Nickelmagaugust16 rus fb

От морской воды к питьевой — благодаря никелевым сплавам Никельсодержащий купол надёжно защищает от радиации Чернобыля ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ

ТЕМА: ВОДА

Август 2016 г., т. 31, № 2

Нержавеющая сталь предотвращает потери воды

ДЖОАНН КЁНИГ (JOHANN KÖNIG), БЕРЛИН И ГАЛЕРЕЯ 303 GALLERY, НЬЮ-ЙОРК

r Квадратная матрица клиновидного сечения, выполненная из нержавеющей стали, быстро пропускает огромные объёмы воды.

ЖИДКАЯ АРХИТЕКТУРА

r Квадратная матрица клиновидного сечения, выполненная из нержавеющей стали, быстро пропускает огромные объёмы воды.

ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ 07

ВОДНЫЙ ЛАБИРИНТ

«Водный лабиринт» в г. Перте (Австралия) был открыт в 2012 г. после реконструкции исторической части города Форрест-Плейс. Водная скульптура — вдохновляющее место для сотен тысяч жителей города и туристов. Никельсодержащая нержавеющая сталь была выбрана для этого сооружения благодаря своей долговечности и сочетаемости с химической обработкой, необходимой для монтажных работ. Кроме того, эстетические и коррозиестойкие свойства делают её идеальным материалом для применения в устройствах, связанных с технологиями очистки воды. То взмывая ввысь, то опадая, бьют струи пущенных в повторный оборот ливневых вод, спорадически формируя на решётчатых рёбрах состоящей из девяти квадратов матрицы водяные стены высотой 2,3 м. Эти стены образуют разное количество — вплоть до девяти — «водяных комнат», с интервалом в десять секунд хаотически появляющихся и исчезающих в разной конфигурации. Здесь публика разного возраста. Кто перепрыгивает из сектора в сектор, а кто просто плещется в струях воды. «Водный лабиринт» позволяет людям, использующим общественное пространство площади, вступать в прямое взаимодействие с искусством. Эта инсталляция была спроектирована художником с мировым именем Джеппе Хейном (Jeppe Hein), который говорит, что интерактивность — отличительная черта этого художественного произведения, и люди играют в этой инсталляции ключевую роль: «“Водный лабиринт” активирует пространство и приглашает посетителей пользоваться произведением искусства либо для уединения и релаксации, либо, напротив, для чистого удовольствия и веселья».

2 НИКЕЛЬ. ПРИМЕР ИЗ ПРАКТИКИ

Впечатляющей чертой «Водного лабиринта» площадью 12 м х 12 м являются 179 м решётчатого настила и водосточной системы из нержавеющей стали. В водной скульптуре, изготовленной компанией Paige Stainless, используется около 62 м2 проволоки клинообразного сечения марки Heelguard® и около 160 м плоского проката размером 30 x 5 мм из нержавеющей стали марки 304 (UNS S30400), поставляемых компаниями Atlas Steels и Fagersta. Решётка из нержавеющей стали специально разработанной усовершенствованной клиновидной формы быстро пропускает в обе стороны огромные объёмы воды, задерживая при этом на себе мусор, что позволяет легко его удалять и проводить очистку решётчатого настила, тем самым решая проблемы, обычно присущие водосточным системам. Система решёток с 5-миллиметровым расстоянием между прутьями и 4-миллиметровой шириной головки прутка была изготовлена специально для «Водного лабиринта». В ней 50% открытого пространства отводится для подачи и стока воды. Перед установкой решётка из нержавеющей стали прошла пассивацию и декапирование. Статья, первоначально опубликованная в «Австралийском журнале нержавеющей стали» (Australian Stainless Magazine), вып.

53, приведена здесь в сокращённом виде.

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

ISTOCKPHOTO.COM © КРИСТИАН НАВРОКИ (KRYSTIAN NAWROCKI)

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

Журнал посвящен никелю и его применению. Журнал «Никель» издается Институтом никеля www.nickelinstitute.org

ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ ДЛЯ ВСЕХ В недавно опубликованном отчёте Всемирного банка «“На мели”: изменения климата, водные ресурсы и экономика» (High and Dry: Climate Change, Water and the Economy) прогнозируется, что в ближайшие 30 лет мировой продовольственной системе потребуется на 40-50% больше воды, спрос на водные ресурсы в коммунальном и промышленном секторах увеличится на 50-70%, а спрос на воду в секторах энергетики возрастёт на 85%. В отчёте также говорится, что 1,6 млн. людей уже живут в странах, испытывающих дефицит водных ресурсов. И за следующие два десятилетия эта цифра должна удвоиться.

ВЛИЯНИЕ ДЕФИЦИТА ВОДЫ НА ВВП +6% +2% +1% 0% -1%

СОДЕРЖАНИЕ

-2% -6%

Практическое исследование Водный лабиринт . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 В фокусе Колонка редактора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 Специальная тема выпуска Расточительное расходование воды — глобальная проблема . . . . . . . . . . 4-5 Вода в кране . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6-7 Никель и водоснабжение . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 От морской воды к питьевой . . . . . . . . . . . . . 9 Никель и его применение Очистка стоков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-11 Обжаты с помощью нержавеющей стали . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Чернобыль под куполом. . . . . . . . . . . . . . 12-13 Металломорфоз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Коротко о разном Замена драгоценных металлов никелем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Выдержки из Универсальной системы обозначений металлов и сплавов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Нержавеющая сталь марки 316L . . . . . . . . 15 Новые публикации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Ссылки на веб-страницы. . . . . . . . . . . . . . . . . 15

СЦЕНАРИЙ СЕГОДНЯШНЕГО ДНЯ

Все эти проблемы вызваны ростом численности народонаселения, повышением уровня доходов и разрастанием городов. Однако, по мнению авторов отчёта, восстановительные меры, такие как усовершенствование инфраструктуры водоснабжения, могут снизить подобные риски. Потери воды в мире находятся на неприемлемом для устойчивого развития уровне. Во многих развивающихся странах 50% воды теряется на пути от водоочистного сооружения до потребителя. Даже в развитых странах нередки потери воды, превышающие 20%. Важно, что вода стала частью глобальных программ развития. Сформулированные ООН «Цели устойчивого развития», адресованные всем странам, прямо включают в себя и воду — цель 6 гласит: «Обеспечение наличия и рационального использования водных ресурсов и санитарии для всех», что означает достижение к 2030 г всеобщего и равного доступа к безопасной и доступной питьевой воде. Безопасность и рациональность — два главных проблемных момента в поставках питьевой воды. Этот выпуск журнала «Никель» фокусируется на той важной роли, которую никельсодержащие нержавеющие стали уже играют в данном вопросе. На стр. 6 опубликован рассказ о Токио, где на протяжении последних тридцати лет свинцовые трубы водораспределительной системы заменялись водопроводом из нержавеющей стали, в результате чего уровень потерь воды упал с более чем 15% до всего лишь 2%, что привело к значительной рационализации затрат. Никельсодержащие нержавеющие стали помогают обеспечить безопасность водоснабжения и, учитывая их более чем столетний срок службы, они вполне осязаемо представляют собой отвечающее задачам устойчивого развития решение проблемы. Клэр Ричардсон Редактор журнала «Никель» 1

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

ЛУЧШИЙ СЦЕНАРИЙ

ИСТОЧНИК: ГРУППА ВСЕМИРНОГО БАНКА

Дэвид Батлер (David Butler), президент Клэр Ричардсон (Clare Richardson), редактор Авторы статей: Тим Айкен (Tim Aiken), Ле Бултон (Les Boulton), Фаусто Капелли (Fausto Capelli), Джон Чапмен (John Chapman), Парул Чхабра (Parul Chhabra), Гари Коутс (Gary Coates), Исалин де Баре (Isaline de Baré), Ричард Матесон (Richard Matheson), Гир Мо (Geir Moe), Ким Оукс (Kim Oakes), Тьери Пьерар (Thierry Pierard), Лиссел Пилчер (Lissel Pilcher), Кэрол Пауэл (Carol Powell), Найджел Уорд (Nigel Ward) Художественное оформление: компания Constructive Communications С Институтом никеля можно связаться: Rue Belliard 12 Brussels 1040, Belgium Tel. +32 2 290 3200 communications@nickelinstitute.org Публикация предназначена для общей информации читателя и не должна использоваться в практических целях без предварительной консультации специалиста. Несмотря на то, что, по мнению авторов, публикуемые технические сведения верны, Институт никеля, его члены, сотрудники и консультанты не гарантируют их пригодности для общего или специального использования и не несут никакой ответственности в связи с опубликованной здесь информацией.

ISSN 0829-8351 Отпечатано в Канаде на бумаге, изготовленной из вторичного сырья компанией Hayes Print Group. Обложка: компания Constructive Communications Фотографии на обложке: iStockPhoto.com © MoMorad, iStockPhoto.com © Krystian Nawrocki

Всемирный банк. 2016. «“На мели”: изменения климата, водные ресурсы и экономика»

В ФОКУСЕ НИКЕЛЬ 3

Необходимость остановить расточительное расходование воды — глобальная задача В чём суть проблемы? о оценкам ООН, к 2100 г. население мира вырастет до 11,2 млрд. человек по сравнению с сегодняшними 7,4 млрд. Это создаёт трудности колоссального масштаба: необходимо будет иметь достаточное количество возобновляемых источников еды и энергии, а также обеспечить все население жильём и транспортом, не говоря уже о здравоохранении. Конечно, здесь технологии будут играть важнейшую роль, но в основе всех этих потребностей лежит необходимость иметь безопасные по санитарным нормам водные ресурсы.

П

Принимая во внимание прогнозы роста населения на земном шаре, напрашивается вывод, что питьевой воды будет недостаточно. В долгосрочной перспективе этот неоспоримый факт повлияет на каждого. Государственные органы, неправительственные организации, ООН, Всемирный банк и другие финансовые структуры активно занимаются поиском решения выхода из этого кризиса.

ФОТОГРАФИИ:ISTOCKPHOTO.COM © HARVEPINO ISTOCKPHOTO.COM © ANSONSAW

По оценкам Всемирного банка, к 2025 году спрос на воду на 40% превысит её ресурсы. В одном из последних отчётов Всемирного банка говорится, что вода была самым употребительным словом, объединяющим почти все цели устойчивого развития ООН: она жизненно необходимый фактор в производстве еды, в здравоохранении населения, в обеспечении средств производства и в поддержке экосистем планеты.

ЭТАПЫ ЦИКЛА ОЧИСТКИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ Сбор Очистка Хранение Транспортировка Конечное распределение Водопроводные краны в домах

4 НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА

Вода расходуется расточительно Одной из причин нехватки воды является её утечка из-за неудовлетворительного состояния объектов инфраструктуры, особенно в крупных городах и в развивающихся странах мира. Протечка труб — широко распространённое явление. Например, согласно некоторым отчётам, уровень утечки воды в Мумбае (Бомбее) доходит до 70%. Международная ассоциация воды (The International Water Association (IWA)) разработала подход, целью которого является введение во всём мире испытанных и проверенных методов снижения водопотерь и повышения количества имеющейся в существующей инфраструктуре воды. Чтобы не просто устранить протечки, но и предотвратить их впредь на долгосрочную перспективу, органы водного хозяйства всё чаще прибегают к полной замене трубопроводов. Никельсодержащие трубы из нержавеющей стали предлагают операторам водоснабжения надёжное долговечное решение проблемы устранения протечек и обеспечения безопасной по санитарным нормам воды. Группа специалистов в области утечек воды (Water Loss Specialist Group (WLSG)) Международной ассоциации воды сконцентрировала своё внимание на утечках очищенной воды из таких систем водоснабжения, как гидромагистрали и разводящие водопроводы. Эта группа разработала метод расчёта количества воды, поступающей в систему водоснабжения, в результате чего закрепился новый термин — «нереализованная/ бездоходная вода» (Non-Revenue Water (NRW)). Так называют количество воды, потерянной из системы из-за протечек, хищений и ошибок измеряющих расходование приборов. Сам термин («нереализованный/бездоходный»)

ПРИЕМЛЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ Нержавеющая сталь, бетон, оцинкованная сталь, литейный чугун Нержавеющая сталь, бетон, оцинкованная сталь Нержавеющая сталь, бетон, оцинкованная сталь, полиэтилен Нержавеющая сталь, бетон, оцинкованная сталь, литейный чугун, полиэтилен Нержавеющая сталь, оцинкованная сталь, полиэтилен, медь Нержавеющая сталь, латунь с хромовым покрытием/ прочие виды покрытия

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

«По оценкам Всемирного банка, к 2025 году спрос на воду на 40% превысит её ресурсы».

s Настоятельная потребность в обеспечении устойчивого водоснабжения подчёркивает необходимость прекращения утечек в не соответствующих нормативам объектах инфраструктуры.

ФОТОГРАФИИ: ISTOCKPHOTO.COM © DEIMAGINE

ИТАЛЬЯНСКАЯ АССОЦИАЦИЯ РАЗВИТИЯ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ CENTRO INOX

ФОТОГРАФИИ ISTOCKPHOTO.COM © TOA55

ФОТОГРАФИИ ISTOCKPHOTO.COM © GIOREZ

прямо указывает на экономические последствия утечек, увязывая их с последствиями утечек для устойчивого развития. Утечка воды является острой проблемой. Согласно некоторым оценкам, многие города Азии теряют от трети до половины всей очищенной воды, что ежедневно составляет до 60 млн. кубических метров — этого количества достаточно для обеспечения водой 230 млн. человек. Подобное происходит не только в Азии — половина потерь воды в мире приходится на долю Европы и США. Ежегодные потери водопроводных компаний мира от нереализованной/ бездоходной воды оцениваются в 14 млрд. долларов США. Очищенная обессоленная вода является ещё более дорогим товаром. Растрачивая её попусту, мы в первую очередь несём потери на не окупленной стоимости химических средств, энергии и труда, потраченных на её обработку. Цена этого как для всей нашей планеты, так и для водопроводных компаний колоссальна. Решение проблемы утечек В блоге веб-сайта Международной ассоциации воды цитируется высказывание Майкла Бауэнса (Michel Bauwens), бельгийского теоретика и активиста: «К скудным ресурсам мы относимся так расточительно, как будто

имеем их в избытке, но мы искусственно создаём дефицит того, что на самом деле имеется в изобилии — знаний, креативности и инноваций». Такой инновационный подход к сохранности воды просматривается во многих проектах, широко использующих нержавеющую сталь. Действительно, проектов, целью которых является снижение потерь воды, множество. Существуют веские технические и экономические доводы в их пользу. Например (см. стр. 6), в Токио уровень протечек упал с более чем 15% до всего лишь немногим более 2%, что в год экономит 200 млн. долларов США; в Тайбэе после широкого внедрения отводных от магистралей труб из нержавеющей стали уровень протечек опустился с 27% до 17%. Институт никеля и Международная ассоциация по молибдену активно развивают подобные проекты в других частях мира. Эта настоятельная потребность в обеспечении экологически безопасного и рассчитанного на длительную перспективу устойчивого водоснабжения подчёркивает необходимость прекращения утечек в современных объектах инфраструктуры во всём мире. Это лейтмотив повышенного использования нержавеющей стали в водопроводных трубах и на водоочистных станциях во многих странах. Нержавеющая сталь марок 304 (UNS S30400) и 316 (S31600) демонстрирует сопротивляемость коррозии, прочность, пластичность и долговечность. Поскольку высокие уровни протечек и потери воды обычны для многих развивающихся городов и сельской местности, использование нержавеющей стали — это долгосрочное решение, обеспечивающее и снижение затрат, и благо для человечества.

ВОДООЧИСТНАЯ СТАНЦИЯ НА ОЗЕРЕ КОМО

Р

астёт число устройств из нержавеющей стали, используемых в системе снабжения питьевой водой благодаря коррозиестойкости, долговечности и неприхотливости в обслуживании этого металла. Итальянская ассоциация развития нержавеющей стали, Centro Inox, активно участвовала во многих таких проектах. Водоочистная станция на озере Комо была построена в 2002 г. Станция удвоила мощность очистного сооружения до 16 млн. м 3,

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

что равно 600 л/сек. В проекте использовано 49 т нержавеющей стали марок 304 (UNS S30400) и 316 (S31600). Общая длина труб диаметром 400/550/700 (16/22/28 дюймов) и толщиной от 3 до 4 мм составила 985 м. Станция наглядно показывает, почему нержавеющая сталь исключительно подхдит для применения в оборудовании систем снабжения питьевой водой.

НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА 5

ФОТОГРАФИЯ: WWW.123RF.COM/PROFILE_JAROSLAV74'>JAROSLAV74 / 123RF STOCK PHOTO

ВОДА В КРАНЕ

Муниципальные органы водного хозяйства решают проблему нехватки воды с помощью никельсодержащей нержавеющей стали B

ода — фундаментальная потребность человечества. Она занимает центральное место в нашей жизни — мы используем её для питья, для мытья и стирки, а также во множестве других целей. Безопасная, чистая и вкусная, вода не достаётся нам даром, поэтому появляющиеся в водораспределительных системах протечки влекут за собой дополнительные траты, так как в таком случае необходимо находить и очищать всё бóльшие объёмы воды. Надёжность водоснабжения является предпосылкой устойчивого роста, а решение проблемы утечек — общая задача. Чтобы противостоять бичу утечек, в разных странах мира органы водохозяйства внедрили доступные технологии, использовав никельсодержащую нержавеющую сталь, что экономит не только деньги, но и воду — наш ценный природный ресурс.

ФОТОГРАФИЯ: TOKYO SUIDO SERVICES/SHOWARASEKAN

Токио, Япония До шестидесятых годов прошлого века нехватки воды в Токио были явлением хроническим, и время от времени её подачу необходимо было нормировать. Когда столичные органы водохозяйства Токио, Tokyo Metropolitan Government Waterworks Bureau (TMGWB), провели анализ выполняемых ремонтных работ по устранению протечек, выяснилось, что 97% всех работ проводилось на распределительных трубах диаметром 50 мм и меньше. Таких соединительных муфт и патрубков, которые подводят воду от магистральных трубопроводов к внутренним системам зданий, в Токио более двух миллионов. Исторически в распределительных сетях предпочтение отдавалось свинцовым трубам, особенно на последних нескольких метрах пути от магистралей к зданиям, так как этот материал мягок, ковок, с ним легко работать. Однако на находящуюся в земле свинцовую трубу воздействуют различные силы: вибрация, вызываемая транспортом и строительными работами, а также осадка грунта и землетрясения могут вызвать деформацию, разрыв и даже разлом свинцовых труб.

r Установка гофрированной трубы

70000

100

 % труб из 80

нержавеющей стали

60000 50000

60

 Количество ремонтных 40

работ

40000 30000 20000

20

 Уровень протечек 0

10000 0

1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013

6 НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА

Количество ремонтных работ

Нержавеющие трубы и уровень протечек (%)

СТОЛИЧНЫЙ ОТДЕЛ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА, ГОРОДСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТОКИО

s Корреляция между количеством ремонтных работ, уровнем протечек и установкой труб из нержавеющей стали в Токио

В 1980 г. TMGWB начал проводить широкую замену всех труб домовых вводов на трубы из никельсодержащей нержавеющей стали марки 316 (UNS S31600). В 1998 г. в распределительных линиях, отводящих воду от магистралей к месту конечного назначения — домам, офисам и промышленным предприятиям, стала использоваться гофрированная труба из нержавеющей стали марки 316 (S31600). Труба гофрирована с равномерными промежутками для сгибания во время установки, что даёт возможность приспособить её к изменениям направления и обойти препятствия без дополнительных соединительных муфт. Гофрировка также позволяет трубе смещаться во время подвижек земли или сейсмической активности. Поставка гофрированной трубы из нержавеющей стали одной длины позволила значительно сократить количество соединительных деталей. При переходе к трубам из нержавеющей стали усилилась надёжность подачи воды, и уровень протечек сократился на 86% — с 15,4% (1980 г.) до 2,2% (2013 г.). Для сравнения: с 1994 г. ежегодные утечки воды в Токио снизились почти на 142 млн. м3, что эквивалентно количеству воды в 155 олимпийских плавательных бассейнах ежедневно, с экономией, превышающей 200 млн. долларов США в год. К тому же количество ежегодных ремонтных работ по устранению протечек снизилось с 60 тыс. (1983 г.) до 10 тыс. (2013 г.). По оценкам TMGWB, расчётный срок службы трубопровода превысит 100 лет благодаря коррозионной стойкости нержавеющей стали.

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

Тайбэй, Тайвань В 2002 г. в течение 49 дней столица Тайваня испытывала перебои с водоснабжением из-за жестокой засухи. При этом 40% из 450 участков городских зон дозирования теряли половину и даже более воды ещё до того, как она доходила до потребителя. Анализ проводимых ремонтных работ показал, что хотя полибутиленовые трубы составляли только 3% длины всей системы, утечки в них насчитывали 28% от общей величины. Около 90% всех проблем приходилось на пластиковые трубы, и большинство этих проблем (83%) было вызвано растрескиванием. В 2003 г. органы водохозяйства Тайбэя начали программу, подобную той, что проводилась в Токио, заменяя трубы в распределительных линиях гофрированными трубами из нержавеющей стали марки 316 (S31600). Хотя в рамках всё ещё продолжающейся программы до сих пор было заменено только 35% водопровода, уже произошло снижение потерь воды с 27% (2003 г.) до 17% (2014 г.). Это в совокупности даёт годовую экономию в 146 млн. м воды, что эквивалентно количеству воды в 160 олимпийских плавательных бассейнах ежедневно. В 2014 г. страна пережила засуху с ещё меньшим количеством осадков, чем в 2002 г., что ускорило программу замены труб. Но на этот раз достигнутое с 2003 г. положительное изменение уровня протечек позволило избежать перебоев с водоснабжением. Западно-Капская провинция, Южная Африка Южная Африка — страна от природы засушливая. Годовая сумма осадков здесь составляет только половину величины средних s Засуха 2002 г. в Тайбэе вызвала серьёзные перебои с водоснабжением

мировых показателей. С численностью населения в 55 млн. человек она испытывает недостаток в пресной воде. Согласно ряду оценок, по крайней мере 37% чистой питьевой воды теряется из-за утечек в старых ненадёжных системах инфраструктуры. Долина Грут-Дракенстейн — колыбель южноафриканской плодоперерабатывающей и винодельческой промышленности. Вода поставляется на более чем 800 ферм, в том числе и на 50 виноградников. Существует множество примеров того, как во многих районах всего лишь после года службы трубы из углеродистой стали и чугуна портились из-за очень агрессивной среды кислотных почв и высокого горизонта грунтовых вод. «В 1992 г. в городе Дракенстейне мы приступили к проекту по замене существующих труб на трубы из нержавеющей стали, — объясняет Андрэ Ковалевски (André Kowalewski), главный инженер отдела водного хозяйства г. Дракенстейна. — Мы снизили водопотери до почти 13% в сравнении со средним показателем по стране в 37%. Десять лет назад нержавеющую сталь использовал только г. Дракенстейн. Теперь это делают 80% городов Западно-Капской провинции». Андрэ и его команда рассчитывают, что водопровод прослужит больше 50 лет. В Дракенстейне использована в основном нержавеющая сталь марки 316, а в визуально доступных местах в некоторых случаях применялась марка 304 (S30400). В настоящее время в основном развиваются проекты в таких областях, как насосная подача, водоочистка, хранение, системы трубопровода и канализации. Одним из таких проектов является система подачи (500 миллионов литров/день), полностью сделанная из нержавеющей стали марки 316.

ОТДЕЛ ВОДНОГО ХОЗЯЙСТВА ТАЙБЭЙ

Инвестируя в будущее Основываясь на опыте Токио, Тайбэя и Западно-Капской провинции ЮАР, водоохранные органы с уверенностью выбирают никельсодержащую нержавеющую сталь для трубопроводных систем. Хотя первоначальные затраты по сравнению со стоимостью конкурирующих материалов могут быть выше, нержавеющая сталь, как показала практика, из расчёта всего длинного срока эксплуатации оказывается хорошей инвестицией, каждый год окупая себя пониженными издержками и затратами на ремонт и обслуживание в расчёте на литр обработанной воды.

ДЖОАН ВАН ЗИЛ (JOHAN VAN ZYL)

ДЖОАН ВАН ЗИЛ (JOHAN VAN ZYL)

s Труба из нержавеющей стали в Западно-Капской провинции успешно противостоит коррозии в агрессивной среде кислых почв

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА 7

НЕ ТРАНЖИРЬТЕ ВОДУ KILLION O'SULLIVAN

НЕОТЪЕМЛЕМАЯ РОЛЬ НИКЕЛЯ По оценкам Всемирного банка, к 2025 г. спрос на воду превысит её ресурсы на 40%, поскольку растущему населению земного шара требуется больше воды для сельскохозяйственного, промышленного и личного потребления. Никельсодержащие материалы важны для сохранения этого ценного ресурса. Содержащиеся в плохом состоянии и стареющие объекты инфраструктуры — общая проблема для почти всех больших городов как в развитых, так и в развивающихся странах — являются причиной огромных утечек воды. Никельсодержащие материалы предоставляют способы решения этой проблемы и помогают на каждом этапе работы системы водохозяйства — от водосбора до водораспределения.

ВОДОСБОР

ВОДА ИЗ СКВАЖИНЫ МОРСКАЯ ВОДА

ПЛОТИНА

Никельсодержащая нержавеющая сталь используется в течение всего процесса водосбора. Такое её качество, как коррозиестойкость, делает её предпочтительным материалом для использования в гидротехнических запорах, затворах плотин, скважинных фильтрах и подводных водоприёмниках.

ВОДООЧИСТКА

28

28

Ni

Ni

Nickel

Nickel

28

Ni

Nickel

28

Ni

28

Ni

Nickel

Nickel

После водосбора вода подвергается очистке. Нержавеющая сталь и высоконикелевые сплавы идеально подходят для трубопроводов высокого давления, клапанов, гидротехнических запоров, насосов и прочих важных комплектующих деталей. Никельсодержащие материалы очень важны для противодействия чрезвычайно агрессивным условиям опреснительных станций во время обработки морской воды. Тонны никелевых сплавов и нержавеющей стали используются на водоочистных станциях. Они незаменимы в обеспечении безопасной по санитарным нормам воды.

28

Ni

Nickel

ОПРЕСНИТЕЛЬНАЯ СТАНЦИЯ

ВОДООЧИСТНАЯ СТАНЦИЯ РЕЗЕРВУАР

28

Ni

Nickel

28

Ni

Nickel

28

Ni

Nickel

8 НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА

ВОДОРАСПРЕДЕЛЕНИЕ Многие протечки в водораспределительной системе происходят на тех участках разводящего трубопровода, которые ведут от магистрального водопровода к зданиям. Никельсодержащая нержавеющая сталь является лучшим выбором для замены разводящего трубопровода благодаря её выдающимся качествам — сопротивляемости коррозии, прочности и пластичности. Использование нержавеющей стали значительно снижает уровень протечек и сохраняет чистоту воды, предотвращая её загрязнение в трубах. Такая сталь выдерживает умеренные подвижки земли, возникающие в результате сейсмической активности, интенсивного уличного движения или строительства. Никельсодержащая нержавеющая сталь обеспечивает врзможность существования неприхотливой в обслуживании инфраструктуры с очень долгим сроком эксплуатации.

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

LES BOULTON

ISTOCKPHOTO.COM © TERRY J ALCORN

LES BOULTON

r Задний план: блоки обратного осмоса r Верхняя вставка: труба для отфильтрованной морской воды, выполненная в супердуплексной нержавеющей стали r Нижняя вставка: соединительные муфты для труб с морской водой, выполненные в супердуплексной нержавеющей стали

ISTOCKPHOTO.COM © IRABELL

От морской воды к питьевой Д

Роль никельсодержащих сплавов в мировых технологиях

ефицит питьевой воды влияет ни много ни мало на 40% населения земного шара. Вода должна быть не только безопасной для питья, но и пригодной для ведения сельского хозяйства. Однако очень высокая доля мировых запасов воды — это солёная или солоноватая вода, не годящаяся для личного пользования. Каково же решение этой проблемы? На протяжении многих десятилетий отработанной технологией являлось опреснение морской воды, легко доступной из океанов. Эта технология сегодня быстро развивается в ответ на неуклонный рост народонаселения в мире. Ключевую роль в ней играют никелевые сплавы и высоколегированные никельсодержащие нержавеющие стали. Эти сплавы обладают необходимой комбинацией свойств, способствующих противостоянию необычайно агрессивным условиям, превалирующим на опреснительных станциях. Стремление опреснять Современные опреснительные станции работают на основе либо перегонки морской воды, либо процесса обратного осмоса. На станциях термической перегонки морская вода нагревается и испаряется, в результате чего образуется дистиллированная вода, чистая и безопасная для питья. Чаще всего здесь применяются такие технологии, как многостадийное мгновенное испарение (ММИ) или многоступенчатая дистилляция (МСД). В установках обратного осмоса (ОО) используются насосы высокого давления, которые

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

прокачивают морскую воду сквозь мембрану, пропускающую чистую опреснённую воду, но блокирующую растворённые в морской воде соли. Обе эти опреснительные технологии требуют использования при строительстве станций высокопрочных материалов с великолепными антикоррозионными свойствами. Прочность сплава при нагрузках На старых опреснительных станциях во многих деталях оборудования широко использовались медноникелевые сплавы, такие как 90Cu-10Ni (UNS C70600) и 70Cu-30Ni (C71500). Проявленная ныне во многих странах мира заинтересованность в строительстве более крупных станций обратного осмоса требует использования таких материалов, которые смогут функционировать при высоких давлениях в агрессивной морской воде на протяжении не менее 40 лет. Станции обратного осмоса работают в находящейся под давлением до 90 бар морской воде с биологическими загрязнителями и хлористыми добавками до 30 мг/л при температурах, доходящих до 40 °C.

В таких условиях стандартные аустенитные и дуплексные нержавеющие стали подвергаются воздействию язвенной коррозии — в частности, контактной коррозии на фланцах труб с находящейся под давлением морской водой. Чтобы не допустить этого, станции ОО строятся из никельсодержащих супераустенитных и супердуплексных нержавеющих сталей. Сплавы семейства 6Мо (например, N08367 и S31254) и супердуплексного семейства (S32750 и S32760) особенно хороши для обеспечения долгого срока службы труб и специальным образом обработанных деталей в широком спектре операционных условий опреснительных станций. Коррозиестойкость супердуплексных сплавов подобна стойкости супераустенитных нержавеющих сталей, но дополнительным преимуществом дуплексного сплава является более высокая прочность и повышенная стойкость к усталостным нагрузкам, что делает их оптимальным материалом для трубопровода, подающего морскую воду под высоким давлением, и насосов для перекачки рассолов. Сейчас эти высоколегированные нержавеющие стали широко используются на опреснительных станциях обратного осмоса по всему миру, помогая снизить нехватку питьевой воды в будущем.

НИКЕЛЬ. ТЕМА ВЫПУСКА 9

КОМПАНИЯ HUBER TECHNOLOGY

r Сито из многограбельного бруса марки HUBER Multi-Rake Bar Screen RakeMax®, расположенное в потоке водоприёмника, с отфильтрованными остатками

Очистка стоков нержавеющей сталью

О

S30400) и 316 (S31600) и их низкоуглеродистые разновидности; там же, где предвидятся наиболее суровые условия или нужны повышенная прочность или пониженная толщина стенок, используется дуплексный сплав 2205 (S32205). Нержавеющая сталь идеально подходит для многих видов оборудования, применяемого на всех участках процесса очистки, в том числе для фильтрационного оборудования, оборудования для мытья, уплотнения, отделения жиро-смазочных материалов и масел, загущения и обезвоживания разных видов продуктов фильтрации и ила, а также для просеивающих машин и приборов, работающих с озоном и ультрафиолетовым излучением.

чистка сточных вод — процесс, который большинство людей из развитых стран воспринимает как само собой разумеющееся. Это та тема, над которой многие из нас особенно не задумываются. Тем не менее, эффективная очистка канализационных вод очень важна для здоровья людей и окружающей среды. Когда канализационные воды поступают на водоочистную станцию, они представляют собой отвратительную жидкую смесь пищевых отходов, фекалий, моющих средств, жиров, масел и горюче-смазочных материалов, а также других отработанных химикатов и мусора. На очистных сооружениях всё это подвергается процессам фильтрации, шламонакопления, окисления и дезинфекции, пока эта смесь не очистится настолько, что станет возможным возвратить её в природную среду. Роль никельсодержащих нержавеющих сталей на очистных станциях возрастает (см. табл., стр. 11). Главными используемыми здесь сплавами являются нержавеющие стали марок 304 (UNS

Очистные сооружения Медоухéд (Meadowhead Sewage Treatment Works) Нержавеющая сталь была недавно выбрана для приёмников очистных сооружений Медоухéд (Meadowhead Sewage Treatment Works) в Шотландии. Приёмные сита используются для удаления твёрдых материалов, которые мешают последующему процессу очистки. После удаления остатки обрабатываются — часто путём промывки и уплотнения — и накапливаются для дальнейшей продажи. Компания Meadowhead STW обслуживает население в 220 тыс. человек. Шесть больших насосных станций на территории водосбора пропускают идущие на станцию потоки со скоростью от 1 тыс. до 5,5 тыс. л/сек. Старые приёмные сооружения состояли из участков по приёму как мелкого, так и крупного мусора, «сражавшихся» с большим разнообразием мусорных потоков. Неприемлемо высокий уровень ремонтных работ, требовавшихся для старых сит, диктовал необходимость применения новых технологий.

s Стадии производственного процесса на городских очистных сооружениях (пример). Нержавеющую сталь можно использовать в разном оборудовании и системах трубопровода на всех участках очистной станции.

МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ НЕРЖАВЕЮЩЕЙ СТАЛИ

ПРИЁМ НЕОЧИЩЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

ПЕРВИЧНАЯ ОЧИСТКА

ВТОРИЧНАЯ ОЧИСТКА

ТРЕТИЧНАЯ ОЧИСТКА

ХИМИЧЕСКАЯ / МЕХАНИЧЕСКАЯ

БИОЛОГИЧЕСКАЯ/ МЕХАНИЧЕСКАЯ

МЕХАНИЧЕСКАЯ / ХИМИЧЕСКАЯ / БИОЛОГИЧЕСКАЯ

ХИМИЧЕСКАЯ / МЕХАНИЧЕСКАЯ

ЧАСТИЧНО ОЧИЩЕННЫЕ СТОЧНЫЕ ВОДЫ ДЛЯ СБРОСА ИЗ ВЫВОДНОГО КОЛЛЕКТОРА ИЛИ ДЛЯ ПОВТОРНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В НЕПИТЬЕВЫХ ЦЕЛЯХ

ПРОПУСК ВОДЫ ЧЕРЕЗ АДСОРБЦИЯ СИТО С АКТИВИРОВАННЫМ МИКРООТВЕРСТИЯМИ УГЛЕМ ФИЛЬТРАЦИЯ

БИОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОСТАВЛЯЮЩИХ

ПРОПУСК ВОДЫ ЧЕРЕЗ СИТО С МЕЛКИМИ ОТВЕРСТИЯМИ

ГЛУБОКАЯ ОЧИСТКА

Система очистки сточных вод при помощи организмов-обрастателей

ГРУБЫЙ ОТСЕВ

Уплотнённые отбросы для удаления с территории станции

УДАЛЕНИЕ ПЕСКА

ОСАЖДЕНИЕ (Первичный отстойник)

например, капельный биологический фильтр Системы с суспензионными культурами

ОСАЖДЕНИЕ (Вторичный отстойник)

например, процесс очистки Песок и гравий для сточных вод активным илом удаления с территории станции или для очистки с целью повторного Ил для очистки (разложение/сушка или проч.) и для удаления использования с территории станции, в том числе (по выбору) для энергетической утилизации отходов (выработка тепла, электричества)

10 НИКЕЛЬ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

ДЕЗИНФЕКЦИЯ (Хлорирование, озонирование, ультрафиолетовое облучение) СБРОС УДАЛЕНИЕ СТОЧНЫХ ПИТАТЕЛЬНЫХ ВОД В ВЕЩЕСТВ ОТСТОЙНИК

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

Обжаты с помощью нержавеющей стали Быстрый и долговечный метод механического соединения трубопроводных систем из нержавеющей стали

П

ресс-фитинг имеет свои преимущества по сравнению с такими традиционными методами соединения труб, как пайка и сварка, что, учитывая преимущества быстрого соединения и удобство холодной состыковки, делает этот способ всё более привлекательным для применения в слесарно-сантехнических работах по металлу. В этой технологии используются обжимные клещи, состоящие из прессующей секции и соответствующих по форме зажимных губок или зажимного кольца, которые обжимают по трубе находящиеся в специальных пресс-фитинговых коннекторах О-образные уплотнительные кольца, создавая полное укупоривание. Зажимные губки обжимных клещей можно при помощи вращения подстроить под тесные пространства, что делает систему идеальной для проектов модернизации и сложного монтажа конструкций. Нержавеющая сталь пригодна для производства пресс-фитингов и используется для монтажа систем подачи, в том числе и систем подачи питьевой воды, удовлетворяя жёстким условиям низкого уровня протечек при подаче питьевой воды в общественные здания и здания коммерческого назначения. Благодаря высокой устойчивости к коррозии, прочности и пластичности, её также можно использовать во множестве других прикладных технологий, применяемых в корродирующих и агрессивных средах.

Исследовались возможные варианты решений ряда проблем — необходимости высокой скорости удаления остатков, повышения надёжности оборудования, размещения любого нового оборудования на ограниченных площадях существующего строения с минимальным нарушением рабочего цикла. Компания Scottish Water решила установить четыре большие ситовые установки из многограбельного бруса марки HUBER Multi-Rake Bar Screen RakeMax® для грубого отсева, а также четыре промывочных пресса HUBER Screenings Wash Presses WAP‑L — все механизмы спроектированы и произведены компанией Huber Technology из нержавеющей стали марки 304. Длина сит грубого отсева из многограбельного бруса — 6300 мм, ширина — 2752 мм, частота расположения бруса — 19 мм; скорость обработки сточных вод каждого сита — 2200 л/сек. Они обладают высокой скоростью удаления мусора, к тому же их удалось разместить на существующих площадях приёмных сооружений. Чтобы ускорить доставку оборудования, ситовые установки из многограбельного бруса поставлялись секциями, вновь монтировались на территории и опускались на место установки через крышу здания. «Поскольку компания Huber Technology является опытным производителем оборудования из нержавеющей стали для очистки сточных вод, мы были уверены, что прочность и гибкость дизайна позволят вновь собрать оборудование на территории очистных сооружений», — говорит Стив Моррис (Steve Morris), директор-распорядитель компании Huber Technology. — Хотя это и трудная задача, относительно небольшой вес позволил легко поднимать и перемещать сита внутри здания». Со дня монтажа в 2014 г. прошло уже несколько больших штормов, но все агрегаты работают хорошо.

GEBERIT

r Сита, установленные на очистных сооружениях Meadowhead STW

Одним из недавних проектов, где преимущества пресс-фитинга по нержавеющей стали были реализованы, является проект института Wellcome-Wolfson в Университете Куинс в Белфасте. Многие проложенные инженерные коммуникации университетского городка Health Science Campus при госпитале Белфаст-Сити должны функционировать в чрезвычайно сложных условиях, связанных с особенностями работы лабораторий — это и наличие разных химических веществ, и высокие температуры. Нержавеющая сталь марки 316 (UNS S31600) была использована в системах трубопровода для воды низкой температуры, охлаждённой и горячей воды, в противопожарной системе аэрозольного орошения и системе подачи природного газа. s Система из нержавеющей стали на основе технологии прессфитинга Geberit Mapress, установленная в институте Wellcome Wolfson Institute, Белфаст s Пресс-фитинги, обжатые по трубе с помощью электромеханических обжимных клещей. В данной системе используются трубы и пресс-фитинги от 15 до 108 мм. в диаметре. Фитинги снабжены синим индикатором обжима, который автоматически удаляется при правильной процедуре обжима, что позволяет быстро выявить случайно пропущенные соединения.

Поручни Сита Устройства для удаления песка Скользящие щиты Трубы аэрации Трубы для транспортировки ила Трубы для биогаза Генераторы озона и трубопровод Линии химической обработки Крышки канализационных люков Системы промывки обратным током воды

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

Пешеходный настил Портальные краны Скребковые механизмы Болты Насосы и клапаны Цистерны Плотины с водосливом Ультрафиолетовое оборудование Лестницы Воздуховоды Корпуса мембран

THE HARVEY GROUP

Типичные области применения нержавеющих сталей на очистных сооружениях

НИКЕЛЬ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ 11

r Для установки внешнего кожуха потребовалось умение скалолазания.

ЧЕРНОБЫЛЬ ПОД КУПОЛОМ

©CHNPP

r Укрытие с новой безопасной герметической оболочкой спроектировано, чтобы обеспечить защиту на столетие и дольше.

Никельсодержащие нержавеющие стали бросают вызов времени, природным катаклизмам и радиации

П

окроющая четвёртый энергоблок ядерного реактора в Чернобыле, разрушенного в 1986 г. в результате ужасной катастрофы, новая безопасная герметичная оболочка (НБГО) скоро положит конец тревожному разрушению железобетонного саркофага, установленного сразу после трагедии. Начиная с 2017 г., грандиозный герметический антисейсмический стальной свод, способный противостоять экстремальным климатическим условиям, должен будет стоять, не поддаваясь ни времени, ни природным катаклизмам, ни невидимой, но тем не менее коварной и длительной угрозе радиации. Никельсодержащие нержавеющие стали являются существенной составляющей нового укрытия. Оно было спроектировано таким образом, чтобы можно было через 100 лет (обязательный срок для оценки безопасности) без риска демонтировать повреждённый реактор и вывезти тонны радиоактивного мусора, а также защитить технический персонал от влияния губительной радиации во время работ по техническому обслуживанию на объекте. Предупреждение коррозии в отличие от борьбы с ней Это колоссальное строение весом 25 тыс. тонн, высотой 108 м, длиной 162 м и шириной 257 м будет настолько высоко, что смогло бы вместить статую Свободы, и будет весить в четыре раза больше, чем Эйфелева башня. НБГО состоит из 15 первичных арочных стропил, которые формируют трёхмерный трубчатый каркас толщиной 12 м, образующий элегантную конечную форму купола. Сделанный из четырёхсот труб круглого сечения диаметром 813 мм из углеродномарганцевой стали, качество которой равноценно качеству стали для буровых вышек для добычи шельфовой нефти, этот каркас создаёт межтрубное пространство, полностью покрытое — как с внутренней стороны, так и с внешней — кожухом из нержавеющей стали. Как только купол установят над повреждённым реактором, с каждого его

конца будут возведены две облицованные металлические стены. Точно подогнанные по форме саркофага, они герметически запечатают здание на целый век. Долговечная и надёжная герметизация заражённой пыли и радиоактивных выбросов будет достигнута с помощью сохранения постоянного слегка повышенного давления, в то время как давление в подкупольной ёмкости будет поддерживаться отрицательным. Для поддержания постоянного уровня влажности ниже 40% в межтрубное пространство будет беспрестанно вдуваться обезвоженный воздух, что естественным образом предотвратит коррозию металлического каркаса. Немагнитная нержавеющая сталь для предотвращения скопления пыли Никельсодержащие нержавеющие стали были само собой разумеющимся выбором для внутреннего и внешнего кожухов, учитывая их долговечность, высокую сопротивляемость коррозии, механическую прочность и преимущество, заключающееся в отсутствии необходимости эксплуатационного обслуживания в таком подверженном радиации месте. Внутренний кожух сделан из нержавеющей стали марки 304 (UNS S30400), содержащей как минимум 8,0% никеля, — немагнитной марки, используемой для предотвращения

скопления заражённой пыли, которая будет представлять опасность под куполом, когда придёт время его демонтировать. Листы нержавеющей стали площадью 80 тыс. м2 и толщиной 0,5 мм, простирающиеся над всей поверхностью склепа, прочно подогнаны друг к другу без рёбер соединения, чтобы избежать скопления пыли. Листы закреплены на настиле из оцинкованной стали. Воздухонепроницаемость обеспечивается ленточной изоляцией, не содержащей поливинилхлорид, и огнеупорным силиконовым герметиком, нечувствительным к ионизированной радиации. Полиэфирная краска предупреждает электрохимическую контактную коррозию между листами и настилом. Зеркальная финишная отделка с высокой светоотражающей способностью применена для того, чтобы усилить естественную освещённость под куполом. Марка 316L должна противостоять природным катаклизмам Наружный кожух создаёт непроницаемый барьер для внешнего воздействия природных катаклизмов. Он снабжён изолирующим комплексным соединением, которое должно удовлетворять жёстким параметрам нормативного сопротивления для самых суровых климатических условий. Верхний слой этого высокоэффективного изоляционного композита покрыт 88 тыс. м2 профильного листа шириной 489 мм и толщиной 0,6 мм из нержавеющей стали марки 316L (S31603) с минимальным содержанием никеля 10,0%. Выбор марки 316L был очевидным: она полностью удовлетворяла требованиям такой беспрецедентной столетней (и более того) подверженности факторам опасного климатического воздействия.

12 НИКЕЛЬ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ «НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

Наличие радиоактивного излучения требует предварительной сборки купола на площадке на безопасном расстоянии 200 м от повреждённого здания реактора. Когда всё строение будет полностью смонтировано, синхронизированные тормозные подкладные башмаки на бетонном ленточном фундаменте прокатят купол на 300 м на его окончательное местоположение над четвертым блоком здания. ЭТАП 1

ЭТАП 2

ЭТАП 3

ЭТАП 4

ЭТАП 5

ЭТАП 6

ЭТАП 7

ЭТАП 8

©KALZIP

©CHNPP

Многоступенчатое строительство

r Внешний кожух: эффективный многослойный изолирующий композит Роликовое профилирование листового металла у подножия купола Нержавеющая сталь марок 304 и 316L была поставлена компанией Aperam и доставлена на объект компанией Kalzip бухтами длиной 1 тыс. метров каждая. Они обрабатывались у подножия купола двумя контейнерными мобильными производственными установками. Бухты марки 316L были согнуты холодным прокатом в профили длиной 100 м для крыши купола и в профили длиной от 50 до 70 м для облицовки стен. Затем профили были перенесены краном на место установки. Профили стоячих фальцев располагаются и прикрепляются к ранее установленным крепёжным соединительным деталям (анкерным петлям), сделанным из марки 304, а далее они сразу поднимаются в нужное положение при помощи более крупных фальцев, перехлёстывающих меньшие по размеру. Крепёжные соединения монтируются сквозь резиновый защитный слой на Ω-профили при помощи саморезов из 316L. И наконец, специальная фальцовочная машина по всей длине обжимает кромки профилей вместе. Этот метод монтажа позволит внешнему кожуху противостоять торнадо класса 3 (серьёзные разрушения), ветрам до 250 км/ час и температурам от -45 °C до 45 °C. С помощью подобного достижения инженерного искусства целый век и даже дольше никельсодержащие нержавеющие стали будут обеспечивать защиту рабочих, местного населения и окружающей среды.

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

©NOVARKA

r Установка внутреннего кожуха

ЭТАП 1 Монтаж верхней секции первой половины купола. ЭТАП 2 Монтаж нижней секции, которая потом присоединяется к верхней секции с помощью системы шарнирных соединений. ЭТАП 3 Первая половина купола поднимается на конечную высоту (105 м) с помощью кранов, предназначенных для поднятия грузов в несколько тысяч тонн. Возводится восточная стена, подгоняемая по форме контура здания реактора. После этого законченная первая половина купола на время отодвигается, чтобы освободить место для второй половины купола. ЭТАП 4 Монтаж второй половины купола. ЭТАП 5 Обе половины соединяются в завершённый купол. ЭТАП 6 Козловые краны монтируются на площадке, а затем поднимаются на 85 м над каркасом купола. Они будут впоследствии использованы для демонтажа старого саркофага и удаления обломков повреждённого реактора. ЭТАП 7 Синхронизированные тормозные подкладные башмаки на бетонном ленточном фундаменте прокатят купол на 300 м на его окончательное местоположение. ЭТАП 8 Купол и боковые стены накрепко соединены с существующим зданием. В западном фасаде расположится информационно-управляющий центр.

НИКЕЛЬ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ 13

ЗАМЕНА БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ

НИКЕЛЕМ С

помощью химического синтеза можно преобразовать химические вещества неспецифического действия в сложные жизненно необходимые лекарства, товары бытовой химии или новые современные материалы. Но эта «алхимия» может также создавать огромное количество токсичных отходов или же нуждаться в жёстких и опасных режимах работы и часто зависит от дорогих и редких металлов, необходимых для запуска химической реакции.

Более эффективен Эта работа расширяет набор научных инструментов химии никеля. Она вносит свой вклад в продвижение «зелёной химии» в XXI век устойчивого синтеза с его более эффективными химическими преобразованиями, которые производят меньше промежуточных продуктов и, что важнее всего, создают меньше отходов. Лаборатория г-на Мирѝкэ исследует пути создания этих новых соединений с наименьшим количеством промежуточных этапов и при помощи таких более экологически безопасных катализаторов, как никель. Углеродно-водородные связи (С-Н) считаются инертными и очень трудно создают новую связь типа углерод-углерод (С—С). Поэтому такие химики, как докторант Вен Жу (Wen Zhou), являющийся первым автором двух недавних отчётов, привлекают металлы, «чтобы активировать связь» и облегчить её вступление в реакцию. Десятилетиями в качестве катализаторов использовались такие редкие металлы, как палладий и платина, но они дорогие. Никель, принадлежащий к той же химической группе, можно было бы использовать для подобных реакций, если бы его свойства были лучше изучены. Новая молекула с четырьмя комплексообразующими атомами

ЛИВИУ МИРИКЭ (LIVIU MIRICA)

Согласно недавним отчётам, опубликованным в журнале Dalton Transactions (Великобритания) и журнале Американского химического общества Journal of the American Chemical Society, исследовательская группа под руководством Ливиу Мирѝкэ (Liviu Mirica), старшего доцента химии отделения наук и искусств в Университете Вашингтона в СентЛуисе, разработала новаторские методы создания строительных блоков из основных соединений с никелем.

r Новая молекула с четырьмя комплексообразующими атомами известна как тетрадентатный лиганд. Новая химия никеля сокращает количество этапов химического синтеза и предлагает альтернативу дорогим металлическим катализаторам. Ключевой разработкой учёных было создание новой молекулы с четырьмя комплексообразующими атомами, известной как тетрадентатный лиганд. Такая молекула работает как карман бейсбольной перчатки для захвата атома никеля. Когда углеродосодержащие соединения присоединяются к центральному атому никеля, электроны могут изменить своё положение и образовать новую связь типа углерод-углерод. Правильный баланс стабильности и способности вступить в реакцию позволил исследователям создавать новые связи с недорогими, безопасными и широко распространёнными нитрилами — классом углеродосодержащих соединений, которые можно превратить в целый ряд полезных химических групп в несколько простых этапов синтеза. Есть надежда, что никель смог бы заменить более дорогие редкие металлы, которые на протяжении многих лет используются в химической промышленности.

ZHENG CHEN

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ никельсодержащих сплавов, нержавеющих сталей и соединений, упомянутых в данном выпуске журнала «Никель» UNS No.

C

Co

Cr

Cu

Fe

Mn

Mo

N

Ni

P

S

Si

W

Zn

C70600 p. 9

-

-

-

bal.

1.01.8

1.00 max.

-

-

9.011.0

-

-

-

-

1.00 max.

C71500 p. 9

-

-

-

bal.

0.41.0

1.00 max.

-

-

29.033.0

-

-

-

-

1.00 max.

N08367 p. 9

0.030 max.

-

20.022.0

0.75 max.

bal.

2.00 max.

6.07.0

0.180.25

23.525.5

0.040 max.

0.030 max.

1.00 max.

-

-

S30400 p. 2,5,7,10,12,15

0.08 max.

-

18.020.0

-

bal.

2.00 max.

-

0.10 max.

8.010.0

0.045 max.

0.030 max.

0.75 max.

-

-

S30403 p. 15

0.03 max.

-

18.020.0

-

bal.

2.00 max.

-

0.10 max.

8.012.0

0.045 max.

0.030 max.

0.75 max.

-

-

S31254 p. 9

0.020 max.

-

19.520.5

0.501.00

bal.

1.00 max.

6.06.5

0.180.22

17.518.5

0.030 max.

0.010 max.

0.80 max.

-

-

S31600 p. 5,6,7,10,11

0.08 max.

-

16.018.0

-

bal.

2.00 max.

-

0.10 max.

10.014.0

0.045 max.

0.030 max.

0.75 max.

-

-

S31603 p. 7,12,15

0.030 max.

-

16.018.0

-

bal.

2.00 max.

2.003.00

0.10 max.

10.014.0

0.045 max.

0.030 max.

0.75 max.

-

-

S32205 p. 10

0.030 max.

-

22.023.0

-

bal.

2.00 max.

3.003.50

0.140.20

4.506.50

0.030 max.

0.020 max.

1.00 max.

-

-

S32750 p. 9

0.030 max.

-

24.026.0

0.50max

bal.

1.20 max.

3.35.0

0.240.32

6.08.0

0.35 max.

0.020 max.

0.80 max.

-

-

S32760 p. 9

0.030 max.

-

24.026.0

0.50max

bal.

1.00 max.

3.04.0

0.200.30

6.08.0

0.030 max.

0.010 max.

1.00 max.

0.501.00

-

14 НИКЕЛЬ. КОРОТКО О РАЗНОМ

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

МАРКА 316L — КОРРОЗИЕСТОЙКАЯ И ОБЩЕДОСТУПНАЯ

М

арка 316L (UNS S31603) — это второй по частоте производства сплав серии 300 после марки 304 (S30400) и её модификаций.

Если выясняется, что марка 304 и её модификация с пониженным содержанием углерода 304L (S30403) не подходят по каким-либо параметрам, первой на очереди рассматриваемой маркой должна быть 316L. Как правило, эта марка широко применяется в средах, где присутствуют хлориды (а именно, покрытые антиобледенительной солью дороги, прибрежные зоны), а также в технологических процессах, использующих кислотные или высокотемпературные растворы. В числе более ранних названий марки 316L фигурируют «морская марка» и «кислотоупорная марка». Как и все никельсодержащие аустенитные нержавеющие стали, марка 316L обладает превосходными свойствами свариваемости и формуемости.

Марку 316L не только легко обрабатывать — она обладает эксплуатационной гибкостью с хорошими показателями сопротивляемости коррозии в широком спектре сред и долгой историей использования — но она к тому же общедоступна во всех формах выпуска продукции, в больших и малых количествах, непосредственно от производителя или от оптового поставщика.

Сопротивляемость коррозии и технологичность Хотя содержание хрома в ней незначительно ниже, чем у марки 304, именно наличие 2,0% молибдена (Мо) существенно улучшает коррозиестойкость марки 316L, обладающей повышенной сопротивляемостью питтинговой и контактной коррозии в хлоридосодержащих растворах. В разных международных стандартах её конкретный состав слегка разнится, но минимальное содержание никеля на уровне 10% обеспечивает полную аустенитность стали, оптимальную сопротивляемость коррозии и податливость в обработке. ФОТОГРАФИИ: HELIX WWW.THEHELIX.CO.UK

Способов применения марки 316L многие тысячи — в фармацевтической промышленности, химическом и биохимическом производстве, целлюлозно-бумажной промышленности, нефтегазовой промышленности на суше и на море, в архитектуре городов и побережий, в пищеперерабатывающей промышленности, госпиталях, очистке питьевой воды и сточных вод, в транспортных контейнерах и др.  Выполненная из стали марки 316L, скульптура «Келпи» (Kelpies) художника Энди Скотта (Andy Scott) возвышается на 30 метров над каналом Форт-энд-Клайд в центральной Шотландии.

«Жизнь Ni»

«Ж

изнь Ni» — это справочный материал, удобный для пользователей, интересующихся никелем, его происхождением, областями применения и жизненным циклом. На двадцати страницах этого издания кратко и очень наглядно представлены факты и цифры, касающиеся никеля, рассказано о том, где и в каком количестве никель добывается, производится и используется, об имеющихся запасах никеля и о том, как он пускается в повторный оборот. Загрузите с сайта nickelinstitute.org или отправьте запрос на печатный экземпляр на communications@nickelinstitute.org 9

Nickel mining Cradle-to-gate Unlike most other metals, nickel ores are found in diverse geological formations, in different mineralogical forms, at different depths, with varying percentages of nickel content, and often with other metals present. The processing techniques used depend on these variables which yield different rates of metal recovery.

NICKEL MINE OUTPUT KT

ORE MINING

Lateritic Ore

Sulphidic Ore

Electricity - fuels materials

Finland 0.9% Russia 12.1%

Canada 10.7%

BENEFICIATION

ORE PREPARATION

PRIMARY EXTRACTION

PRIMARY EXTRACTION

Spain 0.4%

Cuba 2.3%

REFINING World Total

2.2 MILLION METRIC TONS

Ferronickel By-products

Greece 1.0%

Source: INSG Yearbook 2015. Data from 2014

China. P.R. 4.6%

Myanmar (Burma) 1.0%

Brazil 4.7%

Class 1 nickel

Serbia 0.3% Albaniaa FYROM 0.8% 0.2%

ate Guatemala 1.8% Colombia 3.5%

ПОДПИШИТЕСЬ бесплатно на журнал «Никель». При появлении нового выпуска на сайте вы будете получать уведомление по электронной почте www.nickel institute.org/ NickelMagazine/Subscription ЧИТАЙТЕ журнал «Никель» онлайн на нескольких языках www.nickelinstitute.org/ NickelMagazine/MagazineHome

ЗАГРУЗИТЕ приложение журнала «Никель» для мобильных устройств Android™ и Apple® СЛЕДИТЕ ЗА НОВОСТЯМИ О НАС в Твиттере Twitter @NickelInstitute

* APEC figures include Russian production.

Surface - underground

UPSTREAM SUPPLIES

«НИКЕЛЬ», Т. 31, № 2, АВГУСТ 2016 Г.

ASIA PACIFIC ECONOMIES* ACCOUNT FOR MORE THAN 70% OF GLOBAL NICKEL MINE PRODUCTION AND, GIVEN THE ABUNDANCE OF THEIR NICKEL RESERVES, THE REGION IS EXPECTED TO REMAIN AT THE FOREFRONT OF NICKEL MINING IN THE FUTURE.

The main nickel mining companies include Ambatovy, Anglo American, BHP Billiton, Glencore, JFE Mineral Company Ltd., Lundin Mining Corporation, MMC Norilsk Nickel, Pacific Metals Co. Ltd., Sherritt International Corporation, Eramet, South32, Sumitomo Metals Mining Co. Ltd., Vale, and Western Areas Ltd.

RESOURCES

The life of Ni

70%

While mine production in Canada and Russia is mainly linked to the mining of sulphide-type ore deposits, Indonesia and the Philippines predominantly mine laterites. In Australia, both laterite and sulphide mine production take place. Due to their geological formation, laterite-type ore deposits and mines are principally found in equatorial regions and production from this type of deposits has steadily increased in recent decades.

www.nickelinstitute.org

ИЩИТЕ ПРЕДЫДУЩИЕ НОМЕРА журнала «Никель» в архиве онлайн, начиная с июля 2002 г. www.nickelinstitute.org/en/NickelMagazine/ MagazineHome/AllArchives

8

Nickel-containing ores are currently mined in more than 25 countries worldwide. The Asia Pacific region accounts for more than 70% of global nickel mine production. Indonesia, the Philippines, Russia, Australia and Canada are the biggest nickel producers.

Журнал «НИКЕЛЬ» ОНЛАЙН

Botswana 1.3%

Madagascar 1.8%

Vietnam 0.3%

Philippines 21.2% Papua New Guinea 1.0%

Indonesia 8.1%

Zimbabwe 0.6% South Africa 2.5%

ПРИСОЕДИНЯЙТЕСЬ к нам на сайте LinkedIn (ЛинкдИн) - зайдите на страничку Института никеля

Australia 11.2%

New Caledonia 8.1%

СМОТРИТЕ видеоролики о никеле на канале Института никеля на YouTube. www.youtube.com/user/NickelInstitute

НИКЕЛЬ. КОРОТКО О РАЗНОМ 15

ФОТОГРАФИИ: WWW.123RF.COM/PROFILE_DIGIDREAMGRAFIX'>DIGIDREAMGRAFIX / 123RF STOCK PHOTO

«МЕТАЛЛОМОРФОЗ»

БЛЕСТЯЩИЙ ПРИМЕР ТВОРЧЕСКОЙ ДЕРЗОСТИ ДЭВИДА ЧЕРНЫ

В

оздвигнутый в технологическом парке Whitehall Technology Park в г. Шарлотте, Северная Каролина, «Металломорфоз» (Metalmorphosis) — это зеркальный фонтан, созданный вызывающим многие споры чешским скульптором Дэвидом Черны (David Černý). Ставший притчей во языцех за свои вызывающие, политически мотивированные огромные интерактивные скульптуры, Черны своим «Металлморфозом» несёт вроде бы укрощённое, но всё ещё дерзкое послание. Если вглядеться в ярусы этой скульптуры, «Металломорфоз» относит нас к мятежной стороне творчества скульптора. Вращаясь независимо друг от друга, ярусы порождают жутковатые малоузнаваемые формы, но, сложившись вместе, они образуют человеческое лицо, плюющее водой. Эта четырнадцатитонная скульптура высотой 7,6 м сделана из

s «Металломорфоз» состоит приблизительно из 40

стальных частей, сгруппированных в 7 сегментов, вращающихся независимо друг от друга.

монолитных никельсодержащих ярусов нержавеющей стали, в основном марки 304 (UNS S30400), обеспечивающей износостойкость и долговечность. Творение состоит из приблизительно 40 стальных частей, сгруппированных в 7 сегментов, вращающихся на 360 градусов. Специально написанные программы управляют механизмом каждого сегмента. Их движение режиссируется и контролируется самим Черны по интернету. Лик с хорошо отполированной поверхностью нержавеющей стали отражается в воде пруда у подножия скульптуры. И внутренняя подводка воды также состоит в основном из нержавеющей стали. Что вдохновило его на создание скульптуры? Художник говорит, что «это в некотором роде автопортрет». У «Металломорфоза» есть даже своя веб-камера.