В круге старых новых шин

Сегодня большинство автолюбителей и даже профессионалов свой выбор уже сделали. Коротко его можно выразить так: наши шины – для российских машин, импортные – для иномарок. На новые отечественные автомобили часто ставят корейские или чешские покрышки, а шины российских производителей редко встретишь теперь и на сильно подержанных иномарках. Чем же не устраивают людей наши шины, и наступит ли лучшее для них время?

В Советском Союзе о шинах можно было сказать только одно: шины есть или шин нет. Ну, еще, может быть: «шины лысые». Автолюбители со стажем помнят, что достать шины было сложнее, чем многое другое. И когда такое счастье приваливало – тут уж не до капризов. Продукция разных заводов часто довольно существенно различалась по качеству, но это было связано преимущественно с отношением к технологической дисциплине на предприятии, поскольку рецептура и конструкция шин разрабатывалась в одном месте – НИИ шинной промышленности. Несмотря на обилие моделей шин, удачных среди них было не так много и с течением лет становилось все меньше. Однако если покрышки, скажем, Бобруйского или Московского шинного завода были мечтой советского автомобилиста, то бакинские или ереванские шины покупали с большой неохотой. Уже в 1980-е годы была заметна разница между нашими и зарубежными покрышками. Однако продукция советских предприятий без особых проблем проходила сертификацию в заграничных организациях. Когда же возникла пропасть между шинами, сделанными у нас и у них? И в чем были основные различия?
Дела давно минувших дней
При царе в России производство автомобильных шин было развито слабо. Каким маленьким ни был тогдашний автопарк, но и его страна не могла обеспечить собственными силами. Одними из первых в России появились шины «Мишлен». Впрочем, скорости движения автомобилей в начале ХХ века были маленькими, дорожное покрытие, кроме мостовых в крупных городах, мягким, а пробег машин – небольшим, поэтому значительная часть автомобилей ездила всю жизнь на тех шинах, с которыми они были ввезены в Россию, потому что и собственное автомобильное производство было тогда в зачаточном состоянии. Отечественные шины, вероятно, мало отличались по качеству от импортных, поскольку ассортимент ингредиентов был очень ограничен: каучук и вовсе был только один – натуральный; все оборудование шло из-за границы, а за культурой производства старались следить.
После революции было не до шин. Помимо прочих проблем, недоставало автомобилей, моторного топлива и водителей, так что в эпоху «военного коммунизма» и разрухи шин хватало. Но с середины 20-х гг. советское правительство пыталось решить задачу создания собственной шинной промышленности, причем работающей на отечественном сырье, чтобы не зависеть от буржуазного окружения. В первую очередь нужен был каучук, поскольку единственным источником натурального каучука в то время была гевея, которая в СССР расти не могла. У этой задачи было два решения: найти собственный каучуконос и получить каучук синтетическим путем. Были испробованы оба пути, и в обоих случаях результат получился не блестящий.
Поиски каучуконосов увенчались конкретными результатами. Несмотря на то что лучшие отечественные каучуконосы – кок-сагыз и тау-сагыз оказались одуванчиками, советская промышленность быстро научилась извлекать из них каучук, и даже работать с ним. Каучук легче перерабатывался вследствие более низкой молекулярной массы. На качестве резин это закономерно отражалось противоположным образом. Синтетический бутадиеновый каучук (СКБ), полученный по методу академика С.В. Лебедева, стал революцией в технологии каучука и резины, но качество резин, полученных на его основе, не выдерживало сопоставления с применявшимися в буржуазном мире резинами на основе натурального каучука (НК) производства Малайзии.
Второй страной в мире, в массовом порядке перешедшей на использование синтетического каучука, причем близкого по качеству и составу, – была гитлеровская Германия. Вскоре после разгрома во Второй мировой войне Германия резко повысила качество каучуков Buna и особенно бутадиен-стирольного – Buna-S. Массовое производство СКБ по методу Лебедева продолжалось в СССР до 1970-х годов, хотя, конечно, были освоены и другие, более современные виды каучуков. Во время войны во всех странах были введены жесткие меры по экономии каучука, в том числе такие, как широкое использование регенерата, снижение каучукосодержания резин и т.д. (вплоть до ограничения максимальной скорости (пресловутые 60 км/час) для гражданских машин).
Таким образом, с хорошими шинами в это время советским людям познакомиться не удалось. После Второй мировой, когда поставки натурального каучука возобновились, а цены на него снизились, лучший из каучуков общего назначения вернулся в шины, но уже не в качестве единственного. Натуральный каучук был вытеснен бутадиен-стирольным, который при меньшей стоимости имел более высокую износостойкость. В СССР, пусть с небольшим опозданием, это тоже произошло, и до начала 1980-х гг. он оставался самым массовым из используемых в стране каучуков.
Головокружение от успехов
Советский Союз был активным участником создания крупномасштабного производства стереорегулярных каучуков. Синтетический полиизопрен СКИ-3, который у нас с гордостью называли синтетическим аналогом натурального каучука, уступал ему довольно немного, зато почти по всем позициям. Бутадиеновый каучук СКД отличался от СКБ тем, что из СКБ можно было сделать шину, а из СКД – нет. Этот каучук придает резинам выдающуюся износостойкость, непревзойденную морозостойкость, улучшает ряд других показателей, но из-за непреодолимых проблем с переработкой он может использоваться лишь как добавка к другим каучукам в количестве 20-30%, максимум 50%.
Семидесятые годы ХХ века были временем расцвета и наивысших достижений советской технологии каучука и резины и, наверное, связанной с ними науки. Именно тогда натуральный каучук перестал употребляться в нашей стране в массовых шинах. В это же время были освоены технологии производства шин радиальной конструкции. Заменой НК был СКИ-3, и она считалась адекватной; но эти каучуки имеют довольно различные химический состав и реакционноспособность. В частности, прочность связи резин на основе НК с синтетическими волокнами и металлом значительно выше, чем для СКИ-3. Это определяет работоспособность шин, особенно радиальной конструкции. С этими недостатками успешно боролись: разработанные в те годы модификаторы резин используются до сих пор. По физическим свойствам между ними тоже есть небольшое различие: резиновые смеси на основе СКИ легко деформируются (по сравнению с НК – в 10-20 раз), следовательно, при использовании СКИ-3 взамен НК требуется высокая культура производства и широкое использование автоматики.
В 80-е годы шинная промышленность развивалась в основном экстенсивно, пытаясь удовлетворить дефицит народного хозяйства в шинах, который официально оценивался примерно в 10%. В последнее десятилетие советской власти не только революционных, но и сколько-нибудь значительных изменений в рецептуростроении шинных резин не было, а те, что были, не всегда приводили к лучшему. Порукой в том – история Ярославского шинного завода, который по мере своих возможностей тормозил работу по внедрению новых ингредиентов и рецептур, и тем не менее на протяжении двух десятков лет занимал высокие места по качеству продукции.
Упадок и падение
Не менее серьезной проблемой отечественных радиальных шин была работоспособность металлокордного брекера. Многие, наверное, еще помнят, как из покрышек без видимых причин неожиданно вылезала острая проволока и пробивала камеру сразу в нескольких местах. Это крайне опасное явление было следствием, во-первых, недостаточно надежного крепления брекерной резины к металлокорду, а во-вторых, недостаточной культуры производства: металлокорд до и во время обрезинивания должен быть абсолютно чистым, а окружающая среда – иметь определенные характеристики.
В мировой практике принято осуществлять этот процесс в кондиционированном помещении. Даже если разрушение брекера не приводило к разрушению всей шины, его кромки, нарушенные вследствие неаккуратного разрезания заготовок, разлохмачивались и препятствовали восстановлению изношенного протектора. Таким образом, советские радиальные шины оказались неремонтопригодными; и хотя ресурс шин при переходе с диагональных на радиальные возрос почти вдвое, к реальной экономии для владельца это не приводило, потому что диагональные покрышки легко выдерживали две наварки протектора и реальная ходимость при этом была выше, чем у более дорогой, менее комфортной и более капризной радиальной шины, которую при серьезном дефекте выбрасывали в овраг.
Были ли такие проблемы у зарубежных производителей? Разумеется. Лишь к концу 80-х гг. были созданы системы, хотя и очень дорогие, но позволяющие получить достаточно надежный брекер. Наши заводы не устраивала стоимость этих систем, а отечественные ученые разработать аналогичные по качеству продукты не смогли до сих пор (и я пробовал – пока не получилось). Впрочем, и в мире у продукта Manobond 680C до сих пор нет конкурентов.
Износостойкость отечественных шин довольно долго оставалась на приличном мировом уровне. Лишь с небольшим отставанием наша промышленность, вслед за мировой, перешла с сажи типа HAF на обеспечивающую большую стойкость к истиранию ISAF. До последних лет отечественные заводы использовали в протекторных резинах технический углерод типа П234, П226м и П245, соответствующие или уступающие классу ISAF. Даже с переходом на новую (американскую) номенклатуру технического углерода в основном используется их «одноклассник» N339, тогда как в мировой практике давно перешли на более активные N220 и N234.
Использование этих типов технического углерода в России уже началось, но пока это лишь счастливые исключения. Причиной отставания в использовании высокоактивных наполнителей является техническая отсталость оборудования, которое не позволяло изготовить и переработать такие композиции, поэтому, поэкспериментировав с ними, отечественные заводы не востребовали созданный сажевой промышленностью еще в 70-е годы технический углерод типа SAF ПМ130, а многие перестали использовать даже «обычный» ISAF ПМ105(П245), вернувшись на менее активные типы. Далее отечественные шины уже не улучшались.
После конца советской власти дефицит шин был столь велик, что за них по бартеру можно было получить все что угодно, причем на качество смотрели мало. Качество и особенно стабильность свойств каучуков и многих ингредиентов в конце 80-х упали, оборудование не обновлялось, оборотные средства таинственным образом исчезли, и брошенные на произвол судьбы заводы, пытаясь выжить, заботились о качестве продукции в предпоследнюю очередь.
А что происходило в мире?
В мире же с середины 80-х гг. в шинной промышленности революция следовала за революцией. В результате изменились и каучуки, и наполнители, и пластификаторы и другие ингредиенты, изменились требования к шинам, технологические процессы и многое другое. Сегодня в шинной промышленности не только Европы, США и Японии, но и второразрядных индустриальных держав используются каучуки, о существовании которых многие наши резинщики и не догадываются, а мы (ученые и преподаватели) продолжаем с серьезными лицами повторять, что возможности синтеза эластомеров исчерпаны, поэтому надо довольствоваться тем ассортиментом, что был при советской власти.
Правда, в большинстве шинных резин используются всего три типа каучуков – натуральный, бутадиеновый, бутадиен-стирольный, но каждый тип представлен множеством разновидностей. В России применяются только два типа бутадиеновых каучуков – традиционный СКД и СКД неодимовой полимеризации, но даже отечественная промышленность СК готова производить с десяток других разновидностей полибутадиена, а в мире их еще больше. Еще разнообразнее бутадиен-стирольные сополимеры. Разнообразие углеродных наполнителей в мировой шинной промышленности тоже значительно шире отечественных, но здесь несколько иное положение.
С одной стороны, российские сажевые заводы давно освоили выпуск технического углерода по номенклатуре ASTM, причем в больших количествах и с высоким качеством. С другой – возможности сегодняшней шинной технологии не позволяют использовать те наполнители, которые готова дать промышленность технического углерода. Мы, конечно, отстаем от лидеров, но ситуация сходная: современное смесительное оборудование исчерпало свои ресурсы, и назревает революция теперь уже в этой области. С аналогичными проблемами сталкиваются зарубежные шинники при переработке белой сажи, которая является сегодня неотъемлемым ингредиентом протекторных резин практически для всех легковых шин.
Десятки лет основными типами пластификаторов для каучуков общего назначения были продукты переработки нефти и каменного угля. Эти продукты эффективны, до сих пор сравнительно недороги и традиционно использовались во всем мире во всех типах резин. Но когда ужесточились требования к безопасности производства и продукции, оказалось, что именно пластификаторы едва ли не опаснее всех остальных ингредиентов резин. Наилучшим пластифицирующим действием обладают полициклические ароматические углеводороды (ПАУ), полностью запрещенные к использованию в Европе с 2008 года.
В масле ПН-6, самом распространенном нашем пластификаторе, ПАУ содержится около 30%. Очистка масла от ПАУ делает его дороже и снижает эффективность пластификации. С твердыми пластификаторами ситуация еще хуже. Когда шинная промышленность перестала быть платежеспособной, производство специальных битумов для резин было прекращено; сегодня многие заводы используют битумы строительные, а может быть, и дорожные. Их состав непостоянен и вообще недостаточно известен, зато они дешевле. За рубежом в качестве пластификаторов применяют смеси парафиновых углеводородных масел с продуктами переработки растительных масел. Такие смеси эффективны, не вредят здоровью шинников и окружающей среде, позволяют снизить потребление нефти и т.д. У нас пока обсуждаются другие варианты.
Ситуация такова, что нам сегодня уже не понять проблем, стоящих перед западными и восточными шинниками. Так, наиболее насущной задачей они считают производство шин, способных двигаться на высокой скорости при полном падении давления. Эта проблема могла бы быть актуальной для России, с ее колоссальными расстояниями от одного шиномонтажа до другого (я не о Москве) и кошмарным состоянием дорог. Зачем такое в Англии или Германии – мне не вполне понятно.
Тем более что бескамерная шина любого российского завода при правильной эксплуатации способна обеспечить движение с приличной скоростью в течение длительного времени, даже при сквозном повреждении протектора в нескольких местах, и быстро теряет давление разве что при сквозном простреле. Нормой для европейской легковой шины летнего исполнения является разрешенная скорость 300 км/час, хотя ни в одной стране такая скорость не допускается; продвинутые модели допускают скорость свыше 340 км/час – совсем уже непонятно зачем. В Европе уже не производят шины с разрешенной максимальной скоростью ниже 210 км/час, а в России таких пока меньше половины.
Грузовые шины
Есть мнение, что если легковые шины в России нехороши, то грузовые имеют вполне приемлемое качество. На самом деле положение с уровнем качества рядовых грузовых покрышек едва ли не хуже, чем с легковыми. Во всем мире большинство грузовых шин сегодня имеют так называемую целиком металлокордную конструкцию (ЦМК), что позволяет ограничиться одним слоем корда в каркасе, вместо 4-6-ти для комбинированной конструкции. Это дает возможность сделать шину более тонкой, более легкой, сэкономить материалы каркаса, уменьшить расход топлива, но главное – сделать шину значительно более работоспособной. В России так медленно внедряются шины ЦМК потому, что их изготовление требует значительно более высокой культуры производства, а также из-за того, что задача прочного и надежного крепления резин к металлокорду в нашей стране так и не решена.
Деформации резинокордной системы в каркасе существенно больше деформации в брекере, поэтому для использования металлокорда в каркасе шин требуется более высокая надежность связи между резиной и металлом. Существующие в настоящее время отечественные системы для крепления резин к металлокорду такую надежность не обеспечивают, зарубежные – слишком дороги. К тому же шины ЦМК требовательны к качеству дорожного покрытия, а на бездорожье они могут разрушиться в любой момент, поскольку более чувствительны к ударам и большим деформациям, по сравнению не только с диагональными, но и с «обычными». Отечественные компании заявили о своих намерениях приступить к массовому производству шин ЦМК, однако, вследствие перечисленных трудностей, это постоянно откладывается. Грузовики, работающие на трассах с приличным состоянием покрытия, оснащены шинами преимущественно европейских производителей.
Зимние и всесезонные шины
Зимние шины – отдельная беда России. При советской власти зимние покрышки вообще не выпускались, если не считать пресловутую «Снежинку». Очевидно, тогда всерьез считали, а многие продолжают считать и сейчас, что ошиповка превращает любую резину в зимнюю. Летние покрышки на льду «дубеют», это хорошо известно каждому, кто хоть раз испытал на себе. Фирма Michelin рекомендует переходить на зимнюю резину при температуре ниже +7ºС; для России это еще далеко не зима. Шипы, конечно, позволяют несколько сократить тормозной путь, но устойчивость и управляемость на зимней дороге они существенно улучшить не в состоянии. Не знаю, является ли это секретом, но большинство зимних шин, выпускаемых в России до самого последнего времени, отличались от летних только рисунком и, конечно, наличием шипов. Импортные зимние покрышки, разумеется, лучше отечественных, поскольку разрабатывались специально для зимы, – но не для русской.
Идеальной, пригодной в любых условиях зимней шины нет и, наверное, не может быть. Понятно, что для езды в мороз по гололеду от шин требуются одни качества, а при нуле по снежной каше – другие. А есть еще голый асфальт, асфальт с тонким слоем льда, укатанный снег, заснеженный проселок и много других видов зимней дороги. В нашей стране и температура, и состояние дорог, как правило, сильно отличаются от всего остального мира. Исключением является разве что Финляндия. Не случайно, именно финляндские шины лучше всего подходят для наших зимних дорог. Однако в Финляндии действуют жесткие ограничения скорости движения, а за состоянием дорог следят.
Российские шинники постепенно осваивают производство зимней резины, но делают это очень уж постепенно. Рисунки протектора у отечественных шин сейчас довольно разнообразны, хотя часто напоминают зарубежные модели прошлых лет; что же касается рецептуры, то и она за последние 15 лет претерпела некоторые изменения. В протекторе зимних шин большинства российских заводов есть теперь белая сажа (хотя и меньше, чем необходимо), есть и изопреновый каучук (тоже не очень много), – так что их с уверенностью можно считать действительно зимними; но конкурировать с зарубежными, даже германскими, шинами они еще не могут.
Некоторые считают, что не стоит мучиться со сменой летних шин на зимние и обратно, раз существуют шины всесезонные. Это заблуждение. В России всесезонные шины так широко распространены потому, что они идут на комплектацию отечественных автомобилей. Всесезонная покрышка представляет собой не сочетание летней и зимней, а компромисс между ними. Летом она сильнее шумит, быстрее изнашивается и приводит к повышенному расходу топлива по сравнению с летней, а зимой не обеспечивает достаточной безопасности. Такие шины находят покупателя из-за «эффекта комплектации»: если потребитель не получил точной информации и если он не пострадал от применения неподходящих шин, то велика вероятность, что на смену изношенным покрышкам он купит ту же самую модель. Импортные всесезонные покрышки вряд ли намного лучше отечественных, разве что имеют более высокую износостойкость, а вот зимние – их качества сомнительны, поскольку, как уже говорилось, зима везде разная.
Ситуация безнадежна?
Нет! Для создания в России современного производства конкурентоспособных шин нужны немалые деньги и сильная политическая воля. Но это возможно. Не вполне понятно, почему сейчас, когда в стране есть и то и другое, так плохи дела в шинной промышленности, – руки, наверное, не доходят…
Промышленность синтетического каучука готова к существенному изменению ассортимента выпускаемых СК, недаром по многим позициям доля экспорта каучуков превышает 50%. Промышленность технического углерода тоже большую часть продукции продает за рубеж, и ее качество сертифицировано в большинстве стран мира. Отечественная белая сажа пока заметно хуже импортной, но, думаю, это от недостатка спроса. Производство пластификаторов, по-видимому, тоже может быть налажено в обозримые сроки. Нет крупного собственного производства оборудования, особенно смесительного, но есть отечественные разработки, опережающие лучшие мировые достижения; а на первое время оборудование можно купить и за рубежом – все так делают.
Разумеется, не все так просто и гладко, проблемы есть во всех перечисленных отраслях; в частности, растворные бутадиен-стирольные каучуки до сих пор не удовлетворяют предъявляемым требованиям; белая сажа современных марок, похоже, еще даже не разрабатывается; современные марки технического углерода непомерно дороги. Но потенциал в стране есть, и, по-моему, грех не попытаться его использовать.
Не упустить бы время, а то при продолжении сегодняшнего положения отечественная шинная промышленность скоро перестанет быть конкурентоспособной даже на внутреннем рынке, и даже с учетом цены. Большинство мировых лидеров отрасли заявило о намерении в ближайшее время построить в России свои предприятия, а два завода – Michelin в Московской области и Nokian в Ленинградской – уже работают. Велика вероятность того, что через десять лет количество российских заводов сократится и все они будут филиалами транснациональных компаний. Вот тогда вопрос, вынесенный в подзаголовке, окончательно утратит смысл.

Статья была опубликована в журнале "Химия и бизнес"
К. Кандырин. В круге старых новых шин
Источник: Новые химические технологии. Аналитический портал химической промышленности.