Шпиль (механизм) — Википедия
Шпиль — механизм на судне типа «ворот» с вертикальной осью вращения, служит для вытягивания якорной цепи из воды[1]. Так же шпиль используется для швартовных операций, выбирания троса, перемещения груза, выборки тралов, рыболовных сетей и т. д.[1] Иногда используется в значении кабеста́н. Средний срок службы шпиля составляет 25 лет[2].
Двойной шпиль — шпиль с двумя барабанами на одном баллере, расположенными по вертикали. Применение двойного шпиля позволяет экономить полезную площадь бака.
Отжать шпиль! — команда, по которой барабан шпиля должен быть разобщен со шпинделем.
Шпили различают по типу привода — ручные, паровые, электрические и гидравлические.
Наибольшая нагрузка на шпиль приходится при отрыве якоря от грунта[3].
Гидравлический шпиль на корабле USS Underwood (FFG 36) Электрический шпиль Паровой шпильОдинарный шпиль (Capstan) — механизм с собственным приводом, имеющий звездочку с вертикальной осью вращения
Соединенный шпиль (Coupled capstan) — механизм с собственным приводом, состоящий из двух одинарных шпилей, имеющих общий редуктор или самостоятельные редукторы, кинематически соединенные между собой[4].
Швартовный шпиль (Mooring capstan) — механизм с собственным приводом, имеющий турачку с вертикальной осью вращения, обеспечивающий выбирание швартовного каната[4].
Одинарный якорно—швартовный шпиль (Vertical shaft windlass) — механизм с собственным приводом, имеющий звездочку и турачку, которые расположены на одной вертикальной оси[4].
Соединенный якорно—швартовный шпиль
Однопалубный шпиль (One—deck capstan) — якорно—швартовный или швартовный шпиль, у которого все конструктивные части смонтированы на одной палубе. Привод может быть расположен под палубой или над палубой[4].
Двухпалубный шпиль (Double—deck capstan) — якорно—швартовный или швартовный шпиль, у которого привод расположен на палубе, находящейся ниже палубы, где расположены звездочка и (или) турачка шпиля[4].
Использование ручного шпиля на парусном суднеВ настоящее время шпили изготовляются из чугуна. В основном имеют универсальную конструкцию, как для выборки канатов, так и для цепного каната с особыми впадинами в нижней части барабана для отдельных звеньев цепи. Для вытягивания проволочного каната шпиль делается из двух вертикальных барабанов, вращающихся в обратные стороны от шестерни, помещенной между ними. Барабаны имеют желоба на окружности, на которые канат обертывается в виде восьмерки.
Управление шпилем производится дистанционно из помещения от стационарного пульта управления в якорном и швартовном режимах или с палубы надстройки от поста управления выносного пульта в швартовном режиме[2].
Основные элементы шпиля[5]
- Палгун — фундамент шпиля, прикрепленный к палубе и имеющий по окружности зубчатую рейку, по которой передвигается пал при вращении шпиля.
- Баллер шпиля — кованый или литой монолитный вал, предназначенный для вращения барабана шпиля.
- Степс — гнездо в палубе, в которое вставляется баллер шпиля.
- Вельпы (Вельпсы) — продольные выступы (ребра) на барабане шпиля, препятствующие скольжению тросов, обнесенных на барабан, при выбирании.
- Вымбовка — деревянный или металлический рычаг, служащий для вращения шпиля вручную. Вымбовка вставляется в четырёхугольные гнезда (шпильгаты) в голове шпиля.
- Пал — металлический палец, служащий откидным стопором. Пал препятствует раскручиванию шпиля в обратную сторону.
- Палгед — нижняя часть баллера шпиля, на которую насаживаются откидные стопора (палы).
- Турачка — барабан для выборки швартовых тросов при швартовке, установленный на конце вала шпиля.
- Шпилевые машины — паровые, электрические, механические или гидравлические приводы шпиля.
Конструкция современного гидравлического якорно-швартовного шпиля[6]
- Герметичный корпус — внутри размещены: планетарный редуктор; дисковый тормоз; шестеренный насос; гидроцилиндр подъёма-опускания турачки, корпус которого одновременно является баллером; датчик длины вытравленной цепи
- гидромотор
- якорная звездочка с тормозным шкивом
- турачка
- ленточный тормоз
- гидрокомпенсатор
ru.wikipedia.org
Брашпиль. Судовой брашпиль. Шпиль судовой.
Кроме якорей и якорных цепей в якорное устройство судна входят шпили, брашпили, якорные клюзы, цепные стопора, кнехты и приспособления для крепления якорной цепи.
Поднять якорь с грунта или, как говорят, выбрать якорь, можно либо вручную (так поступали, например, на малых судах в доисторическую эпоху), либо с помощью шпилей (на римских судах из озера Неми уже был найден прототип шпиля, который состоял нз платформы, вращавшейся на шарах).
Шпиль — один из важнейших механизмов, служащий не только для подъема якоря (в этом случае его называют якорным шпилем), но и для подъема реев, спуска и подъема шлюпок и т. д. На старинных судах обычно применяли два шпиля: большой и малый.
Шпиль состоял из шпилевой колонны или столба, верхняя часть которого имела восьмигранное поперечное сечение и называлась шпинделем или веретеном. На боковых гранях веретена устанавливали несколько ребер — вельпсов. Над ними находилась голова шпиля —дромгед, по окружности которого были распределены квадратные отверстия — шпиль-гаты — для установки вымбовокрычагов. С помощью последних на шпиль передавали вращающие усилия. Среднюю часть шпиля, вокруг которой обма тывали якорный канат, называли барабаном, или баллером. Чтобы воспрепятствовать вращению шпиля в противоположную сторону, в основании барабана — палгеде — делали квадратные отверстия, в которые входили палы — деревянные штыри, установленные на палубе вокруг шпиля.
Большие шпили имели по два барабана, один из которых находился на первой (нижней) палубе, а другой — на второй. Их
Рис. 461. Старинные шпили: а — малый английский; Ь — большой английский; с — небольшой средневековый.
1 — шпилевая колонна нлн столб; 2 — вельпсы; 3 — шпиндель или веретено; За — баллер или барабан; 4 — дромгед; 5 — шпиль-гаты; 6 — квадратные гнезда в палгеде для застопориваиня шпиля палами; 7 — палы; 8 — палгун; 9 — вельпсовые перемычки; 10 — цапфа; 11 —• вымбовка; 12 — выемки между вельпсами для увеличения трения троса.
применяли главным образом для подъема якорей, при этом одновременно работали люди, находившиеся на двух палубах. Колонну малого шпиля устанавливали на второй или третьей палубе, а его барабан выводили на бак (рис. 461, с).
Шпили современных парусных судов не имеют существенных отличий от шпилей старинных судов. Они состоят из оси — шпинделя, на который надет барабан. На поверхности барабана находится несколько изогнутых деревянных или металлических ребер— вельпсов, обеспечивающих более плотное прилегание троса к барабану при его вращении.
После введения цепей палгед шпиля изменили. В основание баллера поставили цепной барабан — звездочку, позволявшую удерживать цепь. В этой звездочке (называется по фамилии изо-
бретателя «барботин-кольцо») вначале делали гнезда, имевши форму звеньев якорь-цепи, а позднее — крестообразные выемки. Чтобы было легче снимать якорную цепь со звездочки, на фунда-менте шпиля устанавливают цепеотбойник (рис. 462). На современных судах шпили приводятся во вращение паровым или электрическими приводами (рис. 463).
Брашпили появились в XVII в. на торговых судах. Это горизонтальные шпили, состоящие из двух барабанов, ось которых — веретено — поддерживалась двумя боковыми битенгами. Веретено выходило через битенги наружу, на его поверхности имелся
Рис. 463. Современный электрический шпиль.
ряд квадратных отверстий — шпиль-гатов —для установки вымбовок. Посредине брашпиля находилась колонка, на которой стояли палы, скользившие по зубчатым колесам веретена (рис. 464).
Более поздние брашпили приводились во вращение балансиром — коромыслом, подымавшим и опускавшим тяги. Последние, в свою очередь, поднимали и опускали обоймы, обхватывавшие веретено брашпиля. В результате этого палы обойм — собачки действовали на зубчатые колеса, которые вращались вместе с барабаном. С боков брашпиль имел два дополнительных барабана •— турачки, которые применялись при швартовных операциях (рис. 465).
В 1896 г. англичане изготовили железный брашпиль, по устройству аналогичный деревянному, который работал тоже при помощи балансира.
Паровые брашпили (появились на паровых судах) приводились в движение двумя паровыми цилиндрами, шатуны которых вращали центральные зубчатые колеса. В случае необходимости работу брашпиля можно было обеспечить балансиром, приводимым в движение вручную (рис. 466).
На современных парусных судах брашпиль работает от электромотора (рис. 467). Правда, на малых судах и сейчас используют брашпили с ручным приводом и редуктором (рис. 468).
Заметим, что якоря на парусных и торговых судах выбиракгк и отдают в наши дни с помощью брашпилей, на военных — с помощью шпилей.
Якорные клюзы — это цилиндрические отверстия в носовой части судна, через которые проходят якорные канаты или цепи. Раструбы клюзов на старинных судах были свинцовыми, а на современных они железные; клюзы выполняют роль прокладки, между якорем и бортом (рис. 469). Для герметичного закрытия:
Рис. 466. Паровой брашпиль со вспомогательным ручным приводом.
1 — звездочки; 2 — турачки; 3 — паровой цилиндр; 4 — палубные клюзы; 5 — стопор; 6 — цспеотбойник; 7 — коромысло; 8 — муфты; 9 — рукоятки коромысла.
КЛЮЗОВ сверху во время плавания применяли деревянные пробки, называвшиеся клюз-саками, или парусиновые мешки, набитые ворсом.
Стопор якорь-цепи — это устройство, находящееся на палубе между якорным клюзом и битенгом и служащее для снятия усилий со шпиля или брашпиля при выбранном якоре (рис. 470).
Битенги устанавливали между стопором цепи и якорным шпилем; их назначение — удерживать цепь, когда якорь лежит на грунте. На старинных судах тоже имелись битенги, на которые крепили якорный канат; сам канат хранили в специально отведенном месте или канатном ящике (см. рис. 141). В качестве дополнительных стопоров применяли короткие отрезки цепи или троса — цепные или тросовые стопоры, коренные концы которых крепили на обухах, вбитых в палубу.
Зажимной подпалубный стопор (палубная машинка). Цепь проходила через шпиль или брашпиль и палубный клюз в цепной
ящик. На современных судах предусмотрено предохранительное устройство, находящееся подле палубного клюза и представляющее еще одно зажимное приспособление для якорь-цепи. Его назначение — предотвратить самопроизвольную отдачу цепи (рнс. 471).
morez.ru
изготовление формы, литье грузил, станок, тигель
Свинец и его сплавы широко используют для изготовления шрифтов, подшипников скольжения и множества небольших деталей. Кроме того, свинец является основным компонентом аккумуляторных батарей разной емкости.
СвинецВ быту свинец используют для получения рыболовных снастей, грузов для балансировки колес и пр.
Большая часть деталей машин и узлов, изготавливаемых с использованием свинца, производят, применяя литейные технологии.
Технологический процесс литья из свинца
Свинцовые сплавы — это многокомпонентные составы, которые могут содержать в своем составе до 10% меди. Ее наличие существенно повышает температуру плавления. Второй по значимости компонент – сурьма. Основное достоинство свинцовых сплавов является то, что для работы с ними можно использовать формы практически любой конфигурации, при довольно небольших давлениях. Температура плавления свинца довольно небольшая – 325-350 градусов и это позволяет отливать свинцовые детали в домашних условиях.
Для литья свинца применяют технологию литья под давлением. В качестве печей для расплава применяют оборудование, работающее на различных видах топлива – газа, мазута, кокса и электрической энергии. Это оборудование должно обеспечивать выполнение следующих требований:
1. Минимальное время, затрачиваемое на плавку.
2. Минимальные потери материала.
3. Минимальный расход топлива.
4. Безопасную и комфортную работу.
Для получения расплава свинца и его сплава температуры обеспечиваемой в печах достаточно для плавления свинца.
Обработку свинца производят в тигельных печах. Главное отличие этого класса оборудования заключается в том, что расплав не входит в контакт с продуктами сгорания топлива. Свинец и его сплава плавят в печах с металлическими или графитовыми тиглями, которые могут работать на нескольких видах топлива.
Тигельные печи выпускают в двух исполнениях:
• стационарное;
• поворотное.
Печи с графитовыми тиглями для литья позволяют выполнять плавку различных металлов – и свинец, и олово, и алюминий. Причем переход с одного металла на другой происходит с минимальными затратами. Но тигли, выполненные из графита, обладают невысокой стойкостью и поэтому чаще применяют тигли, выполненные из чугуна.
Процесс литья свинца
Процедура получения свинцовых деталей выглядит следующим образом. Свинцовые чушки или лом погружают, где и происходит переход свинца из твердого состояния в жидкое. После этого жидкий материал разливают по подготовленным моделям.
Принцип отливок в промышленности и домашнем хозяйстве одинаков, ключевые различия заключаются только в масштабах.
Формы для выплавки свинца
Как уже отмечалось ранее, свинец для получения деталей отливают в формы. Формы для литья изготавливают из разных материалов – в промышленности используют сталь, чугун, графит, алюминиевые сплавы. В домашних условиях используют песок, гипс, силикон и другие материалы.
Форма свинцовой отливки может быть изготовлена руками, но чаще всего применяют механизированное оборудование. Тем более что во многих домашних мастерских можно встретить хоббийное механическое оборудование.
Конструктивно форма для отливки свинцовых изделий состоит из нескольких частей:
1. Собственно форма, как правило, включающая в свой состав две части.
2. Плавкие или неплавкие стержни, направляющие и замки.
Для изготовления гипсовой формы необходимо подготовить две коробки, выполненные из дерева. Затем, гипс, разведенный до сметанообразного состояния гипс, заливают в деревянную коробку. После того как через некоторое время гипс начнет застывать, в это время можно в него установить будущее изделие. При этом оно, должно быть, погружено в гипс наполовину. Так будет сформирована первая половина формы. Аналогичную операцию необходимо выполнить для получения второй формы. После того как гипс высохнет форма будет готова. Для того, что бы можно было заливать расплавленный свинец во время изготовления формы необходимо сформировать литьевое отверстие.
Формы для литья цинковых изделий
Перед тем как залить в форму ее рабочую поверхность необходимо смазать маслом. Это облегчит в дальнейшем разборку формы. После того как заготовка готова ее достают из формы и подвергают механической обработке.
Детали можно получать, применяя различные виды материалов для изготовления форм. Например, литье в металлические формы, это самый распространенный вид, применяемый на производстве. Для изготовления форм применяют чугун, сталь и алюминий. В промышленных масштабах изготовление литейных форм из металла не составляет особого труда. Вся документация, необходимая для изготовления форм, разрабатывается в конструкторском бюро и передается в производство, где и происходит ее изготовление.
Силиконовая форма для литья свинца
Один из способов получения свинцовых отливок — это литье свинца в силиконовую форму. Изготовление литьевой формы из силикона, пожалуй, самое длительное по времени. Дел в том, что практически все операции по созданию формы производят вручную, нанося силикон на макет слоями и тщательно его, выравнивая руками. Кроме того, надо учитывать, что нанесенный слой должен просохнуть, а это 10 – 15 минут. Но в этом случае результат оправдывает ожидания и на выходе будет получена многооборотная форма.
Литье свинца под давлением
Технологию литья под давлением применяют в том случае, если стоит задача производства небольших отливок с тонкими стенками.
Эта технология имеет определенные преимущества:
1. Высокая точность отливок.
2. Высокое качество поверхности.
3. Отсутствие необходимости проведения дальнейшей механический обработки отлитых изделий.
4. Возможность изготовления заготовок со сложной конфигурацией.
5. Высокая производительность комплекса литья под давлением.
6. Низкое количество некондиционных изделий.
7. Экономия средств и ресурсов при изготовлении крупных партий отливок.
Область применения литья из свинца
Свинец входит в первую пятерку используемых в быту и промышленности цветных металлов. Он уступает только алюминию, меди и цинку.
Свойства свинца и определили сферу его применения. Основной потребитель этого металла предприятия по производству аккумуляторных батарей. Это вызвано тем, что свинец обладает высокой стойкостью к воздействию щелочей. Для установки в аккумуляторы используют решетки, выполненные из сплава свинца и сурьмы.
Определенные объемы свинца применяют для нужд электротехники, его используют для производства кабельно-проводниковой промышленности. Производство топлива также не обходится без свинца. Из него производят тетраэтилсвинц, используемый для повышения эксплуатационных характеристик топлива.
Область применения литья из свинца
Использование ядерной энергии породило множество технических проблем и одна из них – защита от радиации. Свинец поглощает гамма-лучи именно это свойство, позволило использовать свинец для защиты от радиации.
Лакокрасочная промышленность потребляет большое количество свинца, из его оксида производят сурик.
Литье из свинца в домашних условиях
Литье свинца в домашних условиях вполне осуществимо. Для получения расплава свинца достаточно обеспечить его разогрев до температуры 327 градусов. Для этого можно использовать газовую плиту, горелку. Некоторые умельцы умудряются использовать промышленные фены, способные разогреть воздух до 500 градусов.
Область применения свинца в домашних условиях
Как правило, литье в домашних условиях производят с целью получений рыболовной оснастки – грузил, блесен. Кроме того, из свинца отливают фигурки солдатиков, части ювелирных изделий и пр.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
stankiexpert.ru
Почему пули делают из свинца?
исторически так повелось, свинец имеет высокую плотность, что дает высокую убойность, легкоплавкий — лить из него пули очень просто, он пластичный, что позволяет не порвать ствол в случае чего.
технологично, потому что мягкий, легкоплавкий.. . а вообще пули делают не из свинца, а со свинцом <a rel=»nofollow» href=»http://www.popmech.ru/part/?articleid=730&rubricid=7″ target=»_blank»>http://www.popmech.ru/part/?articleid=730&rubricid=7</a>
ствол оружия к концу сужается. пуля как бы выплевывается из ствола, а свинец мягкий, легко деформируется под ствол. поэтому.
Заметьте : со стальным сердечником.. . Вопрос связан с внутренней баллистикой, не буду вдаваться в подробности. Намекну-в канале ствола есть нарезы….
Он тяжеловатый прочный если в тебя попало несколько пуль и тебе повезло ты выжил (а) то можеш сдать их в пункт приёма металолома
исторически так повелось, свинец имеет высокую плотность, что дает высокую убойность, легкоплавкий — лить из него пули очень просто, он пластичный, что позволяет не порвать ствол в случае чего.
touch.otvet.mail.ru
Виды напильника имеют большое разнообразие. Читать подробнее
Различные виды напильника, известны миру с 3 века до нашей эры.
Сегодня диапазон применения этого старейшего ручного приспособления практически не ограничен.
Различные типы инструмента применядт для доводки деталей и достижения необходимой чистоты поверхности.
Благодаря современным технологиям, напильники механического действия дополнились рядом электрического и аккумуляторного инструмента.
Что такое напильник и для чего он нужен?
Это один из самых популярных видов слесарных приспособлений для ручной обработки самых разнообразных материалов: металл, дерево, пластмасса, кости, стекло и прочих.
Для каждой сферы применения предназначается свой тип инструмента, имеющий подходящие элементы напильника для поставленной задачи.
В качестве общих функций, он предназначен для выполнения следующих операций:
• заточка режущих кромок;
• шлифование и снятие заусенцев;
• зачистка поверхности до определенного уровня шероховатости;
• послойное опиливание поверхности;
• отрезка заготовок;
• подгонка размеров;
• выполнение канавок, фасок, радиусов, шлицев, пазов и пр;
• придание конструктивным элементам нужной формы.
Рифленая поверхность способна обеспечить высокий уровень точности и чистоты обрабатываемых элементов при небольших физических затратах.
Пилочку для ногтей с полным правом можно отнести к одной из разновидностей этого инструмента.
Внешний вид и формы напильников
Внешне, это многолезвийный брусок, состоящий из металлической полосы с острыми зубцами различного наклона.
Обычно, основные элементы напильника, это лезвие и хвостовик для крепления ручки.
По форме рабочей области инструменты могут быть:
• в виде плоского прямоугольника;
• круглыми;
• полукруглыми;
• овальными;
• ромбическими;
• в виде равностороннего или тупоугольного треугольника.
Некоторые разновидности выпускаются без хвостовика, а в других типах в качестве рукояти используется продолжение стального полотна.
Как правило, длина рабочего полотна составляет от 100 до 400 мм.
Некоторые виды, с учетом специфики выпускаются большим размером.
Принцип действия
Принцип действия напильника заключается в снятии верхнего слоя с обрабатываемой детали по средствам трения.
Зубцы бруска определяют качество среза, а глубина зависит от усилий, прилагаемых нажатием на инструмент и скоростью движений.
Более грубая и крупная насечка позволяет работать значительно быстрее, но при этом снижается качество обработки.
Мелкие или алмазные грани обеспечивают практически идеальную поверхность.
Во многом, результаты работы зависят от особенностей материала и правильно подобранного вида напильника.
Классификация напильников
Основная классификация напильников, согласно госстандарта ГОСТ 23726-79 осуществляется по виду использования и подразделяет инструменты на 5 основных групп:
• для слесарных работ;
• спецназначения;
• надфили;
• рашпили;
• машинные и ленточные.
Так же, виды напильников различают по насечке – им присваиваются номера по классам от 0 до 5.
Маркировка
В маркировке отражаются необходимые данные, характеризующие предназначение инструмента.
Это класс от 1 до 6 и длина, которая обозначается латинской буквой L.
А также виды насечки напильника под № от 0 до 5.
Такой важный параметр как твердость зубьев обозначают сокращением HRC в сочетании с двузначным числом – например, HRC 55.
Так же, может быть указан тип стали, например: 13Х или У13А.
Обозначения ЦМ наносятся на инструменты, предназначенные для обработки цветных металлов.
Виды насечек и их нумерация
Виды насечки напильников – это самый важный рабочий показатель, по характеру которого классифицируют инструмент.
Абразивное покрытие может быть:
1. Простым одинарным
Простая насечка одинарного типа применяется для обработки мягких металлов и других материалов, а так же для производства специализированных напильников.
2. Двойным
Эта насечка усиливает воздействие на поверхность обрабатываемой детали.
Такие виды напильников применяют для грубой обработки чугуна, бронз, стали.
3. Крестовым
Перекрестная насечка состоит из зубьев для грубой обработки, а мелкая насечка является вспомогательной для шлифовки материала.
Так достигается более качественная обработка.
4. Точечным
Точечная или рашпильная насечка состоит из заусениц небольших размеров, она идеально подходит для обработки мягкой древесины, кожи, резины и пр.
5. Фрезерным дуговым
Такая насечка благодаря особой форме способствует достижению высокой производительности и хорошего качества обработанного изделия.
Применяют ее в работе с цветными металлами и деревом.
Как уже говорилось выше, виды напильника различаются по номерам насечки от 0 до 5.
Номера 0 и 1 отличаются крупными редкими зубьями от 4 до 12 штук на 10 мм.
Номера 2 и 3 имеют 13-24 зубца на 10 мм.
Насечки под № 4 и 5 характеризуются наибольшим количеством зубцов – более 24 на 10 мм.
Виды напильников и их назначение
Виды напильников по классам и форме определяют основную сферу применения.
К 1 классу относятся инструменты с насечкой с нумерацией от 0 до 1.
Это драчевый напильник его основная задача черновая обработка поверхностей.
Ко второму классу относятся инструмент с абразивом под № 2 и 3.
Это уже менее грубый напильник, называют его личной, и использует преимущественно для чистовой обработки, т.к. он оставляет более гладкую поверхность.
Инструменты 3,4,5 и 6 класса обладают насечкой 4 и 5 номеров.
Они больше известны как «бархатные» или ювелирные напильники, применяются для финишной обработки.
Виды напильника по форме
Классификация по форме подразделяет сферу применения более детально.
1. Плоские тупоносые напильники относятся к универсальному инструменту, т.к. предназначены они для работ по металлу и дереву.
Они легко справляются с обработкой плоских и выпуклых поверхностей. На одну из боковых граней у них нанесена одинарная насечка.
2. Плоские остроносые используют для обработки наружных или внутренних плоских поверхностей, также их применяют для пропиливания шлицев и канавок.
3. Квадратные изделия имеют острый нос, служат они для распиливания отверстий квадратного и прямоугольного сечения и зауженных поверхностей.
4. Трехгранная форма выпускается в двух вариантах – для послойного срезания материалов, обработки внутренних углов разной формы, трехгранных отверстий для опиливания мелких пазов и клиновидных канавок.
Также этот вид применяют для заточки пил по дереву, поэтому их еще называют ножовочными.
5. Круглая форма – этот вид, как и треугольный, имеет два различных подтипа.
Для обработки круглых пазов, отверстий, послойного отпиливания и для затачивания пил по дереву, цепей для пил.
6. Полукруглый тип относит инструмент к универсальным, так как сочетает преимущества плоских и круглых напильников.
Идеально выполняет обработку сферических и плоских поверхностей, имеет заостренный носик.
7. Ромбическая форма позволяет эффективно обрабатывать материалы со сложной конфигурацией поверхности, в том числе для работы с шестернями, звездами, колесами, дисками.
Напильники, предназначенные для специализированных операций, называются инструментом специального назначения, к ним относятся алмазные покрытия и другие режущие поврехности более высокой твердости, предназначенные для цветных сплавов, металла, для плитки из кафеля или керамики и прочих материалов.
Виды и размер насечек
Характер насечки определяет основные виды напильника.
Профиль и размер зубьев напильника зависят от станка, используемого для нанесения режущей поверхности.
Как правило, для производства используются:
— пилонасекательные станки с зубилом;
— фрезерные станки;
— шлифовальные станки со специальными кругами;
— зубонарезные и протяжные станки.
Вне зависимости от способа производства, все зубцы имеют заданные параметры угла расположения, заострения и резания.
Чем больше насечек на 1 см рабочей площади, тем меньше зубья насечки.
Отношение высоты к шагу основной насечки должно быть не меньше 0,5.
Материал напильника
Согласно стандартам РФ и международным нормам, напильники производятся из инструментальной стали углеродистого типа.
К таким относятся наиболее распространенные марки:
— У 10,12, 13;
— У 10, 12, 13 А;
— ШХ15 УА;
— 13Х и их зарубежные аналоги.
Что такое надфиль и его назначение?
Изделия маленьких размеров, основное назначение которых граверные, лекальные и ювелирные работы; также их используют для шлифовки в труднодоступных местах; коротких отрезков профиля, углов или отверстий; для керамики, твердых сплавов, доводки режущих инструментов – называются надфили.
Слесарные напильники и надфили имеют разную форму.
По типу насечки последние выпускаются под номерами от 1 до 5 и в зависимости от вида, имеют от 20 до 112 зубцов.
Производство надфилей регламентируется ГОСТ 1513-67.
Согласно стандарту, длина изделий может быть 80, 120 и 160 мм.
Абразивные насечки располагаются не на всей рабочей поверхности, а на длине 40, 60 и 80 мм. основная рабочая область покрывается перекрестной насечкой, а узкая сторона – одинарной.
Что такое рифель и для чего он нужен?
Разновидность надфиля – это особенный инструмент под названием рифель.
Он отличается изогнутой рабочей областью, и производится из магнитосодержащих сплавов.
Сфера использования рифеля достаточно узка – это ювелирные работы, где прибор служит для отделения отработки рифеля от опилок драгоценных сплавов.
Рашпиль
Рашпиль предназначен для обработки мягких металлов, каучука, кожи, дерева, кости и подобных материалов.
Согласно ГОСТ, выделяют три основных типа инструментов:
— общего назначения;
— сапожные (обувные)
— копытные.
Рашпили общего назначения выпускаются с острым и тупым носом плоского типа или круглые и полукруглые с насечкой 1 и 2.
Характерная особенность этого вида – большие размеры зубьев и просторные канавки перед каждым зубом.
Что такое тарированный напильник
Тарированный напильник служит своего рода эталоном определения твердости закаленных, металлических деталей, заготовок по шкале Виккерса или шкале «С» Роквелла.
Твердомеры позволяют быстро и дешево определить характер материала в быту и промышленности, а так же, в труднодоступных местах, где нет возможности воспользоваться стационарными или портативными инструментами.
Для этого выпускаются наборы, в которых инструменты в зависимости от эталона своей твердости отличаются по цветам:
1. Черный HRC65
2. Голубой HRC 60
3. Темно-зеленый HRC 55
4. Светло-зеленый HRC 50
5. Желтый HRC 45
6. Красный HRC 40
Следы царапин на контрольном изделии показывают, что испытываемая поверхность более мягкая, чем определитель.
Испытания проводят до тех пор, пока твердость предмета не окажется выше твердости тестера и будет находится между средними показателями обоих инструментов.
Какие бывают напильники
Современное производство не всегда может быть удовлетворено результатами ручного труда, поэтому производители предлагают такие инструменты, как электрический или пневматический напильник.
Последние отличаются небольшой производительностью, но выигрывают в весе и размерах.
Сетевые инструменты имеют высокую производительность, тяжелее и габаритнее первых, но не требуют дополнительной подачи воздуха.
С развитием автономных технологий, появился новый вид – ленточный напильник аккумуляторный, который позволяет работать без привязки к точке питания.
Несмотря на то, что пневматика постепенно вытесняется с прилавков магазинов, есть модели, максимально отвечающие требованиям потребителя.
Один из таких популярных вариантов – ленточный пневматический напильник.
Он отлично справляется с зачисткой металлических поверхностей от следов сварки, коррозии и прочего в условиях небольших слесарных предприятий, частных автомастерских, производственных и сборочных цехов.
Как выбрать напильник
Выбирая определенный вид ручного напильника, профессионалы рекомендуют обратить внимание на обрабатываемые материалы и рабочие характеристики.
В числе значимых параметров – качество зубьев.
От него напрямую зависит эффективность работы.
Кроме того, стоит учесть:
— Тип насечек;
— Форму рабочего тела;
— Длину;
— Особенности рукояти или хвостовика.
Размеры должны соответствовать размерам обрабатываемых деталей.
Для габаритных деталей используйте максимальную длину – от 22 до 350 мм, а для небольших – от 150 до 180 мм.
Рукоять должна быть надежной и удобной.
Деревянные ручки считаются менее надежными, более удобны пластик и резина.
Так же, инструменты часто предлагаются без рукояти.
Очень важны такие показатели, как распределение твердости и вязкости.
Вязкость минимальна на поверхности, и максимальна на глубине, а твердость наоборот.
Недостаточная твердость приводит к быстрой потере остроты зубьев, а малая вязкость грозит разрушению насечки при работе.
Поверхностная твердость регламентируется в зависимости от назначения.
Средние показатели по производителям составляют следующие значения для напильников различного вида:
1. Столярно-слесарного назначения – от 64 до 66 HRc;
2. Заточного типа – от 65 до 67 HRc;
3. Рашпили – от 53 до 56 HRc.
Действительное качество проверяется только в процессе использования.
Производители напильников
Действительно, визуально оценить качество инструмента для непрофессионала – задача очень сложная.
Поэтому основной критерий – это отзывы пользователей и репутация производителя.
Среди наиболее популярных марок стоит выделить:
- Зубр;
- Husqvarna;
- Intertool;
- Metabo;
- Makita;
- Металлист;
- Vira;
- Stayer;
- Master;
- Matrix;
- Сибртех;
- Mega;
- Stihl;
- Topex;
- Bosch и др.
Каждый производитель достоин отдельного внимания, поэтом на нашем сайте есть отдельный раздел, где представлена информация о различных фирмах, брендах, марках и т.п.
instrumentn.ru
Что делают из свинца? какие именно изделия? кроме свинцовых пуль.
Оболочку для электрических кабелей. Биологическую защиту на атомных и рентгеновских установках. Аккамуляторы. Грузы и противовесы. Пломбы, товарные и на учетных приборах. . Дополнено Свинец входит в состав мягких припоев для пайки металлов и монтажа радиоэлектронных компонентов. Свинец используется как конструкционный или футеровочный материал для некоторого химического оборудования
Автомоб. аккумуляторы.
грузило (рыбакам) фигурки игрушечные коллекционные
Еще использую в качестве защиты от радиации и рентгеноского излучения. Например в больнице при флюорографии.
контейнеры для радиактивных эл-тов
защиту от радиации грузила для удочки))
из свинца делаю саркофаги, в которых захороняют радиоактивные отходы
touch.otvet.mail.ru
— Свинец (общая информация)
Свинец (общая информация)
Илья Леенсон
СВИНЕЦ – химический элемент IV группы периодической таблицы. Относительная атомная масса (Ar = 207,2) является усредненной из масс нескольких изотопов: 204Pb (1,4%), 206Pb (24,1%), 207Pb (22,1%) и 208Pb (52,4%). Последние три нуклида – конечные продукты естественных радиоактивных превращений урана, актиния и тория. Известно также более 20 радиоактивных изотопов свинца, из которых наиболее долгоживущие – 202Pb и 205Pb (с периодами полураспада 300 тысяч и 15 млн. лет). В природе образуются также и короткоживущие изотопы свинца с массовыми числами 209, 210, 212 и 214 с периодами полураспада соответственно 3,25 ч, 27,1 года, 10,64 ч и 26,8 мин. Соотношение различных изотопов в разных образцах свинцовых руд может несколько различаться, что не дает возможности определить для свинца значение Ar с большей точностью.
В земной коре свинца немного – 0,0016% по массе, но этот один из самых тяжелых металлов распространен гораздо больше, чем его ближайшие соседи – золото, ртуть и висмут. Это связано с тем, что разные изотопы свинца являются конечными продуктами распада урана и тория, так что содержание свинца в земной коре медленно увеличивалось в течение миллиардов лет.
Известно много рудных месторождений, богатых свинцом, причем металл легко выделяется из минералов. Всего известно более ста свинцовых минералов. Из них основные – галенит (свинцовый блеск) PbS и продукты его химических превращений – англезит (свинцовый купорос) PbSO4 и церуссит («белая свинцовая руда») PbCO3. Реже встречаются пироморфит («зеленая свинцовая руда») PbCl2·3Pb3(PO4)2, миметит PbCl2·3Pb3(AsO4)2, крокоит («красная свинцовая руда») PbCrO4, вульфенит («желтая свинцовая руда») PbMoO4, штольцит PbWO4. В свинцовых рудах часто находятся также другие металлы – медь, цинк, кадмий, серебро, золото, висмут и др. В месте залегания свинцовых руд этим элементом обогащена почва (до 1% Pb), растения и воды.
В сильноокислительной щелочной среде степей и пустынь возможно образование диоксида свинца – минерала платтнерита. И исключительно редко встречается самородный металлический свинец. См. также СВИНЦОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ.
История. Происхождение слова «свинец» неясно. В старину свинец не всегда четко отличали от олова. В большинстве славянских языков (болгарском, сербскохорватском, чешском, польском) свинец и называется оловом. Наш же «свинец» встречается только в языках балтийской группы: svinas (литовский), svin (латышский). У некоторых горе-переводчиков это приводило к забавным недоразумениям, например, к «оловянным аккумуляторам» в автомобилях. Английское название свинца lead и голландское lood, возможно, связаны с нашим «лудить». Латинское же plumbum (тоже неясного происхождения) дало английское слово plumber – водопроводчик (когда-то трубы зачеканивали мягким свинцом. И еще одна путаница, связанная со свинцом. Древние греки называли свинец «молибдос» (название сохранилось и в новогреческом языке). Отсюда – латинское molibdaena: так в средние века называли и свинцовый блеск PbS, и более редкий молибденовый блеск (MoS2), и другие похожие минералы, оставлявшие черный след на светлой поверхности. Такой же след оставляли графит и сам свинец. Тонкими свинцовыми стержнями можно было писать на пергаменте; недаром по-немецки карандаш – Bleistift, т.е. свинцовый стержень.
Свинец вместе с золотом, серебром, медью, оловом, железом и ртутью входит в семерку металлов, известных с глубокой древности. Эти металлы сопоставлялись с известными тогда планетами (свинцу соответствовал Сатурн). Считается, что впервые люди выплавили свинец из руд 8 тысяч лет назад. Раскопки в Древнем Египте обнаружили изделия из серебра и свинца в захоронениях до династического периода. К этому же времени относятся аналогичные находки, сделанные в Месопотамии. Совместные находки серебряных и свинцовых изделий не удивительны. Еще в доисторические времена внимание людей привлекли красивые тяжелые кристаллы свинцового блеска. Залежи этого минерала находили в горах Армении, в центральных районах Малой Азии. А минерал галенит часто содержит значительные примеси серебра. Если положить куски этого минерала в костер, то сера выгорит и потечет расплавленный свинец (древесный уголь препятствует окислению свинца). Уже за много тысячелетий до новой эры в Месопотамии, Египте из него отливали статуи.
В VI в. до н.э. богатые залежи галенита были обнаружены в Лаврионе – гористой местности недалеко от Афин. Во времена пунических войн (264–146 до н.э.) на территории современной Испании работали многочисленные свинцовые шахты, которые были заложены греками и финикийцами. Позднее они разрабатывались римлянами; римские инженеры использовали свинец для изготовления труб древнего водопровода. Древнегреческий историк Геродот (V в. до н.э.) писал о методе укрепления железных и бронзовых скоб в каменных плитах путем заливки отверстий легкоплавким свинцом. Позднее при раскопках Микен нашли свинцовые скобы в каменных стенах.
При получении свинца античные металлурги сначала прокаливали руду, при этом шли реакции
2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 и PbS + 2O2 ® PbSO4. Затем температуру повышали, что приводило к выплавке свинца:
PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2; PbS + PbSO4 ® 2Pb + 2SO2. Первые плавильные печи, сделанные из глины и камней, были весьма примитивны. Их старались установить на склонах холмов, где дуют ветры, помогающие обжигу. Выплавленный свинец, как правило, содержал серебро – иногда до 0,5% и более. При медленном охлаждении такого расплава сначала кристаллизуется чистый свинец, а жидкость обогащается серебром – примерно до 2%. Для выделения серебра использовали метод купелирования: окисляли расплавленный свинец в пористом глиняном сосуде – купели, а его оксид затем снова восстанавливали до металла. Механизм этого процесса был изучен только в 1833.
Использовали свинец и для очистки золота и серебра методом купелирования. Для этого подлежащий очистке драгоценный металл сплавляли со свинцом. Свинец и другие примеси легко окислялись при высокой температуре; образующиеся оксиды сдувались струей воздуха, а частично впитывались в поры купели, а на дне оставался слиток чистого серебра или золота. Оксид свинца затем снова могли превратить в металл, нагревая его с древесным углем. Археологические находки в Уре и Трое свидетельствуют, что купелирование было известно на северо-западе Малой Азии уже в первой половине III тыс. до н.э. А греческим умельцам из добытого в Лаврионе свинца удавалось извлечь почти все серебро: по современным анализам его оставалось в свинце всего 0,02%! Искусство древних металлургов достойно удивления: ведь у них не было ни возможности контролировать температуру на разных стадиях процесса, ни проводить химических анализов. И все же в отвалах рудников оставалось много неизвлеченного свинца. Еще лучших результатов добились римские металлурги, вдвое снизив остаточное количество серебра. Конечно, их беспокоила не чистота свинца, а полнота извлечения из него драгоценного металла. Более того, как свидетельствует греческий историк Страбон, перерабатывая старые отвалы в Лаврионе, римляне смогли извлечь довольно много и свинца, и серебра, оставив около двух миллионов тонн отработанной руды в отвалах. После этого рудники были заброшены почти на два тысячелетия, но в 1864 отвалы снова начали перерабатывать – теперь уже ради только серебра (его в них оставалось около 0,01%). На современных металлургических предприятиях в свинце оставляют еще в сотни раз меньше серебра.
Древние гончары, размалывая свинцовый блеск с глиной и водой, обливали этой смесью подлежащие обжигу глиняные сосуды. При высокой температуре поверхность сосуда покрывалась легкоплавким свинцовым стеклом. В 1673 английский стекольный мастер Джордж Равенскрофт, добавив в состав стекла оксид свинца, изобрел хрустальное стекло, которое легко плавится, прекрасно поддается обработке и обладает особым блеском, приближающим его к настоящему горному хрусталю. Позднее, сплавив чистый белый песок, поташ и оксид свинца, получили страз (от имени жившего в конце 18 в. ювелира Страсса) – сорт стекла с таким сильным блеском, что оно хорошо имитировало алмаз, а с примесью разных пигментов – другие драгоценные камни.
Тонкими свинцовыми пластинами обшивали деревянные корпуса древних кораблей. Один такой греческий корабль, построенный в III в. до н.э., был найден в 1954 на дне Средиземного моря недалеко от Марселя. Римляне изготовляли также из свинца трубы длиной 3 метра и разного, но строго определенного диаметра (всего было 15 вариантов). Это первый в истории пример стандартизированного промышленного производства. Сначала из свинца отливали пластину, оборачивали ее вокруг деревянного стержня и запаивали шов оловянно-свинцовым припоем (его состав с тех пор практически не изменился). В трубах нередко обнаруживались течи, и их надо было ремонтировать. До сих пор во время раскопок в Италии и в Англии находят такие трубы в очень хорошем состоянии. Римский зодчий и инженер Марк Витрувий Поллион рекомендовал заменить свинцовые трубы керамическими – из обожженной глины. Он обратил внимание на болезненность рабочих, занятых выплавкой свинца и считал, что свинец «лишает кровь ее силы». Однако не все разделяли это мнение. Так, римский государственный деятель, ученый и писатель Плиний, автор знаменитой «Естественной истории», писал о пользе свинцовых препаратов, о том, что свинцовая мазь помогает выводить шрамы, излечивать язвы и глазные болезни.
В средние века крыши церквей и дворцов нередко покрывали свинцовыми пластинами, устойчивыми к атмосферным влияниям. Еще в 669 свинцом покрыли крышу монастырской церкви в Йорке, а в 688 епископ в Нортумберленде приказал обшить свинцовыми пластинами крышу и стены церкви. Знаменитые витражи в соборах собирали с помощью свинцовых рамок с желобками, в которых укрепляли пластинки цветного стекла. Делали из свинца, по примеру римлян, и водопроводные, а также дренажные трубы. Так, в 1532 в Вестминстерском дворце установили свинцовые водосточные трубы квадратного сечения. Все эти изделия в те времена не прокатывали, а отливали в формах, на дно которых насыпали тонко просеянный песок. Со временем на свинцовых изделиях появлялся прочный защитный слой – патина. Некоторые облицованные свинцом средневековые шпили сохранились в течение почти семисот лет. К сожалению, пожар 1561 в Лондоне уничтожил такой шпиль величайшего собора святого Петра.
Когда появилось огнестрельное оружие, большие количества свинца пошли для изготовления пуль и дроби, и свинец начал ассоциироваться также со смертельной опасностью: «Засвищет вокруг меня губительный свинец» (А.Пушкин), «За твой окоп другой боец подставил грудь под злой свинец» (К.Симонов). Сначала дробь отливали в разъемных формах. В 1650 английский принц Руперт изобрел более быстрый и удобный способ. Он обнаружил, что если к свинцу добавить немного мышьяка и лить этот сплав через своего рода большой дуршлаг в бак с водой, то получаются шарики дроби правильной сферической формы. А после того, как в 1436 Иоганн Гутенберг изобрел способ печатать книги с использованием подвижных металлических литер, печатники в течение сотен лет отливали буквы из так называемого типографского сплава на основе свинца (с примесью олова и сурьмы).
Из соединений свинца с древних времен использовали свинцовый сурик Pb3O4 и основной карбонат свинца (свинцовые белила) в качестве красной и белой краски. Почти все картины старых мастеров писаны красками, приготовленными на основе свинцовых белил. Оригинальным был старинный способ их получения: горшки с крепким уксусом ставили в навоз, а над ними подвешивали скрученные в спираль тонкие свинцовые пластины. Разлагаясь, навоз давал тепло (оно необходимо для усиленного испарения уксусной кислоты) и углекислый газ. Совместное действие на свинец этих веществ, а также кислорода воздуха и давало белила. Помимо ядовитости, эти белила темнеют со временем, так как реагируют со следами сероводорода, который всегда присутствует в воздухе: 2PbCO3·Pb(OH)2 + 3h3S ® 3PbS + 2CO2 + 4h3O. При реставрации таких картин потемневшие участки осторожно обрабатывают раствором Н2О2, что переводит черный сульфид в белый сульфат: PbS + 4h3O2 ® PbSO4 + 4h3O. В настоящее время ядовитые свинцовые белила заменены более дорогими, но безвредными титановыми. Ограниченное применение (например, в качестве пигментов для художественных масляных красок) имеют пигменты, содержащих свинец: свинцовый крон лимонный 2PbCrO4·PbSO4, свинцовый крон желтый 13PbCrO4·PbSO4, красного цвета свинцово-молибдатный крон 7PbCrO4·PbSO4·PbMoO4.
Свойства свинца. Свинец обычно имеет грязно-серый цвет, хотя свежий его разрез имеет синеватый отлив и блестит. Однако блестящий металл быстро покрывается тускло-серой защитной пленкой оксида. Плотность свинца (11,34 г/см3) в полтора раза больше, чем у железа, вчетверо больше, чем у алюминия; даже серебро легче свинца. Недаром в русском языке «свинцовый» – синоним тяжелого: «Ненастной ночи мгла по небу стелется одеждою свинцовой»; «И как свинец пошел ко дну» – эти пушкинские строки напоминают, что со свинцом неразрывно связано понятие гнета, тяжести.
Свинец очень легко плавится – при 327,5° С, кипит при 1751° С и заметно летуч уже при 700° С. Этот факт очень важен для работающих на комбинатах по добыче и переработке свинца. Свинец – один из самых мягких металлов. Он легко царапается ногтем и прокатывается в очень тонкие листы. Свинец сплавляется со многими металлами. С ртутью он дает амальгаму, которая при небольшом содержании свинца жидкая.
По химическим свойствам свинец – малоактивный металл: в электрохимическом ряду напряжений он стоит непосредственно перед водородом. Поэтому свинец легко вытесняется другими металлами из растворов его солей. Если опустить в подкисленный раствор ацетата свинца цинковую палочку, свинец выделяется на ней в виде пушистого налета из мелких кристалликов, имеющего старинного название «сатурнова дерева». Если затормозить реакцию, обернув цинк фильтровальной бумагой, вырастают более крупные кристаллы свинца.
Наиболее типична для свинца степень окисления +2; соединения свинца(IV) значительно менее устойчивы. В разбавленных соляной и серной кислотах свинец практически не растворяется, в том числе из-за образования на поверхности нерастворимой пленки хлорида или сульфата. С крепкой серной кислотой (при концентрации более 80%) свинец реагирует с образованием растворимого гидросульфата Pb(HSO4)2, а в горячей концентрированной соляной кислоте растворение сопровождается образованием комплексного хлорида h5PbCl6. Разбавленной азотной кислотой свинец легко окисляется:
Pb + 4HNO3 ® Pb(NO3)2 + 2NO2 + h3O. Разложение нитрата свинца(II) при нагревании – удобный лабораторный метод получения диоксида азота:
2Pb(NO3)2 ® 2PbO + 4NO2 + O2.
В присутствии кислорода свинец растворяется также в ряде органических кислот. При действии уксусной кислоты образуется легкорастворимый ацетат Pb(Ch3COO)2 (старинное название – «свинцовый сахар»). Свинец заметно растворим также в муравьиной, лимонной и винной кислотах. Растворимость свинца в органических кислотах могло раньше приводить к отравлениям, если пищу готовили в посуде, луженной или паянной свинцовым припоем. Растворимые соли свинца (нитрат и ацетат) в воде гидролизуются:
Pb(NO3)2 + h3O Pb(OH)NO3 + HNO3. Взвесь основного ацетата свинца («свинцовая примочка») имеет ограниченное медицинское применение в качестве наружного вяжущего средства.
Свинец медленно растворяется и в концентрированных щелочах с выделением водорода: Pb + 2NaOH + 2h3O ® Na2Pb(OH)4 + h3, что указывает на амфотерные свойства соединений свинца. Белый гидроксид свинца(II), легко осаждаемый из растворов его солей, также растворяется как в кислотах, так и в сильных щелочах:
Pb(OH)2 + 2HNO3 ® Pb(NO3)2 + 2h3O; Pb(OH)2 + 2NaOH ® Na2Pb(OH)4. При стоянии или нагревании Pb(OH)2 разлагается с выделением PbO. При сплавлении PbO со щелочью образуется плюмбит состава Na2PbO2.
Из щелочного раствора тетрагидроксоплюмбата натрия Na2Pb(OH)4 тоже можно вытеснить свинец более активным металлом. Если в такой нагретый раствор положить маленькую гранулу алюминия, быстро образуется серый пушистый шарик, который насыщен мелкими пузырьками выделяющегося водорода и потому всплывает. Если алюминий взять в виде проволоки, выделяющийся на ней свинец превращает ее в серую «змею».
При нагревании свинец реагирует с кислородом, серой и галогенами. Так, в реакции с хлором образуется тетрахлорид PbCl4 – желтая жидкость, дымящая на воздухе из-за гидролиза, а при нагревании разлагающаяся на PbCl2 и Cl2. (Галогениды PbBr4 и PbI4 не существуют, так как Pb(IV) – сильный окислитель, который окислил бы бромид- и иодид-анионы.) Тонкоизмельченный свинец обладает пирофорными свойствами – вспыхивает на воздухе. При продолжительном нагревании расплавленного свинца он постепенно переходит сначала в желтый оксид PbO (свинцовый глет), а затем (при хорошем доступе воздуха) – в красный сурик Pb3O4 или 2PbO·PbO2. Это соединение можно рассматривать также как свинцовую соль ортосвинцовой кислоты Pb2[PbO4]. С помощью сильных окислителей, например, хлорной извести, соединения свинца(II) можно окислить до диоксида:
Pb(Ch4COO)2 + Ca(ClO)Cl + h3O ® PbO2 + CaCl2 + 2Ch4COOH. Диоксид образуется также при обработке сурика азотной кислотой:
Pb3O4 + 4HNO3 ® PbO2 + 2Pb(NO3)2 + 2h3O. Если сильно нагревать коричневый диоксид, то при температуре около 300° С он превратится в оранжевый Pb2O3 (PbO·PbO2), при 400° С – в красный Pb3O4, а выше 530° С – в желтый PbO (разложение сопровождается выделением кислорода). В смеси с безводным глицерином свинцовый глет медленно, в течение 30–40 минут реагирует с образованием водоупорной и термостойкой твердой замазки, которой можно склеивать металл, стекло и камень.
Диоксид свинца – сильный окислитель. Струя сероводорода, направленная на сухой диоксид, загорается; концентрированная соляная кислота окисляется им до хлора:
PbO2 + 4HCl ® PbCl2 + Cl2 + h3O, сернистый газ – до сульфата: PbO2 + SO2 ® PbSO4, а соли Mn2+ – до перманганат-ионов: 5PbO2 + 2MnSO4 + h3SO4 ®5PbSO4 + 2HMnO4 + 2h3O. Диоксид свинца образуется, а затем расходуется при зарядке и последующем разряде самых распространенных кислотных аккумуляторов. Соединения свинца(IV) обладают еще более типичными амфотерными свойствами. Так, нерастворимый гидроксид Pb(OH)4 бурого цвета легко растворяется в кислотах и щелочах: Pb(OH)4 + 6HCl ® h3PbCl6; Pb(OH)4 + 2NaOH ® Na2Pb(OH)6. Диоксид свинца, реагируя с щелочью, также образует комплексный плюмбат(IV):
PbO2 + 2NaOH + 2h3O ® Na2[Pb(OH)6]. Если же PbO2 сплавить с твердой щелочью, образуется плюмбат состава Na2PbO3. Из соединений, в которых свинец(IV) входит в состав катиона, наиболее важен тетраацетат. Его можно получить кипячением сурика с безводной уксусной кислотой:
Pb3O4 + 8Ch4COOH ® Pb(Ch4COO)4 + 2Pb(Ch4COO)2 + 4h3O. При охлаждении из раствора выделяются бесцветные кристаллы тетраацетата свинца. Другой способ – окисление ацетата свинца(II) хлором: 2Pb(Ch4COO)2 + Cl2 ® Pb(Ch4COO)4 + PbCl2. Водой тетраацетат мгновенно гидролизуется до PbO2 и Ch4COOH. Тетраацетат свинца находит применение в органической химии в качестве селективного окислителя. Например, он весьма избирательно окисляет только некоторые гидроксильные группы в молекулах целлюлозы, а 5-фенил-1-пентанол под действием тетраацетата свинца окисляется с одновременной циклизацией и образованием 2-бензилфурана.
Органические производные свинца – бесцветные очень ядовитые жидкости. Один из методов их синтеза – действие алкилгалогенидов на сплав свинца с натрием:
4C2H5Cl + 4PbNa ® (C2H5)4Pb + 4NaCl + 3Pb. Действием газообразного HCl можно отщеплять от тетразамещенных свинца один алкильный радикал за другим, заменяя их на хлор. Соединения R4Pb разлагаются при нагревании с образованием тонкой пленки чистого металла. Такое разложение тетраметилсвинца было использовано для определения времени жизни свободных радикалов. Тетраэтилсвинец – антидетонатор моторного топлива.
Получение свинца. Количество добываемого свинца непрерывно возрастает. Если в 1800 во всем мире его было получено около 30 000 тонн, то в 1850 – 130 000 т, в 1875 – 320 000 т, в 1900 – 850 000 т, 1950 – почти 2 млн. т, а в настоящее время в год добывают около 5 млн. т. По объему производства свинец занимает четвертое место среди цветных металлов – после алюминия, меди и цинка.
Основной источник свинца – сульфидные полиметаллические руды, содержащие от 1 до 5% свинца. Руду концентрируют до содержания свинца 40 – 75%, затем подвергают обжигу: 2PbS + 3O2 ® 2PbO + 2SO2 и восстанавливают свинец коксом и оксидом углерода(II). Более экономичный, так называемый автогенный, способ заключается в проведении реакции PbS + 2PbO ® 3Pb + SO2 (PbO образуется при частичном обжиге PbS). Получаемый из руды свинец содержит от 3 до 7% примесей в виде меди, сурьмы, мышьяка, олова, алюминия, висмута а также золота и серебра. Их удаление (или выделение, если это экономически рентабельно), требует сложных и длительных операций. Очистку свинца можно проводить также методом электрохимического рафинирования. Электролитом служит водный раствор фторосиликата свинца PbSiF6. На катоде оседает чистый свинец, а примеси концентрируются в анодном шламе, содержащем много ценных компонентов, которые затем выделяют.
Свинец в организме человека. Соединения свинца ядовиты. Но очевидным это стало далеко не сразу. В прошлом покрытия гончарных изделий свинцовой глазурью, изготовление свинцовых водопроводных труб, использование свинцовых белил (особенно в косметических целях), применение свинцовых трубок в конденсаторах паров на винокуренных заводах – все это приводило к накоплению свинца в организме. Древние греки знали, что вино и кислые соки нельзя держать в глазурованных глиняных сосудах (глазурь содержала свинец), а вот римляне этим правилом пренебрегали. Джемс Линд, рекомендовавший в 1753 английскому адмиралтейству лимонный сок как средство против цинги для моряков в дальнем плавании, предостерегал от хранения сока в гончарных глазурованных изделиях. Тем не менее случаи отравления, в том числе и смертельные, наблюдались по той же причине и двести лет спустя.
Свинец проникает в организм через желудочно-кишечный тракт или дыхательную систему и разносится затем кровью по всему организму. Причем вдыхание свинцовой пыли значительно опаснее присутствия свинца в пище. В воздухе городов содержание свинца составляет в среднем от 0,15 до 0,5 мкг/м3. В районах, где расположены предприятия по переработке полиметаллических руд, эта концентрация выше.
Свинец накапливается в костях, частично замещая кальций в фосфате Са3(РО4)2. Попадая в мягкие ткани – мышцы, печень, почки, головной мозг, лимфатические узлы, свинец вызывает заболевание – плюмбизм. Как и многие другие тяжелые металлы, свинец (в виде ионов) блокирует деятельность некоторых ферментов. Было установлено, что их активность снижается в 100 раз при увеличении концентрации свинца в крови в 10 раз – с 10 до 100 микрограммов на 100 мл крови. При этом развивается анемия, поражаются кроветворная система, почки и мозг, снижается интеллект. Признак хронического отравления – серая кайма на деснах, расстройство нервной системы. Особенно опасен свинец для детей, так как он вызывает задержку в развитии. В то же время десятки миллионов детей во всем мире в возрасте до 6 лет имеют свинцовое отравление; основная причина – попадание в рот краски, содержащей свинец. Антидотом при отравлении может служить кальциевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты. В отравленном организме происходит замещение кальция на ионы свинца, которые удерживаются в этой соли очень прочно и в таком виде выводятся.
Свинец легко может попасть в организм с питьевой водой, если она соприкасалась с металлом: в присутствии углекислого газа в раствор медленно переходит растворимый гидрокарбонат Pb(HCO3)2. В Древнем Риме, где для подачи воды использовали свинцовые трубы, такое отравление было весьма распространенным, на что указывают анализы останков римлян. Причем отравлялись, в основном, богатые римляне, пользовавшиеся водопроводом, хранившие вино, оливковое масло и другие продукты в освинцованных сосудах, использовавшие содержащие свинец косметические средства. Достаточно, чтобы в литре воды был всего один миллиграмм свинца – и питье такой воды становится очень опасным. Это количество свинца так малó, что не изменяет ни запаха, ни вкуса воды, и только точные современные приборы могут его обнаружить.
Свинцовым отравлением некоторые историки объясняют и болезненность ряда русских царей. В 1633 в московском Кремле закончили строительство водопровода. Вода в него поступала из колодца в нижнем этаже Свибловой башни, стоявшей на слиянии Неглинной и Москвы-реки. Воду из колодца качали при помощи подъемной машины – взвода (с тех пор эта кремлевская башня называется Водовзводной). Машину приводили в движение лошади. Воду закачивали в большой бак, а оттуда вода сама по трубам текла на царскую кухню, в сады, другие места. Трубы были изготовлены из свинца; бак для воды изнутри тоже был выложен свинцовыми листами, чтобы вода из него не просачивалась в щели. Особенно много свинца накапливалось в воде за ночь, после ее неподвижного стояния в свинцовом баке и трубах.
Кремлевский «свинцовый водопровод» работал чуть больше 100 лет – его уничтожил пожар 1737. И в период действия этого водопровода русские цари жили меньше обычного. Так, царь и великий князь Иван V Алексеевич, сын царя Алексея Михайловича и первой жены его, Милославской, прожил всего 29 лет. Незадолго до смерти он выглядел дряхлым стариком. С детства он был, как писали тогда, «слабый и болезненный, немощен телом и рассудком, заикался, скорбен головою, страдал цингою и глазною болезнью». Из шести братьев царя пятеро не дожили до 20 лет. Некоторые ученые считают, что это последствия свинцового отравления. А вот шестой брат, Петр Алексеевич, будущий Петр I, избежал отравления – детство и отрочество он провел не в Кремле, а в подмосковных селах. Да и позднее он мало бывал в Кремле – много воевал, путешествовал по Европе, а потом и вовсе перенес столицу на берега Невы. Кстати, первый водопровод в Петербурге, который давал воду для дворцов и фонтанов Летнего сада, был деревянным. Его трубы были сделаны из бревен с просверленными в них отверстиями. Свинец же Петр использовал в военных целях – для отливки пуль.
А вот как пишут о свинцовом отравлении современные медицинские справочники: вялость, апатия, потеря памяти, раннее слабоумие, ослабление зрения, больные выглядят старше своих лет. Удивительно напоминает старинное описание царя Ивана Алексеевича!
Травились когда-то не только «свинцовой водой». Свинец широко использовали при изготовлении посуды (свинцовая глазурь), свинцовых белил, которыми окрашивали стены домов. Сейчас такое применение свинца строжайше запрещено. Белила, например, делают цинковые или титановые. Тем не менее у жителей промышленно развитых стран свинца в организме больше, чем у жителей отсталых и развивающихся стран, а у городских жителей больше, чем у сельских. Разница может быть огромной – в сотни раз.
Свинцовое загрязнение приобрело в 20 в. глобальный характер. Даже в снегах Гренландии его содержание за сто лет увеличилось в пять раз, а в центрах крупных городов в почве и растениях свинца в 25 раз больше, чем на окраинах! Загрязнение свинцом наблюдается в районах его добычи, а также в местах переработки и автострад, особенно если еще используется этилированный бензин. Немало свинца оседает на дне озер в виде охотничьей дроби. Каждый год в Мировой океан со сточными водами попадает более полумиллиона тонн этого ядовитого металла. А кто не видел выброшенные в мусорные ящики, а то и просто в канавы отработанные аккумуляторы! Пока свинец дешев, собирание и переработка его отходов невыгодна. Малая растворимость большинства соединений свинца, к счастью, не позволяет ему накапливаться в значительных количествах в воде. В водах Мирового океана его содержится в среднем 0,03 мкг/л (3·10–9%). Мало в среднем свинца и в живом веществе – 10–4%.
Применение свинца. Несмотря на ядовитость свинца, отказаться от него невозможно. Свинец дешев – вдвое дешевле алюминия, в 11 раз дешевле олова. После того как в 1859 французский физик Гастон Планте изобрел свинцовый аккумулятор, для изготовления аккумуляторных пластин с тех пор израсходовали миллионы тонн свинца; в настоящее время на эти цели уходит в ряде стран до 75% всего добываемого свинца! Постепенно снижается применение свинца для изготовления очень ядовитого антидетонатора – тетраэтилсвинца. Способность тетраэтилсвинца улучшать качество бензина было открыто группой молодых американских инженеров в 1922; в своих поисках они руководствовались периодической таблицей элементов, планомерно приближаясь к наиболее эффективному средству. С тех пор производство тетраэтилсвинца непрерывно росло; максимум приходится на конец 1960-х, когда только в США ежегодно с выхлопами выбрасывались сотни тысяч тонн свинца – по килограмму на каждого жителя! В последние годы применение этилированного бензина запрещено во многих регионах, и его производство снижается.
Мягкий и пластичный свинец, не ржавеющий в присутствии влаги, – незаменимый материал для изготовления оболочек электрических кабелей; на эти цели в мире расходуется до 20% свинца. Малоактивный свинец используют для изготовления кислотоупорной аппаратуры для химической промышленности, например, для облицовки реакторов, в которых получают соляную и серную кислоты. Тяжелый свинец хорошо задерживает губительные для человека излучения и потому свинцовые экраны используются для защиты работников рентгеновских кабинетов, в свинцовых контейнерах хранят и перевозят радиоактивные препараты. Свинец содержат также подшипниковые сплавы баббиты, «мягкие» припои (самый известный – «третник» – сплав свинца с оловом).
В строительстве свинец используют для уплотнения швов и создания сейсмостойких фундаментов. В военной технике – для изготовления шрапнели и сердечников пуль.
Илья Леенсон
ЛИТЕРАТУРА
A History of Technology. Vol. I – V. Oxford: Clarendon Press, 1956–1958
Chisolm J.J. Lead Poisoning. Scientific American, 1971, February
Свинец. Женева: изд-воООНиВОЗ, 1980
ПолянскийН.Г. Свинец. М., «Наука», 1986
Давыдова С.Л., Пименов Ю.Т., Милаева Е.Р. Ртуть, олово, свинец и их органические производные в окружающей среде. Астрахань, 2001
Назад к списку
o-glina.ortox.ru