CC BY
74
УДК 622.692.6
https://doi.org/10.24412/2226-2296-2020-3-4-66-71
I
Тенденции развития железнодорожного транспорта нефти и нефтепродуктов в России
И.И. Хасанов, Т.В. Дмитриева
Уфимский государственный нефтяной технический университет, 450062, г. Уфа, Россия ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3422-1237, E-mail: ilnur.mt@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3335-5871, E-mail: td2607@mail.ru
Резюме: Объектом исследования является производство вагонов-цистерн, применяемых на железнодорожном транспорте нефти и нефтепродуктов в России начиная со второй половины XIX века. В статье в хронологическом порядке приводятся основные события, характеризующие развитие технологий производства вагонов-цистерн, в частности усовершенствование конструкций. Отражены основные типы вагонов-цистерн, применяемых в настоящее время, сделан вывод об основных характеристиках процесса развития производства.
Ключевые слова: нефть, нефтепродукты, железнодорожный транспорт, история развития, этапы становления.
Для цитирования: Хасанов И.И., Дмитриева Т.В. Тенденции развития железнодорожного транспорта нефти и нефтепродуктов в
России // История и педагогика естествознания. 2020. № 3-4. С. 66-71.
D0I:10.24412/2226-2296-2020-3-4-66-71
TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF OIL AND OIL PRODUCTS RAILWAY TRANSPORT IN RUSSIA
Ilnur I. Khasanov, Tatyana V. Dmitriyeva
Ufa State Petroleum Technological University, 450062, Ufa, Russia ORCID: http://orcid.org/0000-0002-3422-1237, E-mail: ilnur.mt@mail.ru ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3335-5871, E-mail: td2607@mail.ru
Abstract: The object of the research is the production of tank cars used in the railway transport of oil and oil products in Russia since the second half of the 19th century. In the article, in chronological order, the main events characterizing the development of technologies for the production of tank cars, in particular, the improvement of designs, are given. The main types of tank cars used at present are reflected, a conclusion is made about the main characteristics of the production development process. Keywords: oil, oil products, railway transport, history of development, stages of formation.
For citation: Khasanov I.I., Dmitriyeva T.V. TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF OIL AND OIL PRODUCTS RAILWAY TRANSPORT IN RUSSIA.
History and Pedagogy of Natural Science. 2020, no. 3-4, pp. 66-71.
DOI:10.24412/2226-2296-2020-3-4-66-71
Внедрение первых железных дорог в начале XIX века послужило значительным толчком к развитию техники и технологий во многих отраслях, открыв больше возможностей для транспорта сырья и готовой продукции.
Одной из первых дат, упоминаемых в документах, характеризующих зарождение собственного производства вагонов-цистерн для перевозки нефти и нефтепродуктов в дореволюционной России, является 1872 год - начало строительства на Путиловском, Русско-Балтийском заводах, а также Ростовских мастерских.
К концу 1880-х годов все выпускаемые цистерны имели похожую конструкцию. Конструкция котла состояла из барабанов, склепанных внахлест из стальных листов по окружности. С торцов котел закрывался крышками. Для налива нефтепродукта на крыше располагался колпак, конструкция которого позволяла учитывать поправку на расширение жидкости. Особенностью некоторых бензиновых и керосиновых цистерн являлось отсутствие нижних сливных приборов. Котел закреплялся с двумя продольными брусьями, крепившимися к раме вагона. Наиболее совершенный тип бензиновой цистерны был создан в 1890 году Нобелем, десятилетием, ранее основавшим свое общество.
Различия в конструктивных характеристиках цистерн, производимых в различных дорожных мастерских, потре-
бовали нормализации парка. В 1892 году был выработан единый тип цистерны для всех российских железных дорог. Нормальная цистерна вмещала 12,5 т керосина (14 т нефти или 15 т воды); емкость котла с колпаком должна была составлять 15,5 м3. Перестройка ранее выпущенных цистерн на новый лад, проводимая согласно соответствующим требованиям, представляла сложность из-за необходимости переделки котла. Это привело к появлению цистерн с надстройкой над ними, что позволяло довести грузоподъемность котла до требуемых величин.
Также в 1895 году на российских железных дорогах появилась первая четырехосная цистерна системы Фокс-Ар-бель на специальных тележках. Первая цистерна такого типа имела грузоподъемность 25 т. В последующие годы появилось еще несколько типов четырехосных цистерн грузоподъемностью 25-33 т, все они имели ряд преимуществ перед двухосными: уменьшенная тара, более совершенные конструктивные особенности.
В 1898 году для железных дорог и промышленных предприятий были построены цистерны с подъемной силой 33 т. Эти четырехосные цистерны имели два хребтовых швеллера со шпренгельным креплением и надтележечные брусья с вогнутыми железными подбрюшниками, на которые опирался котел цистерны. Котел цистерны при диаметре 2 м
щ
История и педагогика естествознания
3-4 • 2020
имел длину 12,087 м и объем 38 м3 (включая объем двух колпаков). Тара нетормозных цистерн составляла 14,7 т, а тормозных - на 1 т больше. Сливной прибор предопределял назначение этих вагонов-цистерн только для керосина и нефти. Широкого распространения этот тип вагонов-цистерн не получил.
В 1872 году начали строить вагоны-цистерны в дорожных мастерских Грязе-Царицынской и Московско-Нижегородской железных дорог. Их появление было связано с необходимостью транспортировки от волжских пристаней вглубь страны керосина, отгружаемого с бакинских нефтепромыслов. Первые цистерны строились двухосными с котлом диаметром 1,36-1,50 м, длиной от 5 м, объемом котла 8-10 м3 (фото. 1).
В 1895 году Гротен разработал трехосную цистерну, которая широко применялась на российских железных дорогах наряду с товарными и пассажирскими вагонами с трехосной системой экипажа. В начале XX века от такой схемы расстановки колес в раме отказались и больше такие вагоны уже не строились. Данная цистерна была построена в 1901 году на заводе «РИНГГОФЕР» в Австро-Венгрии (ныне это территория Чешской Республики). На железные дороги царской России она попала еще во время Первой мировой войны в качестве трофея. После переделки на русскую колею цистерна продолжала использоваться вплоть до конца 40-х годов, когда подобный подвижной состав был полностью изъят из эксплуатации. Но, имея внутри бака луженую поверхность, она вплоть до 2003 года находилась в работе в вагонном депо станции Лихая, где использовалась для перевозки едкой жидкости (трихлорэтилена). Данная цистерна является единственным подобным экземпляром трехосной конструкции, сохранившимся на территории железных дорог бывшего СССР (фото 2).
Двухосные цистерны емкостью 15 м3, получившие наибольшее распространение на железных дорогах царской России, начал строить в 1895 году Коломенский завод (фото 3). Они имели наиболее совершенную конструкцию и взаимозаменяемые с другими грузовыми вагонами узлы и детали. Поэтому цистерны этого типа стало в массовом количестве заказывать Министерство путей сообщения для казенных железных дорог. Впоследствии подобные цистерны заказывали и другие частные железные дороги для перевозки темных и светлых нефтепродуктов, спирта, кислот и т.п. Цистерна была отреставрирована в вагонном депо Краснодара. Тара цистерны - 8,8 т; диаметр котла - 1,75 м; длина - 7,634 м; ширина - 2,7 м; высота - 3,95 мм.
В период с 1905 по 1911 год начался процесс увеличения грузоподъемности цистерн с 12,5 до 16,5 т, что делалось за счет дополнительной надстройки у нормальных цистерн.
Во время Первой мировой войны русские заводы строили двух- и четырехосные цистерны и для других стран европейской колеи, в то же время на российских железных дорогах появились трофейные цистерны несколько отличного типа. В основном парк цистерн в России до революции состоял из нормальных 750- и 1000-пудовых вагонов.
К концу XIX - началу XX века на железных дорогах России в основном эксплуатировались следующие типы цистерн (рис. 1).
С 1936 года цистерны для нефтепродуктов строили по ранее утвержденной технологии, однако рамы этих цистерн были изменены в пользу усиления. В 1933-1941 годах строили в большом количестве двухосные цистерны с объемом котла 25 м3, которые были просты в изготовлении и имели невысокий коэффициент тары.
В период до 1941 года были созданы новые типы специальных большегрузных цистерн. Появились цистерны для перевозки битума с утеплением и подогревом. В 1934 году
3-4 ■ 2020 История и педагогика естествознания
Фото 1. Одна из первых железнодорожных цистерн для транспортировки нефти в России
Фото 2. Цистерна - музейный экспонат на станции Лихая
Фото 3. Двухосная цистерна Коломенского завода нормального типа
Рис. 1. Типы цистерн конца XIX - начала XX веков: 1 - нетормозная цистерна для перевозки хлористого цинка заводов Пфлюг и Лауэнштейн (Германия). Рязано-Уральская ж. д., 1866 г.; 2 - нетормозная цистерна для нефти. Ростовские мастерские. Владикавказская ж. д., 1873 г.; 3 - нетормозная цистерна для нефти общества Нобеля. Варша-во-Венская ж. д., начало 1880-х годов; 4 - первая в России нетормозная трехосная цистерна для перевозки газа. Козловские мастерские. Рязано-Уральская ж. д., 1883 г.; 5 - тормозная цистерна для спирта внутри крытого вагона системы Брейдшпрехера. Варшаво-Венская ж. д., 1890-е гг.; 6 - первая в России тормозная большегрузная четырехосная цистерна для керосина системы Фокс-Арбель. Путиловский и Брянский заводы. Владикавказская ж. д., 1895 г.; 7 - тормозная большегрузная четырехосная цистерна для керосина и нефти с двумя колпаками. Мытищинский завод. Юго-Восточная ж. д., 1898 г.; 8 - тормозная цистерна-платформа (микст) для нефти или воды системы Кубасова. Коломенский завод. Средне-Азиатская и Ташкентская ж. д., 1910 г.
¡68)
История и педагогика естествознания
3-4 ■ 2020
Рис. 2. Цистерна с объемом котла 50 м3 для нефтепродуктов
Рис. 3. Восьмиосная цистерна
в Центральном вагонном конструкторском бюро была спроектирована двухосная цистерна для перевозки соляной кислоты, а позже последовала и четырехосная цистерна. Были спроектированы и построены четырехосные цистерны для олеума, серной кислоты и меланжа, а также двух- и четырехосные цистерны для перевозки аммиака, имевшие тормозную площадку.
В годы Великой Отечественной войны около 40% вагонного парка было разрушено и повреждено. С середины 40-х годов начались работы по восстановлению и развитию вагонного хозяйства. Одна из важнейших задач состояла в возобновлении и расширении отечественного вагоностроения, в создании новых, более совершенных вагонов различных типов.
В новой конструкции цистерн было предусмотрено увеличение опорных поверхностей котла; замена прежней обе-чаечной конструкции котла более простой в изготовлении и более надежной в эксплуатации конструкцией, состоящей из четырех продольных листов, свариваемых между собой встык; выполнение стенок колпака с отбуртовкой по нижнему контуру, что улучшало работу сварных швов и основного металла в месте стыка колпака с котлом; толщина листов оболочки котла была увеличена по сравнению с прежними цистернами на 1 мм; соединение днища с цилиндрической частью котла - внахлестку или встык. Конструкция котла допускает широкое применение автоматической сварки, получившей большое распространение в вагоностроительной промышленности.
3-4 ■ 2020
История и педагогика естествознания
[69]
В 1952 году в СССР был разработан тип четырехосной безрамной цистерны, которая имела собственный вес 21,5 т, грузоподъемность 60 т и коэффициент тары 0,37. Объем колпака равнялся 10,5 м3, что составляло около 17% от емкости котла (рис. 2).
Транспортное машиностроение должно было разработать конструкции и освоить выпуск универсальных грузовых вагонов, полувагонов и думпкаров грузоподъемностью 90-100 т, а также цементовозов, обеспечить выпуск в значительных размерах новых вагонов с подшипниками качения и пассажирских вагонов с установками для кондиционирования воздуха.
В 1958 году на базе машиностроительных цехов металлургического завода имени Ильича был создан Ждановский завод тяжелого машиностроения, который сосредоточил производство всех цистерн в стране. Для увеличения провозной способности железных дорог Ждановским заводом тяжелого машиностроения (Производственное объединение «Ждановтя-жмаш») в содружестве с МИИТом в 1969 году была создана восьмиосная цистерна (рис. 3). От ранее строившихся цистерн она отличалась большей грузоподъемностью (120 т), увеличенным удельным объемом (1,17 м3/т), повышенной погонной нагрузкой (8 т). Для снижения тары цистерна имела безрамную конструкцию. Котел цистерны, имеющий замкнутый контур, цилиндрическую форму и сравнительно толстые стенки, в большей мере, чем кузова других типов вагонов, мог быть использован в качестве цельно-несущей (безрамной) конструкции.
В 90-е годы ХХ столетия в связи с необходимостью увеличения провозной способности железных дорог проводились работы для увеличения допускаемой статической нагрузки от колесной пары на рельс. В это время создаются и осваиваются в производстве цистерны с максимально возможными габаритами подвижного состава.
В итоге к 1990 году была принята следующая классификация цистерн, которая представлена на рис. 4.
Таким образом, основной характеристикой развития железнодорожного транспорта нефти и нефтепродуктов яв-
Рис. 4. Схема классификации вагонов-цистерн (1990)
Железнодорожная цистерна
По назначению: для наливных грузов -для наливных грузов; - для сжиженных; - для вязких; - для затвердевающих; -для порошкообразных; - для скоропортящихся
По наличию устройств у котла - без дополнительных устройств; - с теневой защитой; - с трубчатыми змеевиками подогрева; - с подогревательным кожухом; - с термоизоляцией и трубчатыми электронагревателями; - с термоизоляцией и трубчатыми змеевиками подогрева; - с устройством аэропневмовыгрузки
По конструкции несущих элементов - рамная; - безрамная
По способу загрузки груза - открытая; - закрытая
По способу выгрузки - под давлением; - без давления
По состоянию груза при движении - цистерны без давления; - цистерны под давлением
По способу разогрева груза в котле - пароподогрев наружный (кожух, змеевики); - пароподогрев внутренний (змеевики);
- электроподогрев (электронагреватели)
По поддержанию температурного режима - с термоизоляцией; - без термоизоляции
По количеству осей - четырехосная; - восьмиосная
По габариту
По принадлежности
ляется тенденция увеличения объема и грузоподъемности вагонов-цистерн. Среди основных факторов, повлиявших на развитие цистерностроения, можно назвать введение новых месторождений, увеличение импорта нефтепродуктов иностранным потребителям и необходимость увеличения парка вагонов-цистерн в период войн. В то же время, несмотря на увеличение доли транспорта нефти и нефтепродуктов по магистральным нефтепроводам, развитие вагоностроения в России не стоит на месте, что отражается в появлении новых типов цистерн, активно применяемых на железных дорогах России.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
История железнодорожного транспорта России. Т. 1. СПб.: Иван Федоров, 1994. 336 с. Молочников Р., Дорошенко Я. Нормальная цистерна // Моделист-конструктор, 1993. № 10. С. 24-27.
Мокршицкий Е.И. История вагонного парка железных дорог СССР. М.: Государственное транспортное железнодорожное изд-во, 1946. 205 с. Шадур Л.А. Развитие отечественного вагонного парка. М.: Транспорт, 1988. 279 с.
Щеглов Н. О железных дорогах и преимуществах их над обыкновенными дорогами и каналами // Северный муравей. 1830. № 12. С. 4-15. Шитиков С. История грузовых железнодорожных перевозок в России Х1Х-ХХ века. М.: Книга-Пента, 2008. 200 с. Григорьев А.Н., Асламазов Г.М., Кузьмин С.П. Железнодорожные цистерны. М.: Трансжелдориздат, 1956. 216 с. Мастобаев Б.Н., Бахтизин Р.Н., Пережогин Ю.Д. и др. Становление и развитие железнодорожного транспорта нефти и нефтепродуктов. СПб.: Недра, 2020. 540 с.
Иванов А.И., Хусаинов Р.М., Бахтизина А.Р. Становление железнодорожного транспорта России. 1800-1930 годы // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2016. № 4. С. 70-72.
REFERENCES
1. Istoriya zheleznodorozhnogo transporta Rossii. T. 1: 1836-1917gg. [The history of railway transport in Russia. Vol. 1: 1836-1917]. St. Petersburg, 1994. 336 p.
2. Molochnikov R., Doroshenko YA. Normal tank. Modelist-konstruktor, 1993, no. 10, pp. 24-27 (In Russian).
3. Mokrshitskiy YE.I. Istoriya vagonnogo parkazheleznykh dorog SSSR [History of the wagon fleet of the USSR railways]. Moscow, Gosudarstvennoye
История и педагогика естествознания
3-4 • 2020
transportnoye zheleznodorozhnoye Publ., 1946. 205 p.
Shadur L.A. Razvitiye otechestvennogo vagonnogo parka [Development of the domestic car fleet]. Moscow, Transport Publ., 1988. 279 p. Shcheglov N. On railways and their advantages over ordinary roads and canals. Severnyy muravey, 1830, no. 1 2, pp. 4-15 (In Russian). Shitikov S. Istoriya gruzovykh zheleznodorozhnykh perevozok v Rossii. XIX-XX veka [History of freight railroad transportation in Russia. 19-20 centuries]. Moscow, Kniga-Penta Publ., 2008. 200 p.
Grigor'yev A.N., Aslamazov G.M., Kuz'min S.P. Zheleznodorozhnyye tsisterny [Railway tanks]. Moscow, Transzheldorizdat Publ., 1956. 216 p. Mastobayev B.N., Bakhtizin R.N., Perezhogin YU.D. Stanovleniye i razvitiye zheleznodorozhnogo transporta nefti i nefteproduktov [Formation and development of railway transport of oil and oil products]. St. Petersburg, Nedra Publ., 2020. 540 p.
Ivanov A.I., Khusainov R.M., Bakhtizina A.R. Formation of railway transport in Russia in 1800-1930. Transport i khraneniye nefteproduktovi uglevodorodnogo syr'ya, 2016, no. 4, pp. 70-72 (In Russian).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ / INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Хасанов Ильнур Ильдарович, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Дмитриева Татьяна Владимировна, к.т.н., доцент кафедры транспорта и хранения нефти и газа, Уфимский государственный нефтяной технический университет.
Ilnur I. Khasanov, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.
Tatyana V. Dmitrieva, Cand. Sci. (Tech.), Assoc. Prof. of the Department of Transport and Storage of Oil and Gas, Ufa State Petroleum Technological University.
