4 (37); Технические условия для изготовления водотрубных паровых котлов высокого давления на заграничных заводах (проект), «Труды съездов делегатов и инжене- ров Международного объединения союзов по котлонад- зору», Москва; «Вестник Моск, об-ва технич. надзора», Москва, 1913,7; 1925, 7;«Вестник металлопромышлен- ности», М., 1926, 1—2; «Известия Гос. электр. треста», М., 1928, 7—-8; «Техника и производство», М., 1925, 2; 1927, 3; 1929, 2; «Тепло и сила», М., 1927, I, 3, 6, 7; 1929, 4; ОСТ 194-20—для лист, железа, ОСТ 3014-303— для заклепок, M.jBach С.u. Baumann R., Е1а- stlzitkt и. Festigkeit, 9 Aufl., Berlin, 1924; Bach 0., Versuche fiber d. Widerstandsfkhigkeit u. d. Forman- derung gewfllbter Kesselbaden, «Forschungsarbeiten», B., 1925, H. 270; Baumann R., Beanspruchung d. Bleche beim Nieten, Ibidem, Berlin, 1922, H. 252; В 1 hr en W., Berechnung d. Wanddlcken v. Hoch- druckkesseltrommeln, «Die Warme», Berlin, 1929, 30; Geiger C., Handbuch d. Eisen- u. Stahlglesserei, В. 1, 2 Aufl., Berlin, 1925; G 1 о c k e r R., Material- prilfung mlt ROntgenstrahlen, B., 1927; G e r b e 1 M., Die Hersteliung d. Dampfkessel, B., 1907; J a g e г H., Bestimmungen fiber Anlegung u. Betrieb d. Dampfkes- sel, 5 Auflage, 1926; Kimball D. and Barr ,T., Elements of Machine Design, N.Y.,1923; Krause H., Masehinenelemente, 4 Auflage, B., 1922; Lorenz R., Temperaturspannungen In Hohlzylindern, «Z. d. VDI», 1907, p. 743; Laudlen K., Masehinenelemente, В. 1, 4 Aufl., Leipzig, 1925; B. 2, 3 Aufl., Lpz., 1923; Leuckert W. und Hiller H., Keil, Schraube, Niet, 3 Aufl., Berlin, 1925; Moser M., Der Kessel- baustoff, 3 Aufl., Berlin, 1928; Meerbach K., Die Werkstoffe ftlr den Dampfkesselbau, B., 1928; Rai- se h e r F., Die Masehinenelemente, В. 1, Berlin, 1927; Roszak C. et VCron M., La construction des chaudi6res aux fitats-Unis, «La technique moderne», P., 1925, t. 17, 7; S p a 1 c k h a v e r R., S c h и e i- ders Fr. und Riis ter A., Die Dampfkessel nebst ihren ZubehOrteilen und Hilfseinrlchtungen, 2 Auflage, Berlin, 1924; Stumper F., Die Chemie d. Bau- u. Betriebsstoffe d. Dampfkesselwesens, Berlin, 1928; Ur- ban c z у k G., Festigkeitseigenschaften v. Kesselble- chen bei Temperaturen von 20 bis 6Q0“C, «St. und. E.», 1927, H. 27; F 0 p p 1, Vorlesung'en liber technische Mechanik, B. 5, p. 246, Berlin—Lpz., 1907; H 0 h n E., Nieten u. Schweissen d. Dampfkessel, Berlin, 1925; H6hn E., Uber die Festigkeit elektrlsch-geschweiss- ter НоЫкбгрег, B., 1924; H a e d e r H., Die Dampf- kessel, 7 Aufl., Wiesbaden, 1923; Z e i p e 1 F., Sind die tiblichen Berechnungsformeln f. zyiindrische Mantel u. WOlbbOden f. Kessel riehtig?, «Die Wkrme», В., 1929; Richtlinien f. die Anforderungen an den Werkstoff u. Bau von Hochleistungsdampfkesseln, B., 1927; 4. Ta- gung d. Allgemeinen Verbandes d. dcutschen Dampf- kessel-Uberwachungsvereine, Berlin, 1925; «Kruppsche. Monatshefte», Essen, 1925, H. 10, 1926, H. 11, 1928, H. 1—2; «GC», 1928, 4, 1929, 4; «Maschlnenbau», B., 1925, 20; «Z. d. VDI», 1910, p. 362; 1911, p. 114, 956, 1358, 1990; 1912, p. 890, 1780, 1890; 1913, p. 401, 664, 1201, 1061; 1914, p. 95, 178, 626; 1915, p. 628, 657; 1918, p. 637; 1919, p. 25, 555; 1920, p. 157, 845; 1921, p. 237; 1923, p. 629; 1924, p. 68; «Zeitschrift d. Baye- risehen Revlsionsvereins», Munchen, 1910, p. 33, 212; 1912, p. 191; 1913, p., 165, 179; 1922, p. 191; 1923, p. 5; 1928, 16—17; «Die Warme», Berlin, 1929, 2, 5, Й, 30, 35, 44. КОТЛЫ КОМБИНИРОВАННЫЕ, см. Кот- лы паровые. КОТЛЫ ПАРОВЫЕ, закрытые сосуды, в к-рых под действием тепла жидкость обра- щается в пар, могущий приобретать давле- ние выше атмосферного. Все К. п., избыточ- ное давление в которых может превысить 0,5 atm, подлежат особой законодательной рег- ламентации (в СССР—Правила устройства, установки и содержания паровых котлов Наркомтруда) и правительственному надзо- ру. В зависимости от назначения паровые котлы разделяются на заводские (ста- ционарные и локомобильные), паровоз- ные и пароходные. Целью всякой котельной установки яв- ляется использование путем парообразова- ния тепла, развивающегося вследствие: а) го- рения топлива как в топке самого К. и., так и в какой-либо другой промышленной уста- новке (использование тепла отходящих га- зов металлургическ. печей, выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания и т. д.), или б) прохождения электрич. тока по про- водникам с значительным сопротивлением. Здесь рассматриваются К. п. первого типа; подробности об отапливаемых электрич. то- ком котлах см. Электрические нагреватель- ные приборы. Каждый К. п. состоит из топочного пространства (см. Топки), в котором происходит сжигание топлива, водяного и парового пространств, в к-рых помещаются соответственно нагреваемая во- да и образовавшийся из нее пар. Образовав- шееся при горении тепло передается частью путем излучения,частью при посредстве кон- векции и теплопроводности. Излучением пе- редается тепло от слоя горящего топлива, от факела горящих газов и от накаленных стенок топочного пространства тем частям К. п., которые облучаются непосредственно испускаемыми этими телами тепловыми лу- чами. В остальной части К. п. тепло пере- дается от горячих дымовых газов к более хо- лодным стенкам К. п. или его частей путем конвекции и теплопередачи. Продукты го- рения, образующиеся в топочном простран- стве, проходят последовательно по дымохо- дам, омывая поверхность К. п. в собствен- ном смысле слова, пароперегревателя (см.), экономайзера (см.) и воздухоподогревателя; затем, охладившись и отдав значительную долю заключающегося в них тепла, газы от- водятся через дымовую трубу. Количество кг пара, к-рое К. п. может да- вать в течение 1 часа, т. н. паропроиз- водительность G, зависит от величи- ны поверхности нагрева Н, т. е. от поверхности, омываемой с одной стороны во- дой, с другой горячими топочными газами; последняя характеризует собой также разме- ры К. п. Паропроизводительность, отнесен- ная к 1 м2 поверхности нагрева (G:H), назы- вается напряжением поверхности нагрева. Кпд пк. собственно котла (т. е. К. п. независимо от кпд топки) представляет собой отношение количества тепла, необхо- димого для получения G кг пара данных дав- ления и 4° из питательной воды с 1° поступле- ния ее в К. п. (т. е. в экономайзер, если по- следний составляет часть К. п., или пспосред-
183 КОТЛЫ ПАРОВЫЕ 184 ственно в котел, если экономайзер устроен отдельно или его нет вовсе), к количеству тепла, фактически полученного в топке в час. Кпд топки представляет собой отношение количества тёпла, фактически полученного при сжигании топлива, к нижней теплотвор- ной способности топлива. Полный кпд топ- ки вместе с котлом ??=%. • Поверхность нагрева К. п. разделяют на прямую,— подверженную действию тепловых лучей, и непрямую, на которую тепло передается исключительно пу- тем конвекции и теп- лопроводности. Кро- ме того различают поверхность нагрева, смачиваемую водой и омываемую газами; для расчетов в судо- вых К. п. обыкновен- но пользуются пер- вой , в сухопутных— второй. Граница, раз- деляющая ч асти К. п., Фиг. 1а. омываемые дымовыми газами, от частей, за- щищенных от действия горячих газов, назы- вается огневой линией. Часть объ- ема К. п., заполненная водой, Ve, носит на- звание водяного пространства, а занятая паром Vn. —п арового прост- ранства; граница между ними называется зеркалом испарения. Вода, запол- няющая водяное пространство, является ак- кумулятором тепла, поэтому К. п. с боль- шим объемом водяного пространства рабо- тают с меньшими колебаниями давления при резких изменениях в отборе пара. С другой стороны, К. п. с большим содержанием воды представляют бблыпую опасность в случае взрыва. Величина объемапарового простран- ства влияет на качество пара. Пар стремятся получить всегда возможно более сухим, т. к. на влажном паре паровые двигатели рабо- тают хуже и быстрее происходит загрязне- ние пароперегревателя. На фиг. 1а и 16 гра- фически изображена зависимость влажно- сти пара от нагрузки парового пространст- ва и давления р. Основной целью устройства К. п. являет- ся передача тепла от сжигаемого топлива к Фиг. 16. воде, находящейся в котле. Поэтому основ- ными физич. законами, к-рыми определяет- ся работа К. п., являются законы теплопере- дачи (см.). Тепло передается лучами (инфра- красные лучи), конвекцией и вследствие те- плопроводности тел. Лучеиспускание в сильнейшей степени зависит от i° излу- чающего тела (по закону Стефана-Больц- мана оно пропорционально 4-й степени абс, темп-ры) и поэтому при высоких 1° влияние его весьма значительно. В виду этого со- временная техника котлостроения стремит- ся возможно полнее использовать этот путь передачи тепла, развивая так назыв. э к- ранную поверхность в К. п.,т.е.ту часть поверхности нагрева, которая озаряет- ся тепловыми лучами, исходящими непосред- ственно из раскаленного топлива, будь то слой топлива, горящего на решетке, или фа- кел горящих или раскаленных газов. Кон- векция, играющая роль в передаче тепла через стенку К. п.,—в значительной степени искусственного происхождения, т. к. вызы- вается гл. обр. теми вихрями, к-рые возни- кают в потоке газов благодаря тому, что ско- рость их обычно превышает критическую, а также и благодаря наличию многочисленных искривлений потока, поворотов и т. д. Однако несмотря на интенсивность такой искусственной кон- векции со стороны газов, наибольшее препятствие тепло- го вой поток встречает при переходе от га- Фиг. 2. зов к стенке К. п. Происходит это повидимому потому, что стенка всегда покрыта изолирующим ее сло- ем охлажденного газа, к-рыйи препятствует доступу к стенке горячих газовых частиц. Поэтому одной из основных задач правиль- ного направления газов является возможно более интенсивное смывание со стенок этого изолирующего холодного слоя, что достига- ется увеличением скорости движения газов. С увеличением этой скорости коэф, теплопе- редачи, т. е. количество тепла, переданного в час через поверхность в 1 м2 при разности /° в 1°, возрастает примерно пропорциональ- но корню квадратному из скорости. Тепло- передача от газов к стенке значительно ухуд- шается в том случае, если стенка покрыта слоем сажи или золы. Поэтому поддержание стенок в чистом состоянии во время работы К. п. является одним из основных требова- ний правильной эксплоатации его. Сопро- тивление самой металлич. стенки К. п. игра- ет совершенно подчиненную роль благода- ря хорошей теплопроводности металлов, и поэтому с этой точки зрения совершенно без- различно, из какого металла сделан К. п. и какова толщина его стенок. Загрязнение стенок с внутренней стороны отложениями накипи имеет однако большое значение, так как накипь часто благодаря своему сос- таву (примесь масла) является очень плохим проводником тепла. Из фиг. 2, представляю- щей схему перехода тепла через стенку, вид- но, как сильно повышается 1° стенки при за- грязнении ее накипью. Помимо накипи пре- пятствием к переходу тепла от стенки к во- де м. б. пузырьки пара, если они, образовав- шись вблизи стенки, не удаляются быстро от нее; поэтому важно, чтобы вода в К. п. находилась в постоянной циркуляции.
185 КОТЛЫ ПАРОВЫЕ 186 I. Тепловой расчет Н. п. Размеры поверх- ности нагрева К. п. для менее ответственных установок небольшого размера с котлами нормальных типов рассчитываются обычно по эмпирической ф-ле: где Н—поверхность нагрева К. п. в м2, G— часовая паропроизводительность К. п. в кг, а к = ™ —напряжение поверхности нагрева, к-рое берут из таблиц на основании опытных данных (см. табл. 1). Для крупных ответст- венных котельных установок этот способ ра- счета неприменим, так как каждая такая ус- тановка строго индивидуальна и приноров- лена к местным условиям в смысле качества топлива, характера нагрузки, давления и 1° перегрева пара. Современная котельная установка состоит в наиболее общем схемати- ческом виде из следующих отдельных частей (фиг. 3): 1) топочного пространства,в котором происходит сжигание топлива; 2) экранной поверхности нагрева Нх, состоящей из тру- бок, укрепленных на стенках топочного про- странства и подверженных непосредствен- ному воздействию лучеиспускания слоя то- плива и факела горящих газов; 3) передней части собственно К. п. Ht, т. е. части его, лежащей перед пароперегревателем; 4) па- роперегревателя Н3\ 5) задней части К. п. Фиг. 3. И4; 6) экономайзера Н3 для подогрева пи- тательной воды; 7) воздушного подогрева- теля Н3 лпя топочного воздуха. Целью тепло- вого расчета является определение величи- ны отдельных элементов котельной установ- ки т. о., чтобы обеспечить получение необ- ходимого количества пара данных темп-ры и давления из питательной в оды данной i° при условии охлаждения дымовых газов до t°, обусловливающей достаточную экономич- ность установки в смысле расхода горючего. С повышением термин, кпд установки одна- ко связано ее удорожание, и задачей эконо- мии. расчета является определение наивы- годнейшей степени использования топлива. Сложностью явлений теплоотдачи в пре- делах котельной установки объясняется то обстоятельство, что до сих пор не вырабо- тано единообразного и точного метода теп- лового расчета. В основном расчет ведется след. обр. Заданными величинами являются: сорт угля, его состав, низшая теплотворная способность В, давление р, темп-pa $2 и ча- совое количество О пара. Для данного ва- рианта установки задаются: желательным содержанием СО2 в дымовых газах (для ка- менных углей 14—15%) или, что то же, коэф-том избытка воздуха; желательными (° дымовых газов—перед пароперегревате- лем <2, перед выходом в дымовую трубу /в; темп-рой питательной воды перед экономай- зером &3 и после него #4; темп-рой топочного воздуха перед подогревателем % и после него &е. Задавшись кпд топки и при- нимая во внима- ние состав топ- лива, коэф-т из- бытка воздуха, форму и объем топочного про- странства, а так- же часть площа- ди стенок топоч- ной камеры, за- фиг. 4. нятую экранной поверхностью нагреваК. п., определяют дей- ствительную темп-ру пламени в топке t'o. Яв- ления теплопередачи в топке изображены гра- фически на фиг. 4. Вместе с топливом вводится в топку QB Cal,к ним присоединяются: QIS— колич. тепла, вводимое в топку подогрева- емым в полых стенках топки воздухом, QL— количество тепла, вводимое в топку возду- хом, подогретым в особом подогревателе, qBS и (//лг—количество тепла, отбрасываемое в топку обратным лучеис- пусканием стенок кот- ла. Т. о. полное коли- чество тепла в продук- тах сгорания Qy = QB + + Ql + Qls + Qus + + qBT. Из этого коли- чества часть Qf расхо- дуется в самой топке, а часть Qyx уходит с ды- мовыми газами и, омы- вая поверхность нагре- ва парового котла,отда- ет постепенно свое теп- ло. Qp составляется из следующих частей: часть тепла Qrjsr посредством лучеиспуска- ния передается непосредственно экранной поверхности нагрева котла: . я,’ . C, Ct с, где То = t'o + 273, = 0Х + 273, С1г С3 и С8— постоянные излучения горячего тела, холод- ного тела и абсолютно черного тела, выра- женные в Cal/.и2 ч. (°К)4; по Рейтлингеру и Вамслеру для топок К. п. t j s4,0-p4,2Ca/U34. (°К)‘. Cj + С 2 + с, Экранной же поверхности передается часть тепла путем теплопроводности ZB. Другая часть передается лучеиспусканием QTS и пу- тем теплопроводности ZB огнеупорным стен- кам топочной камеры. Из этого количества небольшая часть q$B отражается непосред- ственно и т. о., не увеличивая i° стенок, пе- редается экранной поверхности нагрева К. п. Остальное количество нагревает шамотную
Табл. 1. - О с и о в п ы е данные Наименование Предельные значения *2 Средние значения *2 установки и номер фиг. текста II В .«2 р В кг/см2 Нем2 11 :1г 1 G : Н । i G : F | Н : F Простой цилипдрич. нотел < 30 ~г < 1,8 15-20 j 12—18 ! 10-18 0,8-1,0 Батарейные котлы с 2, и 4 кипятильни- ками 20-100 15 < 2,2 25—38 12-17-22 15-20-24 16-22—26 18—40 22-48 24-55 1,5-2,2 1,5-2.2 1,5 — 2,2 Батарейные котлы с 3, 6 и 9 кипятильни- ками Фиг. 5 30 - 250 < 15 < 5,4 -J 30—45 12—18—22 15--20—25 16—22—26 24—80 30—100 32—110 2,0—4,0 2,0—4,0 2,0—4,0 Одножаротрубные котлы (корнваллий- екие) 10 —-80 ^12—15 0,35—2,8 28—34 15-20-25 25-30-35 22—40 35 -55 1,5—2,0 1,5—2,0 Двухисаротрубные котлы (ланкашир- ские) Фиг. 9 40—150 ^12—15 1,2—7,2 32 -36 18—22—26 22-28-32 32—55 50—70 1,8—2,2 1,8—2,2 Котлы Галловея Фиг. 11 28—120 <12 1,35—4,0 21—30 28—40—55 55—85—120 2,0-2,4 Простой огпетруб- ный котел Фиг. 15 20-150 10 0.5—2,5 40—60 12—16—20 (4,8-=-8)И»,ьз O,4H»,S3 Комбинированный одножаротрубный и огнетрубный котел с прямым ходом ды- ма (К. п. сист. Фер- берпа) 22—75 ^10—12 0,43—1,6 40—48 18—22—26 55-90 3,1—3,5 Комбинированные одно- или двухжаро- трубные и водотруб- ные К. и. с обрат- ным ходом дыма (так наз. экономия. К.и.) Фиг. 17 13-200 /л ° 0,35-5,0 38—42 22-28—35 (20-4-30) /и 0.9J//7 Локомобильные кот- лы немецкого типа Фиг. 18 8—120 1 • ^12-15 1 0,2—2,8 35—40 18-22—28 1 (3e-4-55)£//J 2Vn *1 О—внутр, диам. главного барабана, О'—внутр, диам. вспомогательных барабанов, d—внутренний и наружный диаметры трубок, d'—внутр, диам. жаровой трубы, d"—диам. кипятильных трубок е узкого и ши- рокого конца, а и Ь—расстояния между центрами барабана и жаровых труб по горизонтали и по вертикали, с—расстояние низшего уровня от верха жаровой трубы, О—длина главного барабана, L’—длина вспомога- тельных барабанов, L"—длина топки в локомобильном котле немецкого типа, (—длина трубного пучка.
к. п. различных систем. Употребительный род топки Употребительные На 1 .и2 поверхности нагрева приходится в среднем размеры в м ч водяного пространства парового пространства зеркала испарения — — — - . В At8 в в м2 Обыкновенная плоская колоснико' Ь = 6+12 0,4—0,45 0,18—0,16 0,48—0,55 вая решетка, ручное обслуживание 0 = 0,8+1,5 L : D—&,6+10,0 Плоская колосниковая решетка; ручное или механич. обслуживание Ступенчатая колосниковая решетка Наклонная решетка в кипятильнике Тенбринка о» тЧ °" ! OTC°-i. .|. | С С 1Д IQ 1 i II JI II II i Ч Ч1-1 j 0,20—0,24 0,05—0,06 0,14—0,16 Плоская колосниковая решетка; ручное или механич. обслуживание Ступенчатая колосниковая решетка Наклонная решетка в кипятильнике Тенбринка “-° f A 3 2 “'° -1- -I- О О ко I • Ji II J . ЧЧЧЧ ' 0,22—0,26 0,04—0,05 0,13—0,15 Плоская решетка; ручная, реже ме- ханическая подача топлива; камен- ный уголь Ступенчатая колосниковая решетка; бурый уголь; нефтяная топка с рас- пылением D = 0,26J/H=l,l+2,2 d'^b.SD (для волнистых труб d' = 0.5D+0,05-0,1) <i'=0,55+l,25 a =b = 0.1D e -0,10+0,01 0.16—0,20 0,06—0,05 0,26—0,30 Плоская решетка; ручная, реже ме- ханическая подача топлива; камен- ный уголь Ступенчатая колосниковая рещетка; - бурый уголь; нефтяная топка с рас- пылением D = 0,24)/77 =1,74-2,5 d' = 0,5P —0,254-0,3 = 0, 6-4-1, 05 2a=0,5Л-0,064-0,075 b = 0,ID—0,07 c =0,12)4-0,02 0,18—0,21 0,065—0,075 0,20—0,23 Обыкновенная плоская решетка; ручная, реже механич. подача топ- лива; каменный уголь D =1.8+3,0 = (0,23+0,26) V H d‘ = 0,5D—(0,25+0,3) = 0,6—1,2 a = 0,5D-(0,06+0,07) b = 0,10-0,05 c = 0,10+0,02 Число галловеевск. трубок n^0,2H 0,16—0,19 0,06—0,07 0,19—0,22 — — — - — — Обыкновенная плоская решетка; ручная подача топлива; каменный уголь D = 1,254-2,10^0,66 д/Н L =1,84-5,6 d' = 0.064/0,0704-0,076/0,082 П =404-110 0,08—0,10 0,03—0,025 0,08—0,09 То же D =1.4+1,9=0,38 I/O L =3,0+6 <!' = 0,5D + (0.05+0,1) d =0,064/0,07+0,076/0,082 n =40+75 a = b=0,lDc=0,lD+0,01 0,13—0,16 0,05—0,04 0,18—0,22 То же Нефтяная топка с распылением D = 1,4+3,0^1,35 L =2,0+4 8 d' = 0.5D + (0,0+0,05) для 1- жаров. трубы при О<2.0 d =(0,31+0,032) D для 2-жа- ровых труб при О;?’ 0 d = 0,064/0,070+0,084/0,090 п =40+400 0,09—0,11 0,036—0,04 0,08—0,12 — — - -— - — — — _ Горизонтальная внутр, колоснико- вая решетка; ручная или механич. загрузка топлива; выносная топка со ступенчатой решеткой D = 1,0+2.47* J^O.llH L -2,5+6,5 а- = 0,5П + (0,1+0,15) L"=l.0+3.0 d =0.051/0,056+0,064/0,070 n =30+120 0,12—0,15 0,05—0,04 0,18—0,22 и—число дымогарных или кипятильных трубок в котле, п'—число жаровых труб или барабанов, л. и А'— длина наружной и внутренней огневой коробки локомобильных котлов англ, типа, В и В'—то же ширина, h— высота барабана вертикального котла, Id—высота топки вертикального котла, г—радиус топки котловКокрапа. • а н—поверхность нагрева, В—площадь колосниковой решетки, G—часовая паропроизводительность, F— площадь пола, занятая котлом.
Табл. 1.—Основные данные К. п. - - Наименование Предельные значения Средние значения *2 установки и номер - - __ — — — фиг. теиста Н в м2 р В кг 1см2 R в м2 И : R G : Н G : F Я : F Локомобильные кот- лы англ, типа Фиг. 19 7—80 < 12 0,12—2,4 34 (в малых моделях до 56) 14—20—26 (ЗОН-50 )f Я 2,if Я Вертикальные жаро- трубные котлы с ки- п яти л ьн ыми тру б- ками Фиг. 22 2—20 <8—10 0,10—0,85 20—25 12—16—20 60—150 5—7,5 Вертикальные водо- трубные котлы Фиг. 51 и 52 7-45 <10—12 0,35—1,5 20—30 12—16—20 (42-У70)1^Н 3,sfH Вертикальные с го- ризонтальными жа- ровыми трубами, т. нав. К. п. Кокрана Фиг. 25 5,5—100 5112—15 0,45—3,8 12,5-24,5 (—4,4)/Н) 18—24—35 G : Н^127 IR о,2\ \я“ я ) ( HR-*\ V+ 7,5 ) (604-100) \^11 з^н Комбинированные горизонтальные огне- трубные котлы с ки- пятильниками 30—250 5112—15 0,6—6,0 35—56 12—16—20 (4,54-7,5) Но,S3 0,38Н<МЗ Комбинированные жаротрубные и ог- кетрубные котлы с двумя паровыми про- странствами Фиг. 26 и 27 70—500 <15 1,36—7,4 52—55 (ДО Н=200) 55—60 (Н=200—250) 65—68 (Н=250—500) 12-16—20 (5-=-8)H«,s4 (50—230) 0,4НМ< (4—11,5) Нормальные двухка- мерные горизонталь- но-водотрубные кот- лы Фиг. 34 30-500 <12 1,0—15,0 32—40 14—18—26 (13-^24)H0,«s (80-390) (0,75-^0,9)Н0.48 (4,5—15) Секциональные гори- зонтально-водотруб- ные котлы (системы Вабкока и ВиЛько- кса) нормальн. типа 30—500 <15 0,8—13,0 35—40 16- 20—30 (164-30)HM« (70—420) (1,04-1,04)Н«,48 . (4,2—13,6) Секциональные гори- зонтально-водотруб- ные котлы большой мощности (сист. Баб- кока и Вилькокса морского типа и про- изводные от него си- стемы) Фиг. 36 И 37 300—2 500 <35 1—90 24—28 30—40—52 (33-i-60)H0. 88 (290—1 250) (1,14-1,2) Но,88 (9,6—24) . Вертикально-водо- трубные котлы двух- и четырехбарабанно- го типа (сист. Гарбе) Фиг. 42 100 1 000 <20 2,5—25,0 38—40 24— 30—45 (35-=-70)#/Н (170—700) (1,47-1-1,54)^Н (7,0—15,4) Трех-и четырехбара- банные вертикально- водотрубные котлы большой мощности Фиг. 46, 48 И 49 600—3 500 | 5135 (иногда до 100) 15—50 40—70 30—45—55 (4,5-т-8,0) ЯМ8 (270—2 600) 0,15Н0»«5 (9—30)
различных систем. (Продолжение.) Употребительный род топок Употребительные размеры в л»*1 Ila 1 .из поверхности нагрева приходится в среднем — зеркала испарения в м2 водяного 1 пространства 1 В .ц3 парового пространства В А!3 Горизонтальная внутр, колоснико- вая решетка; ручная загрузка. При- меняется гл. обр. на передвижных локомобилях Горизонтальная внутр, колосниковая JJ -- 0,524-1,3=0,25Hfti33 £ •- 2,04-6,0 А 0,704-1,30 В 0,64-1,4 А'-. 0,54-1,10 В'.- 0,484-1,2 d =-- 0,05/0,0564-0,064/0.070 П -- = 254-120 В -- 0,654-1,6 0,12-0,15 0J0--0.13 0.05—0,04 1 i । 0,07—0.1 1 0,18 0,22 1 0,08—0,12 решетка; ручная подача топлива Горизонтальная внутр, колосниковая h « 1,84-4,0 ii' - O.84-O.9D h' == 0,64-ода <1" = 0.1 4/0,284-0,25/0,40 п =- 14-5 D .= 0,84-1,5 1 ' 0.12 0,16 0,05 -0,07 0,06 -0,10 решетка; ручная подача топлива Горизонтальная внутр, колосниковая h ---- 2,04-1,3 d' = (0,75-40,85)0 /Г - 0,9-41,4 d 7- 0.05/0.0564-0,057/0,063 П 484-1.10 D -- 0,94-2,6 0,08 -0.10 ! 0,07 -0,08 1 1 0,06-0,08 решетка; ручная подача топлива Горизонтальная колосниковая ре- /1 - 2,04-5.2 d =-- 0,044/0,049-40,066/0,072 И = 504-280 r = ,(0,4-40,42)0 О - 1.25-42,10=>-0,68 ]/ 0,12-0.15 0,03-0,025 0,07—0.08 тетка; ручная, реже механич. по- дача топлива Внутренняя горизонтальная колос-1 L l,74-6 = £'-(1.04-l,5) D' = 0,654-1,0.-80,5D d = 0,064/0,0704-0,089/0,006 П = 404-100 D -- D' -’1,64-3,0410,45H»’3 0,085—0,11 0.035—0,05 0,09 0,15 '1 пиковая решетка; подача топчипа1 механическая, реже пристроенная: спереди ступенчатая решетка 1 Горизонтальная колосниковая ре-’ H' = 1 (при 64-2,0) n'-- 2 (при D' = 2,04-2,5) n' 7-З (при D' —2,54-3,0) d' - 0,8-41,2 d =7 0,089/0 096-40,095/0.102 ]) 0.8-41.8n'-: 1-42 ' 0,06 -0.1 0,03—0.05 0,12—0,2 шетка; механич. подача топлива, сту-! d = 0,088/0,095 пенчатая решетка, нефтяная топка. \1 = 4.04-5,4 В круглых котлах—цепная колоспп-i __ Я новая решетка или горелки для пы-1 п ~ 6 i левидного топлива । Тоже \ D 0,764-1,22 п' - 1-43 1 d = 0,096/0,103 1 1 = 3,054-5,50 ' П (2,84-2,9)# 1 ' _ Ценная колосниковая решетка; топки 1 D -= 1,44-1,6 для сжигания пылевидного топлива; п' 1 1 механич. ступенчатые решетки d — 0,096/0,103 1 --4,64-6,0 1 п Я п ~3.0, 1 1 i i ! 1 . 1 Ступенчатые и цепные колосниковые D 1,511' -1,в I решетки; топки для пылевидного d 0,054/0.<>60 топлива . 1 = 3,54-4,5 Я 1 1 П = 5,4 1 Цепные и механич. ступенчатые ко- JJ = 1.24-1.6 1 0,06—0,1 0,04—0,07 1 i 0.01 - 0,10 1 j 0,05 -0,07 0,03—0.05 0,02-0.01 0,02 -0,04 0.02—0,03 1 0,12 -0,2 0,04—0,08 0,035—0,08 0,03—0,05 лоепнковые решетки; тонки для пы- левидного топлива D' 0,8-41,6 ; J, = 0,070/0,076-40.093/0,100 1 i j 7
195 КОТЛЫ ПАРОВЫЕ 196 стенку камеры, причем ббльшая часть, QSH, в виде лучистой энергии передается на эк- ранную поверхность, часть Xs проходит че- рез стенки топки и рассеивается, а часть QLS расходуется на подогрев воздуха в каналах топочных стенок. Из общего количества лу- чистой энергии Qsh 4* Q'/'ii + qsn> приходя- щейся на экранную нагревательную поверх- ность, Qi/s+ Qht передается воде, a qHs+ Чнт излучается ею обратно в топочное простран- ство. Диаграмма фиг. 4 дает представление о сложности тепловых процессов в топке и о трудности охвата их математическим ана- лизом. Воленберг, Морроу и Линдсет на ос- новании нек-рых упрощений и допущений пришли к аналитич. выражению для опре- деления 1° топочного пространства, которое однако отличается значительной сложностью и недостаточно общим характером. Передача тепла в последующих секциях К. п. ив других частях котельной установ- ки совершается также путем теплопередачи от потока горячих газов по общей ф-ле: Q = G,| с™ |'; (1г - = Н(к + а' + a")4t, где вг—вес топочных газов, развивающихся в час, в кг, | —средн, теплоемкость 1 кг дымовых газов в пределах и t2; % и tt— темп-ры дымовых газов в рассматриваемой части К. п. при входе и выходе, Н—поверх- ность нагрева данной части К. п., к—коэф, теплопередачи от дымовых газов к содержи- мому секции (воде, пару или воздуху), а' и а"—коэф-ты, учитывающие теплоотдачу лу- чеиспусканием содержащихся в дымовых газах паров воды и СО2, a dl—т. и. средняя логарифмич. разность 1° на протяжении дан- ной части установки. При заданных Q, /2 или %, к, а' и а" вычисляют G3 по обычным ф-лам из хим. состава, количества топлива, сжигаемого в час,и коэф-та избытка возду- ха; I определяется из известного соста- ва дымовых газов сначала приближенно Стак как или <2 неизвестны), а затем бо- лее точно путем последовательных прибли- жений; dt определяется из ур-ия: AI А1А1>, zl (а где 41 г—наибольшая, a dt2—наименьшая разности температур дымовых газов и обо- греваемой поверхности в пределах данной части К. п. (т. е. в начале или в конце ее). Т. о. получаем два ур-ия с двумя неизвест- ными II и или t2, к-рые позволяют в каж- дом отдельном случае вычислить площадь Н и требуемую 1° входа или получающуюся 1° выхода газов. При условии задания, как бы- ло указано выше, весь расчет м. б. проведен по следующей схеме. Сначала определяют t j газов при вступлении в Л2 и одновременно количество тепла, переданное лучеиспуска- нием и конвекцией экранной поверхности нагрева котла + QIir + Zff; затем, зная t х и 12, определяют Н2 и поглощенное пе- редней частью К. п. Для пароперегревателя известны: QJ13 (из количества пара, давления его и 1° перегрева) и /2, определяют Нл и ts; зная общее количество тепла, необходи- мое для парообразования, и вычитая из него сумму полученного уже котлом тепла Qhs + Qffr+ZH + Q^, определяют Q3, а от- сюда и Ht и /4; идя тем же путем дальше, мо- жем определить и поверхность нагрева эко- номайзера Нб и /6 (при заданных и #4> и затем, зная и поверхность нагрева воздушного подогревателя 11е и 1° подогрева воздуха &а. Трудность этого расчета заклю- чается гл. обр. в отсутствии достаточно про- стых эмпирически проверенных формул для определения коэф-тов излучения и теплопе- редач в отдельных частях котельных уста- новок. Значительное упровдение теплового' расчета достигнуто Мюнцингером путем со- здания целой серии график, таблиц, соста- вленных частью по эмпирическим, частью, по теоретич. данным. Отношение тепла, уносимого из К. п. па- ром, к теплопроизводительности сожженно- го топлива, называется коэфициентом полезного действия К. п. В наи- лучших случаях практики кпд котлов может1 достигать 85—87% и более. В среднем же К. п. работают с кпд не выше 70%. Кпд кот- лов обусловливается потерями тепла: а) с от- ходящими газами, б) от неполноты горения топлива и в) в окружающую среду. Первая определяется экономич. соображениями, как указывалось выше; вторая обусловливается, совершенством топки и уменьем кочегаров, обслуживающих котел; третья зависит от ка- чества обмуровки К. п. и условий движения воздуха, омывающего эту обмуровку. Кпд. изменяется с изменением; нагрузки К. п., до- стигая своего максимума при нек-рой наи- выгоднейшей нагрузке, которая в каждом ча- стном случае м. б. установлена только опыт- ным путем, и уменьшается с увеличением нагрузки за счет роста потерь с отходящи- ми газами и от неполноты горения топлива. При Слабых нагрузках К. п, коэфициент полезного действия также падает за счет1 увеличения потерь в окружающую среду. В табл. 1 приведены теплотехнические и конструктивные данные относительно раз- личных систем К. п. II. Классификация К. п. Формой сосуда, наилучше сопротивляющегося как внутрен- нему, так и внешнему давлению, является- шар; однако практич. неудобства шаровых, сосудов в соединении с нежелательным для котлостроения свойством шара—обладать наименьшей поверхностью из всех тел дан- ного объема заставили принять в качест- ве основной формы К. п. круговой цилиндр. Стремление развить поверхность нагрева, не увеличивая чрезмерно объема К. п., при- вело к уменьшению абсолютных размеров диаметра сосудов, т. к. при равном объеме отношение поверхности к объему изменяет- ся обратно пропорционально диаметру ци- линдра. Эта основная идея осуществляется двумя основными способами: 1) огневой по- ток разбивается на ряд струй, направляемых по трубкам, омываемым снаружи водой,— жаротрубныеиогнетрубные К. п. и 2) дробится водяной объем и распре- деляется на большое количество б. или м. тонких трубок, омываемых снаружи дымо- выми газами,—в од о трубные К. и.
КОТЛЫ ПАРОВЫЕ 198 А. Цилиндрические К. п. Наиболее простой формой К. п. является простой ци- линдрич. котел, наполненный на -0,7 объ- ема водой и омываемый снаружи дымовыми газами. Котел этот обладает рядом недо- статков, из к-рых наиболее существенными являются невозможность создания б. или м. крупных поверхностей нагрева (П<30 №) и плохое использование тепла дымовых газов вследствие чрезвычайно невыгодн. соотно- шения между поверхностью нагрева паровых котлов и поверхностью охлаждения кладки. Эта система применяется изредка в малых установках, главным образом для получения пара низкого давления (до 6—8 alm). Пер- вым шагом к диференцированшо водяного объема К. п. является постройка б а т а- р е й н ы х к о т л о в; К. п. этой системы непосредственно нижними кипятильниками на особые чугунные опоры и. Питание про- изводится в каждый верхний барабан само- стоятельно в его задней части, над соответ- ственным штуцером (к). Продувка совершает- ся из наиболее низкой части нижнего кипя- тильника (л), а при наличии кипятильников в топочном пространстве—также и из них (м). Для лучшего удаления пузырьков пара ки- пятильники ставят несколько наклонно и составляют из конич. обечаек, направленных узкими концами по направлению движения пузырьков пара. Для возможности свобод- ного теплового расширения отдельных ча- стей К. п. обмуровку не доводят вплотную1 до кипятильников. К достоинствам бата- рейных К. п. должны быть отнесены: 1) про- стота конструкции, позволяющая строить Фиг. (фиг. 5) представляют собой обычно сово- купность нескольких секций, соединенных общим паросборником а (т.н. сухопарником). Каждая секция состоит из одного верхнего барабана б, соединенного патрубками (шту- церами) в с 1, 2 или 3 кипятильниками г; по- следние располагаются под барабаном в вер- тикальной плоскости (при 1 или 2 кипятиль- никах) или в горизонтальной (при 2 или 3). Паровые пространства отдельных секций соединяются между собой общим сухопар- ником, а водяные—особыми поперечными штуцерами или топочными кипятильниками; т. о. верхние барабаны всех секций имеют один общий уровень зеркала испарения. Топ- ки применяются как с горизонтальными, так и со ступенчатыми и наклонными колос- никовыми решетками обычно с ручной за- грузкой; для увеличения экранной поверх- ности нагрева применяются кипятильники Тенбринка (см. Топки) или, как показано на фиг. 5, устраивают несколько небольших кипятильников д и е, окружающих топочное пространство. Топочные газы, направляе- мые поперечными стенками, проходят, мно- гократно опускаясь и поднимаясь, по всей длине К. п., омывая по пути также и паро- перегреватель о/с. Последний ставится по- средине котла т. о., чтобы газы проходили через него, омыв 1/3 до х/2 всей поверхности нагрева К. п. Температура перегрева регу- лируется заслонкой з, открывающей газам путь помимо перегревателя. Опирается К. п. 5. их даже небольшим и слабо оборудованным з-дам; 2) большой водяной объем; 3) простота очистки; 4) удобство транспорта в разобран- ном виде и простота сборки; 5) легкая при- способляемость к различным топкам; 6) на- дежность в работе, дешевый текущий ремонт. Основными недостатками батарейных К. п. являются: 1) низкое использование пола котельной; 2) громоздкость К. п. и боль- шой объем кладки, обусловливающий зна- чительные йотери тепла и присос холодного воздуха; 3) невозможность быстрой растоп- ки вследствие плохой циркуляции и необ- ходимости медленного прогревания К. п. для избежания Г-ных напряжений; 4) жест- кость конструкции, облегчающая возник- новение 4°-ных напряжений; 5) ограничен- ная возможность форсировки и слабая паро- производительность. К. п. этой системы при- меняются сравнительно редко,—гл. обр. там, где требуется надежность в работе и про- стой уход, а малая экономичность исполь- зования топлива играет подчиненную роль. Б. Жаротру биые К. п. состоят из цилиндрич. котла, в к-рый вставлены в про- дольном направлении 1, 2 или 3 Жаровых тру- бы, служащих первым дымоходом для топоч- ных газов, а в большинстве случаев вмехцаю- щих в себе также и самую топку. Жаротруб- ные К. п. с одной жаровой трубой называют также корнваллийскими, а с дву- мя трубами—ланкаширскими. Пока не наступило парообразование, т. е. при рас- *7
199 КОТЛЫ ПАРОВЫЕ 200 топке, циркуляция в К. п. весьма несовер- шенна: лучше всего она в трехжаротрубном, несколько хуже в одножаротрубном и почти отсутствует