1. Материалы для изготовления аппаратуры

МЕТАЛЛЫ: Черные металлы (на основе Fe)

Сталь - сплав железа и углерода (C = 0,05-2,14%). Изменение содержания углерода приводит к изменению прочности, твердости и пластичности. Для направленного воздействия на свойства стали при выплавке применяют легирующие элементы. Для повышения прочности стали добавляют Cr, Mo,W и др. Для повышения коррозионной стойкости вместе с Cr добавляют Si,Al,Ti. Каждый тип стали имеет свою марку.Стали специального назначения могут быть коррозионностойкими, жаростойкими.

Для удешевления аппаратов подверженных коррозионному воздействию их изготавливают из биметалла (листового двухслойного материала – толстый слой углеродистой и тонкий коррозионной стали).

Чугун - сплав железа с углеродом (С> 1,7%). Легированный чугун содержит Si,P,S. Нелегированный – Ni, Cr, Mo. Наиболее распространен серый чугун. СЧ выдерживает p= 1МПа и T= 15…250^OC. Модифицированный чугун выдерживает T =1000 ^OC. Для повышения твердости в чугун добалвяют Ni, Cr, Mo(достигается высокая абразивная стойкость).

Цветные металлы

Легкие – Al, Ti, Mg. Тяжелые (более плотные) - Co, Cd, Cu,Ni,Zn,Pt и др. Основной недостаток – дорогие.

Технический алюминий. Высокая коррозионная стойкость из-за оксидной пленки на поверхности. Детали из технического Al испытывают не большие нагрузки и должны обладать значительной теплопроводностью. Для повышения прочности (в 2 раза) добавляют Mg, V.

Технический титан. Высокая коррозионная стойкость. Органические кислоты не разрушают титан и его сплавы даже при нагреве. Минеральные разбавленные кислоты такие как HCl,H₂SO₄, H₃PO₄ при нагревании растворяют титан. Прочный как сталь и в 1,5 раза легче её. Основным легирующим элементом является Al, который повышает жаропрочность металла.

Технически чистая медь. Высокая электро- и теплопроводностью, коррозионная стойкость в атм.условиях, пресной воде, а так же в растворенных солей, спиртов и других средах.

Латунь сплав Zn и Cu. Изготавливают трубы и трубопроводную арматуру. Дополнительные легирующие добавки (Si,Ni,Fe) повышают коррозионную стойкость и механическую прочность.

Бронза – сплав Pb и Cu. Изготовление трубопроводной арматуры.

НЕМЕТАЛЛЫ:

Пластмассы - в основе ВМС (полимеры) + добавки (наполнители, отвердители, красители). Для повышения прочности используют волокнистые материалы: стеклянные волокна (стеклопластики), х/б ткань (пласты образуют текстолит). Пластмассы бывают термореактивные (при нагревании твердеют безвозвратно) и термопластичные (при нагревании становятся пластичными а при охлаждении приобретают упругость). Пластмассы используются для трубопроводов и трубопроводной аппаратуры.

Резина (вулканизированный чугун+ S+ наполнители, стабилизаторы, пластификаторы). По сравнению с каучуком резина имеет повышенную прочность, эластичность, твердость и термостойкость. Кислото- и щелочестойкий материал. Существуют бензостойкие резины. Используются в виде трубопроводов и различных прокладок.

Керамические материалы – в основе минеральное сырьё( различные оксиды) . Обладают огнестойкостью кислотоупорностью (кроме HF), высокой прочностью, газонепроницаемостью, износостойкостью. Форма изделий - кирпичи, плитки и насадки для колонных материалов. С использованием кислотоупорных материалов изготавливают насосы, мешалки, вакуумные аппараты.

Металл-керамические материалы - прессованные и в последствии спеченные порошки керамики и металла (Fe, Ni). Форма – кольца, цилиндры, пластины. Их применяют в качестве фильтровальных перегородок.

Стекло - расплавы оксидов Si, P, Na и др. Простые стекла - строительные, для получения тары и т.д. Материал - кремнезем, известняк, кальцинированная сода и Na₂SO₄.Технические стекла - оптические, термостойкие, защитные. Такие содержат различные примеси. Термостойкие содержат боросиликатные компоненты. Оптические - оксиды свинца и редких элементов. Цветные стекла - металлы и их соединения. Технические стекла кислотоупорны (кроме HF и H₃PO₄), но разрушаются под действием щелочей. Для повышения химической стойкости добавляют 1 или более оксидов алюминия, цинка и др. Кварцевое стекло обладает химической стойкостью и высокой термостойкостью. Кроме этого выпускают стекловолокно, из которого получают ткань которая используется в качестве фильтровального материала.

Асбест природный материал из группы силикатов, имеют тонко волокнистую структуру. Характерные свойства: высокая термостойкость, прочность, эластичность волокон, низкая теплопроводность и стойкость к агрессивным средам. Выпускают в виде нитей, шнуров, тканей, листового материала. Применяется как теплоизоляционный и уплотнительный материала.

Паронит используется для уплотнения фланцевых соединений трубопроводов, а также крыши и люков аппаратов. В состав паронита входят волокна асбеста и каучук в качестве связующего материала.

Бетонные материалы изготавливают из щебня и песка, в качестве вяжущих материалов - различные цементы или жидкое стекло. Кислотоупорны (кроме HF и H₃PO₄). Широко применяется железобетон, используется монтажа емкостных сооружений, природоохранных изделий, в том числе для водопроводных и канализационных сооружений