ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Материалы для изготовления аппаратуры из "Оборудование производств Издание 2" Общие требования,к материалам, применяемым для изготовления аппаратуры в химических производствах, определяются св0Йствами перерабатываемых веществ, температурными условиями процесса и давлением, при котором работает аппарат. [c.10] В производствах основного органического синтеза (ООС) и синтетических каучуков (СК) приходится иметь дело с разнообразными органическими и неорганическими веществами, относящимися к различным классам. Поэтому первостепенное значение имеет выбор материала, стойкого к воздействию рабочей среды. Следует также иметь в виду, что не только перерабатываемые вещества могут влиять на материал аппаратов, но и сам материал аппарата может воздействовать на перерабатываемые вещества и влиять на технологический процесс. Например, обычные сорта стали при высоких температурах способствуют разложению паров спирта с образованием углерода, отщеплению боковой цепи при дегидрировании алкилбензолов железо оказывает каталитическое действие в процессах хлорирования углеводородов. [c.10] Температуры, при которых работают аппараты в промышленности ООС и СК, колеблются в широких пределах. Наиболее высокие температуры встречаются в процессах пиролиза, в частности при пиролизе метана, который осуществляется при 1500—1600 °С. Очень распространены рзаличные каталитические процессы, проводимые при температурах от 300 до 600 °С. Раббта многих реакторов и разделительной аппаратуры протекает в зоне температур, немного отличающихся от нормальной. Наконец, имеются такие процессы, которые требуют весьма низких температур. Например, полимеризация изобутилена, разделение углеводородных газов ректификационным методом проводятся при —100 °С. Совершенно ясно, что в одних случаях необходимо применять для изготовления аппаратуры материалы, обладающие жаростойкостью, в других — морозостойкостью, которая характеризуется сохранением пластических свойств этих материалов (в том числе и металлов) при низких температурах. [c.10] Аппараты высокого давления, как правило, применяются для реакций с участием водорода, поэтому их необходимо изготовлять из материалов, стойких к водородной коррозии, или покрывать защитным слоем. [c.11] Из сказанного следует, что условия работы аппаратуры в производствах ООС и СК чрезвычайно разнообразны как по природе перерабатываемых веществ, так и по температуре и давлению. Вследствие этого для изготовления аппаратов приходится применять различные металлы и сплавы, не защищенные и защищенные с поверхности покрытиями (металлическими и неметаллическими). Кроме металлов и сплавов получили распространение и неметаллические материалы, которые особенно пригодны для изготовления трубопроводов и арматуры. [c.11] Помимо рассмотренных основных показателей при выборе материала необходимо учитывать его механические свойства, легкость обработки, теплопроводность, дешевизну и доступность, а также климатические и температурные условия, в которых будут работать монтируемые на открытом воздухе аппараты и коммуникации. [c.11] Из всех металлов и сплавов для изготовления аппаратуры в производствах ООС и СК, как и в других химических производствах, чаще всего применяются железоуглеродистые сплавы, т. е. стали и чугуны различного качества. [c.11] Стали и чугуны. Сталь является сплавом железа и небольшого количества углерода (до 2%) с примесями серы, кремния, фосфора, марганца. [c.11] Содержание углерода оказывает большое влияние на качество стали с его увеличением повышается предел прочности и предел текучести, снижается пластичность, уменьшается склонность стали к старению, повышается хрупкость и ухудшается свариваемость. Сталь, содержащая углерода меньше 0,25%, называется низкоуглеродистой, от 0,25 до 0,6% —среднеуглеродистой и от 0,6 до 2% (предельное содержание) — высокоуглеродистой. [c.11] Различают сталь обыкновенного и повышенного качества, качественную и высококачественную. Большую часть химических аппаратов изготовляют из углеродистой стали обыкновенного и повышенного качества (ГОСТ 380—71). [c.12] Сталь обыкновенного качества используется для изготовления деталей и аппаратов, к которым не предъявляется особых требований в отношении прочности и коррозии (с антикоррозионными покрытиями она пригодна и для изготовления аппаратов, работающих в агрессивных средах). В химическом аппаратостроении наиболее часто применяются следующие марки сталей Ст. 3, Ст. 4 и Ст. 5. Цифра за буквами Ст. (сталь) означает условный порядковый номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств. [c.12] Для изготовления ответственных деталей аппаратов, работающих в неагрессивных средах, применяется углеродистая качественная сталь (ГОСТ 1050—60). В зависимости от содержания углерода эта сталь условно маркируется цифрами 08, 10, 15, 25, 30 и т. д. Двухзначные цифры указывают на среднее содержание углерода в сотых долях процента (например, сталь марки 10 содержит в среднем 0,10% углерода). [c.12] Другим видом железоуглеродистых сплавов являются чугуны. Они отличаются повышенным содержанием углерода (более 2%). Для изготовления химической аппаратуры в промышленности ООС и СК чугуны применяются в значительно меньшей степени, чем стали. Вследствие хрупкости и меньшей прочности чугуны обычно используются в видё литья для аппаратуры, работающей под избыточным давлением не выше 6 кгс/см , а при диаметре-аппарата более 2 м — не выше 3 кгс/см . [c.12] Большей прочностью и вязкостью обладает ковкий чугун (ГОСТ 1215—59) марок КЧЗО-6, КЧЗЗ-8 и др. (первые две цифры означают предел прочности при растяжении, цифры после дефиса — относительное удлинение). [c.12] В растворах щелочей на поверхности железоуглеродистых сплавов образуются нерастворимые продукты, защищающие их от коррозии. Образование защитных пленок начинается уже при pH 9,5 но при концентрациях щелочей более 30%, особенно при повышенных температурах, защитное действие этих пленок резко снижается. [c.13] В органических кислотах, не являющихся окислителями, железоуглеродистые сплавы быстро разрушаются. В других органических средах (спирты, углеводороды, хлорпроизводные и т. п.) в отсутствие воды они практически не корродируют. [c.13] Разрушение железоуглеродистых сплавов наблюдается и в сухих газовых средах, особенно при повышенных температурах (выше 300°С). Газовой коррозии способствует наличие окислителей, которыми чаще всего являются кислород воздуха, а также перегретый водяной пар при температурах выше 500 °С. [c.13] В результате чего происходит разрыхление структуры и постепенное обезуглероживание стали. [c.13] Вернуться к основной статье