Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 [ 45 ] 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

стекла строго определенного химического состава в присутствии катализаторов и получают изделия, которые при охлаждении имеют стеклообразное состояние. Затем при повторном нагреве до температуры cтeклoвaJия (400-600° С) в стекле происходит возникновение зародышей кристаллизации (кристаллы катализатора), которые растут до определенных размеров, становясь центрами кристаллизации других фаз, выделяющихся при дальнейшем нагревании. Обязательно проводят термическую обработку изделий. Для предотвращения размягчения и деформаций ее ведут в две стадии: при 500-700 и 900-1 100° С. В результате такой термической обработки изделие имеет кристаллическое, строение (95% кристаллической фазы) с размерами кристаллов до 2 мкм. В качестве катализаторов используют соединения благородных металлов, которые выделяются в стекле в результате облучения изделий проникающей радиацией (фотоситаллы), а также фториды и фосфаты щелочных и щелочноземельных металлов, диоксид титана и др. (термоспталлы).

Ситаллы имеют высокую химическую стойкость, они устойчивы в растворах кислот (кроме фтористоводородной) и щелочей. Из ситаллов изготовляют трубы для теплообменников (d = 3-100 мм), подшипники, работающие без смазки при температурах до 540° С, поршни и цилиндры в двигателях внутреннего сгорания, реакционные аппараты и т. п. Ситаллы - незаменимый материал для изготовления изоляторов.

Большие перспективы имеют шлакоситаллы, разработанные в СССР, которые уже используются в машиностроении, приборостроении, в гражданском и промышленном строительстве.

Кислотоупорные керамические материалы. Природные материалы, содержащие более 60% диоксида кремния, обладают высокой химической стойкостью в большинстве агрессивных сред, особенно в растворах кислот (кроме HF). Среди природныхкислотоупоров наиболее часто в промышленности используют граниты, бештаунит, андезит. Они используются для изготовления химической промышленной аппаратуры. Андезит и бештаунит применяют и в качестве обкладочных материалов. Кислотоупорный материал - асбест применяют в набивках, прокладках, фильтрующих тканях в качестве наполнителя.

Сырьем для получения кислотоупорных керамических материалов служат тугоплавкие и огнеупорные глины, спекшийся шамот (или бой каменно-керамических изделий) и вещества, снижающие температуру спекания массы, например полевой шпат. Термическую и химическую стойкость изделий повышают введением в состав массы талька, глинозема, диоксида циркония. Керамические массы готовят тщательным смешением компонентов с последующим вылеживанием смеси (от 2 до 20 дней) при 20-30° С и относительной влажности около 95%. Избыток воды пз массы удаляют в фильтр-прессах. Подготовленная масса далее поступает на формование изделий.

Химически стойкие изделия получают пластическим способом, реже - литьем, а крупные и сложной формы формуют вручную. После формования их сушат и обжигают при 1 50-1250° С.

Кислотоупорные материалы характеризуются плотным спекшимся черепком, непроницаемы для жидкостей и газов, обладают высокой устойчивостью к воздействию кислот и щелочей и имеют достаточно высокую прочность.

Из кислотоупорной керамики готовят аппаратуру, применяемую в химической и других отраслях промышленности (ванны для электролиза, реторты, царги, части насосов, трубы, баллоны для хранения кислот), фу-теровочные изделия (кирпич, плитки для футеровки стен котлов, смесителей, сосудов), кольца для наполнения поглотительных башен и т. д. Кислотостойкость полученных изделий колеблется от 96 до 98,5%, водопоглоще-ние -от 1,5 до 7%, а предел прочности при сжатии составляет от 40 до 130 МН/м2 (4-13 кгс/мм).

Цементы и бетоны. Цементами принято называть вяжущие вещества, образующие при смешении с водой пластическую массу, удобную для формования, которая со временем превращается в прочное камнеподобное тело. В зависимости от свойств цементы разделяют на воздушные, гидравлические, кислотоупорные, щелочностой-кие и другие вяжущие вещества. Воздушные вяжущие вещества затвердевают и сохраняют свои свойства лишь на воздухе, гидравлические на воздухе и в воде. Кислотоупорные цементы сохраняют прочностные свойства в растворах минеральных кислот, что объясняется наличием в их составе кислотных оксидов. Щелочностойкие

цементы устойчивы в растворах щелочей, этому качеству сиособствует наличие в их составе щелочных оксидов (оксиды магния, кальция).

Наиболее распространены в промышленности вяжущие материалы, называемые портландцементами, которые получают обжигом глины и известняка или природных мергелитов при 1300-1 500° С. Клинкер, получаемый после обжига, в своем составе содержит в основном ЗСаО-ЗЮг; 2CaO-Si02; ЗСаО-АЬОз; 4СаО-А120з-•РегОз. После охлаждения клинкер смешивают с добавками (шлаки, трепел и др.), а затем измельчают. Полученный порошок и называют портландцементом, свойства которого определяются химическим, минералогическим составами и тониной помола порошка с удельной поверхностью 30 ООО-40 ООО м/кг. При взаимодействии компонентов портландцемента с водой происходит их гидролиз и гидратация, что приводит к твердению массы, например, для трикальцийсиликата процесс протекает по схеме

ЗСаО- Si02 + nVUO ~* 2СаО- SiOa (и - 1) НоО + Са (ОН)2

Маркировка портландцементов - 300, 400, 500, 600. Цифра указывает предел прочности стандартных образцов после 28-дневного твердения при сжатии в МН/мХ Х10~ Для изделий из портландцемента характерна высокая механическая прочность, водонепроницаемость, долговечность, однако они заметно разрушаются в агрес-" сивных средах и имеют термостойкость всего до 200° С.

Кислотоупорный цемент получают смешением водного раствора жидкого стекла (силиката натрия) с кислотоупорным наполнителем (андезит, диабаз, базальт и т. п.) и ускорителем твердения (кремнийфторид натрия). Предел прочности на слчатие образца из кислотоупорного цемента через 28 суток составляет 1,6,0- 17,0 МН/м2 (1,6-1,7 кгс/мм2). Цементы применяются в основном для получения бетона. Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый из вяжущего вещества (цемента), заполнителей и добавок. Физико-технические свойства бетонов определяются весовым соотношением между цементо.м и заполнителем (оно меняется от 2 до 10) и цементно-водным соотношением. Прочность бетона при сжатии можно определить по формуле

;?28 = й/?ц (Ц/В-(Т),