Сетчатые оболочки из композиционных материалов
Сетчатая конструкция
представляет собой цилиндрическую или
коническую оболочку, состоящую из
системы спиральных и кольцевых ребер,
которые изготавливают методом
автоматической непрерывной намотки
(рис.1.5.).
К настоящему времени отработано
производство сетчатых конструкций
диаметром 4 м и длиной 8 м на погонную
осевую с
жимающую
нагрузку до 600 Кн/м
Рис. 1.5. Конструкция сетчатых из композиционных материалов
Высокая весовая и экономическая эффективность сетчатых конструкций позволяет использовать их в качестве переходных отсеков, несущих баков и обтекателей космических кораблей, мачт и башен различного назначения. Сетчатые структуры уникальны по своим физико-механическим характеристикам. Их применение позволяет понизить массу изделия в 2 раза по отношению к традиционным металлическим прототипам и значительно повысить надежность по сравнению с трехслойными композитными конструкциями.
Композитные сосуды и баллоны высокого давления
Баллоны и резервуары (рис.1.6.) из композиционных материалов, изготовленные методом непрерывной намотки и предназначенные для хранения и транспортировки газов и жидкостей; обеспечивают по сравнению со стальными прототипами снижение массы в 2 раза; повышение коррозионной стойкости, долговечности эксплуатации.
Основным материалом является композит на основе стеклянных и арамидных волокон.
Рис. 1.6. Сосуды и баллоны из композиционных материалов
Техническая характеристика: Объем баллона, от 10 до 220 л; Рабочее давление, от 0,3 до 2,0 МПа; Разрушающее давление, от 1,0 до 6,0 МПа.
1.3. Защитные покрытия
Использование металлов и их сплавов дорого. Поэтому большое распространение получил способ защиты аппаратов от разрушающего действия перерабатываемых в аппарате веществ. Подобные защитные покрытия могут быть металлическими и неметаллическими.
Различают три способа нанесения металлических покрытий: обкладка, термодиффузионный способ и плакирование.
Обкладка заключается в наложении на стенки аппарата свинца, меди или легированной стали. Наиболее эффективно гомогенное покрытие, которое осуществляется направлением металла на луженную поверхность аппарата.
При термодиффузионном способе металл в виде порошка при высокой температуре наносят на защищаемую поверхность. В зависимости от вида наносимого металла различают термохромирование (Cr), алитирование (Al) и силицирование (Si).
Плакирование – совместная прокатка или горячее прессование защищаемого металла с металлическим защитным покрытием. Толщина защитного слоя составляет 10-20% толщины основного металла.
Неметаллические покрытия классифицируют как по характеру используемого материала, так и по способам их нанесения. К последним относятся: эмалирование, футеровка, гуммирование и защита пластмассами.
Эмалирование – заключается в покрытии металла стеклообразной массой – эмалью, которая получается на основе кварцевого песка, поташа, буры, селитры, и других материалов.
Футеровка может производиться как силикатными, так и графитовыми материалами, что обеспечивает наилучшую защиту от действия разнообразных агрессивных сред при высоких температурах.
Для футеровки подготовленную металлическую поверхность промазывают в несколько слоев замазкой и затем укладывают плитки в два-три слоя таким образом, чтобы швы нижнего слоя были перекрыты плитками верхнего слоя (рис.1.7.). Затем снова покрывают слоем замазки и производят «окисловку», которая заключается в обработке поверхности покрытия кислотой.
Рис. 1.7. Последовательность укладки плиток при футеровке
Так же в промышленности применяют комбинированные двух- и трехслойные покрытия (рис. 1.8.).
|
Рис. 1.8. Схема трехслойного покрытия: 1 – металлический корпус аппарата; 2 – полиизобутиленовый слой; 3 – диабазовые плитки; 4 – кислотоупорный кирпич
|
В качестве материалов для защиты аппаратуры широко используются винипласт, полиэтилен, полипропилен, фаолит, асбовинил, синтетические лаки.