ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы изготовления аппаратов из "Химическое сопротивление неметаллических материалов и защита от коррозии" При проектировании любого изделия из пластических масс следует всегда иметь в виду, что успешное решение поставленной задачи во многом определяется правильным учетом характерных для материала свойств и грамотным выбором методов его переработки. [c.231] В большинстве случаев пластмассовое изделие оказывается менее сложным, более легким и обладает более высокими эксплуатационными характеристиками, чем аналогичное изделие из традиционных конструкционных материалов. В качестве примеров можно привести корпус аппарата из стеклопластика (рис. 12Л) или пластмассовую решетку (рис. 12.2), изготавливаемые за одну технологическую операцию. [c.231] Прежде чем приступить к расчету и конструированию изделия из конструкционной пластмассы, необходимо располагать данными об условиях его эксплуатации рабочей температуре, характеристике окружающей среды, виде механического нагружения и времени действия нагрузки. Именно эти данные во многом предопределяют выбор материала. [c.231] Следующий этап работы — анализ и уточнение возможных методов изготовления и сборки отдельных деталей. [c.231] С учетом крупногабаритности химических аппаратов наибольшее применение для их изготовления находят следующие методы компрессионное и литьевое прессование, литье под давлением, формование, напыление, намотка. [c.232] Простейшим из существующих методов является контактное формование. Сущность его состоит в том, что на изготовленную деревянную, гипсовую или металлическую форму укладывают сырые листы из фаолита или стеклопластикового полуфабриката (рис. 12.3, а), прикатывают их валиком для удаления воздушных пузырей. Затем производят отверждение изделия на форме при нормальной или при повышенной температуре (в зависимости от материала). Разновидностями этого метода являются формование методом вакуумного всасывания — вакуум-формование (рис. 12.3, б) и формование при помощи резинового мешка (рис. 12.3, в). В обоих этих видах формования за счет деформации резинового мешка на материал передается сжимающее усилие, которое его уплотняет, что способствует повышению физико-механических характеристик. [c.232] Компрессионное и литьевое формование, а также литье под давлением требует изготовления пресс-форм. Эти методы переработки применимы в массовом и серийном производстве. [c.233] Отечественная промышленность вьшускает литьевые и прессовочные стекловолокнистые и другие композиции для изготовления мало- и крупногабаритных изделий при низких и средних давлениях. Из таких материалов изготавливают рамы фильтр-прессов, опорные и распределительные решетки, тарелки колонной аппаратуры, фланцы, крышки, днища и другие изделия. [c.233] Методы переработки композиционных материалов в изделия имеют много общего с методами переработки полимеров и отличаются от них в ряде случаев только из-за специфики свойств некоторых компонентов композиционных материалов. Конструкционные полимерные материалы, используемые для изготовления изделий химического машиностроения, применяемых в различных отраслях промышленности (трубопроводы, емкостная, колонная и реакционная аппаратура, газоходы, вентиляционные системы и др.), — это в основном различные стеклопластики, волокниты типа фаолита, углепластики и их комбинации. Методы изготовления изделий из этих материалов практически одинаковы. [c.233] Эти методы отличаются разнообразием аппаратурно-технологического оформления и зависят от формы и размеров изделия, типа полимерной матрицы и наполнителя, специфики заданных эксплуатационных свойств и ряда других факторов. В самом общем виде эти методы могут быть разделены на открытые и закрытые. [c.233] К открытым методам относятся методы контактного формования, напыления, намотки, центробежного формования и ряд их разновидностей. Общим для этих методов является наличие одной формообразующей поверхности, что обусловливает трудности контроля за распределением компонентов по толщине изделия. Однако дополнительное уплотнение свободной поверхности изделия, формуемого указанными методами, позволяет в определенной степени повысить стабильность технологии и улучшить качество изделия. [c.233] К закрытым методам относятся прессование, инжекционное формование, протяжка. В этих случаях вся поверхность изделия формуется в контакте с соответствующими элементами формы и не требуется последующего уплотнения материала. Сам процесс изготовления обеспечивает требуемую точность толщины стенки. [c.233] Вид армирующего наполнителя во многом определяет выбор метода формования изделий. Так, например, элементарное стеклянное волокно, получаемое вытяжкой через фильеры из расплава, можно использовать для получения высокопрочных однонаправленных стеклопластиков — СВАМ нити, жгуты, ленты целесообразно использовать при намотке оболочек рубленое волокно более всего пригодно для метода напыления холсты и ткани используются в основном при контактном формовании, прессовании, прямой намотке труб композиты, в которых использованы хаотично ориентированные волокна, также удобно применять при контактном формовании и прессовании. [c.235] Как уже отмечалось, создание композиционных материалов происходит в процессе формования изделия. Если совмещение волокнистого наполнителя и матрицы (полимерного связующего) происходит в процессе формования изделия, говорят о мокром способе формования. Если же для формования изделия используются предварительно пропитанные связующим волокнистые наполнители — так называемые препреги , то речь идет о сухом способе формования. При изготовлении препрегов растворы полимерных связующих наносят в заданном количестве на поверхность армирующих волокон с последующей их сушкой для удаления растворителя. Такие полуфабрикаты сохраняют свои технологические свойства, т. е. пригодны для переработки в изделия, в течение 10—15 дней. [c.235] Метод намотки дает возможность наиболее полно реализовать достоинства полимерных композиционных материалов. Разнообразие способов технологического и конструктивного оформления процесса намотки позволяет создавать изделия самых различных форм и размеров как мокрым , так и сухим способами. [c.235] Уровень давления определяется гидравлическим сопротивлением пористой среды и газовыделением при отверждении связующего. [c.236] Без давления осуществляются процессы контактного формования и напыления. Уплотнение композиции в этих случаях прика-точными валиками носит локальный и кратковременный характер. Намотка и центробежное формование производятся при малом давлении. Среднее давление прикладывается к изделию при мокром прессовании волокнистого наполнителя в замкнутой форме, высокое — при прессовании предварительно пропитанных материалов. [c.236] При формовании контактным методом изделий двойной кривизны (например, крышек или днищ химических аппаратов) удобно выбирать тканые армирующие материалы, используя метод диагональной вытяжки для формования трансверсально-изотропного пакета с относительным поворотом отдельных слоев на 45° (рис. 12.7). [c.237] Существенным недостатком метода намотки является получение изделий с недостаточной герметичностью, что характерно, впрочем, для других методов открытого формования. Этот изъян устраняется за счет изменения угла намотки, путем создания мно гослойной конструкции стенки изделия или путем применения герметизирующего слоя из термопластов или эластомеров (создание бипластмасс). [c.237] Возможность изготовления методом намотки изделий сложной геометрической формы ограничивается стоимостью оборудования. Однако при изготовлении крупногабаритных изделий снижение массы по сравнению со стальной конструкцией, уменьшение затрат на монтаж и эксплуатацию позволяют в 5—10 раз снизить расходы. [c.237] Вернуться к основной статье