ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сварка листов и пленок термопластов из "Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии" При футеровке крупногабаритной химической аппаратуры приходится решать вопросы соединения отдельных листов и элементов футеровки в процессе ее осуществления (соединения днищ —с обечайками, штуцеров и люков — с обечайками, днищами и крышками, царг —друг с другом и т.д.). Наиболее удобным способом в ЭТОМ случае является сварка, так как она обеспечивает прочность соединения, составляющую 85—95 % от прочности самого материала. [c.189] Существуют различные способы сварки пластмасс. При производстве защитной футеровки химического оборудования в основном применяют экструзионную сварку, сварку нагретым газом с присадочным прутком и термоконтактную сварку. Выбор способа диктуется наличием оборудования, размерами и геометрической формой свариваемых деталей, физико-химическими свойствами и толщиной материала. Наиболее хорошо поддаются сварке термопласты, имеющие вязкость расплава Г1р = 10 -г-10 Па с и с широким температурным интервалом вязкотекучего состояния (около 50 °С). К ним относятся полиолефины, поливинилхлорид, пентапласт, фторопласты Ф-2, Ф-2М, Ф-4МБ, Ф-4, Ф-42, Ф-26. [c.189] Экструзионная сварка осуществляется с помощью пистолета-экструдера (рис. 8.2), через мундштук которого вьщавливается расплавленный присадочный материал в зазор между соединяемыми поверхностями, нагревая их и сплавляя друг с другом. Применяются полуавтоматы ПСП-3 и ПСП-4, у которых пистолет-экструдер имеет шнековый питатель, и полуавтоматы ПСП-5 и РЭСУ-500 с пистолетами-экструдерами прямоточного типа, использующие сварочный пруток. [c.189] Перед сваркой стыки листов разделывают У-образно с углом скоса кромок 60—70°. В процессе сварки над канавкой формируют усиливающий валик высотой 1—1,5 мм. [c.189] Температура присадочного материала должна быть на 30—60 °С выше температуры текучести полимера, причем наименьший перегрев требуется при сварке листов большой толщины (свыше 5 мм). [c.190] Несомненными достоинствами экструзионной сварки, как любого механизированного способа, являются высокая производительность, высокое качество шва, возможность осуществлять сварку толстых листов за один проход. [c.190] При осуществлении сварных соединений при футеровочных работах, независимо от способа сварки, следует соблюдать общие требования к любым сварным соединениям (недопустимость перекрещивания швов и т. д.). [c.190] При сварке вкладышей штуцеров и люков необходимо руководствоваться следующими соображениями. Вкладыши штуцеров следует изготавливать из труб соответствующего диаметра толщиной 3—4 мм. Один конец вкладыша нужно отбортовывать на привал очную поверхность металлического фланца штуцера, для чего его предварительно прогревают легким пламенем газовой горелки. Другой конец вкладыша приваривают к футеровке аппарата (рис. 8.3). [c.190] Для аппаратов, эксплуатируемых при нормальных температурах, штуцера диаметром до 30 мм приваривают к футеровке встык, для чего вкладыш обрезают заподлицо с футеровкой стенки аппарата, подготавливают необходимые фаски на вкладыше и футеровке, которые заполняют расплавленным материалом с помощью пистолета-экструдера (рис. 8.3, а). Вкладыши штуцеров диаметром более 30 мм у аппаратов, эксплуатируемых при нормальных температурах, рекомендуется выпустить внутрь аппарата на 15—20 мм и отбортовать его на футеровку при подогреве горячим воздухом из сварочного пистолета. После охлаждения отбортовки следует зачистить место сварки и приварить отбортованную часть вкладыша к футеровке пистолетом-экструдером (рис. 8.3, 6). [c.191] У аппаратов, работающих при повышенных давлениях, штуцер-вкладыш из полимерного материала рекомендуется приваривать к футеровке с применением компенсационного кольца шириной 50—60 мм из листа толщиной 3—4 мм. Кольцо по периметру внутренней окружности приваривается к вкладышу, а внешней — к футеровке аппарата (рис. 8.3, в). [c.191] Люки аппаратов защищают приклеиванием листов полимерного материала (дублированного или недублированного — в зависимости от адгезионных свойств). Металлический фланец люка защищают, как и фланцы аппарата, отбортовкой футеровки на привалочную поверхность. Другой край футеровки люка выпускают в аппарат на 30—40 мм, отбортовывают на футеровку аппарата и приваривают к ней. Если футеровку люка осуществляют раньше футеровки аппарата, то отбортованную часть приклеивают непосредственно к аппарату, затем к ней подгоняют листы футеровки аппарата и место стыковки приваривают. [c.191] Сварные швы проверяют дефектоскопом при напряжении 20 кВ. Дефекты исправляют путем местной зачистки с повторной проваркой. [c.191] Сварка нагретым газом с присадочным прутком. Это — преимущественно ручной метод. Осуществляется он с помощью сварочных горелок (пистолетов), в которых используется в основном электрический подогрев газа-теплоносителя (например, горелка ГЭП-67). Этот вид сварки является простым и наиболее доступным способом соединения толстостенных деталей из термопластов и широко используется при изготовлении химической аппаратуры и трубопроводов. Горячий газ (воздух, азот, диоксид углерода), выходящий из сопла, нагревает одновременно свариваемые кромки и присадочный пруток. Уплотнение шва осуществляется сварщиком путем прижатия присадочного прутка рукой. Угол наклона сопла сварочной горелки к свариваемым кромкам составляет 45°, а прутка — 90°. Типы сварочных швов определены ГОСТ 16310-80. [c.191] Присадочный пруток должен иметь более низкую температуру размягчения, чем основной материал, что достигается введением пластификаторов в материал прутка. [c.192] Можно осуществлять сварку и без применения присадочного прутка. В этом случае после доведения свариваемых поверхностей до состояния ВЯЗКОГО течения к соединяемым деталям прикладывается давление во взаимно перпендикулярном направлении. [c.192] Термоконтактная сварка осуществляется с помощью нагретого инструмента и используется для соединения труб, листов и особенно пленок. Свариваемые поверхности доводятся до вязкотекучего состояния контактным нагревом от металлического инструмента, от которого сообщается и необходимое для получения соединения давление. В зависимости от свариваемых деталей в качестве инструмента используют вращающиеся ролики, пластины в виде ножей, электроутюги, клещи, переносные прессы. В стационарных условиях используют различные прессы (консольные ПС-100, ПС-300 и портальные ПС-400, ПС-12, которые позволяют за один цикл выполнить шов длиной 0,4—3,75 м и шириной 50—70 мм. [c.192] Различают две разновидности термоконтактной сварки. [c.192] Первая — сварка оплавлением, используемая для соединения деталей большой толщины (свыше 3 мм). В этом случае нагреватель плотно контактирует с поверхностями, подлежащими соединению, и не происходит сквозного плавления материала. Температура нагревателя и сварки одинакова и на 100—120 °С выше температуры плавления термопласта. Время нагрева 30— 50 с, после чего нагреватель удаляется и к свариваемым поверхностям прикладывается давление осадки (0,1—0,5 МПа), обеспечивающее течение полимера в зоне шва. В ряде случаев нагревательный инструмент изолируют антиадгезионными прокладками или покрытиями из фторполимеров. Иногда между свариваемыми плоскостями закладывают электронагреватели, через которые пропускают ток и которые остаются в сварном шве после приложения давления. [c.192] В заключение необходимо остановиться еще на одном, менее распространенном, но весьма перспективном направлении защиты металлов полимерами. Речь идет о металлополимерах (металлопластах) — металлическом прокате, покрытом пленкой термопластов (поливинилхлорида, полиэтилена). Производству металлопластов уделяется большое внимание у нас и за рубежом, так как в этой технологии индустриально объединены два процесса прокат металла и его защита. При этом устраняются многие малопроизводительные и, главное, вредные ручные операции, связанные с применением клеев, растворителей, пластификаторов и других токсичных и пожароопасных веществ. У нас промышленно освоен выпуск ряда металлопластов, например ставинила (сталь 08 кп, плакированная ПВХ-пленкой), стапэ-на (стальная полоса, плакированная полиэтиленом). Сварку стальных листов в таких материалах осуществляют обычным способом с последующей приваркой полосы термопласта вдоль сварного шва к материалу покрытия. Имеется опыт изготовления из металлопластов газоходов, вентиляционных систем, химических аппаратов. [c.193] Вернуться к основной статье