История алюцинка
Путь алюцинка
“Бетхлхем Стил”, крупная американская организация, занимающаяся производством стали, во второй половине прошлого века стала прародителем формулы нового химического вещества алюцинка, который стал незаменим в производстве защитных покрытий.
Невиданный взлет алюцинка
Неожиданно появившись на свет, алюцинк быстро доказал свою надежность и практичность, чем завоевал всемирное признание специалистов. Темпы развития применения данного вещества в промышленных отраслях просто завораживают: едва войдя в производство, он уже в конце 80-х годов стал основой рождения нового вещества алюцинк-плюс, а через несколько лет появился алюцинк-SPT. Такой стремительный успех довольно редко встречается в наше время. Иногда изобретения и вовсе теряются на пыльных полках, о них забывают в силу невостребованности. Но алюцинк появился благодаря крупнейшей корпорации “Бетхлхем Стил”, что само по себе привело к его быстрому продвижению в промышленной сфере. Период появления на свет алюцинка совпал с довольно стабильной ситуацией в экономике Соединенных Штатов. Качества, которыми обладает данное вещество, оказались востребованы в производстве. Его высокие антикоррозийные показатели увеличивают срок службы изделий по сравнению со стальными листами, обработанными цинковым покрытием. Помимо высокой сопротивляемости разрушению, алюцинк может сам защитить поверхность, которой было нанесено механическое повреждение. Благодаря своим свойствам, алюцинк стал активно применяться в строительстве. Материал, созданный на основе этого вещества, используется как облицовочный и кровельный. В качестве покрытия для крыш алюцинк незаменим, ведь он не только имеет эстетичный внешний вид, но и устойчив к перепаду температур, к воздействию солнечных лучей.
Улыбка судьбы
“Бетхлхем Стил”, крупная корпорация США, занимающаяся производством стали, во второй половине прошлого века стала прародителем формулы алюцинка. В 1959 году специалисты корпорации изучали возможные пути развития компании на будущий год. А в итоге они помогли появиться на свет новому веществу, которое стали применять в сталелитейной промышленности в качестве защитного покрытия стали. Исследования корпорации привели сотрудников к заключению о том, что проводимые повсеместно опыты по усовершенствованию качества цинкового покрытия, технологий его производства не дадут ожидаемых результатов. Они стали активно искать новый, отличный от прежнего, способ производства защитного покрытия. Проводились многочисленные исследования в области устойчивости металлов к внешним воздействиям, химические опыты по определению свойств сплавов алюминия и цинка. Лаборатория “Хомер Рисеч” в 1964 году осуществила экспериментальный выпуск изделий, на которые было нанесено покрытие на основе алюминиево-цинкового сплава. Эти экспериментальные образцы подверглись тщательному исследованию, был проведен ряд испытаний для выявления оптимальной формулы.
Тернистый путь открытия
Исследователей интересовали, в первую очередь, свойства материала противостоять коррозии. Поэтому было решено поместить подопытные образцы не только в искусственную среду, воссоздающую внешнее воздействие на материал, но и в естественные агрессивные условия. Специалисты постарались охватить страны с различным климатом и экологическим состоянием среды. Именно это решение оказалось ключевым при определении правильной формулы вещества. Искусственные среды, воздействуя на материал, подтолкнули исследователей к мысли о том, что сплав с 35% содержания алюминия становится оптимальным вариантом. Но образцы, помещенные в естественные условия, доказывали обратное. Специалисты лаборатории разместили их на два года на побережье Атлантического океана, в районе Кюр Бич. Характерный для данной местности морской климат нанес вред образцам с, казалось бы, оптимальным содержанием алюминия 35%. Сплавы с содержанием алюминия 45% также были подвергнуты разрушению. Лучше всех остальных образцов выглядел тот, на который был нанесен сплав с 55% содержания алюминия. Эти данные поставили исследователей в тупик. Было решено продолжить исследование в естественных условиях побережья. 5 лет спустя специалисты установили, что именно этот образец является самым оптимальным из всех созданных. Он состоял на 55% из алюминия, на 43, 5 из цинка и на 1, 5 из кремния. Большое процентное содержание алюминия и цинка наделили данное вещество свойствами этих химических элементов. Образцы обладали в 2-4 раза большим эксплуатационным периодом, чем стальные, покрытые составом цинка. Больше всего специалистов сталелитейного производства заинтересовали способности нового вещества обеспечивать хорошее состояние обрезного края материала, который теперь обладал устойчивостью к коррозии, имел катодную защиту.
Важные составляющие
История всемирных открытий показывает, что зачастую несколько людей или открытий становятся причиной появления новых изобретений. На помощь создателям алюцинка также пришло изобретение другой фирмы. На протяжении тех лет, когда природа колдовала над состоянием образцов, исследователи не теряли времени даром. Была запущена партия товаров на производстве одного из заводов для того, чтобы привлечь внимание клиентов. Лабораторные исследования доказали надежность сплава с 35% алюминия в своем составе, поэтому именно этот сплав был выбран для производственного выпуска. Но эту партию ожидал полный крах. Новое вещество никак не хотело прилипать к изделию. Полупогруженные валки, используемые в процессе производства для того, чтобы регулировать слой покрытия, засорялись и могли привести к остановке всего процесса. На помощь специалистам пришло изобретение, которое до этого момента не применялось. Компанией “Вейертон Стил” было разработано оборудование для регулирования слоя наносимого покрытия с применением ножей пневматического типа. Именно это изобретение помогло внедрить новый материал в производство.
Сопутствующие открытия
Работа с оставшимися образцами не останавливалась. Внимание специалистов привлек тот факт, что сплавы с 70% алюминия показали высокие результаты испытаний, но они подверглись разрушению в естественных условиях. Для внедрения в производство сплавов с таким содержанием алюминия требовалось создание условий с высокими температурными показателями. Это неизменно привело бы к повреждению оборудования и его последующей скорой замене. Для промышленности это стало бы сигналом к значительному повышению стоимости материала и изделия в целом. Этот вариант был неприемлем. Лабораторные исследования с 45% алюминиевым сплавом также продолжились. Была установлена природа появления разрушений на поверхности изделий. Все дело в том, что цинк и алюминий лучше растворяются друг в друге в расплавленном состоянии. Металл затвердевает, это приводит к неравномерному распределению элементов в веществе. Участки с высокой степенью неравномерных расположений элементов легко подвергаются в дальнейшем внешним воздействиям. Если цинк и алюминий распределены равномерно, то созданное вещество обладает уникальными свойствами. Сплавы с 55% алюминия подверглись испытаниям на специальной линии, разработанной для проведения экспериментов. Анже Борзилло, изобретатель, смог установить особенности сплава и решить проблему производственного процесса. Ключевым моментом стал вопрос охлаждения изделия, температурный и скоростной режимы. При выпуске оцинкованной стали процесс охлаждения не имел существенного влияния на свойства металла. Было установлено, что от технологии охлаждения, которая позже была запатентована, зависело состояние материала. Четко определенная скорость процесса застывания слоя стала основополагающим фактором данной технологии. Слой, расположенный между сплавом и изделием, имел огромное значение для успешного результата. Слишком толстый слой становился причиной повышенной хрупкости изделия, а отсутствие его приводило к тому, что сплав не прилипал к изделию вовсе.
Завоевание рынка
Окончательно убедившись в уникальных свойствах нового вещества, специалисты корпорации приступили к внедрению покрытия на рынке материалов. “Бетлхем Стил” представил миру новый продукт под благозвучным названием “гальвалюм”. Маркетологи посчитали данное название, получившееся от сочетания слов “гальванизированный” и “алюминий”, особенно удачным. Корпорация “Бетлхем Стил” выстроила перед собой целую стратегию коммерческого продвижения товара. Учитывались такие детали, как ценовые показатели на рынке стали. Компания “Армко” выпустила сталь с алюминиевым покрытием “Алюминайзд Тайп 2”, гарантия эксплуатации на которую была определена сроком в 20 лет. Корпорация “Бетлхем Стил” приняла решение установить гарантийный срок в два десятилетия, но при этом он в действительности был больше на полгода, так как необходимо было учесть сроки хранения до начала эксплуатации. На эту мысль сотрудников корпорации натолкнул тот факт, что с начала исследований прошло около 6 лет, а образцы показали отличные результаты. Цены на сталь с покрытием из алюминия компании ”Армко” были выше, чем цены на обычную оцинкованную сталь. Корпорация “Бетлхем Стил” предложила среднюю цену на свою продукцию. В конце семидесятых годов корпорация получила в Америке патенты на свое изобретение. Выход на международный рынок стал возможным после получения патентов, которые были действительны в 12 странах мира. В первую очередь гальвалюм покорил Австралию. Именно с подписания договора с фирмой “Джон Лайсагт JLA”, которая впоследствии стала известна как “Броккен Хилл Пропрайетори” (BHP), началось производство стали по новой технологии. Американцы познакомились с продукцией и незамедлительно решили приобрести данное изобретение. В 1974 году были подписаны документы, и уже в 1976 году ВНР наладила выпуск цинкалюма, именно так теперь стали называть продукт. Специалисты компании ВНР продолжили серию исследований над веществом, провели ряд опытных экспериментов. Цинкалюм стал применяться в различных странах для реализации крупных строительных и архитектурных проектов. Так, порт Сиднея, который расположен неподалеку от знаменитого Оперного театра, был реконструирован в 1988 году с применением данного материала. Американцы с помощью цинкалюма соорудили конструкцию, которая поражает своей масштабностью. Надпись “Голливуд” на Калифорнийских холмах выполнена с использованием цинкалюма. Лицензии стали выдаваться в огромном количестве. С 1974 года по 2001 были заключены соглашения с 41 компанией. Россию в этом списке представляют известные компании “Магнитогорск” и “Северсталь”. Но фирмы, подписавшие договор и получившие лицензию, не могут использовать для своих товаров название гальвалюм. Согласно правовым документам, они вынуждены искать новое название.
Открытие алюцинк-плюс
Алюцинк-плюс возник благодаря тому, что потребители были недовольны такими свойствами алюцинка, как пластичность. По их мнению, она была недостаточно высока для данного материала. Сгибы листов покрывались небольшими трещинами. Специалисты приступили к изучению причин возникновения данного явления. Слой, который располагался между изделием и сплавом, не всегда был одинаков. Из-за различных показателей толщины возникали довольно глубокие повреждения. Кристаллы кремния, входившего в состав сплава, своими угловатыми гранями вызывали возникновение трещин. Были проведены опытные исследования, в ходе которых специалисты пришли к идее о том, что необходимо добавить в сплав стронций и ванадий. Эти химические элементы способствовали предотвращению появления трещин на поверхности стали. Стронций растворялся в кремнии, кристаллы его теряли остроугольную форму. Ванадий образовывал на слое между изделием и сплавом тончайшую пленку, вещество становилось более однородным по степени распределения элементов, кристаллы измельчались, приводились в единообразное состояние. В результате повысилась пластичность материала, и трещины больше не появлялись. Новое защитное покрытие получило название алюцинк-плюс.
Разработки алюцинка SPT
Special Protective Treatment – именно так расшифровывается аббревиатура в названии алюцинк SPT. Специальное защитное покрытие для алюцинка было разработано в начале 90х годов прошлого столетия. Произошло это из-за того, что поверхность защитного покрытия для стали была подвержена загрязнениям, которые удалялись с трудом. Алюминий, входивший в состав сплава, стал причиной такой реакции материала на смазку и масло. Было решено применить специальную органическую пленку. Японские компании старались улучшить внешний вид изделий еще в 80х годах. Они хотели также повысить антикоррозийные свойства стальных листов. Фирмы Японии использовали пленку только для определенных слоев защиты, например, покрытий из сплава цинка и никеля, оцинкованных покрытий, которые создавались с применением метода электролиза в расплаве. В то время использование данной пленки для защиты алюцинка осложнялось тем, что компания “Гальваланж” из Люксембурга, проводившая исследования в данной сфере, была ограничена в средствах. Только после того, как исследователи привлекли к данной проблеме внимание производителей европейских стран, разработка специального защитного покрытия сдвинулась с мертвой точки. Алюцинк SPT имеет значительное преимущество перед своими предшественниками. Его внешний вид значительно лучше, он легко поддается чистке. Повышение антикоррозийных свойств материала стало причиной того, что постепенно алюцинк SPT стал применяться на производствах. Данный метод применим теперь и к оцинкованным поверхностям. В наши дни технология защиты поверхностей с применением пленки стала привычным явлением в промышленности.
