Колючая проволока

<час />

Фон

Колючая проволока - это ограждающий материал, состоящий из металлического троса с равномерно расположенными острыми выступами. Кабель обычно состоит из двух проводов, скрученных друг с другом для увеличения прочности и для обеспечения возможности расширения и сжатия кабеля при изменении температуры без разрушения. Острые наконечники, называемые зазубринами, обычно состоят из коротких отрезков проволоки, скрученных вокруг одного или обоих проводов кабеля.

Различные виды ограждений использовались с первых дней земледелия 10 000 лет назад. Заборы строили из дерева, земли, камня и живых растений (живые изгороди в Европе и кактусы в Латинской Америке). Металл не использовался для ограждений, пока в 19 веке не стала доступна стальная проволока.

Короткие отрезки проволоки были впервые изготовлены не менее 5000 лет назад путем ковки податливых металлов, таких как золото. К 1000 году проволока большей длины была изготовлена ​​путем вытягивания стержней из мягкого металла, такого как сплавы свинца . и олово через матрицу из более твердого металла, такого как железо. В наше время, до середины 19 века, большая часть проволоки была сделана из кованого железа. К 1870 году усовершенствования в сталеплавильном производстве позволили впервые производить стальную проволоку в больших количествах.

Стальная проволока впервые использовалась для ограждений во время заселения американского Запада в районах, где не хватало древесины. Ранние проволочные заборы состояли из одиночных нитей, которые легко ломались в холодную погоду или бродячий скот. В 1860 году француз Леонс Эжен Грассен-Баледанс запатентовал использование скрученных прядей листового металла с выступающими точками в качестве «защитного ограждения». Похожий метод был запатентован в США в 1867 году Альфонсо Даббом. В том же году Люсьен Смит и Уильям Хант получили патенты на одножильный провод с зазубринами. В 1868 году Майкл Келли изобрел первую двунитную колючую проволоку, но первая коммерчески успешная колючая проволока была запатентована Джозефом Фарвеллом Глидденом из ДеКалба, штат Иллинойс, в 1874 году. Подобные патенты были поданы в том же году Джейкобом Хейшем и Леонардом Эллвудом, оба также ДеКальб. После двадцати лет судебных баталий Верховный суд Соединенных Штатов принял решение в пользу Глиддена, и его часто называют «изобретателем» колючей проволоки.

Использование колючей проволоки резко возросло в 1870-х и 1880-х годах с некоторыми неприятными побочными эффектами. В суровые зимы 1885–1886 и 1886–1887 годов тысячи голов крупного рогатого скота замерзли насмерть, когда они не смогли прорваться через «заграждения» из колючей проволоки, предназначенные для того, чтобы они не забредали слишком далеко на юг. Конфликты между владельцами ранчо, которые хотели огорожить пастбища, и фермерами, которые хотели огороженные пахотные земли, переросли в рубку заборов, захват земель и жестокие войны за пастбища. В конце концов конфликт утих, когда стало ясно, что колючая проволока становится необходимой, поскольку численность людей и крупного рогатого скота увеличивается.

Колючая проволока была адаптирована для использования в военных целях во время англо-бурской войны и в огромных количествах использовалась во время Первой мировой войны. Хотя колючая проволока часто используется для обеспечения безопасности, сельское хозяйство по-прежнему составляет 90% ее использования. Многие коллекционируют старинную колючую проволоку, а некоторые редкие экземпляры продаются за сотни долларов. Сотни коллекционеров посещают ежегодный фестиваль колючей проволоки в Ла-Кросс, штат Канзас, где находится Музей колючей проволоки.

Сырье

Колючая проволока обычно изготавливается из стали, которая представляет собой сплав железа с небольшим количеством углерода. Сырьем, необходимым для производства стали, является железная руда, кокс (богатое углеродом вещество, получаемое путем нагревания угля до высокой температуры в отсутствие воздуха) и известняк. Чтобы предотвратить ржавление, стальную проволоку обычно покрывают цинком. Иногда сталь покрывают алюминием, а иногда и сама колючая проволока изготавливается из алюминия.

Производственный
процесс

Производство стальных слитков

• 1 Железная руда, кокс и известняк нагреваются в доменной печи горячим сжатым воздухом. Кокс выделяет тепло (для плавления железной руды) и оксид углерода (который реагирует с оксидами железа в руде с выделением железа). Известняк реагирует с примесями в железной руде, такими как сера, с образованием шлака, который удаляется. Конечным продуктом доменной печи является чугун, содержащий не менее 90% железа, 3-5% углерода и различные примеси.
• 2 Для переработки передельного чугуна в сталь необходимо удалить примеси и большую часть углерода. (Железо без углерода намного слабее стали, но железо со слишком большим содержанием углерода является хрупким.) Существуют различные методы очистки передельного чугуна, наиболее распространенным из которых является процесс получения кислородсодержащей стали (BOS). В этом методе кислород продувается в расплавленный чугун под высоким давлением. Углерод выделяется в виде окиси углерода, а примеси - в виде шлака. Оставшуюся расплавленную сталь разливают в формы и дают остыть в слитки весом в тысячи фунтов каждый.

Рекламный листок из 1800 заметок о том, что за год до этого было установлено 100 000 миль ограждения из колючей проволоки, (из собраний Музея Генри Форда и Гринфилд Виллидж.)

Колючая проволока, казалось бы, простое изобретение, имеет интересную историю. До его появления ранние американские фермеры полагались на европейские традиции, чтобы создать адекватный вольер для различных типов земледелия. Они пробовали общие поля без вложений, "d &ad" заборы из камня или дерева, «живые» заборы из живых изгородей или простые заборы из проволоки. В конце концов их заменили колючей проволокой, которая была доступной, относительно простой в установке и обслуживании, не монополизировала дефицитные местные ресурсы, такие как древесина, и оказалась очень эффективной в борьбе с домашним скотом.

Колючая проволока была непосредственной причиной и центральным оружием в печально известных «ружьях» между скотоводами и фермерами. Колючая проволока также была центром споров, поскольку различные изобретатели и производители боролись за патентные права и лицензии и в конечном итоге сформировали Союз производителей колючей проволоки, чтобы установить цены. Фермеры обвиняли производителей в установлении цен и монополистической практике, и они объединились против производителей.

Фабрики по производству колючей проволоки также принесли промышленность в сельскую Америку. ДеКалб, штат Иллинойс, был сонной деревушкой на ферме в шестидесяти милях к западу от Чикаго, пока местные предприниматели-изобретатели, такие как Джозеф Глидден и Джейкоб Хейш, не стали активно участвовать в производстве колючей проволоки в 1870-х годах. Фабрики с новыми видами промышленных рабочих мест изменили экономическую базу и демографию города. , благодаря чему расширение железнодорожных мощностей приблизило его к Чикаго. Добавление нормальной школы и педагогического колледжа в 1890-х годах подтвердило преобразование, и ДеКалб, также известный как "Барб-Сити" начало 20 века виртуальный форпост великого мегаполиса.

Уильям С. Претцер

Изготовление заготовок

• 3 Заготовка представляет собой стальной пруток с квадратным поперечным сечением, размеры которого обычно составляют менее примерно 6 дюймов (15 см) на 6 дюймов (15 см). (Если размеры Для производства колючей проволоки железную руду, кокс и известняк нагревают в доменной печи для производства чугуна. Чугун очищается и превращается в сталь. больше, полоса известна как цветение; если поперечное сечение прямоугольное, а не квадратное, пруток называется слябом.) Стальной слиток нагревают до температуры около 2192 ° F (1200 ° C), затем прокатывают вперед и назад между рифлеными валками, пока не достигнет правильный размер. Гигантскими ножницами отрезают заготовку нужной длины; затем дают остыть. Также можно формировать заготовки непосредственно из расплавленной стали, залив ее через медную форму с водяным охлаждением, чтобы придать ей форму, а затем опрыскивать ее водой для ее затвердевания.

Изготовление проволоки

• 4 Стальную заготовку снова нагревают и прокатывают до формы круглого стержня диаметром 0,2 дюйма (5,6 мм), известного как катанка. Катанка скатывается в бухту весом до 3969 фунтов (1800 кг), которая отправляется производителю проволоки.
• 5 Окалина - поверхностное покрытие из оксида железа, которое образуется на стали при нагревании, - необходимо удалить с катанки. Это можно сделать, вымачивая его в горячей разбавленной кислоте (серная кислота при 180 ° F [82 ° C] или соляная кислота при 140 ° F [60 ° C]) и промывая водой - процесс, известный как травление. Накипь также можно удалить, сгибая катанку вперед и назад между рядами колес, чтобы отломать ее, или взорвав ее быстро движущимися частицами песка, оксида алюминия или чугунной дроби.
• 6 Чистая катанка покрыта известью, бурой или фосфатом. Это покрытие предотвращает ржавление, нейтрализует любые оставшиеся следы кислоты и помогает смазочным материалам прилипать к катанке, когда она превращается в проволоку.
• 7 Один конец катанки с покрытием имеет остроконечную форму. Этот конец вставляется как нить, проходящая через игольное ушко, в матрицу, состоящую из очень твердого центрального наконечника из карбида вольфрама, окруженного стальным держателем. Катанка смазывается маслом или мылом и протягивается через матрицу для уменьшения ее диаметра. Этот процесс известен как рисование. Для уменьшения катанки от ее исходный размер до желаемого размера провода. Для колючей проволоки диаметр обычно составляет 0,097 дюйма (2,5 мм). Обычно для достижения такого размера требуется около шести или семи штампов.
• 8 При вытягивании проволоки она становится твердой и жесткой. Чтобы сделать его податливым, его нагревают - это процесс, известный как отжиг. Проволоку можно отжечь, нагревая ее в ванне с расплавом соли, в ванне с расплавленным свинцом или в печи, содержащей азот. Все эти методы предотвращают образование накипи, защищая сталь от кислорода.

Изготовление колючей проволоки

• 9 Проволока для изготовления колючей проволоки обычно оцинковывается (покрывается цинком) для защиты от коррозии. Проволока должна быть идеально чистой и сухой, чтобы ее можно было должным образом оцинковать. Сначала его очищают в ванне с горячей разбавленной соляной кислотой, затем ополаскивают горячей водой. Затем он проходит через раствор горячего хлорида цинка или хлорида аммония, чтобы предотвратить образование ржавчины при сушке. После сушки проволока проходит через ванну с расплавленным цинком. Излишки цинка удаляют и покрытой проволоке дают остыть. (Иногда проволока покрывается алюминием аналогичным образом.) Проволока также может быть покрыта цинком с помощью процесса, известного как гальваническое цинкование. Провод получает отрицательный электрический заряд и пропускается через раствор сульфата цинка или другой соли цинка. Положительные ионы цинка притягиваются к отрицательному проводу и образуют покрытие.
• 10 Один автоматизированный станок выполняет все шаги, необходимые для преобразования оцинкованной проволоки в колючую проволоку. В машину подаются два провода, которые скручиваются вместе, образуя кабель. Другой провод подается в машину сбоку и скручивается вокруг одного или обоих проводов кабеля. Эта проволока обрезается под углом с обеих сторон, образуя двухконечную зазубрину. Две проволоки скручивают и перерезают, если необходимы четырехточечные зазубрины. Колючая проволока протягивается на заданное расстояние (обычно 4 или 5 дюймов [10 или 13 см]), и процесс повторяется для равномерного распределения зазубрин. Колючая проволока наматывается на катушки и разрезается на отрезки длиной 1319 футов (402 м). Эти катушки затем загружаются на грузовики и отправляются заказчику.

Контроль качества

Стандарты для колючей проволоки установлены Американским обществом испытаний и материалов. Производители колючей проволоки используют тесты, описанные в этих стандартах, чтобы гарантировать своим клиентам, что они покупают качественный продукт.

Одна катушка колючей проволоки из каждых 50 отбирается для тестирования и проверки. Сначала размеры измеряются на точность. Диаметр жил кабеля и зазубрин не должен отличаться более чем на 0,5 дюйма (0,13 мм). Зубцы должны выступать не менее чем на 0,37 дюйма (9,5 мм) от центра кабеля. По крайней мере, 93,5% промежутков между зазубринами должны находиться в пределах 0,74 дюйма (19 мм) от желаемой длины. (100% точность определения расстояния между зазубринами невозможна из-за небольших перемещений зазубрин во время работы.) Образец колючей проволоки длиной 25 футов (7,6 м) должен содержать не менее 69 зазубрин, если они расположены на расстоянии 4 дюймов (10 см) друг от друга. и не менее 55 зазубрин, если они расположены на расстоянии 5 дюймов (13 см) друг от друга. Проволока на катушке должна быть не менее 1319 футов (402 м) в длину.

Испытание на прочность проводится на образце колючей проволоки длиной 4 фута (1,2 м). Образец вытягивают с измеренным усилием до тех пор, пока он не сломается. Он должен выдерживать силу не менее 4230 ньютонов.

Для оцинкованной колючей проволоки еще один образец длиной 4 фута (1,2 м) испытывают на предмет ее цинкового покрытия. Образец взвешивают, затем цинк удаляют соляной кислотой. Снова взвесив образец и отметив разницу в весах, можно определить количество цинкового покрытия. Аналогичная процедура используется для измерения цинкового покрытия на зазубринах. Требуемый минимальный вес зависит от диаметра жил кабеля. Для наиболее распространенного диаметра (0,097 дюйма или 2,5 мм) каждый линейный провод и каждая зазубрина должны быть покрыты не менее 3,2 унции (90 г) цинка на квадратный метр (11 квадратных футов) для покрытия Класса 1 или не менее 8,6 унций (245 г) на квадратный метр (11 квадратных футов) для покрытия Класса 3. Колючая проволока стандартного качества имеет покрытие класса 1 или класса 3 на линейных проводах и покрытие класса 1 на зазубринах. Колючая проволока звена цепи ограждения должна иметь покрытие класса 3 на линейных проводах и зазубринах.

Будущее

Хотя классические заборы из колючей проволоки по-прежнему широко используются на фермах, они постепенно заменяются более совершенными продуктами, такими как заборы из плетеной проволоки (похожие на проволочную сетку с пересекающимися горизонтальными и вертикальными проводами) и электрические заборы. Для использования в военных целях и в целях безопасности колючая проволока может стать устаревшей с недавней разработкой колючей ленты - плоской тонкой полосы металла, разрезанной для образования скоплений острых концов. Возможно, когда-нибудь колючая проволока будет существовать только в музеях и частных коллекциях.