книги из ГПНТБ / Неметаллические антикоррозионные материалы, переработка их в изделия и пути применения в химической промышленности (сборник материалов семинара, состоявшегося 28-29 марта 1961 г

щийся уже значительный опыт изготовления различных фаолитовых изделий во многих антикоррозийных цехах химиче­ ских заводов, а также опыт эксплуатации таких изделий указывает путь к разработке рациональных технологических процессов.

При разработке конструкций и технологии изготовления изделий из фаолита и подобных ему пластмасс необходимо учитывать специфичные свойства этих материалов, без зна­ ния которых неизбежны ошибки и неудачи.

Следует иметь в виду, что в начальной стадии процесса теплового отверждения отформованных из фаолита изделий сказывается большая или меньшая текучесть фаолита, в за­ висимости от степени его свежести. В свою очередь, послед­ нее условие зависит от длительности и условий хранения материала после выпуска его из производства. При дальней­ шем течении процесса отверждения фаолит проходит ста­ дию «зарезинивания», когда материал в нагретом состоянии уже не обладает текучестью, но сохраняет еще значительную

стоянии зарезинивания, а не после окончательного отверж­ дения. Прочность склейки может быть значительно повыше­

и другие пластмассы, в состав которых входят поликонденсационные смолы, всегда содержат влагу; по нашим наблю­ дениям в сыром фаолите содержится в среднем около 3% воды, а, кроме того, в процессе отверждения (поликонденса­ ции) при температуре до 150° образуется еще до 5% воды. В условиях теплового отверждения фаолита, при котором тем­ пература достигает обычно 130° и выше, содержащаяся в нем и вновь образующаяся вода переходит в парообразное состояние.

Если фаолитовые изделия отверждаются при атмосфер­ ном давлении, пары воды, не встречая достаточного сопро­ тивления, прорываются сквозь толщу фаолита, в результа1"е чего в нем образуется так называемая кажущаяся (откры­ тая) пористость. По мере нарастания вязкости массы и уве­

40

личения ее внутреннего сопротивления пары воды задержи ваются в той или другой степени в толще материала, вызы­ вая образование внутренней (закрытой) пористости, взду­ тий и расслоений, что является наиболее распространенным видом брака фаолитовых изделий (экспериментальные дан­ ные, полученные при изучении процесса теплового отвержде­ ния фаолита).

Нельзя не учитывать, что при тепловом отверждении фаолита или других пластмасс в формах или пресс-формах имеет большое значение различие в коэффициентах линейно­ го расширения материала отверждаемого изделия и мате­ риала формы. Если коэффициент линейного расширения ма­ териала формы меньше такового у материала отверждаемо­ го изделия, то их совместное охлаждение может повлечь так называемую «мертвую посадку» отвержденного изделия на сердечник (пуансон) формы и даже его разрушение.

** *

Внастоящее время применяются два принципиально от­ личающихся друг от друга способа изготовления изделий из фаолита. Арматура—краны и вентили (в Чехословакии —

мембранные вентили), насосы, вентиляторы и детали раз­ борных мешалок изготовляются так называемым «прессовым методом», то есть формуются и отверждаются в пресс-фор­ мах под давлением. Этот метод дает наиболее качественную продукцию, но экономически оправдывает себя только в том случае, если фаолитовое изделие является стандартным и вырабатывается в больших количествах. Значительно более широкое применение имеет «формовочный метод». В этом случае формование и отверждение изделий из фаолита производится при атмосферном давлении. Этим методом из­ готавливается вся крупная аппаратура и грубы большогодиаметра. Трубы диаметром до 100 мм (в Чехословакии — до 200 мм) изготавливаются «методом экструзии», являю­ щимся промежуточным между двумя вышеуказанными: фор­ мование изделия и предварительный нагрев производятся при значительном избыточном* давлении, а отверждение - при атмосферном давлении.

Формовочный метод изготовления изделий из фаолита

При изготовлении цилиндрических аппаратов, наиболее распространенных в химической промышленности, их основ­ ные части (обечайки, днища, крышки, штуцера, лазы н др.)-.

41

отформовываются и отверждаются отдельно, а затем, при сборке аппарата, склеиваются. Обечайки, царги, а также -грубы диаметром больше 100 мм (из них вытачивают шту­ цера и лазы) формуют и отверждают на деревянных и ме­ таллических формах разной конструкции. На рис. 1, 2 и 3

Р и с . 1. Деревянная форма с кли­ новидной средней частью, приме­ няемая для изготовления труб и обечаек диаметром до 500 мм, длиной до 1200 мм.

показаны некоторые наиболее употребительные формы. Бо­ лее совершенные по внешнему виду и точности геометрии изделия получаются с помощью металлических форм. Одна­ ко они значительно дороже деревянных, и потому их приме­ нение может быть оправдано лишь при многократном ис­ пользовании, то есть в специализированном производстве, выпускающем стандартные; изделия.

Формование изделий. При формовании изделий на ци­ линдрических формах последние надеваются на оси. кото-

42

Р и с. 3. Разъемная форма, состоящая из двух полуцилиндров, собранных'из деревянных брусь­

полуцилиндры сближаются друг с другом с по­ мощью болтов.

рые устанавливаются на опоры. Формование состоит из сле­ дующих последовательных операций:

1) обертывания формы бумагой во избежание прилипа­ ния к ней фаолита;

2)очистки листов фаолита от талька, разогрева их до 40—50° на обогреваемом столе и раскроя со срезанием кро­ мок шириной до 100 мм под острым углом для склеивания друг с другом внахлестку *);

3)укладки подготовленных указанным образом листов

*) При раскрое фаолита необходимо учитывать анизотропность ма­ териала — неодинаковую прочность в различных направлениях, что свящно с ориентацией волокон наполнителя—асбеста—в направлении катандрирования.

43

ми—киянками—и металлическими роликами для выравнива

Отверждение изделий. Отформованное изделие вместе с формой помещают в камеру для отверждения (на заводах ее обычно называют полимеризационной печью)., В боль­ шинстве случаев указанные камеры обогреваются паровыми змеевиками, расположенными на поде и вдоль боковых сте­ нок. Лучшие камеры оборудованы комбинированной венти­ ляционной системой, служащей для отсоса паров, выделяю­ щихся из фаолита при его термообработке, и для выравни вания температуры в объеме камеры путем рециркуляции горячего воздуха. На некоторых заводах имеются камеры с электрическим обогревом, но они более опасны в пожарном отношении. В большинстве случаев камеры для отвержде ния оборудованы загрузочными тележками на рельсах, крючьями, полками и другими приспособлениями для раз­ мещения отверждаемых изделий.

Режимы процесса отверждения фаолитовых изделий на разных предприятиях различны, что связано с поисками пу тей устранения брака, получающегося в процессе отвержде­ ния (вздутий, расслоений и большой пористости). Так, на­ пример, на Владимирском химическом заводе для большин­ ства изделий принят 30-часовой режим:

нагрев при 60—- 70° — 6 часов

44

И только для толстостенных изделий сохранился 54-ча

•овой режим:

нагрев при 70— 80° — 10 часов

На Щелковском заводе и для толстостенных и для тонко­ стенных изделий применяется мягкий режим с медленным подъемом температуры:

нагрев при 40— 50° — 5 часов

Еще более мягкий режим применяется на Чернореченеком химическом заводе им. Калинина, где отверждение производится в течение 4 суток при постепенном подъеме температуры до 100°. На предприятиях Чехословакии приме­ няется 24-часовой режим отверждения фаолита с постепен­ ным подъемом температуры от 60 до 140°.

Механическая обработка и сборка изделий

Отвержденное изделие извлекают из печи и освобожда­ ют от формы, после чего оно поступает на механическую об

45

работку и сборку. *) При механической обработке обтачи­ вают или опиливают (пилой с мелким зубом) края цилиндра

верхность собираемого изделия один или два раза покрыва­

аппарат штуцеров. Их присоединение должно быть прочным и плотным, с учетом того, что в условиях эксплуатации, при

фланец и подкладки. Этим достигается хорошее уплотнение фаолитовой замазки, предварительно заложенной между склеиваемыми поверхностями. Имеются данные, что при присоединении к фаолитовым аппаратам арматуры и трубо­ проводов с помощью приклеиваемых к аппаратам фаолитовых бобышек, в которые предварительно запрессовываются болты (рис. 5), также достигнуты хорошие результаты.

*) Вопрос о том, до какой степени следует отверждать отдельные ча­ сти изделий из фаолита, необходимо решать в каждом случае отдельна. Если есть уверенность, что изделие при повторном нагреве не деформи руется (достаточно толстые стенки и малые деформирующие нагрузки), форму целесообразно освобождать после зарезинивания, что позволяет сберегать деревянные формы, более тщательно исправлять дефекты формования и достигать большей прочности склейки.

40

Р и с, 4. Присоединение штуцера к аппарату с помощью фаолиготж замазки, уплотняемой натяжным устройством.

Ш пиька

Р и с . Я. Штуцер из бобышки с заделанными в нее шпильками. При соединен к аппарату на клее.

Аппараты высотой более 2000 мм обычно собираю) ив нескольких царг с раструбами или буртами. Раструбы дела­ ют путем отбортовки фаолита в процессе формования на специально для этого сделанный бортик (на конце деревян­ ной формы) или путем наклейки полос из свежего листового фаолита. Бурты напрессовывают, точнее — наформовывают

47

из сырого фаолита на концы отвержденных царг и подвер­ гают затем отверждению вместе с замазочными швами. Конструкция формы для прессовки буртов показана на рис. 6. Она состоит из разрезного кольца а фигурного про-

тюмощью болтов б и шпилек в; кольца после заполнения их фаолитом закрываются крышками на болтах.

филя, внутренний диаметр которого равен наружному диа­ метру царги. При помощи болтов б и шпилек в два таких кольца закрепляют на концах отвержденной царги, и образо­ вавшиеся кольцевые полости заполняют свежим фаолитом, после чего их закрывают крышками (кольцами из уголковой стали) и затягивают болтами. В таком виде изделие посту­ пает в камеру отверждения.

Отверждение и отделка собранных аппаратов. Следую­ щей операцией является отверждение замазочных швов и отремонтированных дефектных участков. Эту операцию на Владимирском химическом заводе производят по специаль­ ному сокращенному режиму:

48

На других предприятиях отверждение замазки произ­ водят по тому же режиму, по которому отверждают сам фаолит.

На Чернореченском заводе фаолитовые изделия после окончательной отделки и лакировки третий раз загружают в камеру отверждения, где их прогревают при постепенно повышающейся температуре до 120—130° в течение 4 суток.

Готовые изделия цилиндрической формы испытывают на прочность и плотность гидравлическим способом при давлении воды, не превышающем одну атмосферу: исклю­ чение делают для труб -и арматуры, которые испытывают; при более высоком давлении в соответствии с техническими условиями на эти изделия.

Способ изготовления изделий на горизонтальных формах.

При изготовлении крупных газоходов диаметром до 1000 мм и больше прямые их участки изготовляют аналогично цар­ гам. На некоторых предприятиях тройники и другие фа­ сонные части формуют и отверждают на деревянных гори­ зонтальных формах в виде двух симметричных в продоль­ ном сечении частей (рис. 7). После отверждения обе части складывают вместе и склеивают фаолитовой замазкой. Этим способом изготовляют сложные детали вентиляции, а иногда и целые аппараты; примером могут служить фаолитовые цистерны и горизонтальные абсорберы (рис. 8 и 9).

49