ОСНОВНЫЕ КОНСТУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ ПРИМИНЯЕМЫЕ В ХИМИЧЕСКОМ МАШИНОСТРОЕНИИ
Выборнаиболее подходящего материала для зготовления химической аппаратуры является одной из первых и ответственных задач, возникающих в процессе констрyирования. При выборе материала должны учитываться следующие его важные свойства:
- прочностные характеристики;
- теплостойкость, жаропрочность;
- химическая стойкость против разъедания;
- физические свойства;
- технологические характеристики;
- состав и структура материала;
- стоимость
Свойства материала неразрывно связаны между собой и сильно зависят от условий, в которых находится материал. Достаточно изменить температуру, чтобы сейчас же изменились все механические свойства металла, его коррозионная стойкость, его обрабатываемость - способность штамповаться, коваться, шлифоваться. Достаточно увеличить чистоту поверхности при механической обработки, чтобы ощутимо улучшить коррозионную сопротивляемость металлов и сплавов. Достаточно термической обработкой, при том же самом составе сплава, изменить его структуру, чтобы совершенно изменить его прочностные характеристики.
|
|
Поэтому выбор МАТЕРИАЛА НАЧИНАЕТСЯ С УТОЧНЕНИЯ РАБОЧИХ УСЛОВИЙ: температуры, давления, характера обрабатываемых веществ и других факторов, определяющих возможность того или другого материала.
Нет материалов, свойства которых можно считать абсолютно плохими или абсолютно хорошими. Например, большая теплопроводность материала является желательным свойством для теплообменной поверхности, но безусловно отрицательным в случчае применения его для термоизоляции. Рассматривая совокуnность свойств материала, легко убедиться, что положительные свойства материала существуют рядом и с недостатками. Материал вполне химически стойкий может оказаться недостаточно термостойким или непрочным. Материал удовлетворительный вмеханическом и химическом отношениях и обладающий многими другими свойствами может оказаться слишком дорогим.
Стоимость сама по себе еще недостаточно характерезует материал с точки зрени экономической целесообразности его применения.
Во-первых, дорогой, но прочный материал может оказаться выгоднее, дешевого из-за возможности изгоизготовления более тонкостенных и легких изделий и обладающих большей их долговечностью.
Во-вторых, стоимость обработки дешевого материала бывает иногда так высока, что изделия из него получаются очень дорогими. Например, стоимость тонны гранита в десятки раз меньше стоимости тонны высоколигированной стали.Однако абсорбционные гранитные башни обходятся дороже стальных из-за дорогивизны обработки гранита.
|
|
Поскольну каждый материал по отношению к каким-то определенным условиям характеризуется как желательными, так и нежелательными свойствами, то выбор материала (как и другие констукторские задачи) сводится к нахождению какого-то компромисса. При этом стараются выбрать такой материал, который хорошо отвечал бы основным требованиям, продиктованным назначением и условиями работы оборудования, мирясь при этом с некоторыми его нежелательными свойствами.
Основным требованием для материалов, предназначенных для изготовления химических аппаратов, в большинстве случаев коррозионная стойкость, так как от нее зависит долговечность аппарата. Для изготовления аппаратуры применяются материалы, скорость коррозии которых не превышает 0,1-0,5 мм в год. Имеется специальная шкала коррозионной стойкости металлов, по которой производится оценка пригодности материала в отношении химической стойкости.
При выборе материала для конструирования химических аппаратов, обычно, имеется несколько материалов, отвечающих основным условиям. В этих случаях материал выбирают, руководствуясь дополнительными условиями и соображения в данном случае является: температура и давление. Так паример, при низких температурах прекрасным материалом является органическое стекло; при более высоких – силикатное стекло, слюса, а при больших перепадах давления – горный хрусталь (прекрасный,но очень дорогой материал).
В химическом машиностроении приминяются следущие материалы:
- чугун;
- стали;
- цветные металлы и сплавы;
- неметаллические материаллы (неорганического и органического происхождения).