книги / Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. Ч. 1

Н

Рис. 6.11

1.4. Размеры кирпича в зависимости от формы приведены в табл. 6.16, 6.17.

1.5. Отклонение размеров и формы прямого, клино­ вого и радиального кирпича не должны превышать норм, указанных в табл. 6.18, фасонного кирпича (слез­ ника) — в табл. 6.19.

Таблица 6.18

Нормы отклонения размеров и формы прямого, клинового и радиального кирпича

Таблица 6.19

Нормы отклонения размеров и формы фасонного кирпича

2.Характеристики (свойства).

2.1.По физико-техническим показателям кирпич

должен соответствовать нормам, указанным в табл. 6.20.

Основная среда и определяющие ком­ поненты

1. Ортофосфорная кислота по ок­ сиду фосфора(У) (Н3Р04 по Р20 5), не более Кремнефтористоводородная кислота (H2SiF6), не более Фтористый водород (HF)

2.Кремнефтористоводородная ки­ слота (H2SiF6), не более

3.Парогазовая смесь с содержани­ ем плавиковой кислоты и четы­ рехфтористого кремния

(HF + SiF4), не более

Технические т ребования

1.Трубы на наружной стороне конца ствола и на внутренней стороне раструба должны иметь нарезку не менее чем из пяти канавок глубиной не менее 2 мм.

На отдельных участках допускается уменьшение глубины нарезки до 1 мм при условии, что суммарная длина канавок такой глубины не превышает 50 мм.

2.Овальность ствола и раструба труб не должна превышать значений предельных отклонений от разме­ ров их диаметров.

3.Конусность раструба по его внутреннему диамет­ ру не должна превышать 8 мм.

4.На наружной поверхности раструба допускаются упрочняющие продольные ребра в виде утолщений.

5.Отклонение от прямолинейности труб на 1 м дли­ ны ствола не должно превышать:

11 мм — при диаметре 150-250 мм;

9 мм — при диаметре 300-600 мм.

Отклонение от прямолинейности труб высшей катего­ рии качества на 1 м длины ствола не должно превышать:

8 мм — при диаметре 150-250 мм;

7 мм — при диаметре 300-600 мм.

6.Отклонение от перпендикулярности плоскости торцов труб к их осям не должно превышать:

4 мм — при диаметре 150-300 мм;

10 мм — при диаметре 350-600 мм.

7.Трубы на 1 м длины ствола должны выдерживать без разрушения внешнюю нагрузку не менее:

20 кН — при диаметре 150-250 мм;

25 кН — при диаметре 300-450 мм;

30 кН — при диаметре 500-600 мм.

Трубы высшей категории качества на 1 м длины ствола должны выдерживать без разрушения внешнюю нагрузку не менее:

24 кН — при диаметре 150-250 мм;

32 кН — при диаметре 300-450 мм;

35 кН — при диаметре 500-600 мм.

8.Трубы должны быть водонепроницаемыми и вы­ держивать внутреннее гидравлическое давление не ме­ нее 0,15 МПа.

9.Водопоглощение труб не должно превышать 8 %,

атруб высшей категории качества — 7,5 %.

10.Внутренняя и наружная поверхности труб долж­ ны быть покрыты химически стойкой глазурью.

11.Кислотостойкость труб должна быть не менее 93 %, а труб высшей категории качества — не менее 94 %.

12.Трубы при постукивании металлическим моло­ точком массой = 200 г должны издавать чистый недре­ безжащий звук.

Литература

2.Зайонц Г.М., Кордонская Р.К. Керамические хими­ чески стойкие изделия. М.: Стройиздат, 1966. 188 с.

3.Мороз И.И., Сивчикова М.Г. Химически стойкие керамические материалы и изделия. Киев: Техни­ ка, 1968. 232 с.

ГОСТ 4.85-83. Изделия керамические кислотоупор­ ные. Система показателей качества продукции. Но­ менклатура показателей.

ГОСТ 29225-91. Посуда и оборудование фарфоро­ вые лабораторные. Общие требования и методы испы­ таний.

ГОСТ 9147-80. Посуда и оборудование лаборатор­ ные фарфоровые. Технические условия.

ГОСТ 961-89. Плитки кислотоупорные и термоки­ слотоупорные керамические. Технические условия.

ГОСТ 17612-89. Насадки кислотоупорные керами­ ческие. Технические условия.

ГОСТ 474-90. Кирпич кислотоупорный. Техниче­ ские условия.

ГОСТ 286-82. Трубы керамические канализацион­ ные. Технические условия.

ГОСТ 473.1-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения кислотостойкости.

ГОСТ 473.2-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения щелочестойкости.

ГОСТ 473.3-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения водопоглощения.

ГОСТ 473.4—81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения кажу­ щейся плотности и кажущейся пористости.

ГОСТ 473.5-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения тер­ мической стойкости.

ГОСТ 473.6-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения предела прочности при сжатии.

ГОСТ 473.7-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения предела прочности при разрыве.

ГОСТ 473.8-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод определения предела прочности при статическом изгибе.

ГОСТ 473.9-81. Изделия химически стойкие и тер­ мостойкие керамические. Метод испытания гидравли­ ческим давлением.

ГОСТ 473.10-81. Изделия химически стойкие и термостойкие керамические. Метод определения хими­ ческой стойкости глазури.

ГОСТ 473.11-81. Изделия химически стойкие и

Из стекла вырабатывают широкий ассортимент из­ делий, используемых в различных областях промыш­ ленности, технике, строительстве и в быту. Выпускае­ мые стекольными заводами готовые изделия, заготовки или детали в зависимости от назначения, условий службы и требований имеют различную форму и раз­ меры, окраску и светопрозрачность и характеризуются определенными физико-химическими и техническими свойствами. В зависимости от назначения все стекла разделяются на три большие группы: 1) техническое стекло; 2) строительное стекло; 3) бытовое стекло. Ка­ ждая группа стекол подразделяется на виды изделий. Наибольшим разнообразием характеризуется группа технического стекла, которая включает кварцевое, оп­ тическое, химико-лабораторное, электро- и светотехни­ ческое, приборное и др.

7.1.Важнейшие физико-химические свойства стекла

7.1.1.П ределы изм енения ф изически х свой ст в ст екла

Авторы-составители: проф., д. т. н. В.И. Страхов, к. т. н. Н.О. Тагилъцева

Механическая прочность стекла может быть замет­ но увеличена по сравнению с приведенными данными с помощью специальной обработки стекла (см. 7.1.4).

7.1.2. В язкост ь ст екол

Вязкостью жидкостей или расплавов называют свойство, характеризующее сопротивление слоев жид­ кости скольжению. Коэффициент вязкости выражает­ ся в Па • с.

Вязкость является важнейшим технологическим и физико-химическим показателем вещества. Вязкость стекла зависит от температуры и изменяется в очень больших пределах. В температурном интервале от 20 до 1500 °С вязкость стекол изменяется на 18 порядков. В твердом состоянии вязкость составляет примерно 1019 Па • с, в расплавленном состоянии — 10 Па • с. При снижении температуры вязкость стекломассы увеличивается.

Вязкость стекла имеет огромное значение для про­ изводства стеклоизделий. От величины вязкости зави­ сит температура синтеза, формования, отжига (снятия внутренних напряжений, возникающих при охлажде­ нии стекломассы) и закалки. Эти технологические процессы могут быть проведены лишь при определен­ ных значениях вязкости (независимо от химического состава стекла): варка — 10-102 Па • с, формование — 102—108 Па • с, отжиг — 1012-1013,5 Па • с. Для различ­ ных составов стекол одному и тому же значению lg г| соответствует своя температура.

С Г

bO

4

5

6,6

8

10

12

Зависимость вязкости промышленных силикатных стекол от температуры (°С)

10-ТФ

627

568

508

475

437

393

меньшую плотность среди стекол имеют кварцевое и высококремнеземистые стекла, они обладают и мини­ мальными значениями диэлектрической проницаемо­ сти: е=3,75ие = 4,6 соответственно.

У свинцовосиликатных стекол е = 16-18, введение в

состав этих стекол оксида титана еще более увеличивает е (до 23). Диэлектрическая проницаемость этих же сте­ кол в закристаллизованном состоянии повышается до 36.

В стеклах, состоящих из 20-40 мол. % оксида крем­ ния, 70-30 % оксида висмута и 30-50 % титанатов свин­ ца или бария, значения 8 доходят до 40.

Значение диэлектрических потерь, т. е. энергии, рас­ сеиваемой в стекле, находящемся в переменном электри­ ческом поле, и идущей на нагрев стекла, характеризует­ ся тангенсом угла диэлектрических потерь tg5. Эта величина зависит от температуры и частоты тока. Обыч­ но приводятся значения при 20 °С и 106 Гц. Численные значения tgS для ряда электровакуумных стекол приве­ дены в таблице «Физико-химические свойства электро­ вакуумных стекол».

Зависимость удельного объемного электрического сопротивления натриевосиликатных стекол

от содержания оксидов двухвалентных металлов

П р и м е ч а н и е . Представленные в графе «стекло» обозначения расшифровываются так. Цифры соответствуют содержанию (в десятках мол. %): первая — Na20, вторая —оксида двухвалент­ ного металла Например, из обозначения Na 10следует, что стек­ ло состоит из 10мол. %Na20 и 90 мол. %Si02; Be 32 обозначено стекло из 30 мол. %Na20 ,20 мол. %ВеОи 50 мол. %Si02.

Состав стекол с особо высоким удельным объемным

Состав стекол с низким удельным объемным электрическим сопротивлением

Известны два больших класса стекол с высокой электропроводностью (полупроводниковые). К первому классу относятся бескислородные халькогенидные стекла, состоящие из сульфидов, селенидов и теллуридов фосфора, мышьяка, сурьмы и таллия. Второй класс составляют кислородные стекла, содержащие большие количества оксидов ванадия, вольфрама, марганца, ко­ бальта, железа, титана. Наилучшими технологическими свойствами (хорошей химической стойкостью, высокой температурой размягчения) обладают силикатные стек­ ла с оксидами железа и титана.

Стеклообразные полупроводники отличаются (по сравнению с кристаллическими полупроводниками) де­ шевизной и хорошими технологическими свойствами. Особенно существенно, что на их электрические свойст­ ва мало влияют примеси, что в ряде случаев позволяет отдать предпочтение этим полупроводникам перед кри­ сталлическими полупроводниковыми материалами.

Поверхностная электропроводность стекол

Поверхностная электропроводность (проводимость) стекла вызывается конденсацией влаги в порах поверх­ ностной пленки, имеющейся на каждом стекле, и рас­ творением некоторых составных частей стекла в этой влаге. При помещении стекла во влажную атмосферу вначале наблюдается повышение проводимости, что обусловлено конденсацией влаги в порах пленки и об­

разованием сплошного жидкого слоя. Вследствие силь­ ного разбавления растворов начальные значения по­ верхностной проводимости мало зависят от состава стекла. Последующие процессы разрушения стекла и диффузия растворимых продуктов в жидкий слой вы­ зывают повышение проводимости. При достижении насыщения свойства раствора определяются составом стекла; каждый сорт имеет характерную поверхност­ ную проводимость, указанную ниже в таблице для тем­ пературы 20 °С и относительной влажности воздуха 80 %.

Марка

стекла

ЗС-5 №23 № 46 К-8

К-8 Зеркальное К-З

Толщина пленки, нм

130

130

130

130

50

50

50

Поверхностная электропроводность, Ом 1

начальная конечная

Стекла, обработанные растворами кислот

Стекла, обработанные горячей водой

Время достижения конечных значений электропроводности, сутки

15

20

12

25

10

15

10

Стекло

Поверхностная электропроводность, Ом 1

начальная конечная

Стекла с полированной поверхностью

3 4 9

Продолжение таблицы

Время достижения конечных значений электропроводности, сутки

6

8

4

8

7.1.4. М ехани ческие свойст ва ст екла

Допустимые нагрузки на стекло определяются не только его составом, но и состоянием поверхности из­ делия. При наличии царапин и заколов стекло разруша­ ется при меньших нагрузках; заметное действие при этом оказывает влага, конденсирующаяся в микротре­ щинах стекла. Например, предел прочности на изгиб для кварцевого стекла и пирекса составляет в обычных условиях 11,5 • 107 и 12,2 • 107 Н/м2, в вакууме эти ве­ личины возрастают до 19,1 • 107 и 30,4 • 107 Н/м2.

Зависимость предела прочности на изгиб листового стекла от состояния его поверхности

Примечание. Относительная твердость по сошлифовыванию, приведенная в таблице, характеризуется отношением объема сошлифованного оптического стекла марки К-8 к объему сошлифованного при тех же условиях стекла другой марки.

7.1.5. Х и м и ческая уст ой ч и вост ь ст екол

Способность стекла противостоять разрушающему действию агрессивных сред — кислот, щелочей, влаги, газов атмосферы, растворов солей и различных химиче­ ских реагентов. Стекло по сравнению с другими мате­ риалами отличается высокой химической стойкостью, которая зависит от его химического состава и природы действующего реагента.

По характеру действия на стекло реагенты можно разделить на две группы. К первой группе относятся вода, атмосферная влага, растворы кислот (кроме пла­ виковой и фосфорной), нейтральные или кислые рас­ творы солей (с pH = 7 и ниже). Ко второй группе отно­ сятся растворы щелочей, карбонатов и других компо­ нентов (с pH среды выше 7). По механизму воздействия к этой группе относятся также плавиковая и фосфорная кислоты.

При взаимодействии воды с поверхностью стекла протекают процессы гидратации и гидролиза. Щелоч­ ные катионы вымываются с поверхности стекла и пере­ ходят в раствор, а на поверхности стекла образуется пленка геля кремниевой кислоты, которая выполняет защитную роль, препятствуя диффузии воды в глубь массы стекла.

Реагенты второй группы, растворяют кремнезем (сетку стекла) и не позволяют образовываться защит­ ному слою, разрушают стекло с постоянной скоростью.

Влияние температуры В области до 100 °С разру­ шение стекла любым реактивом ускоряется в 1,5-2 раза на каждые 10 °С повышения температуры. При повы­ шении температуры за 100 °С разрушение происходит все сильнее, так как меняется его характер. Устойчи­ выми лишь оказываются стекла с повышенным содер­ жанием циркония.

Влияние термического прошлого (закалки и от­ жига) стекла одинаково сказывается на разрушении стекол реагентами обеих групп; закаленные стекла раз­ рушаются в 2 раза сильнее, чем хорошо отожженные. Исключение составляет группа щелочно-боросиликат­ ных стекол, которое уменьшает свою устойчивость при отжиге вследствие специфических свойств стекла.

Состояние поверхности имеет существенное зна­ чение при разрушении стекол реагентами 1-й группы. Самой низкой устойчивостью будет обладать поверх­ ность свежего разлома.

В зависимости от водостойкости стекла делят на пять гидролитических классов: I — не изменяемые во­ дой; II — устойчивые; III — твердые аппаратные; IV — мягкие аппаратные; V — неудовлетворительные. Боль­ шинство промышленных стекол принадлежит к самому большому — III гидролитическому классу, водомер­ ные, термо- и химически стойкие стекла — к I и II классам. С повышением температуры реагента химиче­ ская стойкость стекла понижается.

Наиболее безошибочно о пригодности стекла к экс­ плуатации можно судить, испытав его в условиях, мак­ симально приближающихся к условиям службы, и при­ дав поверхности образцов состояние, характерное для поверхности самого изделия из стекла.

Все методы испытания условно разделили на две группы:

I — методы для оценки изменения поверхности стекла;

II — методы, основанные на измерении количеств вещества, отдаваемых стеклом в действующий реактив.

Методы определения химической устойчивости представлены в соответствующей таблице.

Условная Название группа метода

I Весовой

IИнтерфе­

ренцион­

ный

IПрофилографический

IФото­

метриче­

ский

I и II Кондукто­ одно­ метричес­

временно кий