Невысокие температуры

Широкое применение неметаллических конструкционных материалов, футеровочных и обкладочных материалов, защитных неметаллических покрытий ограничено, однако, наличием ряда недостатков у этих материалов. К недостаткам неметаллических материалов относится их малая теплопроводность (за исключением графита) и невозможность применения многих из них при температурах выше 150—200° С. Быстрое разрушение при деист вии особо агрессивных сред не позволяет применять в этих условиях некоторые из неметаллических материалов, например в условиях воздействия окислительных сред. Невысокие прочностные характеристики не позволяют применять эти материалы в условиях повышенных механических нагрузок и давлений. Из неметаллических материалов не всегда можно изготовить рациональную конструкцию; иногда приходится создавать громоздкие установки или новые типы аппаратов и сооружений. К недостат- .

Из числа пластмасс, изготовляемых на основе поликондепса-циопных синтетических смол, фсноло-формальдегидпые пластические массы являются наиболее распространенными в антикоррозионной технике. Из феноло-формальдегидчых смол детали и аппараты могут быть изготовлены методами литья, формования и прессования. Изделия из литых пластмасс без наполнителей (бакелит, карболит) нашли в химическом машиностроении ограниченное применение (большое количество отходов, невысокие прочностные показатели, сложная технология изготовления и т. д.). Большое распространение нашли композиционные пластмассы из феноло-формальдегидных смол с наполнителями и слоистые пластические массы, получаемые методом прессования.

Собственно композиционный материал формируется в процессе горячего прессования пакета, набранного из листовых заготовок, полученных описанным способом. В описываемой работе горячее прессование проводилось по режиму: температура 550° С, давление 600 кгс/см2, время — 30 мин. Прочность на растяжение одно-осноармированного композиционного материала составила 36 кгс/мм2. Показано, что относительно невысокие прочностные свойства материала объясняются разрушением части волокон в процессе прессования (~20%), однако прочность самих волокон при этом не снижалась.

Невысокие прочностные свойства термопластов не позволяют изготавливать из них крупногабаритное оборудование. Такое оборудование целесообразно изготавливать из бипластмасс. Стеклопластик наносят на поверхность термопласта накаткой стекломатериала (контактное формование) или напылением стекложгута. В случае винипласта технология изготовления включает пескоструйную или дробеструйную обработку его поверхности и последующую обработку дихлорэтаном. После обезжиривания на поверхность наносят адгезионную композицию, например клей ПЭДБ. Клей наносят в два слоя; сушку грунтовочного и основного слоев проводят 2—3 ч и 20—25 мин соответственно. Стеклоармирующие материалы сушат 3 сут в сушильной камере до влажности не более 0,2 % при 40—50 °С, после чего прокаливают в течение часа при 180 °С (для удаления замасли-вателя) и производят их раскрой с припуском на перекрытие швов не менее 50 мм.

Если еще сравнительно недавно из чугуна изготовляли только детали машин, к которым предъявлялись невысокие прочностные требования (станины и корпусные детали), то в настоящее время его применяют и для самых ответственных деталей машин.

После закалки на у-твердый раствор с быстрым охлаждением они имеют невысокие прочностные свойства, но очень высокие пластичность и ударную вязкость (табл. 41) [16, 35, 36].

Легкоплавкие припои — мягкие, обеспечивающие сравнительно невысокие прочностные свойства (свинцовооловянные ПОС18, ПОСЗО, оловяносвинцовистые — ПОС40). В этих случаях применяют флюс из хлорида цинка и соляной кислоты или водный раствор ортофосфорной кислоты (40% по объему). Иногда для облегчения процесса поверхности, подлежащие пайке, предварительно омедняют.

Классификация клеев. Клеи классифицируют по ряду признаков. Различают следующие клеи: по пленкообразующему веществу — смоляные и резиновые; по адгезионным свойствам — универсальные, склеивающие различные материалы (например, клеи БФ) и с избирательной адгезией (белковые, резиновые); по отношению к нагреву — обратимые (термопластичные) и необратимые (термостабильные) пленки; по условиям отверждения — холодного склеивания и горячего склеивания' по внешнему виду — жидкие, пастообразные и пленочные; по назначению — конструкционные силовые и несиловые. Чаще используют классификацию по пленкообразующему веществу. Смоляные клеи могут быть термореакттш-ными и термопластичными. Термореактивные смолы дают прочные, теплостойкие пленки, применяемые для склеивания силовых конструкций из металлов и неметаллических материалов. Клеи на основе термопластичных смол (поливинилацетата, акрилатов и др.) имеют невысокие прочностные характеристики, особенно при нагреве, и применяются для несиловых соединений неметаллических материалов.

В приведенных выше опытах по определению влияния перегрева модифицированные синтетические чугуны име ли сравнительно невысокие прочностные свойства вслед ствие большей степени эвтектичности исходных сплавов Условия проведения экспериментов не позволяли осу ществить модифицирование при благоприятных для этого температурах Некоторое исключение составляет чугун № 11, который имел в исходном состоянии степень эвтек тичности, равную 0,78, и содержание кремния 1,65% Этот

Смоляные клеи на основе термопластичных смол (поливинилацета-та, акрилатов и др.) имеют невысокие прочностные характеристики, особенно при нагреве, и применяются для несиловых соединений неметаллических материалов.

В приведенных выше опытах по определению влияния перегрева модифицированные синтетические чугуны имели сравнительно невысокие прочностные свойства вследствие большей степени эвтектичности исходных сплавов. Условия проведения экспериментов не позволяли осуществить модифицирование при благоприятных для этого температурах. Некоторое исключение составляет чугун № 11, который имел в исходном состоянии степень эвтектичности, равную 0,78, и содержание кремния 1,6'5%. Этот

Отопление в нашей стране осуществляется, как правило, подачей к потребителю нагретой воды, т. е. тепловые сети являются водяными. Использование воды в качестве теплоносителя в отличие от пара связано с возможностью регулирования отпуска теплоты изменением температуры теплоносителя, большей дальностью теплоснабжения, а также возможностью сохранения на ТЭЦ конденсата греющего пара. Применение воды вместо пара в тепловых сетях и отопительных приборах (радиаторах, трубах и т. д.) позволяет, кроме того, исключить шум при их работе и иметь относительно невысокие температуры греющих поверхностей, что повышает безопасность их эксплуатации и исключает разложение осевшей на них пыли, резко усиливающееся при температуре выше 80 °С.

Реакция образования фосфорного ангидрида протекает с выделением теплоты, поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье для удаления фосфора из металла необходимы невысокие температуры ванны металла и шлака. Из реакций (3) и (6) следует также, что для удаления фосфора из металла необходимо достаточное содержание в шлаке FeO. Для повышения содержания FeO в шлаке в сталеплавильную печь в этот период плавки добавляют окалину, железную руду, наводя железистый шлак. По мере удаления фосфора из металла в шлак содержание фосфора в шлаке возрастает. В соответствии в законом распределения удаление фосфора из металла замедляется. Поэтому для более полного удаления фосфора из металла с его зеркала убирают шлак, содержащий фосфор, и наводят новый со свежими добавками СаО.

ществляется, как правило, подачей к потребителю нагретой воды, т.е. тепловые сети являются водяными. Использование воды в качестве теплоносителя в отличие от пара связано с возможностью регулирования отпуска тепла изменением температуры теплоносителя, большей дальностью теплоснабжения (до 20 км и более), меньшими энергетическими потерями при транспорте, а также возможностью сохранения на ТЭЦ конденсата греющего пара [13]. Применение воды вместо пара в тепловых сетях и отопительных приборах (радиаторах, трубах и т.д.) позволяет, кроме того, исключить шум при их работе и иметь относительно невысокие температуры греющих поверхностей, что повышает безопасность их эксплуатации и исключает разложение осевшей на них пыли, интенсивность которого при температурах более 80°С весьма высока.

В деталях машин, работавших в условиях схватывания второго рода, при относительно малых скоростях (1—2 м/сек) в трущихся поверхностных объемах образуется зона разупрочненного металла, которая постепенно переходит в более прочную исходную структуру основного металла. Это доказывает, что при относительно малых критических скоростях, при которых происходит начало образования процессов схватывания второго рода, на поверхности трения развиваются относительно невысокие температуры, которые вызывают разупрочнение, отпуск металла.

Теплообменная поверхность парогенераторов АЭС, несмотря на средние давления и невысокие температуры, также выполняется из аустенитных нержавеющих сталей. Это также связано со стремлением максимально сократить поступление продуктов коррозии в водный теплоноситель. Напомним, что поверхности нагрева барабанных котлов никогда не выполнялись из аустенитных нержавеющих сталей, склонных к коррозии под напряжением в водной среде, содержащей хлориды. Поэтому добавочная вода на АЭС всегда готовится как обессоленная. В то же время, как известно, для котлов средних давлений дополнительная вода не обессоливается, а только умягчается, т. е. допускается поступление хлоридов с добавочной водой. Опасен для оборудования АЭС и второй источник поступления хлоридов в питательную воду АЭС — присос в конденсаторе, который для барабанных котлов допустим. Поэтому в отличие от ТЭС с барабанными котлами для АЭС любых конструкций и параметров обязательна установка 100%-ной конденсатоочистки.

Для сварки давлением требуются невысокие температуры нагрева металла, легко получаемые простейщими*источниками тепла, поэтому сварка давлением в наиболее примитивных формах, например, в виде кузнечной или горновой сварки, известна со времён глубокой древности.

Для комбинированных горелок с периферийной подачей газа и внутренним смешением применяют конические амбразуры с углом раскрытия от 30 до 60°. Такие амбразуры позволяют получить более полное смешение газа с воздухом, подогревают газовоздушную смесь до выхода ее в топку, имеют сравнительно невысокие температуры стенок амбразуры, а в работе создают небольшой шум.

Обработка опШиых Данных показала, 4fo разница между величинами г и гм в условиях проведения эксперимента (невысокие температуры и сравнительно малое время сушки) невелика. Отношение г к гм, подсчитанное для конца опыта, соответствующего периоду постоянной скорости сушки, не превышает 1,05. Это обстоятельство позволило при определении значения комплекса Пх для всего опыта вводить г—среднее для всего опыта, а отношение —, входящее в комплекс П1(

Газофазное кислое флюсование имеет некоторые характер ные особенности. Во-первых, чаще всего оно наблюдается по крайней мере, при стимулированном SO3 разъедании, i температурном интервале 650—800 °С, из-за чего получилс название "низкотемпературного" или горячей коррозии I рода. Такие невысокие температуры нужны для образование сульфатов типа CoSO4, NiSO4 и A12(SO4)3 (не обязательно < единичной активностью), которое при более высоких темпе ратурах требует повышения давления SO3, в то время, ка* во многих газовых средах, образующихся при сжигании топ лива, повышение температуры часто приводит к падению дав ления SO3. Во-вторых, горячая коррозия, связанная с газофазным взаимодействием, сопровождается вполне определенными изменениями микроструктуры материала, которые зависят от состава сплава и агрессивной среды. Типичные примеры деградации структуры CoCrAlY сплава представлены на микрофотографиях на рис. 12.1, г и 12.13. Из фотографий видно, что перед коррозионным фронтом практически нет областей обедненного сплава (рис. 12.13), а сера если и обнаруживается среди продуктов коррозии, то лишь вблизи границы раздела между сплавом и продуктом коррозии и всегда в связанном с кислородом виде. При добавлении « 72

Реакция образования фосфорного ангидрида протекает с выделением теплоты, поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье для удаления фосфора из металла необходимы невысокие температуры ванны металла и шлака. Из реакций (3) и (6) следует также, что для удаления фосфора из металла необходимо достаточное со-, держание в шлаке FeO, т.е. шлак должен обладать высокой окислительной способностью - передавать кислород металлу, находящемуся с ним в контакте. Окислительная способность шлака определяется активностью содержащихся в нем оксидов железа (главным образом FeO). Так, шлаки с высоким содержанием оксидов железа передают кислород металлу, а с низким -способны извлекать его. Для повышения содержания FeO в шлаке в сталеплавильную ванну в этот период плавки добавляют окалину, железную руду, наводя железистый шлак. По мере удаления фосфора из металла в шлак содержание фосфора в шлаке возрастает. В соответствии с законом распределения удаление фосфора из металла замедляется. Поэтому для более полного удаления фосфора из металла с его зеркала убирают шлак, содержащий фосфор, и наводят новый со свежими добавками СаО.

Не все оксиды при высоких температурах химически устойчивы. В восстановительной среде при высокой температуре оксиды церия, хрома, никеля, олова, титана и цинка легко восстанавливаются и превращаются в металлы или низшие оксиды, имеющие невысокие температуры плавления. Тугоплавкие оксиды ниобия, марганца, ванадия неустойчивы при нагреве в окислительной среде. Они превращаются в оксиды более высокой валентности, имеющие более низкую температуру плавления. При нафеве оксида хрома до 2273 К начинается его активное испарение. Оксиды бериллия, магния, циркония и тория устойчивы при высоких температурах (табл. 3.24).

Химические методы получения простых полупроводников и чистых элементов, используемых при легировании и в производстве сложных полупроводниковых материалов, обеспечивают высокую степень очистки. Дистилляцией (испарение жидкой фазы) удаляют легкоиспаряющиеся примеси, ректификацией (многократное испарение и конденсация) — примеси, имеющие невысокие температуры плавления, испарения и большой интервал жидкого состояния. Сублимацией (испарение твердой фазы) очищают от механических примесей и газов и получают монокристалл. Перечисленными методами можно получать монокристаллы с высоким значением удельного электросопротивления. Например, монокристалл германия при р = 0,10 Ом • м содержит в 1 м3 1020 атомов примесей (см. рис. 18.10).