Методи виготовляння хімічного устаткування. Вплив властивостей конструкційних матеріалів на конструкцію хімічних машин і апаратів і на метод виготовлення

Основним методом виготовлення хімічного обладнання із сталей є зварювання. В хімічному апарато- і машинобудуванні основними видами зварювання є ручна дугова зварка, автоматична електродугова зварка під шаром флюсу і напівавтоматична зварка.

В процесі конструювання виробу конструктор повинен призначити спосіб зварки, вибрати тип шва, указати підготовку кромок. Вдала розробка конструкції зварного шва є основою для забезпечення гарної якості зварки і зберігання міцносних і корозійних властивостей металу конструкції.

Тип зварного шва залежить від розташування зварюваних елементів, виду зварки, допустимості використання. Існують зварні з'єднання у стик, у тавр і у нахльост. Найкращим і найважливішим видом зварного з'єднання при виготовленні хімічного обладнання є стиковий шов.

Виготовлення хімічного обладнання за допомогою лиття. Матеріалом для одержання відливок служить чавун і ливарні сталі.

Перевагою лиття в порівнянні з іншими методами виготовлення виробів, які використовуються в хімічному машинобудуванні, є відносна простота одержання відливок, які мають складний обрис. Однак, при конструюванні слід ураховувати, що литво вигідне при великій кількості однакових відливок.

При виготовленні хімічного обладнання методом лиття однією із основних умов одержання якісних відливок є правильне конструювання. Необхідно ураховувати також властивості матеріалу, простоту виготовлення моделі, зручність формування, економічні міркування.

Технічна мідь марок М1, М2, М3, яка постачається у вигляді листів, дошок, прутків, може стати конструкційним матеріалом для виготовлення обичайок, днищ, кришок, ходових перегородок і інших деталей паяної ємнісної, колонної і теплообмінної апаратури, установок розділення повітря і інших газів методом глибокого охолодження, а також хімічної апаратури для обробки середовищ середньої агресивності.

Мідні апарати

Властивості міді (її м'якість, порівняна дорожнеча) значно впливають на методи обробки заготовок, на конструктивні форми апаратів і з'єднань його елементів.

Операції вальцювання обичайок, штампування днищ, кришок проводяться без особливих забруднень завдяки високій пластичності міді.

Нерознімні з'єднання частин мідних апаратів виконуються твердими припоями зваркою, інколи клепанням.

Алюмінієві апарати

Фізико-механічні властивості алюмінію (густина, температура плавлення, теплопровідність, в'язкість, теплоємність, теплове розширення, межа міцності, межа текучості і ін.) та його високі антикорозійні характеристики в багатьох середовищах, які є наслідком створення захисної плівки із окислів, значно впливають на конструкцію алюмінієвих апаратів і на методи їх виготовлення.

Алюміній добре тягнеться, сплющується, штампується, бортується в холодному і гарячому стані, але із-за своєї високої в' язкості незадовільно оброблюється різанням. Ливарні властивості алюмінію також незадовільні.

Перераховані властивості алюмінію значно впливають на його застосовність, як конструкційного матеріалу для хімічних апаратів.

На відміну від мідних апаратів пайка, як метод з'єднання не може бути рекомендованим, тому що ливарне створення окисної плівки ускладнює, а інколи і унеможливлює одержання якісних паяних швів.

Основним видом з'єднання частин алюмінієвих апаратів є зварювання, яке має свою особливість. Завдяки низькій температурі плавлення, яка дорівнює 657 °С і малій в'язкості розплавленого металу дуже важливо при зварюванні забезпечити одночасне розплавлення деталей в місці з'єднання, що можливо при зварюванні у стик. Частини, що з' єднуються, повинні мати у місці виконання шва абсолютно однакову товщину. Таким чином, алюмінієві вузли, що зварюються, необхідно конструювати аналогічно, як і для зварених апаратів із високолегованих сталей.

Емальовані апарати

Склоемалеве покриття є чи не єдиним засобом, який забезпечує достатню стійкість проти дії кислот, лугів, органічних розчинників при будь-якій температурі, концентрації, тиску. Використання такого покриття може стати одним із засобів раціонального конструювання конкретного реакційного апарата при наявності в ньому агресивного середовища.

Емалювання - надто тонкий процес. Якість емалевого покриття залежить від багатьох причин і в значній мірі визначається правильним вибором металу для виготовлення елементів конструкції, які підлягають емалюванню.

Чавун, який іде на виготовлення емалевої апаратури повинен бути міцним, щільним, володіти малою схильністю до росту зерен і малим коефіцієнтом температурного розширення. Структура чавуну в відливці бажано феритно-перлітна або перлітно-феритна без вільного цементиту.

Геометрична форма емалевих апаратів та їх елементів повинна бути по можливості простою. Найкращою є форма тіл обертання.