ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Стеклоэмалевые, стеклокристаллические и композитные покрытия для защиты химической аппаратуры, арматуры и труб из "Новые неметаллические материалы и покрытия, рекомендуемые к применению в химическом и нефтяном машиностроении выпуск 1 " Стеклоэмалевые и стеклокристаллические покрытия применяют для защиты от коррозии ЦЯНЦШВВНВ химического оборудования, предназначенного для эксплуатации в химической, пищевой, химико-фармацевтической, медицинской и других отраслях промыщленности. Это оборудование изготовляют в соответствии с требованиями ОСТ 26-01-1—70 Сосуды и аппараты эмалированные. Общие технические условия . [c.4] Композитные покрытия пока еще не получили широкого распространения в производстве химического оборудования. [c.4] Коррозионная стойкость (кислото- и щелоче-стойкость). Коррозионная стойкость стеклоэмалевых покрытий — один из основных показателей, по которому определяют условия эксплуатации эмалированной химической аппаратуры. Как и все силикатные материалы, химико-аппаратурные стеклоэмалевые покрытия обладают высокой стойкостью к действию растворов минеральных кислот и солей, органических кислот и соединений (за исключением растворов плавиковой и кремнефтористоводородной кислот). [c.4] Щелочные растворы действуют на покрытия более агрессивно, чем кислые. [c.4] Коррозионную стойкость химико-аппаратурных стеклоэмалевых покрытий оценивают значениями потерь массы с единицы поверхности покрытия (мг/см2) за определенный промежуток времени. [c.4] Скорость коррозии покрытий (глубину разрушения в единицу времени при условии фронтального протекания коррозии — мм/год) подсчитывают, исходя из величины потерь массы, определяемой экспериментально. [c.4] Зависимость срока службы стеклозмалевых покрытий от скорости их коррозии и условная классификация покрытий по этим показателям приведены в табл. 1. [c.5] Прочностные и термопрочностные свойства стеклоэмалевых покрытий. Прочностные свойства эмалевых покрытий существенно отличаются от прочностных свойств исходных эмалевых стекол. Эмалевое покрытие с металлической основой представляет собой композицию, особенностью которой является наличие в ней поля остаточных (внутренних) напряжений. Само стеклоэмалевое покрытие, являясь хрупким материалом, обладает малой прочностью на растяжение. Наличие в эмалевом покрытии остаточных напряжений сжатия значительно повышает сопротивляемость композиции металл — эмаль растягивающим деформациям. [c.5] При применяемых в химическом машиностроении соотношениях толщин стеклоэмалевых покрытий и металлической основы жесткость последней значительно превышает жесткость покрытия, и основная часть нагрузки воспринимается металлической основой. Поэтому в качестве основной характеристики напряженного состояния композиции металл— эмаль принимают напряжения в металлической основе на границе с эмалевым покрытием. [c.5] Покрытия разрушаются, когда величина этих напряжений достигнет значений, соответствующих предельным напряжениям Опр. [c.5] Наиболее характерными видами деформации элементов эмалированной аппаратуры являются растяжение и изгиб. Так как разрушение при растяжении покрытий происходит при меньших значениях предельных напряжений, чем при изгибе, то согласно ост 26-01-750—73 Покрытия стеклоэмалевые. Методы механических испытаний на растяжение за основную характеристику прочности композиции металл — эмаль приняты предельные напряжения при растяжении, зависимость которых от температуры эксплуатации для серийно изготовляемых эмалей и сталей приведена на рис. 1 и 2. [c.5] При повышении температуры испытаний предельные напряжения уменьшаются (см. рис. 1 и 2). Таким образом, при повышенных температурах предельные напряжения могут быть больше предела текучести металла (например, при 300°С, рис. 1). [c.6] Нагружение композиции металл — эмаль до появления в металле пластических деформаций недопустимо, даже если это и не приводит к разрушению покрытия, так как появление пластических деформаций в граничащем с эмалью слое металла приводит к снятию остаточных напряжений в покрытии и, следовательно, к снижению сопротивляемости композиции металл — эмаль растяжению. Таким образом, нормальная работа конструкции с хрупким заш итным покрытием возможна только в зоне упругих деформаций металла. [c.6] Существенное влияние на величину предельных напряжений оказывает конфигурация металлической основы. Так, при нанесении покрытия на выпуклую поверхность эта величина может быть на 10—15% ниже, чем на плоской поверхности. Объясняется это влиянием составляющей остаточных напряжений, действующей перпендикулярно границе раздела. Снижение предельных напряжений наблюдается также в зонах резкого изменения жесткости металлической основы. [c.6] Механическая прочность эмалевого покрытия должна быть достаточной для сохранения его сплошности при возможных деформациях в процессе транспортирования, монтажа и эксплуатации аппаратов. [c.6] Существенной характеристикой эмалевого покрытия является его прочность на удар. Из-за трудности определения напряжений, возникающих в композиции металлическая основа — эмалевое покрытие при ударе, данные, полученные при испытании на удар, сопоставимы только в случае применения одинаковых приборов и образцов и носят сравнительный характер. Вследствие своей простоты эти испытания широко применяются для контроля качества эмалевого покрытия. Ударная прочность покрытия существенно зависит от формы поверхности. Например, ударная прочность покрытия на выпуклой поверхности в 1,5—3 раза ниже, чем на плоской и вогнутой. [c.6] Тепловые свойства композиции металлическая основа — эмалевое покрытие (температурный коэффициент линейного расширения, удельная теплоемкость, теплопроводность) зависят от свойств применяемых металла, грунтовой и покровной эмали. Правильное сочетание этих свойств гарантирует устойчивость эмалевого покрытия в достаточно широком температурном интервале. Однако добиться полной идентичности изменения свойств кал дого из элементов композиции невозможно. Поэтому при различии температуры в отдельных участках эмалированного аппарата (в особенности, между металлической стенкой и нанесенным на ее поверх- ность эмалевым покрытием) в системе возникает. сложно-напряженное состояние, особенно опасное для более хрупкого, чем металл, эмалевого покрытия. [c.6] Тепловые напрялсения, возникающие при нагреве и охлаждении эмалированных аппаратов, в металле и эмалевом покрытии имеют различные значения. Если в пустой горячий аппарат наливают холодную жидкость, то стеклоэмалевое покрытие охлаждается быстрее, чем металл, и в нем возникают растягивающие напряжения. Такие же напряжения возникают в эмалевом покрытии при нагревании холодного аппарата через металлическую стенку. Напряжения сжатия возникают при заполнении холодного аппарата горячей жидкостью и охлаждении аппарата за счет потери тепла через стенку. [c.6] Эти напряжения, величина которых зависит от скорости изменения температуры, могут оказаться достаточно большими и вызвать растрескивание эмалевого покрытия. Стальные и чугунные аппараты со стеклоэмалевыми покрытиями можно нагревать (без опасности повреждения покрытия) со скоростью до 3 град/мин. Для надежной работы аппарата рекомендуют изменять температуру в аппарате со скоростью не более 1,5 град/мин. [c.6] Вернуться к основной статье