Заметки о Пальме Мерцалова или секреты старых технологий

Аннотация

В истории Пальмы А. И. Мерцалова достаточно загадок и неопределённостей. Марка стали рельса из которого ковалась одноствольная веерная комнатная пальма, участие в выставках, технология изготовления. Некоторые детали оформления пальмы поражают и сегодня, стоит только присмотреться и задаться вопросом возможности повторения забытых технологий, возможно некоторые из них останутся неразгаданными секретами.

Ключевые слова: пальма Мерцалова; история; секреты технологии.

С высоты современной техногенной цивилизации вопросы старинных технологий решаются достаточно просто, что не всегда соответствует действительности. На эту уверенность не оказывает влияние прошедшие века. Уверенность в бетонной теории возведения египетских пирамид, откопанном Петербурге, волшебном возведении Воронцовского дворца из диабаза (рис. 1) периодически появляется в интернете. На это практически не влияют доводы специалистов или свидетельства очевидцев.

Из школьного курса известно, что пирамида Хеопса строилась 20 лет и сложена из 2,3 млн. блоков. Сколько времени уходило на установку одного блока при работе в режиме 24/7? Вопрос более риторический. О перемещении Гром-камня массой 1500 т известны многочисленные подтверждения очевидцев, как и о перемещении заготовки Александровского столпа (массой около 2500 т), но Южный камень в Баальбеке (Ливан) один из больших обработанных человеком камней в мире (массой более 1000 тонн) перемещали инопланетяне с использованием левитации.

 

Рис. 1. Загадки древних строителей

Относительно изделий ремесленных обычно таких фантазий не возникает, а зря. Строительство парусных кораблей, плетение кольчуги из кованных колец, шлемы конкистадоров, рыцарские латы и многое другое (рис. 2). Эти изделия всегда заставляют задуматься, а как это было сделано, сколько времени на это затрачено, какие применялись инструменты, какие использовались технологии – производственные, мерительные, контрольные, подгоночные? Для того чтобы это узнать и создаются исторические реплики, например, линейный корабль «Полтава» (рис. 2а).

Рис. 2. Ремесленные изделия

О Пальме Мерцалова – героине нашего повествования, опубликовано множество работ. Наиболее последовательной в изложении, документально подтверждённой, технически обоснованной является статья заведующего отделом истории горной и горнозаводской техники Горного музея (Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург) Е. С. Таракановой [1]. Некоторые дополнения позволят уточнить наши знания об этом шедевре кузнечного мастерства конца XIX-го века. В первую очередь следует согласиться с мнением В. А. Мартыненко о существовании трёх железных пальмах, выкованных на заводе Новороссийского Общества каменноугольного, железного и рельсового производства (рис. 3). «…Первую пальму выковали для XVI Всероссийской промышленной и художественной выставки 1896 года в Нижнем Новгороде. Вторую для Всемирной Парижской выставки 1900 года. Третью для Южно-Русской областной сельскохозяйственной, промышленной и кустарной выставки, устроенной Екатеринославским губернским земством в Екатеринославе с 1 июля по 10 октября 1910 года.» [1].

Рис. 3. Стальные пальмы, выкованные на заводе Новороссийского Общества каменноугольного, железного и рельсового производства

Появление в экспозиции углепромышленников Донецкого бассейна на Всемирной Парижской выставке 1900 г. (рис. 3б) древовидного папоротника вполне оправдано – его отпечатки находят в пластах каменноугольного периода. По легенде именно это железное дерево в разобранном виде в ящиках находилось в Юзовке (Сталино) до начала Великой Отечественной войны. Пальма из Горного музея своё место экспозиции в 1900 г. не покидала. Гран-приз Новороссийским Обществом на Парижской выставке был получен, о чем свидетельствуют титулы последующих заводских документов (рис. 4г). Фотографии стальных пальм, выкованных на заводе Новороссийского Общества приведены в изданиях, титульные листы которых показаны на рис. 4 [2, 3, 4]. Наш рассказ о пальме, находящейся в Горном музее, которая вряд ли могла разбираться, но складываться для транспортирования – вполне вероятно.

Рис. 4. Издания о стальных пальмах, выкованных на заводе Новороссийского Общества

Вначале, постараемся определить вид пальмы. Однозначно можно утверждать, что это веерная пальма, но какая (рис. 5) – Ливистона, Трахикарпус Форчуна, Калькарея брахеа, китайская, Ховея, Цикас или всё же Вашингтония? Наиболее вероятно – Вашингтония, но имеющая строение Хамедория (рис. 5е) только у неё черенки листьев отходят последовательно от ствола. Точный ответ следует искать у специалистов ботаников.

Рис. 5. Возможные варианты прототипа пальмы Мерцалова

Известно, что А. И. Мерцалов в работе использовал эскиз, возможно это была попытка реализовать забытую идею-фантазию. В представлении автора памятника в г. Донецке (А. М. Скорых) Джон Юз – кузнец или имел отношение к кузнечному делу (рис. 6а). Именно кузница была построена рядом с первым домом Джона Юза в поместье помещицы Смоляниновой. Строился завод, был построен новый дом, интерьер одной из комнат можем увидеть на рис. 6б. На столе – пальма, по-видимому знакомая Вашингтония или иная, но позволяющая предположить возникновение идеи о кованном варианте и появлении наброска, который был реализован после появления на заводе мастера соответствующей квалификации и повода к её изготовлению – участию в Нижегородской выставке. В музее пальма была выставлена в кадке из четырёх укреплённых рельсовых стоек, вокруг которых уложены двадцать три металлических кольца разного сечения. 24 января 1872 года завод выдал первый чугун. Количество колец соответствовало возрасту завода на 1895 г. 23 года, но это не весьма круглая дата для юбилея.

Рис. 6. Памятник Джону Юзу в Донецке (а) и внутреннее убранство дома Джона Хьюза (б)

В работе [5] находим данные по анализу рельсовой стали, произведенной по способу Сименс-Мартена на заводе Новороссийского общества в 1888 году (табл. 1). В работе [6] приведены требования по содержанию углерода и ограничения по сере и фосфору. Безусловно, современные рельсы обладают повышенной прочностью и долговечностью, но это результат долгого пути, один из этапов которого приходился на 1880…1890 годы. Фактический химический состав материала пальмы для исследователей неизвестен.

Таблица 1.

Анализ рельсовой стали

Время	Химические элементы, %
	Углерод	Кремний	Марганец	Сера	Фосфор	Ванадий	Хром
1888 г.	0,4	0,08	0,7	0,084	0,072
1899 г.	не менее 0,4			менее 0,1	менее 0,1
ГОСТ Р 51685-2000	0,71…0,82	0,25..0,80	0,75…1,15	0,025	0,025	0,03…0,15	0,40…0,60

В упомянутой работе [5] приведены данные по оснащению завода Новороссийского общества паровыми двигателями, число которых приближалось к 50-ти, а общая мощность составляла 9492 л.с. Фрагмент карты завода Новороссийского общества приведен в работе профессора Горного Института И. А. Тиме [7], приведен на рис. 7.

Рис. 7. Фрагмент карты завода Новороссийского общества [7]

Завод Новороссийского общества выполнял «разныя кузнечныя и механическiя работы»: оси кованные, валы машинные и приводные, скаты, наковальни, втулки, гайки, болты, заклёпки, костыли (рис. 4г). На заводе существовала группа цехов работы в которых производились исключительно для заводских потребностей. В настоящее время данные мастерские стали цехами Отдела Главного Механика. Это мастерские: литейная, кузнечная – в которой имелся 1 паровой молот в 15 пудов (240 кг) и 1 молот в 46 пудов (736 кг), котельная – изготовление и ремонт котлов, механическая – 11 токарных, 3 строгальных, 4 поперечно-строгальных, 2 долбёжных, 4 сверлильных станков. Дополнив список столярной и модельной мастерскими и получаем небольшой машиностроительный завод, специализирующийся на выполнении работ особой сложности. Следовательно, пальма могла быть изготовлена с использованием парового молота в условиях мастерской оснащённой грузоподъёмными машинами (рис. 8). На фотографии (рис. 8в) возможно присутствует А. И. Мерцалов.

Рис. 8. Рисунок парового молота 1899 г. (а), работа на паровом молоте (б),
фото рабочих механического цеха в Донецком краеведческом музее (в)

Одна из легенд гласит, что пальма Мерцалова сделана из цельного рельса и не имеет ни единого шва, и сварка при ее ковке не применялась. Пожалуй, это наиболее эффективная технология, так как кузнечная сварка – это весьма сложная и ответственная операция, особенно в предложенной четырёхсторонней, трёхэтажной реализации. Штейгер Д. Васильев в корреспонденции с выставки приводит следующие сведения: «Пальма сделана из одного рельса. Её ствол несет на себе десять листков и вверху заканчивается венчиком. Высота подлинно художественного изделия — 3 м 53 см. Молот и зубило — вот единственные инструменты, которыми пользовались кузнецы» [8].

«Свойством свариваемости обладают не все металлы. Сталь обладает этим свойством, но не все сорта стали одинаково хорошо свариваются. Так, стали с содержанием углерода до 0‚25% свариваются хорошо, а стали с содержанием углерода 0,45 % почти не свариваются. Все примеси, особенно сера и фосфор, снижают свариваемость стали. Для обеспечения хорошей сварки рекомендуется применять стали со следующим предельным содержанием примесей: кремния не более 0‚2%, марганца не более 0,6…0,8%‚ серы и фосфора не более 0,05% [9]».

По содержанию углерода в конце XIX-го века ближе всего к рельсовой стали была сталь для производства якорей, при этом кузнечная сварка была одним из основных элементов технологического процесса. Наиболее точно отношение к данному вопросу характеризует две цитаты из книги Скрягина Л. Н. [10].

«С появлением на земле профессии кузнеца железный якорь становится его основным изделием наряду с лемехом плуга, мечом, топором, подковой. И не было в номенклатуре кузнечной продукции вещи, которую бы кузнецы изготавливали с таким вниманием и усердием, как якорь!»

«Рога якоря собирали и ковали так же, как веретено, но только сборка каждого рога на одном конце была значительно толще, чем на другом. После этого к ним приваривали лапы и затем отделывали начисто. У готовых веретена и рогов на концах оттягивали ласки – выступающие наполовину толщины рога или веретена шипы. Нагрев ласки до белого каления, веретено и рога складывали вместе раскаленными концами и ковали до тех пор, пока они не сваривались. Но получить прочное соединение таким способом было нелегко. В те времена место приварки рогов и веретена чаще всего оказывалось самым слабым местом якоря. Сама приварка требовала большого мастерства, и далеко не всегда якорь получался прочным. Поэтому производство больших якорей, которым моряки могли доверить свою судьбу, считалось настоящим искусством, секреты которого ревниво охранялись и передавались от отца к сыну [11]».

Известно, что мартеновская сталь для изготовления рельсов в 1895 г. разливалась в болванки весом 80…100 пудов (1280…1600 кг). Разливка по изложницам производилась снизу (сифонная разливка для получения спокойной стали). Болванки из которых изготавливаются рельсы предварительно прокатывались на обжимочном стане, а затем в рельсопрокатном отделении. Рельсы из стали прокатывались различных типов 13,75…25,75 фунтов в погонном футе (18,47…34,59 кг/м). Рельсы Вильямся 34 фунтов/фут (45,68 кг/м) использовались для стрелок.

С целью обеспечения единообразия в 1874 г. министр путей сообщения Российской империи утвердил семь типов рельсов – три железных (24, 22 и 20 фунтов/фут) и четыре стальных (21⅔, 20, 18⅓ и 17 фунтов/фут), рекомендованных Техническо-инспекторским комитетом железных дорог [12]. Вес пальмы из рельса 21⅔ фунтов/фут (29,1 кг/м) составит около 100…120 кг. Обычно указывается вес пальмы 125 кг и вес вазона 200 кг. Пожалуй, вес вазона завышен и должен составлять порядка 100…130 кг. Это довольно легко можно проверить в Горном музее при очередной смене коврового покрытия.
Основные геометрические параметры рельсов приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Основные геометрические параметры стальных рельсов

Масса 1 фута рельса, фунтов	21 2/3	20	18 1/3
Масса 1 м рельса, кг	29,109	26,870	24,631
Высота рельса, мм	114	108	102
Высота шейки, мм	75	70,5	66
Высота подошвы, мм	12,25	12,25	12,25
Ширина подошвы, мм	95	95	90
Толщина шейки в средней части, мм	13	12	11
Площадь поперечного сечения, см²	36,62	33,8	30,8

По некоторым косвенным данным пальма сделана из рельса 21⅔ фунтов/фут (29,1 кг/м) с высотой 114 мм, диаметр пальмы возле места перехода – около 6,8 см. Высота пальмы по приводимым источникам 3,53 м, но сейчас несколько выше – 3,65 м из-за подставки вазона. Это спорные вопросы, потому, что «Посетивший Горный музей летом 1997 г. донецкий кузнец С. Ф. Каспрук получил разрешение на фотографирование пальмы, но не делал точных замеров, поэтому выкованные им в дальнейшем стальные пальмы для Донецка, Киева и Москвы не могут считаться копиями [1]». Следует с данным утверждением согласится и сформулировать в общей постановке задачу определения массо-габаритных параметров пальмы Мерцалова в Горном музее без контактным способом.

Различие времени работы над пальмой Каспрука С. Ф. и Мерцалова А. И. позволяет предположить наличие отработанной технологии и подготовленных приспособлений при работе кузнецов завода Новороссийского общества. Этим можно объяснить и восторженные отклики современников окончания XIX-го века более нас, чувствующих сложность работы с металлом. В публикациях часто цитируется отзыв того времени со ссылкой на «одну из газет»: «Пальма поражает зрителей высотой, стройностью, удивительным изяществом. Ее темные рассеченные листья, веером расходящиеся от ствола, были так легки, а тонкий шершавый ствол так гибок, что вначале было трудно поверить, что это не живое растение, вывезенное с кавказского побережья, а тончайшее произведение искусства. Всем хотелось потрогать ее руками». Некоторые детали оформления пальмы поражают и сейчас, стоит только присмотреться и задаться вопросом возможности повторения забытых технологий, возможно некоторые из них останутся неразгаданными секретами (рис. 9).

Рис. 9. Некоторые элементы пальмы.

Возможно это случайность, но на заводе Новороссийского общества в 1896 г. начал работу литейный цех, заработал новый кузнечный участок с паровыми молотами 1896 г., отработавшим до начала XXI-го века. Скорее всего, начинался период перехода на новые технологии, основным источником энергии становился электрический привод, но реализация этого этапа перевооружения была несколько позже – в 1908 г. – прокатные станы, томасовские конвертеры, двигатели привода прокатных клетей, работавшие до 2008 г. и др.

Ведущий инженер СКБ РТУ Мартыненко В.А., доктор техн. наук, доцент, ФГБОУ ВО ДонНТУ,
профессор кафедры МОЗЧМ Сидоров В.А. Статья для Научно-практической конференции «Художественный металл — сквозь призму столетий» / УДК 621.73; 908.

Список использованных источников

1. Е. С. Тараканова. Стальная пальма из собрания Горного музея. «Черные металлы», март 2016. С. 73-80.
2. Всероссийская промышленно-художественная выставка в Нижнем Новгороде 1896 г. – Москва : Шерер, Набгольц и К°, 1896 – 200 л.
3. Россия на Всемирной Выставке в Париже в 1900 г. СПб., 1900. Ч. 2. — 116 с
4. Фотоальбом. «Виды завода Новороссийского общества в Бахмутском уезде Екатеринославской губернии г. Юзовка» : [фото] // Фонды ГБУ ДНР ДРКМ. – ф 171
5. Всероссийская промышленно-художественная выставка в Нижнем Новгороде 1896 г. Завод Новороссийского общества каменно-угольного, железного и рельсового производства. М. Юзовка. Екатеринославской губ. – С.-Петербург. Коммерческая Скоропечатня проемн. Евгения Тиле, Благовещенская площ. №5.
6. Брокгауз Ф. А., Ефрон И. А. Энциклопедический словарь. Т. XXVII. Ст. «Рельсы». — СПб., 1899. — 480 с.
7. Тиме И. А. Очерк современного состояния горнозаводского дела в Донецком бассейне / Ив. Тиме, проф. Горного ин-та. — Санкт-Петербург : Типография и хромолитография А. Траншель, 1889. — [2], III, [1], IX, [1] 230 с., [13] л. табл. http://elib.uraic.ru/handle/123456789/65789.
8. Горнозаводской листок. № 13. 1896.
9. https://superkovka.by/stati/kuznechnaya-svarka.
10. Скрягин, Лев Николаевич. Якоря / Лев Скрягин. — 3. изд., стер. — Москва: Транспорт, 2001. — 384 с. : ил.; 17 см.; ISBN 5-277-02259-7.
11. Глава III Четырнадцать столетий без перемен. http://www.argolis-yacht.ru/School/LevSkryagin_Anchors/3.htm.
12. Тарасова В. Н., Воронина О. Н. Эволюция технических требований к рельсам в Российской империи — СССР — Российской Федерации (конец XIX — начало ХХI в.). Вопросы истории естествознания и техники, N. 1 /Март 2013. С. 99 — 114.