Колючая проволока в США – история, материалы, производство

Забор из колючей проволоки

История колючей проволоки

Колючая проволока представляет собой материал для заборов, состоящий из металлической основы с равномерно расположенными острыми выступами. Основа колючей проволоки обычно состоит из двух проволок, скрученных друг вокруг друга, чтобы увеличить прочность и позволить колючей проволоке расширяться и сжиматься при изменениях температуры без разрушения. Острые шипы колючей проволоки обычно состоят из коротких кусков проволоки, скрученных вокруг одной или обоих основных проволок.

Двухосновная колючая проволока с проволочными шипами

Заборы различных видов использовались с самых первых дней земледелия 10 000 лет назад. Заборы строились из дерева, земли, камня и живых растений (живые изгороди в Европе и кактусы в Латинской Америке). Но металл не использовался для ограждения территории, пока стальная проволока не стала доступной в 19-м веке. Короткие отрезки проволоки были впервые изготовлены, по крайней мере, 5000 лет назад с помощью ковки гибких металлов, таких как золото. К 1000 году проволока большей длины была изготовлена путем протягивания стержней из мягкого металла, таких как сплавы свинца и олова, через фильеры из более твердого металла, такого как железо. Позже, до середины 19-го века, большая часть проволоки была сделана из кованого железа. И только к 1870 году усовершенствования в производстве впервые позволили производить большое количество стальной проволоки.

Ограждение из колючей проволоки на ферме

Казалось бы, простое изобретение, колючая проволока имеет интересную историю. Перед его появлением ранние американские фермеры полагались на европейские традиции, чтобы создать соответствующее ограждение для различных типов сельского хозяйства. Они пробовали использовать обычные поля без ограждений, каменные или деревянные заборы, живые заборы и изгородей или заборов из простой проволоки. В конце концов они были заменены колючей проволокой, которая была доступной, относительно простой в установке и обслуживании, не требовала ограниченные местные ресурсы, такие как древесина, и оказалась очень эффективной для контроля домашнего скота.

Один из патентов Джозефа Глиддена на колючую проволоку

Стальная проволока была впервые использована для ограждения во время заселения американского Запада в районах, где древесины было мало. Ранние заборы из проволоки состояли из одиночных прядей, которые легко ломались в холодную погоду или бродячим скотом. В 1860 году француз Леонсе Евген Грассен-Баледанс запатентовал использование витых прядей из листового металла с выступающими точками в качестве «защитного ограждения». Подобный метод был запатентован в США в 1867 году Альфонсо Даббом. В том же году Люсьен Смит и Уильям Хант получили патенты на одноосновную проволоку с зазубринами. В 1868 году Майкл Келли изобрел первую двухосновную колючую проволоку, но первая коммерчески успешная колючая проволока была запатентована Джозефом Фаруэллом Глиденом из ДеКальб, штат Иллинойс, в 1874 году. Подобные патенты были поданы в том же году Джейкобом Хейшем и Леонардом Эллвудом, оба также ДеКалб. После двадцати лет юридических баталий Верховный суд США принял решение в пользу Глиддена, и его часто считают «изобретателем» колючей проволоки.

Northwestern Barb Wire Company – одно из предприятий по производству колючей проволоки

Заводы по производству колючей проволоки принесли промышленность в сельскую Америку. ДеКалб, штат Иллинойс, был сонной фермерской деревушкой в шестидесяти милях к западу от Чикаго, пока местные изобретатели-предприниматели, такие как Джозеф Глидден и Джейкоб Хайш, не стали активно участвовать в производстве колючей проволоки в 1870-х годах. Промышленные заводы с новыми видами рабочих мест изменили экономическую базу и демографию города. Благодаря расширению железнодорожных мощностей он значительно приблизился к Чикаго. Появление нормальной школы и учительского колледжа в 1890-х годах подтвердило преобразование, и ДеКалб, также известный как «Барб-Сити», начал 20-й век виртуальным форпостом великого мегаполиса.

Колючая проволока была непосредственной причиной и главным оружием в печально известных «мошенническими войнами» 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 создали единый Союз производителей колючей проволоки для установления цен. Фермеры обвиняли производителей в установлении высоких цен и монополизме, и они объединились против производителей колючей проволоки.

Забор из колючей проволоки на одной из ферм

Использование колючей проволоки значительно возросло в 1870-х и 1880-х годах, с некоторыми неблагоприятными побочными эффектами. В суровые зимы 1885-1886 и 1886-1887 годов тысячи голов крупного рогатого скота замерзали, когда им не удавалось прорваться сквозь колючую проволоку, которая удерживала их слишком далеко от юга. Конфликты между владельцами ранчо, которые хотели огородить пастбища, и фермерами, которые хотели иметь огороженные пахотные земли, переросли в ограждение, захват земли и жестокие войны на расстоянии. В конце концов конфликт утих, когда стало ясно, что без колючей проволоки не обойтись, так как количество людей и крупного рогатого скота увеличивается.

Установка заграждений из колючей проволоки во время Первой мировой войны

Колючая проволока была приспособлена для военного использования во время бурской войны и использовалась в огромных количествах во время Первой мировой войны. Хотя колючая проволока часто использовалась для безопасности, сельское хозяйство все еще составляет 90% его использования. Многие люди собирают антикварную колючую проволоку, а некоторые редкие экземпляры продаются за сотни долларов. Сотни коллекционеров посещают ежегодный фестиваль колючей проволоки в Ла Кроссе, штат Канзас, где находится Музей колючей проволоки.

Образцы различных типов колючей проволоки

Сырье для колючей проволоки

Колючая проволока обычно изготавливается из стали, представляющей собой сплав железа и небольшое количество углерода. Сырьем, необходимым для производства стали, являются железная руда, кокс и известняк. Чтобы предотвратить ржавление, стальная проволока обычно покрыта цинком. Иногда сталь покрыта алюминием, а иногда сама колючая проволока изготавливается из алюминия.

Процесс производства колючей проволоки

Изготовление стальных слитков

  • Железная руда, кокс и известняк нагреваются в доменной печи горячим воздухом под давлением. Кокс производит тепло (чтобы расплавить железную руду) и окись углерода (которая 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, который содержит не менее 90% железа, 3-5% углерода и различные примеси.
  • Для превращения чугуна в сталь необходимо удалить примеси и большую часть углерода, поскольку железо без углерода намного слабее стали, но железо с слишком большим количеством углерода хрупкое. Существуют различные методы очистки чугуна, наиболее распространенным из которых является процесс с окислением стали кислородом. В этом методе кислород подается 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 слиткам.

Изготовление заготовок

  • Заготовка – стальной слиток квадратного сечения, размеры которого обычно не превышают 15 см на 15 см (если размеры больше, заготовка известна как блюм, если поперечное сечение является прямоугольным, а не квадратным, заготовка известна как сляб). Стальной слиток нагревают до температуры около 1200°C, а затем раскатывают между валками, пока он не станет нужного размера. Гигантские ножницы разрезают заготовку до нужной длины и ей дают остыть. Также можно формировать заготовки непосредственно из расплавленной стали, выливая ее через водоохлаждаемую медную форму для придания ей формы, а затем опрыскивая ее водой для ее затвердевания.

Изготовление проволоки

  • Стальную заготовку снова нагревают и раскатывают до тех пор, пока она не будет сформована в круглый стержень диаметром 5,6 мм, известный как катанка. Катанка сматывается в катушку весом 1800 кг, которая отправляется изготовителю проволоки.
  • Окалина, поверхностное покрытие из оксида железа, которое образуется на стали при нагреве, должно быть удалено с катанки. Это можно сделать, погрузив его в горячую разбавленную кислоту – серная кислота при 82°C или соляная кислота при 60°C и промыв ее водой – процесс, известный как травление. Окалина также может быть удалена путем сгибания катанки назад и вперед между группами роликов, чтобы обломать ее, или путем продувки быстро движущимися частицами песка, оксида алюминия или чугуна.
  • Чистая катанка покрывается известью, бурой или фосфатом. Это покрытие предотвращает ржавление, нейтрализует любые оставшиеся следы кислоты и помогает смазкам прилипать к катанке, когда она превращается в проволоку.
  • Один конец катанки с покрытием имеет заостренную форму. Этот конец вставляется, как нить, проходящая через ушко иглы, в матрицу, состоящую из очень твердого центрального наконечника, изготовленного из карбида вольфрама, окруженного стальным держателем. Катанка смазывается маслом или мылом и протягивается через фильер, чтобы уменьшить ее диаметр. Этот процесс известен как волочение. Серия плашек используется для уменьшения длины катанки от ее первоначального размера до желаемого диаметра. Для колючей проволоки необходимый диаметр обычно составляет 2,5 мм. Обычно необходимы около шести или семи плашек, чтобы достичь такого диаметра.
  • Волочение проволоки приводит к тому, что она становится твердой и жесткой. Чтобы сделать ее податливой, проволоку нагревают – процесс, известный как отжиг. Проволоку можно отжигать, нагревая ее в ванне с расплавленной солью, ванне с расплавленным свинцом или в печи, содержащей азот. Все эти методы предотвращают образование окалины, защищая сталь от кислорода.

Изготовление колючей проволоки

  • Проволока, которая должна быть превращена в колючую проволоку, обычно оцинкована (покрыта цинком) для защиты от коррозии. Проволока должна быть идеально чистой и сухой, чтобы быть должным образом оцинкованной. Сначала ее очищают в ванне с горячей разбавленной соляной кислотой, затем ополаскивают горячей водой. Затем проволока проходит через раствор горячего хлорида цинка или хлорида аммония, чтобы предотвратить образование ржавчины во время сушки. После сушки проволока проходит через ванну с расплавленным цинком. Избыток цинка вытирают, и покрытой проволоке дают остыть. Иногда проволока покрывается алюминием аналогичным способом. Проволока также может быть покрыта цинком с помощью процесса, известного как электрогальванизация. Провод получает отрицательный электрический заряд и пропускается через раствор сульфата цинка или какой-либо другой соли цинка. Положительные ионы цинка притягиваются к отрицательному проводу и образуют покрытие.
  • Один автоматизированный станок выполняет все шаги, необходимые для преобразования оцинкованной проволоки в колючую проволоку. Два провода вводятся в машину и скручиваются вместе, образуя основу колючей проволоки. Другой провод подается в машину сбоку и скручивается вокруг одного или обоих проволок основы. Этот провод разрезан под углом с обеих сторон, чтобы сформировать два шипа или два провода скручиваются и срезаются вместе, если нужны четыре шипа. Колючая проволока протягивается на заданное расстояние – обычно 10 или 13 см, и процесс повторяется, чтобы равномерно распределить шипы. Колючая проволока наматывается на катушки и нарезается на длину 402 м. Эти катушки затем загружаются на грузовики и отправляются клиенту.

Контроль качества колючей проволоки

Стандарты на колючую проволоку были установлены Американским обществом испытаний и материалов. Производители колючей проволоки используют испытания, описанные в этих стандартах, чтобы гарантировать своим покупателям, что они покупают качественный продукт.

Одна катушка колючей проволоки из каждых 50 отбирается для испытаний и проверок. Сначала размеры измеряются на точность. Диаметр сердечника и шипов не должен иметь погрешность более 0,13 мм. Шипы должны быть в длину как минимум 9,5 мм от центра сердечника колючей проволоки. По крайней мере, 93,5% отклонений промежутков между зубцами должны быть в пределах 19 мм от желаемого шага. Образец колючей проволоки длиной 7,6 м должен содержать не менее 69 шипов, если они расположены на расстоянии 10 см друг от друга и не менее 55 шипов, если они находятся на расстоянии 13 см друг от друга. Длина колючей проволоки на катушке должна быть не менее 402 м.

Испытание на прочность проводится на 1,2 метровом образце колючей проволоки. Образец вытягивается измеряемой силой, пока он не порвется. Колючая проволока должна выдерживать силу не менее 4230 ньютонов.

Для оцинкованной колючей проволоки еще один 1,2 метровый образец проходит испытания на цинковое покрытие. Образец взвешивают, затем цинк удаляют соляной кислотой. Взвесив образец еще раз и отметив разницу в весе, можно определить количество цинкового покрытия. Аналогичная процедура используется для измерения цинкового покрытия на шипах колючей проволоки. Минимальный требуемый вес зависит от диаметра основы колючей проволоки. Для наиболее распространенного диаметра 2,5 мм каждая линейная проволока и каждый шип должны быть покрыты по меньшей мере 90 г цинка на квадратный метр для покрытия класса 1 или по меньшей мере 245 г на квадратный метр для покрытия класса 3. Колючая проволока стандартной марки имеет покрытие класса 1 или класса 3 на линейных проводах и покрытие класса 1 на шипах. Колючая проволока для ограждений должна иметь покрытие класса 3 на проводах и шипах.

Будущее колючей проволоки

Обычная колючая проволока и современная армированная колючая лента

Хотя классический забор из колючей проволоки до сих пор широко используется на фермах, его постепенно заменяют более продвинутые продукты, такие как заборы из плетеной проволоки (аналогично проволочной сетке с пересекающимися горизонтальными и вертикальными проволоками) и электрические заборы. Для использования в военных целях и в сфере безопасности колючая проволока устарела в связи с недавней разработкой армированной колючей ленты.

Статьи История США