Справочник по конструкционным материалам (998983), страница 66
Текст из файла (страница 66)
Обычно каменные природные материалы используют в виде штучных изделий простой формы. Из расплавов природного каменного сырья получают фасонные изделия, даже трубы. К искусственным минеральным материалам относят: кислотоупорный кирпич (ГОСТ 474 — 90), кислото- и термокислотоупорные плитки, шамотный кирпич, кварцевое (ГОСТ 16548-80) и силикатное (ГОСТ 8688-77) стекло, ситаллы и шлакоситаллы (ТУ 21-УСС-539 — 70), кислотоупорный бетон; их физико-химические свойства, включая коррозионную стойкость, описаны в работе 1431.
Для изготовления тонкой химической аппаратуры, в том числе промышленной, контактирующей с высокоагрессивными средами, начинают применять кварцевое и силикатное стекло в виде труб диаметром до 300 мм, змеевиков, футеровочных плит, фасонных изделий, царг ректификационных колонн. Коррозионная стойкость кварцевого и силикатного стекла примерно одинакова — оно устойчиво практически во всех минеральных и органических кислотах до 80 С, кроме плавиковой кислоты при комнатной температуре и фосфорной при высокой. Кварцевое стекло имеет значительно более высокую термостойкость по сравнению с силикатным. Ситаллы и шлакоситаллы являются кристаллическими стеклами, которые получают с помощью специальной термической обработки.
Они имеют высокую коррозионную стойкость в серной, соляной, азотной, фосфорной, уксусной кислотах 1431. Эти материалы чаще всего применяют в виде футеровочных плиток, которые крепят к поверхности конструкций растворами на силикатных и полимерных вяжущих наполнителях.
Кислотоупорный бетон представляет собой затвердевшую смесь кислотоупорного цемента и песка со щебнем из кислотоупорных природных каменных пород. В свою очередь кислотоупорный цемент состоит из вяжущего (жидкое стекло) наполнителя— порошка из кислотостойких природных каменных материалов; можно также использовать порошки искусственных каменных материалов, способствующих схватыванию и твердению (кремнефтористый натрий Ма~81Р).
Кислотоупорный порошок в смеси с кремнефтористым натрием известен как кислотоупорный кварцевый кремнефтористый цемент. В зависимости от конструкции применяют ряд составов кислотоупорных бетонов, з отличающихся между собой расходом составляющих в килограммах на 1 м бетона. Кислотоупорный бетон стоек к действию многих минеральных кислот в широком диапазоне концентраций, агрессивных газов и солей с кислой реакцией. К кислотоупорным принадлежат также полимерсиликатбетон и полимербетон. Полимерсиликатбетон имеет тот же состав, что и кислотоупорный бетон, но только с введением в смесь добавки фурилового спирта в количестве 3 % от массы жидкого стекла.
Добавка фурилового спирта делает его более пластичным, прочным и водостойким. Полимербегон получают при отвердении смеси, состоящей из связующего (эпоксилные, полиэфирные, акриловые, фурановые, карбоамидные смоли), отвердителя и заполнителя. Он имеет высокую прочность и стойкость против серной, соляной, азотной, фосфорной, 378 уксусной, щавелевой и молочной кислот, едкого патра, водного раствора аммиака, минеральных солей (1Ц. При использовании этих материалов элементы технологического оборудования, зданий, сооружений должны работать в условиях, исключающих замо- раживание и оттаивание.
Углеграфитовые изделия обладают высокой коррозионной стойкостью в минеральных кислотах, ХаОН и многих других средах, являясь к тому же термостойкими, а также тепло- и электропроводными. Например, углеграфитовые плитки АТМ-1 химически стойки до 20 С в 5 'Ь-ной НМО и уксусной кислоте любой концентрации; до 100 С в щавелевой кислоте любой концентрации; до 130 С в 60 %-ной Нз3О~ и до г в НС! любой концентрации, 80 /~е-иой НзРО4 и 48 «~е-ной НР, а также в А1з(304)з, А1С1З, МН~С1, РеС!з, Рез(804)з, этиловом спирте, бензоле, толуоле, ацетоне и бензине 1111. Углеграфитовые изделия получают методом прессования и последующего отжига массы, состоящей нз измельченного и прокаленного антрацита и нефтяного или каменноугольного пека.
Различают изделия, отожженные при 1300 С (угольные) и при 2300 С (графитизированные). Графитизнрованные изделия имеют более высокую прочность при растяжении и изгибе, на порядок более высокую теплопроводность, более высокую температуру применения (до 400 вместо 350 С). Для защиты химической аппаратуры углеграфитовые материалы применяют в виде штучных изделий — блоков, пластин, фасонных изделий (ТУ 48-12-6-7), ТУ 48-12-11 — 77. Резины н эбеннты. Изготовляют их на основе натурального или синтетического каучука. Резиновая смесь представляет собой композицию из каучук» и серы. С повышением содержания серы в каучуке изменяется твердость резины, Выпускают мягкие, средней и повышенной твердости резины, эбониты и полуэбониты. Кроме серы резино- вые смеси содержат наполнители, ускорители и активаторы вулканизации, в также дру- гие добавки. Резиновые смеси и эбониты используют в технике как коррозионно-стойкие уплотнительно-прокладочные материалы и для гуммироввння в качестве антикоррозийной обкладки аппаратуры.
Для обкладки применяют листовую техническую резину (ГОСТ 7338 — 77): кислотощелочестойкую, теплостойкую, морозостойкую, маслобензостойкую, пищевую. Для защиты от коррозии проводят гуммирование резервуаров, арматуры, насосов, гальванических ванн, прокладок и т. д. Рекомендуемые марки резин и эбонитов для службы в агрессивных средах приведены в табл. 6.9. Все большее распространение в технике находят полнуретановые каучуки, прояво ляющие да 60 С стойкость в воде, растворах нитрата и сульфата аммония, хлорида натрия. Полиуретан стоек в органических средах — бензине, глицерине, растительном масле, пропане, этиловом спирте, тетраэтилсвинце. Исполнение, категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования всех видов машин, приборов и других технических изделий в части воздействия климатических факторов внешней среды устанавливает ГОСТ 15 150-69.
379 Таблица 6.9. Реиовееидуевеые веприн резии и збоиитев |11) дли елуятбы в вгрессивиыя средах Эбониты и полу збоннты Концен- трация, та мягкие н ереяней '$веряости повышенной 51-1Яб, 51-1 629 60-340, 60-341, ИРП-1390 51-! 639 ИРП-1391 20 51-! 639 ИРП-1390 крсмиефтори- сто-водородная 51-! 639 60-340, 60-341, ИРП-! 390 125 70 60 70 ИРП-1394 ИРП-1 391 51-1639 51-1 632, ИРП-! 394 100 51-! 629 Любм Ю 1!0 20 100 ИРП-1391 51-1632 ИРП-1 391 60-340, 60-341, ИРП-1390 51-1 639 51-! 574, 60-343, 60-344 51-1626, 51-1 627, 51-! 629 Любая 70 ИРП-1394, 51-! 632 110 ИРП-! 390 51-1639 70 100 10 Ю ИРП-1 394 60-340, 60-341, ИРП-1390 51-1639 ИРП-! 391 ИРП-1 394 Любм 70 51-1Я6, 51-1 627, 51-! 629, 60-344 30 51-1 639 51-! 626.
51-1 627 51-1 639 С р <С,-С! Хлорим изассть Любая 70 60-340, 60-341, ИРП-1390 60-343 ИРП-! 39! 60-343, 60-344 80 Хлор !сухой и влаж- ный) 380 Осиоааиия: гидрокисид калия Гидрокисид натрия 10 15 14 27 27 60 70 10 1О 20 Любая 70 20 100 70 !ОО !ОО 85 70 80 90 20 51-! 639 60-340 60-341, ИРП-1394 60-340, 60-341, ИРП-1 390 51-! 632 ИРП-1391 51-! 632 ИРП-1394 51-1632 51-1632 60-343 51-1627 51-1626 51-1627 51-1 626, 51-1 627, 51-1629 51-! 574 51-1 626, 51-1 627 51-1629 51-1 626, 51-! 627 51-1 626 51-1629 60-343, 60-344 51-1 626, 51-! 627, 60-343, 60-344, 51-1574 51-1 626, 5 1-! 627, 51-1574 51-! 626, 51-1627, 51-1 629 51-1574 62. Теплоетойкие материалы Теплостойкими называют материалы, способные работать в нагруженном состояо нии при температурах до 600 С в течение определенного времени.
Наиболее распространенным в современной технике жаропрочным материалом являются жаропрочные стали, что объясняется их невысокой стоимостью и хорошими технологическими свойствами. По масштабам применения они занимают ведущее место при температурах 500- 750 С; при температурах ниже 450 С целесообразно использовать обычные конструкционные стали. прочные аустенитные стали. Теплостойкие стали подразделяют на низколегированные и среднелегированные перлитного и мартенситного класса (ГОСТ 20072-74), а также высоколегированные хромистые стали (ГОСТ 5632-72). Марки теплостойких сталей и рекомендации по их применению приведены в табл. 6.10, а механические свойств» при комнатной и повышенных температурах — в табл.
6.11. Табяииа 6.10. Низке- и срелиелегиреваниые теплеетейкие стали (ГОСТ 20072-74) Темлература, С Марка стали экюллуатации (рекомендуемая) интелеяалого окисления Стали лерлилиого «ласса 12МХ 12Х1МФ 5!0 570-585 Трубы пароперегревателей, трубопроводе в, колдекторных установок высокого давления, поковки для котлов и паропроводов. Детали цилиндров газовых турбин 570 600 500-580 20Х1М1Ф1ТР 20Х! М1Ф1БР Крепежные детали турбин и фланцевых сое- динений паропроводов и аппаратуры 510 520-550 25Х1МФ, 25Х2М1Ф Болты, плоские пружины, шпильки и другие крепежные детали 450-500 500-560 18ХЗМВ 20ХЗМВФ Трубы для гидрогенизационных установок Роторы, диски, поковки, болты.
Трубы в ысо- кого давления ддя химической аппаратуры и гидрогенизационных установок 12Х2МВ8ФБ 650 Энергетическое машиностроение 381 Для изготовления деталей, работающих в нагруженном состоянии при темнератуе рах до 600 С в течение длительного времени, применяют главным образом стали на основе а-РЬ (перлитные, мартенситные и др.) и их классифицируют как теплостойкие е (теплоустойчнвые) стали. При температурах выше 600 С в основном используют жаро- Окончание табл. б.
10 По ЧМТУ1ЦНИИЧМ ! 154-64. Таблица 6.11. Механические свойства низко- и срсдислегиревяиных теплестейких сталей при комнатной и повышенных температурах (17, 251, ие маисе а, а а®0с0 а, с0с0 анп~ аьч > КСУ, Мдн1м Мйа 70 108 110 140 35 84 118 !30 220 65 !50 90 250 75 !30 120 30 70 200 150 !60 130 40 38 65 50 П р н м с ч а н н е.
Стали термообработаны в соответствии с рекомендацнямн ГОСТ 20072-74. Перлитные стали предназначены для длительной эксплуатации при 450 — 580 С. Применяют их в основном в котлотурбостроенни для изготовления паропроводных н пароперегревательных труб. Так как они характеризуются продолжительными сроками службы (сотнн тысяч часов), то их не подвергают упрочняющей термической обработке и применяют в отожженном или нормализованном и отпущенном состоянии (иногда вообще без термической обработки). Необходимая теплостойкость перлитных сталей достигается комплексным легированием хромом, молибденом, ванадием, ннобием; содержание каждого из этих элементов не превышает 1 % (мас.), за исключением хрома, содержание которого длл повышения жаростойкости доводят до 2,5-3,0 % (мас.).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
