Дополнительная обработка пористых изделий.

Высокопористьте изделия после операций спекания подвергают дополнительной обработке — калиброва­нию, допрессовке, прокатке, обработке резанием, сварке и др. При механической обработке требуется подбирать специальные режимы резания для избежания разрушения или уплотнения поверхностей. Разрабо­таны методы получения из тонких спеченных пористых листов гофрированных поверхностей. Чаще всего обработка поверхностей необходима для посадочных мест — калибрование, выточка фасок и др. Для изготовления длинномерных изделий трубчатой формы возможно при­менение метода сварки по торцам более коротких цилиндрических заготовок, пайки или спекания заготовок по торцам. В ряде случаев возможно применение операции пайки, склеивания (клей БФ-2, ПР-24, клей ВИАМ, ПЭФ-2/10, за­мазка на цементном растворе). Применяют также завалыювку по периметру плоских фильтров ипи по буртикам чашеобразных фильтров. Повышение коррозионной стойкости железных изделий достигается опе­рациями оксидирования — нагревом при 300—350 °С с последующей закалкой в масле. Нержавеющую сталь можно подвергать пассивации в 6—10%-ном растворе азотной кислоты при 70—80 °С в течение 30 мин.

Методы контроля качества фильтровых материалов

Основными параметрами методов контроля качества пористых материалов фильтрового назначения являются общая пористость (плотность), проницае­мость по воздуху или жидкости, размер пор, тонкость фильтрации, прочность. Общую пористость определяют по объему фильтра и его массе в сравнении с плотностью беспористого материала. Для этой цели фильтр взвешивают на воздухе и в воде. Для предотвращения попадания воды в поры изделие покры­вают слоем лака (например, цапонового).

Проницаемость (производительность) фильтров определяют по количеству протекающего через фильтр в единицу времени газа или жидкости, подавае­мых под определенным давлением, и выражают в л/(мин • см²). Для этой цели через испытываемый фильтр, зажатый в специальном устройстве, продавли­вается под определенным давлением жидкость или газ, которые, вытесняют из мерного цилиндра занимающую его жидкость.

Для определения скорости фильтрации применяется уравнение Дарси выражающее зависимость между скоростью фильтрации и градиентом давления

n_ф = b_д (Р_вх — Р_вых)/(hb), где b_д — коэффициент проницаемости по Дарси (Дс — единица проницаемости, равная 1,02 10^-6 мм²); р_зх и р_вых — давление на входе и выходе пористого образца; h — динамическая вязкость жидкости; b — толщина образца.

Значения коэффициента проницаемости выражают в Дарси, представляю­щем собой проницаемость пористого материала, в котором перепад давления 0,1 МПа поддерживает скорость жидкости 1 см/с при вязкости 10~³ Па • с через куб с длиной ребра 1 см.

Проницаемость пористых материалов q оценивают по величине объемного расхода газа или жидкости в единицу времени через единицу площади фильт­рации:

q = V/(F t), где V — количество профильтрованной жидкости или газа за время t при пло­щади фильтрации F.

Коэффициент проницаемости пористых тел зависит от пористости, формы и размера частиц порошка, из которого изготовлена пористая перегородка, состояния поверхности пор. Равномерность проницаемости по площади пори­стой перегородки зависит от равномерности распределения пор. Для оценки этого показателя из различных участков перегородки вырезают контрольные образцы или производят пр'оливку (продувку) пористого образца в различных•участках с помощью специального приспособления, позволяющего определять местный расход жидкости или газа.

Наиболее распространенным методом измерения размера пор является метод максимального давления газовых пузырьков. Он основан на измерении давления, необходимого для обеспечения проникновения (“пробулькивания”) пузырьков газа через пористую перегородку, предварительно пропитанную жидкостью, величина поверхностного натяжения которой известна. Жидкость удерживается в порах силами поверхностного натяжения. Поэтому для удаления ее из пор необходимо приложить некоторое давление. Давление, при котором проникают первые газовые пузырьки, соответствует максимальным размерам пор.

Радиус пор (см) определяют из выражения r_п=2s_жcosQ/p, где s_ж — поверхностное натяжение, Па; Q — краевой угол, град, р — давление газа, Па.

Проницаемость и размер пор определяют по ГОСТ 15079—69.

Степень очистки, обеспечиваемую фильтром, можно проверить несколькими способами. Размеры и гранулометрический состав суспензии определяю! до фильтрации и после нее через химический бумажный фильтр, методом седимен­тации, основанным на законе Стокса для скоростей падения тела в жидкости (ГОСТ 7155—54), методом радиоактивных изотопов и микроскопическим.

Для испытания на прочность применим метод гидравлических испытаний труб (ГОСТ 3845—47). В этом случае испытывается трубчатый фильтр, зажатый с торцов. Внутренняя поверхность фильтра покрывается тонкой резиновой оболочкой, закрывающей поры. После этого внутрь фильтра насосом подается масло и фиксируется давление, при котором фильтр разрушается.

Изготовленные тепловые трубы контролируют на передаваемую плотность теплового потока на специальных установках, которые позволяют измерять подводимую мощность и температуру стенки ТТ в зонах испарения, конденса­ции и транспорта.

Регенерацию загрязнившихся в работе спеченных фильтров производят различными методами: механической очисткой противодавлением (фильтруемые газ или жидкость пропускаются под давление в направлении, обратном направ­лению фильтрации); химической очисткой — химическими растворителями за­грязнений, пропускаемыми через поры, в направлении, обратном фильтрации; ультразвуковой очисткой, при которой очищаемый фильтр погружается в жидкость, в которой возбуждаются ультразвуковые колебания. Фильтры допускают 5—6 регенераций, после чего их проницаемость понижается на 10-15 %.