Торговая площадка   Каталог компаний   Новости законодательства   Аналитика   Технологии и оборудование 
Журнал "Деловой лес" Для руководителей | Размещение баннеров и статей

Вход в систему

Логин
Пароль

Напишите, для регистрации

Статистика

Компаний: 1590
Пользователей: 2863

Реклама на сайте

Информеры Информеры
Главная страница » Аналитика

Проблемы «жизненного пути» изношенной шины

Наверное, уже при замене первой изношенной покрышки современного типа, у владельца возникла мысль, что недурно было бы продлить ей «жизнь». Истирается протектор высотой, примерно, 2см, а выбрасывать приходится покрышку весом 70...90кг. Видимо, тогда и получили начало исследовательские работы по возможности повторного использования изношенных шин. Но, как только человечество стало больше уделять внимания экологии, вопрос о судьбе автопокрышек, выработавших свой ресурс, встал ещё более остро.

Причём тут экология?

Сегодня объём накопленных человечеством изношенных автошин оценивается экспертами в 60...80 млн.т, каждый год возникает необходимость решать «судьбу» ещё не менее 7 млн.т «отработавших своё» покрышек. Если учесть, что в среднем в мире перерабатывается не более 23% требующих утилизации покрышек, то становится понятно, почему бьют тревогу экологи. Ведь остальные 77% использованных шин никак не утилизируются ввиду отсутствия приемлемого способа переработки.

Сами по себе выброшенные шины являются долговременным источником загрязнения окружающей среды. В местах скопления автошин возникают «поселения» грызунов и насекомых. Шины практически не поддаются биологическому разложению, срок разложения для этих изделий невозможно даже теоретически рассчитать.

Покрышки пожароопасны, причём, учитывая их хорошую горючесть, пожары в скоплении шин сложно тушить. В конце прошлого века в США и Канаде на шинных свалках произошло несколько огромных пожаров. В историю вошёл пожар 90-го года в канадском городе Хагерсвилле, штат Онтарио, когда для взятия под контроль пожара на огромной свалке старых шин потребовалось 17 дней, а убытки составили $12,6 млн. Продукты неконтролируемого сжигания крайне вредны. Из 1т сгоревших шин в окружающую среду попадает 270 кг сажи и 450кг токсичных газов, среди которых имеется такие, как бифенил, бенз(а)перен, относящиеся к сильнейшим канцерогенам.

Но даже если шины просто лежат на свалке, при контакте их с дождями и грунтовыми водами, в окружающую среду попадает ряд токсичных органических соединений.

Восстанавливание покрышек - «золотая жила»?

Стремление автомобилистов восстанавливать шины вместо приобретения новых, вполне понятно. 80% автотранспортных предприятий в Европе приобретает для своих автопарков именно восстановленную резину, «наварная» резина составляет половину всех реализуемых на европейском рынке грузовых покрышек.

Существует несколько путей продления жизни покрышки.

Наиболее дешёвый способ - т.н. «нарезка». Затраты на нарезку составляют не более 3% от стоимости новой шины. Суть процесса состоит в том, что на шине, с помощью специального оборудования, углубляются канавки прежнего протектора, примерно на 3...5мм, в зависимости от первоначального износа.

Правда, методом этим могут воспользоваться владельцы покрышек таких марок, как Bridgestone, Continental, Yokohama, Nokian, Michelin и подобных. Покрышки этих производителей имеют на боку клеймо Regroovable, говорящее о том, что толстый протекторный слой рассчитан на возможность углубления канавок «нарезанием».

Операцию нарезки должен производить опытный работник, при качественной нарезке шина отходит ещё 20...30% своего первоначального ресурса. Но, к сожалению, затем покрышку придётся утилизировать окончательно, какому-либо восстановлению она уже не подлежит.

До 1957 года автошины восстанавливались методом т.н. «горячей наварки». Технология упрощённо такова: на подготовленную поверхность каркаса наносится невулканизированная смесь каучука. В специальных формовочных печах при температуре около 1500С происходит вулканизация и формирование нового протектора. Этот способ используется и сегодня, но его применение целесообразно при больших объёмах производства и небольшом разнообразии типоразмеров покрышек. Для размещения оборудования нужны значительные производственные площади, а техпроцесс требует немалых энергозатрат.

За рубежом сегодня этот метод, в основном, применяется для восстановления авиашин, причём объёмы производства год от года растут. Многослойный прочный каркас авиашины позволяет наваривать их по 5...6 раз, известны случаи наварки 15 раз.

В России горячей наваркой восстанавливают в основном грузовые покрышки Michelin, Goodyear, Pirelli, Continental, Dunlop, Bridgestone и других «передовиков производства». В их конструкциях заложена изначально возможность второй и третьей жизни. Отечественные покрышки, к сожалению, восстанавливают мало, во-первых, потому что их стирают обычно до такой степени, что наварке они уже не подлежат. А во-вторых, имеют большое значение и условия эксплуатации. За рубежом при приёмке в наварку шин при входном ультразвуковом контроле отбраковывается около 2% каркасов. Наше же предприятие, занимающееся аналогичным видом деятельности, при приёме в наварку покрышек известных европейских брендов, износившихся на наших трассах, с помощью того же ультразвукового контроля отбраковывает не менее 20%. Что же говорить про продукцию отечественных шинников, изначально имеющую не очень мощный каркас?

C распространением конструкций шин с металлокордом в каркасе и брекере, в жизнь вошло восстановление «холодным» способом, ставшее сегодня основной технологией, несмотря на то, что себестоимость восстанавливания горячей наваркой почти в 2 раза ниже. Технология холодной наварки шин обеспечивает надёжное «вклеивание» нового протектора, в виде ленты с рисунком, к подготовленному и отремонтированному каркасу. Причём, метод холодной наварки менее требователен к качеству каркасов, чем восстанавливание горячим способом. В результате, новая протекторная лента и старый каркас становятся единым целым. Если покрышка имеет мощный, качественный каркас, то её можно восстанавливать холодным способом не менее 3...4 раз. Причём, затраты на восстановление составят не более 50...70% от цены нового колеса, а покрышка может проходить при каждом наваривании до 50% ресурса новой.

Но на всю страну у нас наберётся два, может три десятка линий по восстановлению холодным способом, которые перерабатывают примерно 500...700 тыс.шт./год, в тоже время продажи новых шин исчисляются десятками миллионов.

Восстановление протектора шин благоприятно сказывается на состоянии окружающей среды, т.к. благодаря этому процессу уменьшается накапливание отходов шин, возрастает полезный срок службы покрышки, а значит, увеличивается период её использования до окончательной утилизации.

Но всё это справедливо, когда касается восстанавливания шин отечественного производителя. Если же, как в России, завозятся восстановленные шины, или ввозятся изношенные шины для дальнейшего восстанавливания, то, с одной стороны, это мешает реализации продукции российских шинников, а, с другой, в конечном итоге, увеличивает общее количество шин, требующих окончательной утилизации.

В последние годы в районе российско-финской границы организовали производственные площадки несколько компаний, занимающиеся восстанавливанием покрышек. Есть данные, публикуемые в печати, о том, что в настоящее время около 20% восстановленных в Финляндии покрышек вывозится в Россию, а это приблизительно 120...150 тыс.шт./год. Что сказать, повезло финнам с соседом.

Без утилизации не обойдёмся.

Наиболее высокие объёмы переработки изношенных шин демонстрируют США и Япония, там они составляет около 88%. По данным Европейской Ассоциации по вторичной переработке шин ETRMA, в странах ЕС перерабатывается около 76% негодных автопокрышек. Россия, по понятным причинам, не входит и в десятку первых стран в области утилизации шин.

Значительный процент поступающих на переработку шин являются т.н. «утильными», т.е. они уже не обладают свойствами, необходимыми для восстановления протектора, но их материал представляет определённую ценность и может быть использован.

Сегодня промышленностью используется всего несколько методов утилизации. Совсем недавно наиболее распространённым путём, особенно в европейских странах, было сжигание утильных шин в цементных печах и на ТЭЦ. Действительно, простота такой утилизации очевидна. Теплотворная способность резины, благодаря большому количеству углерода, составляет 32...34 ГДж/т, что выше теплотворности угля хорошего качества, у которого она 18,6...27,9 ГДж/т, и несколько ниже теплотворности природного газа, который имеет 39 ГДж/т, и дизтоплива - 46 ГДж/т. Такое альтернативное топливо сохраняет энергоресурсы - уголь, мазут, газ. Высокая температура горения, около14500С при температуре пламени до 20000С, присутствующая при сжигании в печах цементных заводов, препятствует образованию стойких органических загрязнителей, поэтому долгое время считалось, что в окружающую среду попадает минимальное количество вредных веществ.

Однако, финансируемая Европейской комиссией Группа ECOPOL, занимающаяся в т.ч. и проблемами утилизации, опираясь на результаты собственных исследований, опубликовала недавно материалы, которые доказывают, что при сгорании шин в цементообжигательных печах, в печах накапливается цинк и свинец, что приводит к увеличению выбросов диоксина в 2...5 раз. Кроме вредных выбросов, сжигание 3...4 тыс. покрышек требует столько же кислорода, сколько потребляет небольшой городок в Европе за месяц.

ЕС своей Директивой по сжиганию мусора 2000/76/ЕС с 2008 года ужесточил допустимый уровень выбросов. На основании этого документа были выведены из эксплуатации цементообжигающие печи, не отвечающие новым требованиям. Ранее в топках этих печей сжигалась 1/5 всех утилизируемых европейской цементной промышленностью шин.

Ещё один путь утилизации, метод пиролиза, также получил распространение в промышленных масштабах. Сущность его заключается в том, что шины режутся на крупные куски и обрабатываются химическим путём в спецкамерах под давлением. Получают соляросодержащую жидкость, из которой, с помощью магнитной сепарации, удаляются остатки корда. Полученный продукт можно использовать в качестве топлива для печей, а при дополнительной обработке, его доводят до состояния добавки в дизельное топливо.

Говоря о недостатках пиролиза, можно сформулировать их так: высококачественный материал шин превращается в низкокачественное вещество, не имеющее реального массового сбыта на рынке. Производство его требует достаточно высоких затрат, а само производство является экологически небезопасным, с вредными условиями труда для персонала. Эксперты рынка утверждают, что пиролиз в ближайшие годы не станет ведущим методом переработки шин, хотя перспективы у метода есть.

Сегодня на первое место по распространённости выходит переработка шин в резиновую крошку. Во-первых, получаемая крошка может использоваться как сырьё для производства большого ассортимента изделий, а во-вторых, при измельчении шин получают около 70% измельчённого каучука, примерно 23% стального корда и 3% синтетических волокон и скрапа. Все эти материалы в дальнейшем могут самостоятельно использоваться.

Способов получения крошки найдено и предлагается много, причём постоянно ведутся работы по внедрению новых. Упомянем только некоторые.

С точки зрения экологии наиболее привлекателен водоструйный метод, когда струя воды высокого давления вырывает кусочки резины. Качество получаемого резинового порошка высокое, но энергозатраты делают этот метод не очень привлекательным. На производство 1кг порошка тратится 1кВт/ч э/энергии.

Бародеструкционный метод позволяет раздробленную на крупные куски шину, поместив в камеру и создав высокую температуру и давление, отделить от металлокорда. Но получаемая крошка имеет невысокое качество, корд отделяется неполностью, требуются дополнительные операции по очистке, а это - затраты.

Распространение получил криогенный метод, который решает проблему разделения покрышки на составляющие материалы с высокой степенью чистоты. Но применение жидкого азота, со сложностью его доставки, хранения и высокой стоимостью, а также высокие энергозатраты производства сдерживают развитие данного метода.

Перспективным методом признан сегодня т.н. «озонный» метод. В 2000 году эта разработка наших учёных получила Золотую медаль Международного Салона Изобретений, проходившего в Женеве. Метод заключается в том, что в покрышке удаляются бортовые кольца, затем режут её на 4 части и помещают в камеру, где подвергают воздействию озоносодержащим газом и механическим нагрузкам. В результате шина рассыпается в мелкую крошку с отделением металлокорда и текстильного корда. Получаемый порошок не слипается, а его фракции 0,1...0,2 мм.

Озонная технология значительно экономичнее существующих, метод экологически безвреден. Недостатком способа является то, что полученная крошка несколько снижает физико-механические свойства изделий при её добавке в качестве компонента в резиновые смеси.

Что делать с продуктами переработки?

Но вот крошка получена. Один вид отходов преобразовался в другой?

Нет, крошку можно использовать в рецептуре различных резиновых смесей, в т.ч. и при выпуске новых шин. Крошка различных фракций используется во многих сферах производства - настилы и полы с/х ферм, резиновые плиты, укладываемые на трамвайных и ж/д переездах, в спортивных и производственных сооружениях. Резиновые порошки, с размерами частиц 0,5...1мм, применяются при сборе разливов сырой нефти и нефтепродуктов на  поверхности водоёмов и почвы.

Но для того объёма, который может дать массовая переработка, нужен серьёзный потребитель. Большинство специалистов сходятся во мнении, что проблему утилизации решить было бы намного проще, если бы продукты переработки резинотехнических отходов нашли постоянное массовое применение в дорожном строительстве.

Работы в этом направлении ведутся в разных странах более 20 лет, есть успехи. Определено, что задача сводится к разработке технологии получения битумо-резиновых композитов (БРК), которые в дальнейшем могут использоваться в качестве вяжущей составляющей асфальтобетонов.

Большинство существующих в этом направлении технологий основаны на механическом смешивании битума с резиновой крошкой. Крошка применяется различных фракций, и чем она мельче, а применяют крошку, измельчённую до долей мм, тем выше свойства БРК. Беда в том, что цена такой смеси сегодня значительно превышает стоимость исходного битума, особенно при использовании мелкодисперсной крошки. Но в западных странах, при мощной государственной поддержке, создание и использование БРК успешно развивается, происходит построение системы крупнотоннажного утилизирования резины.

В России же пока всё остаётся на уровне экспериментально-опытных разработок. Тем более что российские перерабатывающие заводы предлагают крошку достаточно крупную, имеющую вкрапления металла. Чем мельче крошка, тем выше её себестоимость, т.к. возрастают энергозатраты на её производство и интенсивно изнашивается оборудование.

Интересны разработки Иркутского госуниверситета. Разработан метод, который позволяет массово утилизировать отработанные покрышки и получать вяжущее, аналогичное нефтяному дорожному битуму. Метод основан на растворении в битуме под действием СВЧ-излучения крупной резиновой крошки размером 5...7мм, причём вкрапления металла существенной роли на процессы растворения не имеют.

В результате, менее чем за полчаса, получается однородный битумоподобный продукт, по свойствам не уступающий нефтяному битуму. Испытания показали, что в асфальтобетоне, при введении в состав битумной массы, полученной учёными, даже возрастает водостойкость и ряд других положительных свойств. Стоимость полученной смеси по расчетам заметно ниже стоимости нефтяных битумов. Но для создания промышленного реактора, работающего на СВЧ-излучении, нужны средства, а их нет, и разработка уже несколько лет остаётся разработкой.

Итак, всё-таки большая часть изношенных автошин в лучшем случае вывозится на свалку, а в худшем закапывается или сжигается под открытым небом. Если ничего не изменится в нашем отношении к этой проблеме, то возможно, что скоро последствия варварской утилизации сможет ощутить каждый из нас на себе.

 Николай Протасов

 Опубликовано в РИО "Деловой Лес" № 1 (133) 2012г. стр.49

 


Смотрите информацию автоматизированная выгрузка на порталы недвижимости здесь.