ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Конструкционные материалы в химическом аппаратостроении из "Проектирование процессов и аппаратов химической технологии" В химической промышленности условия работы аппаратов характеризуются широким диапазоном температур — примерно от —254 до +2500°С при давлениях от 0,015 Па до 600 МПа при агрессивном воздействии среды. Основными требованиями, которым должны отвечать химические аппараты, являются механическая надежность, долговечность, конструктивное совершенство, простота изготовления, удобство транспортирования, монтажа и эксплуатации. Поэтому к конструкционным материалам проектируемой аппаратуры предъявляют следующие требования 1) высокая коррозионная стойкость материалов в агрессивных средах при рабочих параметрах процесса 2) высокая механическая прочность при заданных рабочих давлениях, температуре и дополнительных нагрузках, возникающих при гидравлических испытаниях и эксплуатации аппаратов 3) хорошая свариваемость материалов с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений 4) низкая стоимость и доступность материалов. Кроме того, при выборе конструкционных материалов необходимо учитывать физические свойства материалов (теплопроводность, линейное расширение и т. д.). [c.7] Для изготовления аппаратов в химической промышленности в качестве конструкционных материалов применяют черные металлы и сплавы (стали, чугуны), цветные металлы и сплавы, незащищенные и защищенные с поверхности покрытиями (металлическими и неметаллическими), неметаллические материалы (пластмассы, материалы на основе каучука, керамику, углеграфитовые и силикатные материалы, дерево). [c.7] Под коррозией понимают разрушение поверхности металла вследствие протекания химических или электрохимических процессов. [c.7] Химическая коррозия — результат взаимодействия металла с химически активными веществами. Частными случаями химической коррозии являются газовая водородная, карбонильная, сероводородная и некоторые случаи атмосферной коррозии. [c.7] Для изготовления химической аппаратуры должны использоваться конструкционные материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1—0,5 мм/год чаще применяются материалы стойкие (скорость коррозии 0,01—0,05 мм/год). [c.8] Материал, из которого изготавливают химические аппараты, должен обладать высокой химической стойкостью не только для обеспечения необходимой долговечности аппарата, но и для безопасности условий работы и сохранения чистоты продукта. Разрушившийся материал загрязняет продукт, снижает его качество и может проявить каталитические свойства в побочных процессах или, наоборот, может быть каталитическим ядом (например, в процессе окисления аммиака). [c.8] Нагревание неорганических неметаллических материалов может вызывать их термическую деструкцию, в результате чего снижаются механическая и химическая стойкость. [c.9] Органические конструкционные материалы — органические полимеры (пластмассы) — обладают высокой химической стойкостью ко многим агрессивным средам, но подвержены термической и фотохимической деструкции, биологической коррозии в результате действия жидких и газообразных агрессивных сред. [c.9] По химическому составу и механическим свойствам конструкционные материалы должны удовлетворять требованиям ГОСТов, ОСТов, ТУ. [c.9] Ниже приводятся конструкционные материалы для химической аппаратуры и их характеристики. [c.9] Углеродистые стали. Сталь является сплавом железа и небольшого количества углерода (до 2%) с примесями серы, кремния, марганца, фосфора. 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 7о—высокоуглеродистой. [c.9] Стали имеют наибольшее применение благодаря своей прочности, вязкости, способности выносить динамические нагрузки, свариваться, хорошо обрабатываться резанием и прокаткой, низкой стоимости и доступности. [c.9] Сталь углеродистая обыкновенного качества (ГОСТ 380—71). В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик сталь подразделяется на три группы А — поставляемую по механическим свойствам Б — поставляемую по химическому составу В — поставляемую по механическим свойствам, соответствующим нормам для стали группы А, и по химическому составу, соответствующему нормам стали группы Б. [c.9] Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3, 4 по степени раскисления изготовляют кипящей (кп), полуспокойной (ис), спокойной (сп), а с номерами 5 и б—полуспокойной н епокойной. Сталь марок СтО и БСтО по степени раскисления не разделяют. [c.9] Кипящая сталь получается более ускоренным способом при недостаточно полном раскислении, поэтому при застывании в изложнице из металла выделяются пузырьки СО, образующиеся за счет реакции РеО с углеродом стали. Эта сталь дешевле полуспокойной и спокойной стали. По сравнению со спокойной сталью (минимальное количество РеО обеспечивает спокойное застывание стали в изложнице), получаемой при полном раскислении, кипящая сталь обладает большей склонностью к хладноломкости, меньшей стойкостью против хрупких разрушений при низких температурах и худшей свариваемостью. Полуспокойная сталь — это сталь промежуточного типа. [c.10] Сталь углеродистая обыкновенного качества применяется при изготовлении обечаек, днищ, фланцев, люков, лазов, патрубков и других деталей аппаратов, работающих в интервале температур от —20 до +425°С и давлении до 5 МПа с антикоррозийными покрытиями она пригодна и для изготовления аппаратов, работающих в агрессивных средах. [c.10] Сталь углеродистая качественная конструкционная (ГОСТ 1050—74) используется для изготовления сварных эмалированных аппаратов, корпусов, днищ, трубных пучков теплообменников, змеевиков и других элементов аппаратов, работающих в интервале температур от —20 до +475 С при давлении до 10 МПа с неагрессивными и малоагрессивными средами. [c.10] В марке стали двузначные числа например, 08, 10, 15, 20 обозначают содержание углерода в сотых долях процента, буква Г — повышенное содержание марганца. [c.10] Вернуться к основной статье