Рынок углеводородов не только играет важнейшую роль в экономике, но и определяет основные принципы мировой политики. Зачастую именно энергоносители дают толчок к развитию целых регионов и направлений бизнеса. В нашем проекте «ТЭК 360» мы рассмотрим ключевые тренды отрасли, перспективы ее развития, влияние на другие сферы экономик.

Сплавы в промышленности

Все, что создала человеческая цивилизация для своего удобства, — это только верхушка огромного индустриального айсберга. Создание промышленных машин, станков, транспорта, топливно-энергетический комплекс — все это вместе в итоге создано для того, чтобы обеспечить человеку комфортное существование. А глобальным фундаментом всей мировой индустрии является металлургия. 

Любой предмет, созданный на массовом производстве, — это продукт большой производственной цепочки. И чем более совершенный в технологическом смысле предмет оказывается у нас в руках, тем большей длины цепочка. При этом каждое из звеньев так или иначе связано с металлургией. 

В 2014 году только стали было выплавлено более 1,660 млрд тонн, то есть по 230 килограммов на каждого жителя планеты. Если же считать только жителей развитых стран, то на каждого человека придется около тонны стали. Это не считая алюминия, меди и других более редких и не менее ценных металлов.

Когда мы садимся в автомашину, самолет, берем в руки планшет или примеряем модный костюм, мы так или иначе соприкасаемся с огромным многообразием сплавов, общее число которых уже перевалило за пять тысяч, и регулярно появляются все новые и новые. 

Например, ткань, которая пошла на нашу одежду, произвели на ткацких станках. Эти станки собраны из многочисленных деталей, каждая из которых имеет свои особые условия работы. Одни детали постоянно двигаются, и их надо выполнить из сплавов с низким коэффициентом трения. Есть детали, которые не должны значительно деформироваться при нагреве, другие же должны быть упругими и прочными. Это обеспечивается их изготовлением из сталей и сплавов различного состава. 

Мы не можем представить себе нашу современную цивилизацию без электричества. Но, для того чтобы электростанции дали ток, мы должны создать самые разные машины и механизмы с самыми разными свойствами. Преимущественно с теми, что позволяют эффективно работать в условиях мощного электромагнитного излучения, причем в режиме 24/7. Например, нужны специальные магнитные и немагнитные стали. Стали для динамо-машин и трансформаторов (они так и называются — электротехнические) отличаются большой магнитной проницаемостью. 

Кроме стали нужно очень много меди и других металлов. А чтобы закрутить динамо-машины, нужны турбины, которые будут работать в условиях высоких температур, и для этого изготавливаются специальные жаростойкие стали. Эти стали также нужны для изготовления клапанов в двигателях внутреннего сгорания и реактивных двигателях, а также для изготовления деталей разнообразных печей. Жаропрочные и жаростойкие стали могут быть множества разных типов: перлитными, мартенситными, мартенситно-ферритными, аустенитными. В зависимости от свойств определяется применение стали: одна подходит для труб, другая — для моторов, третья — для турбин. Эти металлы выдерживают длительное воздействие температур в районе 500–1200 градусов Цельсия, а иногда и выше.

Чтобы собрать ткацкий станок, турбину самолета или мотор машины из множества деталей, их сначала надо сделать. А для этого потребуются опять же станки — токарные, фрезерные, шлифовальные. Для этих станков нужны инструменты, которые делают из специальных сталей, которые называют быстрорежущими. Эти стали содержат в себе вольфрам, хром, ванадий и другие металлы, которые значительно усиливают свойства стали. 

Огромным потребителем продукции металлургов является транспорт. Авиация требует высокопрочных и вместе с тем легких титановых сплавов и сплавов на основе алюминия. Нужна сталь для строительства морских судов, для производства железнодорожных рельсов, мостов, корпусов автомобилей, автобусов и поездов. 

Очень высокие требования предъявляют к стали строители трубопроводов, которые прокладываются в суровых климатических зонах. Этот металл должен выдерживать перепады температур и высокое давление. Большое значение имеет коррозионная стойкость металла. Не случайно существуют особые, кислотостойкие, стали и сплавы.

На этих сплавах, которые не поддаются действию самых агрессивных веществ, держится вся химическая и нефтеперерабатывающая промышленность. Так как эти сплавы инертны, они широко используются и в пищевой промышленности, потому что органические кислоты не вступают с ними в химическую реакцию. 

Огромным потребителем металла является строительная индустрия, которой нужны как обычная арматура, так и редкие сплавы на основе титана или алюминия для создания легких и прочных несущих и декоративных конструкций. 

Чтобы создавать удивительные сплавы и изделия из них прежде всего нужно добыть руду, из которой металлы будут выплавлены. Это невозможно сделать без специальных машин и механизмов. Нужны бурильные и обсадные трубы, особый породоразрушающий инструмент, нужны машины, которые смогут двигаться в тяжелых условиях, выполняя очень тяжелую даже для их «стальных мускулов» работу. 

Развитие технологий в самых разных отраслях человеческой деятельности ставит перед учеными-металлургами новые задачи. Когда-то такими задачами было создание прочных рельсов, эффективной брони и конструкционных материалов для самолетов. Сейчас металлургия выпускает продукцию в том числе для электроники и новейших энергосберегающих технологий. 

Но и разработки металлургов позволяют ученым и изобретателям создавать новые, революционные, изделия. Современные металлурги буквально конструируют новые комбинации различных металлов и неметаллов, создавая материалы с заранее заданными свойствами. 

Постепенно истощаются самые богатые месторождения металлов, и приходится разрабатывать все новые методики обогащения руд. Зачастую отвалы «пустой» породы, которые ранее считались бросовыми землями, сегодня вновь воспринимаются как выгодные руды. Идет поиск принципиально новых источников ценных металлов, и не только на суше, но и на морском и океаническом дне. Поэтому технологии извлечения ценных металлов также постоянно совершенствуются. 

Совершенствуются и сами средства производства. В нашем представлении металлургия — это громадные цеха, где тьма и огонь, а работники на пределе своих возможностей борются с жаром и копотью, чтобы обуздать металл. Но если взглянуть на самые современные предприятия — такие как, например, «Высота 239» Челябинского трубопрокатного завода, — то из всех приведенных выше эпитетов к слову «металлургия» применимо только слово «громадная». В остальном подобные цеха, на которых введены стандарты «белой металлургии», более походят на IT-производства, где чистота, высокие технологии и очень квалифицированные работники.