X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

В автомобильных грузовых шинах очень важными свойствами являются комфортность и защищенность на любых дорожных покрытиях и при разных условиях дорожного движения. От того, какими грузовыми шинами оснащен автомобиль, зависит безопасность и надежность транспортного средства. При этом учитывается длина тормозного пути, устойчивость, управляемость, причем шины в этих аспектах приобретают первостепенную важность. Именно от шин во многом зависит, как будет чувствовать себя автомобиль на автомагистрали. Большую роль играют шины не только для безопасной езды, но и для более удобного движения, правильного поведения на резких поворотах, а также шумовом сопровождении, которое создается при езде.

Российские дороги, к сожалению, не обходятся без неприятных происшествий. Грузовой шине все время грозят различные досадные опасности, которые чреваты отправкой на ремонт. Причем такие сюрпризы, как гвоздь, острый камень или другие посторонние предметы на дороге, водитель автомобиля просто не в силах предусмотреть. На дорогах случаются повреждения боковины, но все-таки до 40% повреждений шины достается протектору. С заменой покрышек приходится сталкиваться всем владельцам транспортных средств. К этому приводит сезонная смена шин, естественное изнашивание и внезапно пробитая шина. И здесь у водителя единственный выход – ремонт.

Нужно знать, что для ремонта или замены шины, необходимо хорошее и довольно дорогое оборудование и плюс к этому значительный набор различных инструментов и приспособлений. Шиномонтаж представляет собой технологический процесс.

Максимальная скорость современных автомобилей зачастую превышает сто пятьдесят километров в час, отсюда вытекает необходимость точной балансировки. Играют роль и большие масса, размер и момент инерции современного колеса, поэтому нежелательны и маленькие вибрации.

В последние годы появилось множество новых установок для монтажа/демонтажа. Практически все шиномонтажные работы автоматизируются, а шиномонтажник становится просто оператором на роботизированных стендах, где практически все операции (загрузка и базирование колеса, демонтаж/монтаж) выполняются с помощью разных вспомогательных устройств. При этом шиномонтажник-оператор может даже ни разу не дотронуться до самой шины. Конечно, такое дорогое оборудование еще не охватило в массовом порядке все шиномонтажные мастерские, однако различные автоматические приспособления уже начинают применяться в достаточно широких масштабах, облегчая работу шиномонтажных мастерских и повышая качество.

Качественный монтаж грузовых шин

Шиномонтаж в автоспорте стоит на особом месте. В Формуле-1 от быстроты смены шины, измеряемой в долях секунды, может зависеть победа или поражение гонщика. На ралли Париж-Дакар качество грузового шиномонтажа определяет, как грузовой автомобиль станет вести себя при преодолении различных препятствий. Не на последнем месте шиномонтаж и у обычных владельцев транспортных средств.

Некоторые считают, что качество выполненных работ при монтаже грузовой шины не играет большой роли. Но нельзя забывать, что от того, как сделан монтаж шины, и как правильно ликвидирован дисбаланс, зависит безопасность грузового автомобиля на дороге и сохранность перевозимого груза.

Автотранспортные предприятие (АТП) иногда закупают шиномонтажное оборудование для того, чтобы самостоятельно проводить монтаж и балансировку шин у своих грузовых автомобилей. Но нередки случаи, когда монтаж, ремонт и балансировка, которые выполнили недостаточно квалифицированные специалисты, может стать причиной ухудшения состояния шины. При этом существенно уменьшится пробег грузовой шины, и она может полностью выйти из строя. В результате, предприятие понесет значительные убытки, израсходовав средства на приобретение шиномонтажного оборудования, на арендованные площади под мастерскую, а также и на шины, которые нельзя будет эксплуатировать в дальнейшем.

У современных шин от известных мировых производителей имеется такая толщина слоя под протектором, которая позволяет восстановить грузовую шину с помощью дополнительной нарезки. Для повышения срока эксплуатации шины нарезка предусматривает углубление рисунка протектора. Для того чтобы использовать все возможности грузовых шин и получить реальную экономию, следует использовать данный проверенный способ продления срока службы шины с гарантией до 30%.

При углублении и расширении рисунка протектора существенно улучшаются сцепление на мокром дорожном покрытии и безопасность движения.

Кроме нарезки используются и другие способы восстановления шин. К ним относятся горячая вулканизация и холодный способ восстановления шины. Горячая вулканизация является довольно дорогим, но высококачественным способом восстановления покрышки.

При холодном методе восстановления шины новый протектор крепится на подготовленную поверхность шины. Такой способ восстановления в последнее время считается в Европе наиболее оптимальным.

Восстановленная шина по цене будет раза в два ниже, чем новая шина. Поэтому даже при различных разрушениях шины на автомагистралях будет значительно меньше затрачено средств. Восстановленными грузовыми шинами можно оснащать грузовики, автобусы, прицепы, любую спецтехнику и прочие транспортные средства. При разработке грузовых шин мировые производители выпускают их с максимальной способностью к восстановлению. Протекторный рисунок восстановленных шин не уступает по эксплуатационным характеристикам рисунку новых шин. При этом увеличивается пробег, и уменьшаются расходы на приобретение новых шин.

Переработка шин

По прогнозам Конференции ООН по окружающей среде и развитию, объём твёрдых отходов к 2025г. вырастет в 4 - 5 раз. Общемировые запасы изношенных автошин оцениваются в 25 млн. т. при ежегодном приросте не менее 7 млн. т. На европейские страны приходится 3 млрд. шт. "накоплений" изношенных автошин (около 2 млн. т.) Ежегодно в США накапливается более 280млн. использованных автопокрышек, а их общий сток на тот год уже превысил два миллиарда штук.

Из этого количества в мире только 23 процента покрышек находят применение (экспорт в другие страны, сжигание с целью получения энергии, механическое размельчение для покрытия дорог и др.). Остальные 77 процентов использованных автопокрышек никак не утилизируется, ввиду отсутствия рентабельного способа утилизации. В России и СНГ ежегодный объём выбрасываемых автошин оценивается цифрой более 1 млн. т., при этом в Москве накапливается 70 - 90 тыс. т., в Санкт-Петербурге и Ленинградской области около 60 тыс. т.

На сегодняшний день для утилизации и переработке автошин, в мире применяются следующие технологии:

1. Переработка в крошку (любым способом - с помощью озона, взрывоциркулярным, механическим, криогенным и т.д.)

2. Пиролиз

3. Сжигание в цементных печах и для получения энергии

4. Восстановление

5. Вывоз шин на свалку

Переработка в крошку

Возьмём переработку в крошку. Чтобы сделать добавку в дорожное покрытие или битумную мастику, нужно сделать рецептуру, два одинаковых по размеру колеса, но разных производителей, дадут по своему составу неоднородную массу, - в которую нужно добавлять компоненты для придания требуемых свойств. Для того чтобы произвести из крошки какое либо изделие, необходимо закупить дополнительное оборудование, что сведёт на нет декларируемую сравнительную дешевизну. А потом, изделия полученные из крошки необходимо будет реализовать, что тоже требует времени, создания сети сбыта и непременные проблемы с задержкой платежей и банкротством партнёров.

Пиролиз, при своей кажущейся простоте воплощения, не даёт действительно товарных продуктов, есть проблемы у этого способа и в экологическом плане. Вот почему он и не нашёл широкого применения. При нем использованные автопокрышки под влиянием тепла при отсутствии кислорода разделяются на твердые, жидкие и газообразные вещества. При этом длинные полимерные цепи превращаются в водородные молекулярные частицы. Продукция, полученная в результате переработки шин методом пиролиза (пиролизное масло, сажа и сталь), имеет низкое качество и не может быть прибыльно реализована на рынке.

Основной недостаток пиролиза заключается в том, что вследствие разделения шины на ее составные части уже состоявшийся производственный процесс становится неэффективным и нерентабельным. Высококачественный материал превращается в низкокачественный, имеющий на рынке ограниченные возможности сбыта, при этом на его производство затрачиваются большие средства.

Сжигание

Сжигание в цементных печах вообще прибыли не приносит, это тоже самое что топить печь ассигнациями Сжигание шин происходит в первую очередь в цементной промышленности и на теплоэлектроцентралях. Шины используются здесь как материал-заменитель угля и мазута.

Сжигание большого количества шин имеет исторические причины. Десятилетиями сжигание шин представляло собой недорогой способ получения энергии. Одновременно имелась возможно экономить первичные горючие материалы. Альтернативные способы переработки шин, имеющиеся в прошлом, чаще всего были нерентабельны.

Однако, изменившиеся условия, в особенности в области защиты окружающей среды, осознание необходимости рационального обращения с природными ресурсами, а также создание инновационных технологий по переработке использованных шин, все это требует нового, критического подхода к данному методу переработки.

Восстановление

Восстановление шины - это ее капитальный ремонт, при котором обновляется или протектор шины или как протектор, так и боковина, с целью продления срока эксплуатации автопокрышки.

Восстановление является экологичным способом, при котором может быть повышен срок эксплуатации шины. С одной стороны, это ведет к уменьшению количества отходов, с другой - к экономии ресурсов, т.к. для восстановление шины необходимо в среднем ок. 5 л сырой нефти, а для производства новой автопокрышки - 35 л.

Доля восстановленных шин в различных странах неодинакова. Так, напр., в США восстановление фактически не играет никакой роли, в Японии восстанавливается только каждая десятая шина, в Германии - каждая пятая, в Нидерландах - каждая третья.

С технической точки зрения восстановление шины не может повторяться сколько угодно раз без влияния на ее качество и безопасность эксплуатации (как правило, шина может быть восстановлена максимально только два раза). Каждая восстановленная шина неотвратимо превращаетсяв изношенную. Поэтому восстановление представляет собой только временное, а не комплексное решение проблемы утилизации отходов.

Широко распространенные сомнения в качестве и безопасности использования восстановленных шин ведут к усиленному обсуждению этой проблемы на рынке шин. Так, например, восстановленные шины допущены к эксплуатации только для автомобилей, имеющих определенный предел скорости.

Восстановленные шины конкурируют с импортируемыми из Восточной Европы и Азии более дешевыми автопокрышками. Часто даже минимальное различие в цене является причиной покупки скорее подобной новой шины, чем восстановленной, даже если данные дешевые автопокрышки уступают по качеству восстановленным. Между тем качество корда многих дешевых шин не позволяет подвергать их восстановлению.

Против роста доли восстановления как способа переработки выступают, прежде всего, представленные технические аспекты и условия рынка шин. Восстановление предлагает только временное, а не комплексное решение проблемы утилизации изношенных шин.

Вывоз шин на свалку

Изношенные шины легально или нелегально хранятся как на смешанных свалках с другими отходами, так и на свалках, предназначенных исключительно для использованных автопокрышек. Число хранящихся во всем мире на свалках шин оценивается в миллиард штук. Недостаток альтернатив по переработке шин приводит к увеличению количества шин, хранящихся на свалках.

Против вывоза на свалку изношенных шин имеются экономические, технические и экологические причины.

Вследствие захоронения на свалке использованные шины извлекаются из экономического оборота, и в связи с этим не могут быть использованы для дальнейшей переработки. Данный способ использования шин может быть приравнен к уничтожению ресурсов.

Изношенные автопокрышки в силу своих свойств является продуктом, в принципе не подходящим для захоронения. Контакт шин с дождевыми осадками и грунтовыми водами сопровождается вымыванием ряда токсичных органических соединений: дифениламина, дибутилфталата, фенантрена и т.д. Все эти соединения попадают в почву. Разложение шины в земле длится более чем 100 лет. Форма шин и специфичный вес из-за кавитации (образовании пустот) не допускают регулируемого уплотнения свалки.

В изношенных автопокрышках из-за их формы собирается дождевая вода. Черный цвет шин ведет к их сильному нагреванию под влиянием солнечных лучей, которое сохраняется в резине в течение долгого времени. Таким образом, свалки шин образуют идеальное место для размножения паразитов, напр. москитов. В связи с тем, что данные насекомые могут передавать болезни, свалки представляют собой недоодеценную опасность для здоровья людей.

Негативно влияют свалки шин и на ландшафт. Экстенсивное захоронение изношенных покрышек ведет в последние десятилетия к дефициту имеющейся площади свалок. В случае дальнейшего продолжения захоронения шин площадь под них скоро будет исчерпана. Создание новых захоронений может быть разрешено только в ограниченном количестве или вообще не разрешено, прежде всего, в связи растущим экологическим самосознанием.

На сегодняшний день те, кто занимаются утилизацией шин, вынуждены искать другие пути переработки продукта. Вместе с тем проблема большого количества захороняемых шин не решена до сих пор.

Решение проблемы может быть только в ликвидации имеющихся свалок изношенных автопокрышек. Именно эти монозахоронения образуют долгосрочный источник сырья, подлежащего дальнейшей переработке.

Код для цитирования: Скопировать