Григорий Николаев - Металл Века
Трудно переоценить научное значение сверхглубокого бурения, но оно будет иметь также и немаловажный практический результат. С помощью таких скважин удастся обнаружить немало полезных ископаемых, залегающих как глубоко в земной коре, так и в самой верхней мантии.
Как же удалось решить проблему прочности труб? Разумеется, без высокопрочных сплавов на основе титана здесь не обошлось. Благодаря им могут быть достигнуты глубины не только в 15—20, но и в 30 километров.
УТОЛЯЯ ЖАЖДУ ПЛАНЕТЫ
Важнейшее условие жизни на Земле — вода, и вряд ли кто- нибудь будет спорить с этим положением. Но воды на Земле мало . . . Вот это утверждение многие уже будут оспаривать. ”Как — мало?” — вполне резонно могут спросить. — Разве моря и океаны не покрывают большую часть поверхности нашей планеты?” Покрывают. Но именно моря и океаны, в которых вода, как известно, соленая. Основой жизни же является вода пресная.
Без пищи человек в состоянии прожить больше месяца, а без воды — погибает уже через несколько суток. От двух с половиной до четырех литров — такова ежедневная физиологическая норма воды для каждого человека. Но физиологическая норма — это только та жидкость, которую человек должен принимать внутрь. Цивилизованный человек на свои нужды тратит гораздо больше воды — от 30 до 230 литров в сутки, а цивилизованное общество — целые реки и моря.
Промышленность поглощает невообразимо огромное количество пресной воды. Для изготовления бутылки лимонада, например, расходуется 5 литров, а для производства тонны газетной бумаги — 50 тонн воды, но есть и такие производственные процессы, при которых потребность в воде превышает по массе выход готовой продукции в сотни и даже в тысячи раз. Например, на выпуск одной тонны каустической соды требуется 250—300 тонн воды, на отбелку тонны хлопка — 280 тонн, на получение тонны искусственного шелка — более 750 тонн, одной тонны никеля — 800—850 тонн, а на выработку одной тонны аммиака расходуется до 1000 тонн воды!
Пресная вода необходима в овощеводстве для полива и подкормки растений в парниках и теплицах, вода нужна для полива газонов, цветников и городских парков. При уходе за крупным рогатым скотом на каждую голову расходуют 100— 125 литров воды в сутки. Все больше распространяется орошаемое земледелие.
Но вода нужна не только всему живому. Каждому трактору необходимо в сутки 150 литров воды, автомобилю — 50—100 литров. В конечном счете, все расходы воды так или иначе связаны с удовлетворением потребностей человека, а поэтому можно сказать, что каждому из нас ежегодно требуется 900 тонн воды.
Где же взять такое огромное количество пресной воды для миллиардов живущих на Земле людей, если учесть к тому же, что численность населения планеты быстро увеличивается, а количество пригодной для использования воды даже уменьшается, так как водоемы все больше загрязняются промышленными отходами? Ответ может быть только один: перерабатывать морскую воду в пригодную для питья и хозяйственнотехнических нужд.
Каждые 97 из 100 литров имеющейся на Земле влаги содержат 3,5 процента солей, которые и делают воду непригодной для использования в промышленности и в быту. Обессолить воду можно различными способами — вымораживанием, выпариванием, перегонкой и некоторыми другими. Но в любом случае дело придется иметь с морской водой, коррозионная активность которой хорошо известна. Именно поэтому в качестве конструкционных материалов опреснительных установок никогда не фигурируют обычные стали, а упоминаются сплавы алюминия, различные бронзы, медноникелевые сплавы и, разумеется, титан. Было бы удивительно, если бы его не упоминали вообще. Правда, титан как не очень дешевый металл не используется для изготовления всего опреснителя, а применяется только в местах, где без него совершенно нельзя обойтись.
Полтораста километров бесшовных титановых труб, множество трубчатых решеток и деталей испарителя использовано в опреснительной установке, находящейся на самом большом из американских Виргинских островов — Санта-Крус. Многоступенчатая установка, работающая по методу однократного испарения, была построена компанией "Вестингауз” для снабжения водой алюминиевого завода фирмы "Харвей алюминиум”.
Поначалу предполагалось, что основным материалом опреснителя будут медноникелевые сплавы, и установка была спроектирована из расчета, что рабочая температура рапы не превысит 85 °С. Применение титана в испарителе позволило повысить температуру рапы до 121 °С и удвоить производительность агрегата. Это оказалось возможным благодаря еще и тому, что титан обеспечивает более высокую теплопередачу, чем более теплопроводные, но покрытые накипью материалы.
Спустя два года с момента начала эксплуатации проверили состояние титановых труб. Несмотря на то что через установку за это время протекало 18 миллиардов кубических метров морской воды вместе со скорлупой моллюсков, а температура рассола в испарителе превышала 100 °С, вся система труб пребывала в идеальном состоянии. Трубы из других стойких материалов в таких условиях не выдержали бы и года работы. Предполагают, что титановые трубы будут эксплуатироваться без замены десятки лет, обеспечивая на протяжении всего срока службы бесперебойную работу опреснительной установки.
Сейчас за земном шаре работает уже несколько сот опреснительных установок различной производительности и различного принципа действия. Ежесуточно они вырабатывают несколько сот тысяч кубометров пресной воды. Этого едва хватит развитому промышленному городу средней величины. Опреснительные установки действуют в СССР, США, Кувейте, Израиле и в других странах.
Увеличение спроса на такие установки потребует огромного количества титана. Только в одной опреснительной установке, смонтированной в Эль-Джебеле (Саудовская Аравия), использовано 2800 тонн этого металла.
По запасам пресной воды наша страна занимает первое место в мире, но запасы эти распределены очень неравномерно и в таких районах, как Средняя Азия, Казахстан, южная часть Украины, отсутствие достаточного количества пресной воды сдерживает развитие промышленности и сельского хозяйства. Кроме того, у нас много пустынь и полупустынь. Вот почему проблеме опреснения воды в нашей стране придается большое значение.
На берегу Каспийского моря, где постоянно бушуют песчаные бури, где нещадно палит солнце, а земля покрыта солью высохших соленых озер, где даже верблюды чувствуют себя неуютно, в течение нескольких лет вырос город Шевченко, названный в честь великого украинского поэта. В городе живут десятки тысяч людей — нефтяники, геологи, строители. В городе много зелени, растут деревья и кустарники, цветут цветы.
На сотни километров вокруг нет воды, месяцами не бывает дождей, но город живет, расходует пресную воду на все свои нужды, в том числе и на полив зеленых насаждений. Откуда же берут воду? Из моря. Но, разумеется, предварительно удалив из морской воды соль. Шевченко — единственный город в мире, который использует опресненную воду. Пресная вода, получаемая искусственно, поступает не только для технических и хозяйственных нужд города, но и в квартиры его жителей, ее пьют все. Другой воды здесь нет. Опреснитель расположен недалеко от города, прямо на морском берегу. Его корпуса видны издалека, ночью они освещаются специальными лампами.
Титан еще не раскрыл всех своих возможностей относительно процессов и аппаратов по обессоливанию, но его не сбрасывают со счетов, когда проектируют передвижные опреснители, емкости для хранения и перевозки пресной воды.
Водный голод еще не стоит перед человечеством вплотную, но его приближение ощущается все явственнее. Недостаток воды испытывают сейчас не только в районах Африки, Ближнего и Среднего Востока, Южной и Северной Америки, которые всегда страдали от этого, но и во многих других местах.
Чистая питьевая вода становится дефицитом и в Европе. Рационирование питьевой воды вводится в Бельгии, ФРГ, Японии. Нехватка воды уже становится государственной проблемой Англии. Скоро с этой проблемой столкнуться все без исключения государства.
Но человечество не погибнет от жажды. На помощь придут гигантские опреснители, работающие на атомной энергии, использующие новейшие достижения инженерной мысли и новые надежные материалы, среди которых будет и титан.
ЕДИНСТВЕННЫЙ, НЕЗАМЕНИМЫЙ. ..
Что говорить, титан — металл замечательный! Но у него достаточно конкурентов, которые, хотя и не безукоризненно, но все же справляются с возложенными на них обязанностями. Нержавеющая сталь менее стойка? Что ж, не беда! Пусть она служит не двадцать лет, а год или два, но ведь и год, и два она будет успешно использоваться. Зато она дешевле. Пусть чугун тяжелее, пусть алюминий намного уступает титану по прочности, но ведь и из них делали и делают вполне пригодные для использования вещи.
