Техника - молодёжи 2003-11, страница 37
И 3 исто и и изо Е Т Е Н И И ^ |Г 1 Г Г 1г dJ.uLUr 1 ^г) т% Когда Томаса Эдисона спросили, что из представленного на всемирной выставке 1893 г. в Чикаго, по его мнению, больше всего заслуживает внимания, он, не мешкая, ответил: «Бесшовная труба Маннес-маннов». История этого великого изобретения началась несколькими годами ранее. В ТО ВРЕМЯ ПРОБЛЕМА ПРОИЗВОДСТВА БЕСШОВНЫХ ТРУБ волновала многих, в том числе и братьев Маннесманнов. Обычно стальные трубы изготавливали так: листы стали после навивки (или во время навивки) в спираль сваривали по шву. При этом слабым местом сварной трубы всегда оставался шов (такой устаревшей технологией часто пользуются и сейчас). Особо не устраивала надежность таких труб на ответственных и дорогостоящих производствах: бурение нефтяных скважин, транспортировка по трубам нефти и газа и т.п. Работа Маннесманнов долго была безуспешной, пока их внимание не привлек «вредный» эффект. Завод, на котором работали Макс и Рейнхард, в качестве металлического сырья получал из Англии железные кругляки. Среди них часто попадались бракованные — с внутренними полостями или трещинами. Когда братья занялись изучением причин брака, приносящего так много неприятностей для потребителей и убытков для завода, то обнаружили что появление полых мест в железных болванках связано с неточной установкой (перекосом) валиков правильной машины (придающей длинному куску железа правильную цилиндрическую форму). Это наве ло на мысль, что «вред» может быть положительно использован, если в середине болванки искусственно (с помощью стальной оправки) создать полое пространство, в результате чего при прохождении этой заготовки через косые валки и получится бесшовная труба. Наконец, после многочисленных экспериментов их план удался. Были опрокинуты все догмы прокатного мастерства. Прокатать в массивном стальном кругляке под давлением полое пространство — это противоречило, казалось бы, всем известным физическим законам. На протяжении долгого времени процесс проката бесшовных труб и полученный патент на него оставались для ученых, техников, конкурентов и возможных подражателей большой загадкой. Ныне в мире производятся десятки миллионов тонн бесшовных труб различного диаметра: от тонких труб для рам велосипедов до полутораметровых — для нефте- и газопроводов. ДОБЫЧА НЕФТИ В КРУПНЫХ МАСШТАБАХ началась с середины XIX в., хотя одно из нефтяных месторождений в Китае было известно еще в III в. до н.э. Зачинателями буровой разведки нефти по праву считаются американцы. В 1859 г. полковник Эдвин Дрейк и его команда за два месяца пробурили первую в мире нефтяную скважину в Тайтесвилле (штат Пенсильвания). 27 августа с глубины 21 м ударил нефтяной фонтан — это был день рождения нефтяной промышленности. Ландшафт около Тайтесвил- Л rV г1! ft i\[ м г) РЕНКЕЛЬ ла «украсил» лес буровых вышек и нефтяных насосов-качалок. Бурильщики работали неистово и непрерывно, чтобы извлечь из недр земли черное золото до того как его выкачает кто-ни-будь другой К концу 1866 г. от нефтяного месторождения в Пенсильвании до железной дороги был построен первый нефтепровод длиной в пять миль. Тринадцать лет спустя русский инженер-изобретатель Владимир Шухов строит первый в России нефтепровод с Балаханских нефтяных промыслов на нефтеперегонные заводы в Черном городе (Баку). Рейнхард и Макс Маннесманны Именно тогда, когда нефтедобыча переживала настоящий бум, вопрос о качественных трубах стоял очень остро. И вот 21 февраля 1891 г. инженеры Рейнхард и Макс Маннесманны получили патент на пилигримовый стан для изготовления бесшовных труб. Братья использовали изобретение в производстве металлургического концерна «Маннесманн», который стал единственным в то время поставщиком таких труб ПРАДЕДЫ МАННЕСМАННОВ НА ПРОТЯЖЕНИИ МНОГИХ ЛЕТ КОВАЛИ высококачественные стальные изделия. Рейнхард Маннес-манн-старший в XIX в. считался одним из самых крупных и прогрессивных предпринимателей в западной части Пруссии. Он построил в городе Ремшейде инструментальную фабрику с механизированным производством напильников А его сыновья прославили на весь мир фамилию Маннесманн на поприще производства стальных труб. В «великолепной шестерке» братьев-инженеров (Рейнхард, Макс, Альфред, Карл, Роберт и Отто) главную роль играл самый талантливый старший из братьев Рейнхард, родившийся в 1856 г. Уже своей дипломной работой «Взаимодействие свободного углерода с чистым железом при повышении температуры» он привлек к себе внимание специалистов Научные выводы, сделанные им, легли в основу создания броневых плит нового типа. Снаружи такие плиты обладали твердостью стекла, а внутри были мягкие Любопытно, что обратную задачу — создание бронебойного снаряда — решил вскоре русский изобретатель капитан военно-морского флота Степан Макаров. 15 февраля 1893 г. он сформулировал свою идею так: «Деформация снаряда происходит главным образом в первый момент соприкосновения вершины снаряда с закаленным слоем броневой плиты Если бы поверхность закаленного слоя имела небольшой толщины слой из вязкой массы, то снаряд не деформировался бы столь сильно Его головная часть работала бы в вязком металлическом обруче, удерживающем снаряд от разрушения». Поскольку на броне неприятельского корабля установить слой из мягкого металла невозможно, Макаров предложил насадить на головку снаряда колпачок из мягкой стали. «Ма-каровские колпачки», изготовленные на Обуховском сталелитейном заводе испытания успешно выдержали. 7 апреля 1902 г. русский военно-морской атташе сообщил Макарову из Вашингтона об испытании броневых плит, заказанных для русских кораблей. Плита без повреждения выдержала попадания трех обычных броневых снарядов, и тогда «я обратился к представителю завода с предложением произвести по плите четвертый выстрел снарядом с наконечником. Согласие было охотно дано... Снаряд с наконечником пробил навылет плиту, деревянную рубашку, стальные листы подкладки и ушел в насыпь за плитой. Я особенно горжусь тем, что присутствовавшие при опыте офицеры американского флота мне заявили, что наконечники изобретены вашим превосходительством, и что об этом знает весь американский флот». Занимаясь изучением теоретических проблем литья стальных изделий Рейнхард установил, что под воздействием центробежной силы внутри раскаленной массивной стальной заготовки образуется полость Вместе с братом Максом он приступил к практической реализации новой идеи — изготовления пустотелых заготовок на прокатном стане. В 1848 г. НЕМЕЦКИЙ ИНЖЕНЕР ДЭЛЕН СОЗДАЛ ПЕРВЫЙ УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ПРОКАТНЫЙ СТАН. Через шесть лет он стал использоваться на заводах Круппа для прокатки бандажной полосы вагонных колес и броневых плит из слитков. Однако Маннесманнов ждало разочарование: прокатать на таком стане трубы не удалось Мощные чугунные маховые колеса не обеспечивали необходимой скорости вращения валков прокатного стана. Рейнхард конструирует маховик с новыми соединительными муфтами. В результате число оборотов увеличилось в 4 раза, а центробежная сила возросла в 16 раз. Творческая работа заинтересовала младших братьев Альфреда и Карла. Прервав учебу в университете, они начали помогать старшим братьям в испытаниях. Изобретатели на прокатном стане пропускают круглую болванку между двумя косо поставленными друг к другу валками Благодаря силам трения валки враща ТЕХНИКА-МОЛОД ЕЖИ 11 2003 35 |
