Титан и его сплавы

Титан химически стоек к действию кипящей азотной кислоты, нитритов, нитратов, хлоридов, сульфидов, органических кислот.

Однако в серной соляной и плавиковых кислотах титан разрушается.

Титан и его сплавы по прочностным показателям приближаются к стали, но имеют значительно меньшую плотность.

Изделия из титана в 8–10 раз дороже изделий из хромникелевых сталей.

Титан достаточно технологичен при переработке в изделия. Высокая стоимость титана иногда окупается низкими затратами на ремонт, долговечность оборудования.

Из титановых сплавов изготавливают фильтры, сушилки, теплообменники, колонные аппараты и др. оборудование.

Тантал

Тантал характеризуется высокой^- прочностью и тугоплавкостью. Температура его плавления 3000°С. Тантал стоек в сильноагрессивных средах, таких как горячая соляная кислота, смесь соляной и азотной кислоты («царская водка»), но нестоек к воздействию олеума, соединений фтора, концентрированных растворов щелочей /8,2/.

Лекция №4

1. Неметаллические конструкционные материалы.

2. Процесс пылеулавливания и параметры его характеризующие.

3. Особенности движения частиц в среде. Закон сопротивления.

Неметаллические конструкционные материалы

Их применение позволяет экономить дорогостоющие и дефицитные материалы.

Фторопласт (тефлон) – элементы конструкций из фторсодержащих полимеров обладают стойкостью практически во всех агрессивных средах в широком интервале температур

Фторопласт не сваривается и склеивается с трудом.

Применяется для изготовления трубопроводов химической промышленности, деталей аппаратов, работающих со средами средней и высокой агрессивности. Суспензия фторопласта-3 используется для антикоррозионных покрытий стальной аппаратуры.

Винипласт – термопластичная масса устойчивая к воздействию почти всех кислот, щелочей и растворов солей любых концентраций за исключением азотной кислоты и олеума.

Винипласт нерастворим во всех органических растворителях за исключением ароматических и хлорированных углеводородов, таких как бензол, толуол, дихлорэтан, хлорбензол.

Из винипласта изготовляют обечайки, днища, штуцера, трубопроводы химических производств, работающие в интервале температур от 0 до 40°С при давлении до 0,6 МПа.

Винипласт, изготавливаемый в виде пленки толщиной 0,3–1,0 мм, применяется в качестве антикоррозионной футеровки стальной химической аппаратуры.

Асбовинил – композиция из кислотостойкого асбеста и лака, обладающая сравнительно высокой стойкостью к действию большинства кислот и щелочей в интервалах температур от –50 до – 110°С

Углеграфитовые материалы – графит, пропитанный фенолформальдегидной смолой, или графитопласт – пресованная пластмасса на основе фенолформальдегидной смолы с графитовым наполнителем.

Обладает высокой коррозионной стойкостью в кислых и щелочных средах.

Применяют для изготовления различной химической аппаратуры и изделий: теплообменников, колонных аппаратов, центробежных насосов, трубопроводной арматуры, облицовочных плит, которые эксплуатируются при температурах от –18 до +115°С и давлениях не более 0,3 МПа. Существенный недостаток этих материалов – низкая по сравнению с металлами механическая (особенно ударная) прочность, что ограничивает их применение.

Стекло. Оно обладает высокой химической стойкостью к кислотам, холодным щелочам, органическим растворителям и другим агрессивным средам.

Для изготовления трубопроводов, смотровых окон используется силикатное (до 50°С) и боросиликатное (до 400 °С) стекло.

Для производства колонной и теплообменной аппаратуры, применяемой в производстве минеральных и органических кислот и различных реактивов, используется кварцевое стекло, отличающееся высокой термической устойчивостью (до 1000°С).

Стекло применяется в качестве конструкционного материала в производствах особо чистых веществ.

Эмали – специальные силикатные стекла, обладающие хорошей адгезией с металлом, широко используются как коррозионностойкий материал в качестве покрытия сварной стальной и литой чугунной аппаратуры, предназначенной для работы со многими средами средней и повышенной агрессивности в производствах химически чистых кислот, солей, красителей и т.д.

Низкая теплопроводность эмалевого покрытия неблагоприятно влияет на термостойкость аппарата, долговечность которого зависит от термостойкости покрытия. При резких изменениях температуры в эмалевом покрытии возникают микротрещины, которые со временем создают сколы и являются очагами местной коррозии.

Керамика обладает физико-химическими свойствами, поззволяющими относить их к конструкционным материалам, из которых можно изготовлять высококачественное химическое оборудование.

Основное их достоинство – высокая стойкость почти во всех химически активных средах. Исключение составляют плавиковая, высококонцентрированная фосфорная кислота, а также горячие растворы щелочей концентрацией более 30%.

Прочностные свойства конструкционных керамических материалов позволяют изготовлять из них оборудование, работающее под избыточным давлением и при разрежении, а также детали, подвергающиеся эрозионному износу.

Керамику широко применяют для изготовления реакторов, тарельчатых колонных аппаратов, кристаллизаторов, труб, насадок и тарелок для колонных аппаратов и т. д.

Трубопроводы из кислотостойкой керамики широко применяются для транспортировки серной и соляной кислот.

Фарфор обладает высокой стойкостью ко всем кислотам за исключением плавиковой. Недостаточно стоек к действию щелочей. Фарфор применяется в производствах где к чистоте продуктов предъявляются повышенные требования.

Полиэтилен, полипропилен – термопластичные материалы, стойкие к действию минеральных кислот и щелочей при условиях:

• полиэтилен – температура от –60 до +60°С, давление до 1 МПа;

• полипропилен – температура от –10 до +100°С, давление до 0,07 МПа.

Фаолит – кислотостойкая пластмасса с наполнителями: асбест, графит, кварцевый песок. Используется при температуре до 140°С и давлении до 0,06 МПа. Не стоек к действию щелочей и окислителей.

Текстолит – по механической прочности превосходит фаолит. Отличается высокой стойкостью к агрессивным средам. Верхний температурный предел применения 80°С.

Жаропрочный кислотостойкий бетон – применяется для бетонирования днищ башенного оборудования сернокислотного производства, для изготовления фундаментов под оборудование.

Надежно работает в условиях 900 – 1200 °С.

В последнее время находят применение полимербетоны на основе органических смол, которые обладают высокой стойкостью к действию концентрированных кислот, щелочей, бензола, толуола и фторсодержащих сред /8,2/.