ИНСТРУМЕНТЫ

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ПОЛ

ПОТОЛОК

СТЕНЫ

Витражные изделия в технике "Тиффани" являются прекрасным украшением квартиры. Можно ли их сделать самому? Да, конечно!
узнать подробности >>

Камин - украшение загородного дома, печь-каменка - основа русской бани. Можно ли их построить самому? Что для этого нужно? Читаем!
узнать подробности >>

Хотите превратить свой дачный участок в неповторимый уголок отдыха? Тогда воспользуйтесь нашими советами!
узнать подробности >>

Часто возникает ситуация, когда вы купили домой новую красивую люстру, а электрик на вызовы не приходит или просто в отпуске, а ждать вы не хотите. Как поступить? Если соблюдать все меры предосторожности, то повесить люстру можно и самому!
прочитать полностью >>

Если вам знакомо такое понятие, как стяжка, то вы наверняка разбираетесь и в том, что такое сухая бетонная смесь, ибо эти два понятия традиционно идут в одной строительной упряжке. Не будем замалчивать о недостатках...
прочитать полностью >>

Неправильно рассчитанная нами стратегия поиска радиатора отопления может привести только к одному: разочарованию. Радиатор в итоге будет выбран далеко не тот, что нам требуется, и он не преминет доказать нам не раз на практике то, что мы – довольно никчемные теоретики.
прочитать полностью >>

Малярные кисти могут быть различной формы, имеют разный тип щетины и изготовлены из разнообразного материала. Различия кистей по форме и остальным параметрам далеко не случайны. Каждый тип кистей предназначается для проведения определенного типа малярных работ...
прочитать полностью >>

Каждый вид обоев, по сути, приверженец и защитник своего особого стиля. Кожаные обои – сторонник стилистики, которую иначе, как настенный престиж и шик, не назовешь. Недаром у истоков «моделирования» кожаных обоев стоят не кто иные, как всем известные, пусть даже понаслышке, несгибаемые крестоносцы.
прочитать полностью >>

Облицовка кафельной плиткой – самый практичный и удобный способ оформления интерьера ванных комнат, а также рабочих поверхностей кухонь. Современный дизайн кафельной плитки позволяет выбрать свой стиль: классический или кантри, хай-тек или под старину...
прочитать полностью >>

Лаки всякие нужны, лаки всякие важны. Но основное правило выбора лака забывать не следует: сначала тщательно знакомимся с характеристиками данного лака, а затем уже приступаем непосредственно к лакированию...
прочитать полностью >>

Керамическая плитка не просто модный декоративный материал - это долговечность красоты в сочетании с гигиеничностью многих помещений, например, кухни, прихожей, коридора, ванной комнаты, холла...
прочитать полностью >>

Главная >> Литература по ремонту и строительству >>

НЕКОТОРЫЕ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОРРОЗИОНОСТОЙКИЕ МАТЕРИАЛЫ

М. М. Камбург,
Горьковское книжное издательство, 1958 год

Публикуется с небольшими сокращениями

МАТЕРИАЛЫ ИЗ ПОЛИХЛОРВИНИЛОВОЙ СМОЛЫ

Сырьем для приготовления ряда коррозионностойких материалов является полихлорвинил (полихлорвиниловая смола). Полихлорвинил получают при полимеризации хлорвинила. Исходным сырьем для получения хлорвинила является ацетилен или дихлорэтан.
Хлорвинил CH2CHCI представляет собой газ. Полихлорвинил - белый порошок с удельным весом 1,4, нерастворимый в воде, спирте, бензине, набухающий в ароматических углеводородах. Полихлорвинил растворяется в хлорированных углеводородах и сложных эфирах.
Полихлорвиниловую смолу путем термической пластификации можно переработать на твердые материалы, похожие на эбонит,- винипласт - и мягкие резиноподобные материалы - пластикат. Кроме того, полихлорвиниловая смола сама может применяться в качестве защитного материала.
За границей винипласт и пластикат известны под названиями «игелит» и «винидур».
В результате пластификации при температуре 160-180°С из полихлорвинила начинает выделяться хлористый водород. Так как хлористый водород способствует ускорению процесса разложения полихлорвиниловой смолы, приходится вносить стабилизатор. В качестве стабилизаторов применяют натриевые, кальциевые и свинцовые соли.
Для придания массе подвижности добавляют мягчители (стеарин, трансформаторное масло). Стеараты кальция и свинца являются одновременно стабилизаторами и мягчителями.
Пластификацию полихлорвиниловой смолы производят на горячих вальцах под большим давлением. Температура на вальцах должна быть примерно 155-165°С. При более низкой температуре смола не переходит из высокоэластичного в вязкотягучее состояние, а при более высокой - разлагается.
Для увеличения эластичности в смолу добавляют различные пластификаторы. В качестве пластификаторов применяют дибутилфталат, трикрезилфосфат, диметил-фталат, савол и другие вещества.

ВИНИПЛАСТ

Процесс производства винипласта сводится к смешению компонентов: смолы, стабилизатора, пластификатора и красителя - и вальцеванию на горячих вальцах с последующим каландрированием до толщины пленки 0,3-1 мм.
Для изготовления толстых листов пленку складывают в пакет и прессуют при температуре 160-170°С и давлении 15-50 кг/см2 в течение 20 минут. Затем температуру понижают до 50°С, а давление - повышают до 50-150 кг/см2. Чем толще листы, тем больше давление.

Физико-механические свойства винипласта

Временное сопротивление разрыву, кг/см2...........500
Временное сопротивление сжатию, кг/см2...........800
Относительное удлинение при разрыве, % ........10-50
Удельная ударная вязкость, кг см/см2...........120
Твердость по Бринеллю, кг/мм2..............15-16
Термический коэффициент линейного расширения.....0,00007
Теплостойкость по Мартенсу, °С................65
Временное сопротивление статическому изгибу, кг/см2 ... 800
Удельный вес........................ 1,38
Теплопроводность при 20 С, ккал/м час. град.........0,14
Удельная теплоемкость, ккал/град............0,32-0,51
Водопоглощаемость за 24 часа при 20°С, г/дм2 .... 0,016-0,078

По химической стойкости винипласт превосходит многие неметаллические коррозионностойкие материалы. Он стоек почти во всех кислотах и растворах солей (за исключением сильных окислителей), в щелочных растворах, в органических веществах (за исключением ароматических и хлорированных углеводородов).

МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ВИНИПЛАСТА

Винипласт очень хорошо обрабатывается на любых механических станках: сверлильных, фрезерных, токарных и т. д. Его можно резать ножовкой, ленточной и циркульной пилами. Резьбу можно наносить резцом, метчиком и плашкой. Свойство винипласта размягчаться при температуре выше 80°С позволяет изготовлять из него небольшие прессованные и штампованные изделия. Этим его свойством пользуются при формовке крупных изделий и гнутье труб. Формовка крупных изделий производится на деревянных или металлических формах.
Сварка винипласта осуществляется одновременным нагреванием свариваемого шва и прутка из винипласта. В зависимости от толщины свариваемого листа применяют сварочные прутки диаметром 2, 3 и 4 мм. Для нагрева применяют специальные горелки, электрические и газовые. Применяемый в горелках воздух идет под давлением 1-1,5 атм., а напряжение электрического тока - 36 вольт. Температура нагретого воздуха должна быть при этом 220-230°С. Сварочный пруток подают под углом 90°С к направлению шва со средней скоростью 12-15 м/час. Обычно применяют три типа сварных швов: Х-образный, V-образный и внахлестку.
Чем выше температура сварочного воздуха, тем больше скорость сварки и прочность сварного шва. Однако температура воздуха выше 270°С уже вредна, так как приводит к частичному или почти полному разложению винипласта.
Для приклеивания винипласта к винипласту, металлу и дереву применяют специальные клеи, состоящие из 10 или 20-процентного раствора сухой перхлорвиниловой смолы в дихлорэтане. 10-процентный клей наносится на металл, а 20-процентный - на винипласт.

ВЫПУСКАЕМЫЕ ПРОМЫШЛЕННОСТЬЮ СССР ИЗДЕЛИЯ ИЗ ВИНИПЛАСТА

1. Пленочный винипласт толщиной от 0,3 до 1 мм. Применяется как промежуточный продукт для производства листового перфорированного и гофрированного винипласта, сепараторов, а также как материал для футеровки аппаратуры и для других целей.
2. Пленочный перфорированный и гофрированный винипласт. Выпускается в виде рулонов толщиной от 0,35 до 0,6 мм, шириной 300-500 мм и длиной не менее 1000 мм. Пленки имеют отверстия диаметром 2,8 мм. Применяются как фильтрующий и как подкладочный материал.
3. Листовой винипласт длиной 1300-1500 мм, шириной до 700 мм и толщиной до 20 мм, предназначенный для изготовления различных аппаратов, деталей, вентилей и других изделий.
4. Трубы, с внутренним диаметром от 8 до 150 мм, длиной до 3000 мм, применяются для транспортировки различных агрессивных сред при температуе 40-50°С и давлении до 6 кг/см2. Толщина стенок труб зависит от диаметра и колеблется в пределах от 1 до 8 мм.
5. Стержни длиной 1 500-3 000 мм, диаметром от 2 до 58 мм, для изготовления различных изделий. Стержни диаметром 2, 3 и 4 мм предназначаются для сварки листового винипласта как присадочный материал.

СОЕДИНЕНИЕ ВИНИПЛАСТОВЫХ ТРУБ

Промышленностью СССР выпускаются винипластовые трубы без соединительных приспособлений. Для соединения винипластовых труб существует несколько способов. Наиболее распространенными из них являются следующие.
1. Фланцевое соединение с приваркой фланца к телу трубы.
2. Соединение с накидными стальными фланцами. При этом на концах трубы насаживают разогретые и промазанные клеем кольца.
3. Соединение с накидными фланцами на отбортовках. Конец трубы разогревают и осаживают на металлической оправке.
4. Муфтовое соединение. Муфту надевают в нагретом состоянии на концы труб, намазанные клеем, а концы муфты проваривают сварочной проволокой.
5. Раструбное соединение. Это, пожалуй, самый простой и надежный способ соединения. На конце одной трубы снимают наружную фаску, а на конце второй - внутреннюю. Затем конец второй трубы нагревают при температуре 130-140°С в течение 5-10 минут и надевают ее на первую. При этом образуется раструб, конец которого приваривают проволокой из винипласта.
Изготовление отводов, колен, компенсаторов и других изделий из труб производится аналогично металлическим: заполняют трубу сухим песком и нагревают, после чего гнут по шаблону. Учитывая большой коэффициент линейного расширения винипласта, следует устанавливать тепловые компенсаторы на прямых участках винипластовых трубопроводов, а отводы, повороты и другие детали выполнять при радиусе изгиба R = 3-4d. Другие фасонные части, как, например, тройники, крестовины, колена и другие, изготавливаются путем сварки участков труб. В тех случаях, когда эксплуатация труб и фасонных частей требует повышенной температуры, например 80-90°С, и повышенного давления 2-3 атм., где не исключена возможность механических повреждений, винипластовые трубы и фасоиные части можно заключить в металлическую броню.
Имеются опытные вентили разной конструкции. Одни изготавливаются сваркой частей труб, другие - путем запрессовки внутренних частей вентиля с последующим бронированием. Изготовлять краны вообще не представляется возможным, так как винипластовая пробка плохо притирается к корпусу и легко заедает.
При монтаже винипластовых трубопроводов необходимо учитывать, что винипласт имеет коэффициент линейного расширения примерно в 6 раз больше, чем сталь. Крепление винипластовых трубопроводов считается надежным, когда они уложены в лотки, в брони, на опоры и, в отдельных случаях, на подвески. Неподвижное крепление применяется очень редко.
Все крепежные детали должы быть укреплены до начала монтажа, причем между металлическими хомутами и винипластовой трубой укладывается мягкая прокладка.

ВОЗДУХОВОДЫ И ВЕНТИЛЯТОРЫ

Кроме труб, фасонных частей, вентилей, небольших аппаратов, пленки и др. изделий, винипласт нашел большое применение в различных вентиляционных системах.
Воздуховоды делают, главным образом, круглого сечения. Толщина стенки зависит от диаметра воздуховода. Соединение отдельных отрезков осуществляется приваркой винипластовых уголков.
Кожух и ротор вентиляторов изготовляют из винипласта, а стальной вал защищают пленочным винипластом. Кожух и ротор можно футеровать винипластом. Футеровка кожуха и ротора винипластом часто применяется для придания вентилятору взрывобезопасности.

ФУТЕРОВКА ВИНИПЛАСТОМ

Большие аппараты, особенно если среды находятся в них под большим давлением, целесообразно футеровать пленочным винипластом толщиной от 0,3 до 1 мм. Изготовлять большие аппараты целиком из винипласта нецелесообразно, так как даже при значительной толщине стенок (10-20 мм) нельзя обеспечить надежную прочность. Футеровку винипластом делают, главным образом, по металлу и иногда по дереву и бетону.
От металла, на который наносят винипласт, требуется доступность для руки и инструмента, а также отсутствие острых углов. Как перед любым покрытием, металл следует тщательно очистить. Лучшей очисткой металла является пескоструйная. Для приклеивания пленочного винипласта металл троекратно покрывается 10-процентным, а пленка - 20-процентным раствором перхлорвиниловой смолы в дихлорэтане. Для удаления растворителя наружную поверхность металла нагревают до температуры 140-150°С.
Нагревать поверхность металла можно паяльной лампой, сварочной горелкой, водородным пламенем и т. д. К нагретому металлу плотно прикатывают пленочный винипласт. Футеровать можно все металлы, имеющие температуру плавления не ниже 400°С.
Специального удаления растворителя при футеровке дерева или бетона не требуется, так как оно происходит через поры дерева и бетона. Стыки листов пленки либо закрывают клею, либо соединяют внахлестку.

ПЛАСТИКАТ И ТЕКСТОВИНИТ

Пластикат представляет собой пластичный материал, получаемый вальцеванием смеси полихлорвиниловой смолы с пластификатором и стабилизатором. В качестве пластификаторов применяются дибутилфталат, трикрезилфосфат, диметилфталат, савол и другие. Стабилизатором служит стеарат кальция.
Примерный состав пластиката:
полихлорвиниловая смола ... 100 вес. частей
дибутилфталат........30
стеарат кальция........ 3
Увеличение содержания пластификатора повышает пластичность пластиката, но одновременно понижает его прочность. Пластикат стоек к действию воды, кислот и щелочей низкой и средней концентрации и ко многим органическим растворителям. Пластикат применяют для изоляции кабельных изделий, прокладок, колец, клапанов и т. д. Используется также для защиты полов в виде сплошных ковров.
Текстовинит представляет собой листовой материал, изготовляемый путем нанесения на ткань, с помощью вальцев или каландра, массы, состоящей из полихлорвиниловой смолы, пластификатора и стабилизатора. Пластикат и текстовинит, как и винипласт, можно хорошо сваривать и склеивать.

ПРОПИТАННЫЙ ГРАФИТ

За последние годы в некоторых отраслях химической промышленности получил широкое распространение химически стойкий и теплопроводный пропитанный графит.
Сам графит по химической стойкости не уступает благородным металлам. Недостатком его является пористость, составляющая 20-30% и делающая невозможным использование его в качестве самостоятельного конструктивного материала. Пропитка графита различными веществами устраняет этот недостаток. Пропитанный графит известен за границей под названиями «карбойд» и «игурит».
Для пропитки и заполнения пор графита можно применять расплавленные соли, фенолоформальдегидные, дивинилацетиленовые и фурфуроловые смолы, жидкое стекло и т. п.
Пропитка фенолоформальдегидными смолами основана на их свойстве при определенных условиях переходить из плавкого и растворимого состояния в неплавкое и нерастворимое. Пропитка осуществляется следующим образом. Графитовые изделия укладывают в ванне с таким расчетом, чтобы они не касались друг друга, для чего между ними прокладывают проволоку диаметром 2-4 мм. Затем ванну помещают в автоклав, в котором создают вакуум до 750-755 мм. По истечении 30-35 минут через специальный штуцер засасывают фенолоформальдегидную смолу и дают давление 4-5 атм. Такие операции (вакуум и давление) чередуют 4-5 раз. Пропитка происходит при температуре 35-40°С. После извлечения из ванны изделия обрабатывают 5-процентным раствором щелочи и затем многократно водой. После промывки водой их оставляют на несколько часов для воздушной сушки, затем помещают в автоклав для термической обработки в течение 8 часов под давлением 4-5 атм. при температуре от 50 до 120°С. Температуру повышают каждый час на 10°С. В последующие два часа термообработку проводят без давления при температуре 130-140°С.
Результаты такой пропитки показывают значительное повышение механической прочности и даже некоторое увеличение теплопроводности. Высокая теплопроводность коррозионностойких материалов открывает широкие возможности для изготовления из них теплообменной аппаратуры и изделий. Пропитанный графит по сравнению с другими коррозионностойкими материалами (текстолитом, фаолитом, винипластом, стеклом и т. п.) имеет самый большой коэффициент теплопроводности - от 108 до 170 ккал/м час. град.

ХИМИЧЕСКАЯ СТОЙКОСТЬ ПРОПИТАННОГО ГРАФИТА

Химическая стойкость пропитанного графита зависит от вещества, применямого для пропитки. Если пропитать графит, например, фенолоформальдегидной смолой, он будет устойчив в различных кислотах (соляной, серной, уксусной, муравьиной, фтористо-водородной и т. д.) и неустойчив в щелочах и сильных окислителях. При пропитке стеклом графит будет устойчив только в некоторых кислотах.

ИЗДЕЛИЯ ИЗ ПРОПИТАННОГО ГРАФИТА

Высокая теплопроводность, хорошая химическая стойкость и непроницаемость пропитанного графита дают возможность изготовлять из него плитки для футеровки теплообменной аппаратуры, гильзы для термометров, холодильники, насосы и другие изделия. Пропитанный графит очень хорошо поддается механической обработке и винтовой нарезке. Однако при конструировании надо учесть, что коэффициент линейного расширения при нагревании у пропитанного графита в 4 раза меньше, чем у стали. Существуют различные конструкции теплоабменных аппаратов, изготовленных из пропитанного графита.
1. Разработанная в НИИХИММАШ конструкция теплообменного аппарата типа «труба в трубе». Составляется из графитовых труб, пропитанных фенолоформальдегидной смолой и предназначенных для охлаждения протекающей по ним горячей кислоты, и из стальных труб, по которым циркулирует холодная вода.
2. Теплообменный аппарат типа «плавающая головка». Трубчатка из пропитанного графита вставлена в стальной корпус. Одна трубная решетка прикреплена к корпусу, а другая может передвигаться.
3. Камерно-пластинчатый холодильник из пропитанного графита. Состоит из газовых и водяных камер, расположенных через одну. Для увеличения механической прочности между пластинами установлены ребра жесткости из этого же материала. Весь холодильник заключен между двумя стальными плитами, соединенными между собой железными шпильками. Холодильник вполне выдерживает 3 атм. рабочего давления. Холодильники для такой конструкции из пропитанного графита, устойчивого в кислотах, щелочах и других средах, с термостойкостью до 300°С, изготавливаются на электрохимическом комбинате «Битерфельд» в Германской Демократической республике. Там же из этого материала изготавливают трубопроводную арматуру, вентиляторы, мешалки и другие изделия.
4. Блочный холодильник из пропитанного графита представляет собой блок пропитанного графита, в котором имеются отверстия в двух взаимно-перпендикулярных направлениях. Через отверстия одного направления идет горячая кислота (жидкость), через отверстия другого направления - холодная вода. Блок заключен между четырьмя гуммированными плитами со штуцерами.
5. Бессальниковые насосы из пропитанного графита, конструкция которых разработана Гипрокаучуком, обеспечивают нормальную и надежную работу при производительности 5-10 м3/час., 1400 оборотах в минуту и общем напоре 30-15 м водяного столба. Все части такого насоса, касающиеся выкачиваемой жидкости, изготовлены из пропитанного графита.
Склеивание и соединение отдельных частей из пропитанного графита легко осуществляется замазками арзамит. В зависимости от среды можно применять арзамит-1, арзамит-2, арзамит-4 и другие составы.
Пропитанный графит является исключительно ценным материалом для изготовления теплообменной аппаратуры, устойчивой в различных агрессивных средах.

АРЗАМИТ

Арзамит - это пластическая масса, которая способна при определенных условиях приобретать свойства пластичности. Арзамит представляет собой коррозионностойкий, самозатвердевающий, водонепроницаемый материал в виде замазки. Применяется для футеровки в качестве вяжущего, для разделывания швов различными штучными коррозионностойкими материалами, для склеивания материалов (например, пропитанного графита), для изготовления отдельных деталей.
Арзамит известен за рубежом под названием «асплит». Существует несколько сортов арзамита: арзамит-1, арзамит-2, арзамит-3 и др., которые отличаются друг от друга по своим химическим свойствам и теплопроводности.
Замазка состоит из арзамит-раствора и арзамит-муки. В зависимости от состава раствора и муки арзамит различается по сортам. Арзамит-1 имеет следующий процентный состав:
Арзамит-мука
кварцевая мука.........70
кремнезем........ 20
паратолуолсульфохлорид .... 10
Арзамит-раствор
фенолоформальдегидная смола ... 90
бензиловый спирт........10
Фенолоформальдегидная смола приготавливается при соотношении фенола к формальдегиду 1:1,23.
Арзамит-1 после сушки в течение 200 час. при комнатной температуре с последующим прогревом в течение 6 час. при температуре 100°С имеет следующие свойства:
Удельный вес..................1,73
Предел прочности при растяжении в кг/см2 ... 52
Предел прочности при сжатии в кг/см2 .....840
Сцепляемость в кг/см2:
со сталью..................15
со свинцом.................15
с полиизобутиленом .............15
с диабазовой плиткой ............ 17
с пропитанным графитом ......... 39
Водопроницаемость.............непроницаема при давлении 3 атм.
Арзамит-2 значительно отличается от арзамита-1 повышенной химической стойкостью за счет наличия в арзамит-растворе дихлоргидрина-глицерина. Арзамит-2 устойчив в едком натрии до 50%, аммиаке до 25%, хлорной извести.
Состав замазки арзамит-2 (в %) следующий:
Арзамит-мука
кварцевая мука.........20
сернокислый барий.......70
паратолуолсульфохлорид ....10
Арзамит-раствор
фенолоформальдегидная смола ... 70
дихлоргидрин-глицерин.....20
бензиловый спирт....... 10
Фенолоформальдегидная смола изготовляется при соотношении фенола к формальдегиду 1 : 1,75. Дихлоргидрин-глицерин можно заменить триэтилфосфатом.
Арзамит-2 после 200 часов сушки при комнатной температуре и шестичасовой термообработки при температуре 100° С имеет следующие показатели:
Предел прочности при растяжении в кг/см2 ... 47,3
Предел прочности при сжатии в кг/cм2.....38,7
Сцепляемость в кг/см2:
со сталью (покрытой резорцинно-фенолоформальдегидной смолой ...........23,5
с диабазовой плиткой .......... 13
Проницаемость ...............непроницаем при давлении 2 атм.
Арзамит-3 в отличие от арзамита-1 и арзамита-2, за счет исключения кварцевой муки и кремнезема, устойчив во фтористоводородной кислоте при сохранении тех же физико-механических свойств. У арзамита-4 тот же раствор, что и у арзамита-3, а арзамит-мука состоит из:
молотого графита.....90%
паратолуолсульфохлорида ... 10%
Арзамит-4, кроме перечисленных выше свойств, обладает еще теплопроводностью.
Хотя арзамит имеет хорошую химическую стойкость, наносить его непосредственно на металл нельзя, так как наличие в составе муки паратолуолсульфохлорида повышает коррозию металлической поверхности. Кроме того, сила сцепления арзамита с железом и бетоном меньше, чем с битумом, керамикой, резиной и др. Обычно арзамит наносят на поверхность аппарата с подслоем. В качестве подслоя служит футеровка силикатными плитками на кислотоупорной замазке, резина, рубероид, полиизобутилен и др. Арзамит изготовляют путем смешения муки с раствором в таком количестве, чтобы ее хватило на 1-1,5 часа работы. При длительном хранении готовый арзамит становится непригодным для дальнейшей работы.
Скорость схватывания арзамита зависит от температуры.
При температуре 20°С он схватывается через 6 часов и затвердевает в течение одних суток. При 70°С затвердевание происходит через несколько минут, а при 10°С продолжается около 72 часов. Затвердевшая замазка сначала имеет желтый, затем розовый и, наконец, красный цвет.
Схватывание и затвердевание замазки основано на свойстве фенолоформальдегидной смолы переходить из стадии «А», при которой смола плавится и растворяется, в стадию неплавкую и нерастворимую. Этот переход совершается при постепенном повышении температуры до 110-130°С. Паратолуолсульфохлорид способствует процессу перехода смолы из стадии «А» в стадию «С» при пониженной температуре.
Швы разделывают арзамитом после полной просушки слоя. Для разделки швов применяют жидкий раствор замазки, который получают смешением равных частей арзамит-муки и арзамит-раствора. В редких случаях можно рекомендовать наносить арзамит и на подслой тонким равномерным слоем в 3-4 мм. Образовавшиеся после сушки трещины замазывают жидкой замазкой-арзамитом.
На 1 м2 футеровки расходуется 8 кг замазки, в том числе 5,8 кг арзамит-муки и 2,2 кг арзамит-раствора.
Для разделки швов между плитками на 1 м2 поверхности расходуется 2 кг замазки, в том числе арзамит-муки до 1,55 кг и арзамит-раствора до 0,45 кг.

ФЕНОЛИТ

Фенолоформальдегидная смола в заполимеризованном состоянии химически устойчива в кислотах и некоторых органических растворителях при температуре порядка 110-120°С и неустойчива в щелочах и сильных окислителях. Полихлорвиниловая смола в виде винипласта или пластиката химически устойчива в кислотах и растворах солей (за исключением сильных окислителей), в различных щелочных растворах, в органических веществах (за исключением ароматических и хлорированных углеводородов при температуре порядка 50-60°С). В случае применения этих материалов в брони допускается температура порядка 70-80°С.
Прессование смеси фенолоформальдегидной и полихлорвиниловой смол при температуре 180°С дает возможность совместить их основные свойства и получить новый коррозионностойкий материал - фенолит.
Изделия из этого материала изготовляют на гидравлических прессах в соответствующих прессформах. Давление и время прессования зависят от размеров и конфигурации изделий. Изделия из фенолита делают так же, как и из прессованных пластических масс.
Фенолит обладает весьма ценными свойствами: механической прочностью, стойкостью к различным кислотам и щелочам, повышенной теплостойкостью, повышенной водостойкостью, высокими диэлектрическими свойствами, стойкостью к ртути и ее парам. Кроме того, он хорошо окрашивается пигментами и красителями. Фенолит может широко применяться в народном хозяйстве для защиты от коррозии, для замены черных и цветных металлов, для медицинских целей, при изготовлении масло- и бензостойких деталей для автомобильной, тракторной и авиационной промышленности, для изготовления различных бытовых изделий и т. д. В химической промышленности можно применять запорную арматуру, трубы, фасонные части, насосы, барботеры, футеровочные плитки, сифоны, воздуходувки и другие изделия из фенолита.
Для производства изделий из фенолита необходимы прессформа и гидравлический пресс с нагревательными плитами или прессформы с обогревом.
Учитывая сравнительно невысокую стоимость фенолоформальдегидной и полихлорвиниловой смол, надо полагать, что стоимость изделий из фенолита должна быть в пределах 9-10 руб. за кг при удельном весе этого материала 1,4-1,5. В виде различных изделий фенолит применяется на многих заводах в течение нескольких лет.

АНТЕГМИТ

За последние годы разработан и внедрен в производство новый коррозионностойкий и теплопроводный материал антегмит марки АТМ-1. Выпускается он в виде труб и плиток.
Антегмит характеризуется следующими свойствами:
Удельный вес..............4,8
Удельная ударная вязкость, кг/см2 .. 2,5-3,75
Предел прочности при статическом изгибе, кг/см3.............800-1200
Предел прочности на разрыв, кг/см2 ... 180-220
Термический коэффициент линейного расширения при 20-120° С .... от 0,8 х 10 -5 до 1,0 х 10 -5
Теплопроводность, ккал/м час. град. ... 30-35
По химической стойкости антегмит АТМ-1 приравнивается к материалам, изготовленным на основе феноло-формальдегидных смол (фаолит, текстолит и др.).
Антегмит хорошо поддается механической обработке. Он хорошо схватывается с сырым фаолитом и бакелитированной тканью при последующей полимеризации, с арзамитом, диабазом и др. Плитки из антегмита применяются для футеровки теплообменной аппаратуры. В качестве связующего служит, главным образом, арзамит-4 и, в отдельных случаях, лак-этиноль с наполнителем - молотым графитом.
Антегмитовые трубы используются преимущественно в холодильниках различной конструкции, в меньшей степени для изготовления кислотопроводов. Из различных конструкций холодильников, изготовленных из антегмита, можно рекомендовать следующие:
1. Холодильник из S-образных труб. Бурты и соединения отдельных частей труб выполнены из сырого фаолита (лучше делать из графолита) с последующей полимеризацией. Соединение S-образных труб осуществляется стальными или чугунными разъемными хомутами. Холодильник устанавливается на специальной этажерке из углового железа. Между трубами и угловым железом помещают резиновые или деревянные прокладки (на каждую трубку две прокладки) размером 150 X 120 мм. Орошение производится сверху орошающим устройством, состоящим из стальных труб с приварными распределительными гребенками.
2. Холодильник-трубчатка с плавающей головкой. Корпус металлический, трубные решетки из фаолита, трубы из АТМ-1. В этой конструкции одна трубная решетка закреплена наглухо, а другая может сдвигаться за счет сальникового устройства в верхней крышке. Некоторый сдвиг верхней решетки вызван неравенством коэффициентов теплового расширения антегмита, фаолита и стали. Металлические крышки защищают резиной, полиизобутиленом или футеруют различными плитками на кислотоупорной замазке.
Целый ряд конструкций холодильников, в которых возможно применение антегмитовых труб, приводится в журнале «Химическая промышленность», 1955, № 2, стр. 39, в сборнике статей НИИХИММАШ «Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов», 1954, стр. 3.
Антегмит марки АТМ-1 выпускается в виде труб различных диаметров, длиною 2 метра, стоимостью 8000 руб. тонна и в виде плиток размером 180X125X10 мм, стоимостью 8400 руб. тонна.

ПОЛИИЗОБУТИЛЕН

Полиизобутилен является полимером изобутилена. Изобутилен СН2=С (СН3)2 при комнатной температуре и атмосферном давлении является бесцветным горючим газом с характерным для непредельных углеводородов запахом.
При полимеризации изобутилена получаются полимеры общей формулы [-СН2-С(СН3)2]Н.
Полиизобутилены по молекулярному весу не являются однородным материалом и выпускаются в виде различных по своим свойствам продуктов, начиная от легкотекучих до каучукоподобных. Физическое состояние полиизобутилена зависит от различной степени полимеризации. Наиболее распространенный тип полиизобутиленов имеет средний молекулярный вес 200000 и по своим свойствам напоминает каучук.
Полиизобутилен перерабатывают с добавками полиэтилена, полистирола и с обычными наполнителями, применяемыми для резиновых смесей: сажей, тальком, графитом, асбестом, слюдой, кварцем, мелом и др.
В отличие от каучука полиизобутилен, не имеющий свободных связей в смесях с серой, не приобретает свойств вулканизованного продукта. Промышленное производство полиизобутилена налажено в Советском Союзе, Германии и США. За границей полиизобутилен выпускается под марками «оппанол» и «вистанекс». Полиизобутилен выпускается в виде листов толщиной в 4 мм.
Физико-механические свойства полиизобутиленов зависят, главным образом, от их молекулярного веса и характеризуются примерно следующими цифрами:
Удельный вес......0,93-1,32
Временное сопротивление растяжению ..... 20-60 кг/см2
Относительное удлинение 1000%
Температурные пределы применения полиизобутиленов - от минус 50° С до плюс 100° С. В технике защиты от коррозии полиизобутилены применяются, главным образом, с соответствующими добавками и наполнителями в виде листов, свойства которых напоминают вулканизованную резину. Обкладка листовым полиизобутиленом применяется в резервуарах, железнодорожных цистернах, трубопроводах и другого рода оборудовании.

КРЕПЛЕНИЕ ПОЛИИЗОБУТИЛЕНА К РАЗЛИЧНЫМ ПОВЕРХНОСТЯМ

Полиизобутилен крепится к металлу, дереву и бетону при помощи промежуточного слоя клея, который наносят на очищенную шероховатую поверхность. Этот клей должен обладать достаточной прочностью и способностью хорошо сцепляться как с металлом, так и с полиизобутиленом. Лучшим из испытанных клеев является клей 8, обладающий относительно высокой прочностью сцепления с металлом, деревом и бетоном. Во многих случаях для крепления полиизобутилена к металлу применяют клей 88, вырабатываемый заводом «Каучук». Однако по теплостойкости и прочности связи с металлом он уступает клею 8 и рекомендуется как запасной, в случае отсутствия последнего. При отсутствии клеев 8 и 88 можно рекомендовать клей 61 сг. Сцепление полиизобутилена с чугуном, сталью, железом, алюминием и другими металлами может быть доведено до прочности, превышающей прочность самого полиизобутилена. Медь перед покрытием подвергают лужению, а серебро и легкие металлы, содержащие магний, не поддаются обкладке полиизобутиленом обычным способом. Плохо поддаются гуммированию никель, золото, платина.

СВАРКА ЛИСТОВ ПОЛИИЗОБУТИЛЕНА

При обкладке листовым полиизобутиленом соединение листов должно обеспечивать не только механическую прочность, но и химическую стойкость, равную стойкости самой обкладки. Термопластичные свойства полиизобутилена позволяют применять сварку для соединения листов.
Широкое распространение получил метод непосредственного нагревания соединяемых поверхностей кромок. Сущность его заключается в следующем. Верхнюю кромку нахлестки слегка отгибают и в образовавшуюся щель вставляют горячий клин электропаяльника, который боками касается верхней и нижней кромок. Под влиянием тепла клина листы, нагретые примерно до 200°С, приобретают пластичность и способность к склейке. По мере прогревания поверхностей кромок паяльник продвигают вдоль шва. Одновременно разогретые кромки прикатывают роликом.
Вместо электропаяльника в качестве нагревающего прибора можно пользоваться горелками, рекомендованными для сварки винипласта. Оптимальная температура воздуха, выходящего из горелки, 230-270°С создает в листе полиизобутилена температуру в 200°С, при которой происходит сваривание материала. К металлу, покрываемому полиизобутиленом, предъявляются те же требования, что и при гуммировании резиной. Ввиду относительной простоты процесса обкладки аппаратуры листовым полиизобутиленом и отсутствия необходимости последующей вулканизации, покрытие можно производить непосредственно на рабочем месте, не снимая аппараты с фундаментов и не транспортируя их. Полиизобутилен выпускается в виде листов длиной до 3000 мм, шириной до 800 мм, толщиной 4 мм, стоимостью 12 650 руб. тонна.

ФТОРОПЛАСТЫ

Фторопласты являются полимерами производных этилена, в которых все атомы водорода замещены галоидами. Политетрафторэтилен, или фторопласт-4 - полимер тетрафторэтилена CF2 = CF2, т. е. полностью фторированного этилена СН2 = СН2. По внешнему виду он представляет собой кристаллы в виде белых крупинок. Фторопласт-4 отличается высоким содержанием количества кристаллической фазы, температура плавления которой равна 327°С (температура фазового перехода). Однако при нагреве до температуры даже выше фазового перехода (до 400°С) фторопласт-4 не плавится и не текуч, а становится мягким, сохраняя неизменной свою форму. При температуре 327°С фторопласт-4 прозрачен. При охлаждении происходит кристаллизация. Количество кристаллической фазы тем больше, чем медленнее идет охлаждение.
Фторопласт-4 характеризуется гибкостью и отсутствием хрупкости, сохраняя эти свойства вплоть до весьма низких температур. Фторопласт-4 имеет высокие диэлектрические свойства, которые не изменяются в интервале температур от минус 60°С до плюс 200°С. По химической стойкости фторопласт-4 превосходит все другие природные или синтетические материалы, в том числе золото и платину.
Фторопласт-4 применяется для прессования различных изделий, которые подвергаются спеканию в специальных печах при температуре 360-370°С. Давление, применяемое при прессовании, не должно быть ниже 200 кг/см2. Повышение давления выше 400 кг/см2 бесполезно.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФТОРОПЛАСТОВ

Прессованный фторопласт-4 представляет собой белую или сероватую, слегка просвечивающую, а в тонких слоях прозрачную массу. Поверхность фторопласта-4 скользкая, напоминающая на ощупь парафин. Из фторопласта-4 изготовляют трубы диаметром до 4 и длиною до 1000 мм, пластины размером 200 Х 200 Х 20 мм, пленки толщиною от 0,1 до 0,5 мм, стержни разных размеров, сильфоны, различные детали. Фторопласт-4 с большим успехом используется там, где необходимо сочетание высокой теплостойкости с хорошими диэлектрическими свойствами и химической стойкостью.
В различных изделиях он применяется в электротехнике, авиации, химии, медицине, в холодильной, пищевой и фармацевтической промышленности. Высокая химическая стойкость фторопласта-4 делает его ценным материалом для прокладок, сальниковых набивок, манжет, клапанов, сильфонов и т. д. Из него могут быть изготовлены и различные детали: трубы, гибкие шланги, тонкостенные стаканы, реакторы, вентили, краны, клапаны, мембраны, насосы и другие изделия, предназначенные для работы в любых агрессивных средах: кислотах, щелочах, окислителях, растворителях и т. д. - без ограничения концентрации и при температурах от минус 195°С до плюс 250°С.
Фторопласт-3 является полимером трифтормонохлор-этилена CF2 = CFCI, где три атома водорода этилена замещены фтором и один хлором. По внешнему виду фторопласт-3, как и фторопласт -4, представляет собой кристаллы в виде белых крупинок.
В отличие от фторопласта-4 фторопласт-3 при нагревании размягчается и плавится при температуре около 210°С. При резком охлаждении от температуры плавления до температуры ниже 100°С фторопласт-3, как и фторопласт-4, приобретает закалку. По химической стойкости фторопласт-3 почти не уступает фторопласту-4.
Фторопласт-3 растворяется в мезицилене при 150°С, а в некоторых органических веществах набухает. Поэтому при решении вопроса об использовании фторопласта-3 в среде органических растворителей необходимо предварительно провести соответствующие испытания.
Хорошая адгезия закаленных пленок фторопласта-3 к металлам позволяет применять их в качестве антикоррозийных покрытий.
Фторопласт-3 выпускается в виде тонкого, рыхлого порошка, который можно переработать в изделия всеми методами, принятыми для переработки термопластов. Прессование изделий производится при температуре не ниже 220°С. После прессования изделия должны охлаждаться в форме до 100-125°С. Что касается выдержки и давления, то это зависит от толщины и конфигурации изделий. Давление рекомендуют довольно высокое, порядка 300-500 кг/м2.
Для получения тонких пленок и покрытий на металлах и других материалах применяют суспензию фторопласта-3, приготовленную из тонкоразмолотого полимера в смеси органических растворителей.
Процесс покрытия металлов и других материалов суспензией из фторопласта-3 сводится к следующему. Металл перед нанесением суспензии тщательно очищается и обезжиривается. Для увеличения адгезии очистку лучше производить пескоструйным аппаратом. Суспензию наносят на свежеочищенную поверхность кистью, пульверизацией или окунанием. Нанесенный слой фторопласта сушат вначале при комнатной температуре, затем постепенно повышают ее от 50 до 150°С.
Высушенное покрытие сплавляют при температуре 260-270° С в течение 10-20 минут. Так как толщина одного слоя фторопласта составляет всего 0,01 мм и этот слой не везде сплошной, рекомендуется наносить 5-10 слоев общей толщиной 0,1 мм.
Хотя фторопласт-3 по некоторым свойствам уступает фторопласту-4, однако он имеет и большие преимущества. Фторопласт-3 обладает большой твердостью, прочностью, прозрачностью для видимого света, дает возможность создавать покрытия на металлах.
Фторопласт-3 можно применять в качестве диэлектрика в технике сильных токов, изоляционных покрытий на металле, манжетов, смотровых стекол, насосов, счетчиков и т. д. Фторопласт-3 и фторопласт-4 стоит 300 000 руб. тонна.

ПОЛИЭТИЛЕН

Полиэтилен - это пластическая масса, получаемая в результате полимеризации этилена. (- СН2 - СН2 - СН2 -) н.
По внешнему виду полиэтилен представляет собой твердый роговидный продукт. Полиэтилен обладает следующими свойствами:
Удельный вес...............0,92-0,93
Предел прочности при разрыве, кг/см2... 120-150
Предел прочности при изгибе, кг/см2 ... 120-170
Предел прочности при сжатии, кг/см2 ... 125
Относительное удлинение при разрыве, % ... 150-600
Температура размягчения, ° С....... 108-120
Теплопроводность, кал/см сек. град. ... 0,0007
Коэффициент линейного расширения в интервале от 0 до 50° С на 1°С........0,00021
Полиэтилен обладает высокой химической стойкостью к различным агрессивным средам: кислотам, щелочам, растворам солей, маслам и различным органическим веществам (при определенных концентрациях и температурах). Полиэтилен химически неустойчив к трихлорэтилену, четыреххлористому углероду, циклогексанону, хлорбензолу, толуолу, ксилолу, петролейному эфиру, растительным маслам. Полиэтилен не выдерживает действия галогенов, серы, кислорода - особенно при температуре порядка 120°С. На холоде полиэтилен не растворяется ни в одном из известных растворителей. При температуре 105-110° С полиэтилен размягчается до такой степени, что его можно формовать на различных формах. При температуре 115-120°С его можно прессовать, выдавливать на шприц-машине, отливать под давлением и т. д.
Прессование изделий производится при температуре 140-160°С. Время прессования зависит главным образом от конфигурации изделия и колеблется от 2 до 5 минут на миллиметр толщины. Удельное давление прессования не ниже 30 кг/см2. Формирование изделий производится при температуре 120-125°С на шаблонах, оправках или формах, изготовленных из дерева, металла и других материалов.
Производство изделий методом выдавливания на винтовых машинах осуществляется при температуре в загрузочной части 120-130°С, а в головке 140-150°С. Тонкие пленки получают методом выдавливания труб на шприц-машинах, с последующим раздуванием их сжатым воздухом. Методом литья под давлением изделия изготовляют при температуре 150-180°С с выдержкой под давлением от 10 до 30 секунд. Выдержка при охлаждении зависит от величины изделия.
Для нанесения полиэтилена пламенным напылением струю сжатого воздуха со взвешенными в ней частицами порошкообразного полиэтилена пропускают через воздушно-ацетиленовое пламя. Под действием нагрева отдельные частицы оплавляются до пластического состояния, в котором они способны при ударе о поверхность сцепляться с ней и образовывать сплошные покрытия. Порошковую струю нагревает и выбрасывает установка для порошкового напыления «ВНИИАВТОГЕН» УПН-1. Как и перед любым другим покрытием, металлическая поверхность должна быть тщательно очищена, а для лучшей адгезии ее рекомендуется предварительно подогреть.
Полиэтилен очень хорошо поддается механической обработке на обычных металлообрабатывающих станках и хорошо сваривается. Прочность сварки равна приблизительно 80-100% прочности исходного материала. Сварка полиэтилена основана на его свойстве переходить в вязко-тягучее состояние при температуре выше температуры плавления. Сварка производится горячим воздухом при температуре примерно 250°С. Для сварки полиэтилена применяются те же горелки (газовые или электрические), что и для сварки винипласта. Процесс сварки полиэтилена и характер сварных швов ничем не отличаются от процесса сварки и характера сварных швов винипласта. Скорость сварки примерно 200 мм в минуту.
Высокая химическая стойкость полиэтилена, особенно на холоде, позволяет применять его как защитный материал по отношению к действию ряда химических агрессивных жидкостей: крепких минеральных кислот, щелочей, солей перекисей и т. д. Кроме того, полиэтилен устойчив в плавиковой кислоте. Обладая достаточной прочностью, гибкостью, водонепроницаемостью, нетоксичностью, инертностью и диэлектрическими свойствами, полиэтилен может широко применяться в различных отраслях народного хозяйства в виде изделий и покрытий (труб, вентилей, насосов, пленок и т. д.).

ЛИТЕРАТУРА

Балезин С. А. Коррозия металлов и борьба с ней. Издательство «Знание», М., 1953.
Баранник В. П. Краткий справочник по коррозии. Госхимиздат, М., 1953.
Клинов И. Я. Коррозия химической аппаратуры и коррозионно-стойкие материалы. Госхимиздат, М., 1950.
Поляков К. А. Неметаллические химически стойкие материалы. Госхимиздат, М., 1952.
Поляков К. А., Сломянская Ф. Б., Полякова К. К. Коррозия и химически стойкие материалы. Госхимиздат, М., 1953.
Под редакцией Н. А. Доллежаля. Коррозионная и химическая стойкость материалов. Справочник. Машгиз, М., 1954.
Сборник инструктивных материалов по защите строительных конструкций и аппаратуры от коррозии. Госстройиздат, М., 1952.
Смирнов В. К., Кручинин В. И., Кацнельсон С. X. Свойства винипласта и его применение. Сборник «Неметаллические химически стойкие покрытия аппаратуры и строительных конструкций». Госстройиздат, М., 1951.
Смирнов В. К., Кацнельсон С. X. Краткая технология применения винидура как антикоррозийного материала. МХП, М., 1948.
Шуцкий С. В., Пуркин В. С. Винипласт. Госхимиздат, М., 1953.
Коган А. Г. Винипласт и его применение в бумажной промышленности. «Бумажная промышленность», 1950, № 6.
Горяинова А. В., Лобазова Л. А. Конструирование деталей и аппаратов из винипласта. Сборник статей № 17, «Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов». Машгиз, М., 1954.
Афанасьев П. А. Армированные аппараты из винипласта для работы под давлением. Сборник статей № 17, «Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов». Машгиз, М., 1954.
Афанасьев П. А. Уголь и графит, их применение в химическом аггпаратостроении. Сборник статей № 12, «Коррозия и борьба с ней». Машгиз, М., 1952.
Афанасьев П. А. Теплообменные аппараты из графита. «Химическая промышленность», 1954, № 3.
Афанасьев П. А., Ильина В. Г., Ключенкова Н. А. Теплообменная аппаратура из графита. Сборник статей № 17, «Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов». Машгиз, М.. 1954.
Смирнов В. К. Вовшина Е. С. Пропитанный графит и его применение в химической промышленности. Сборник по антикоррозийным материалам. МХП, М., 1953.
Смирнов В. К. и Кацнельсон С. X. Краткая технология изготовления теплообменной аппаратуры из пропитанного графита. Сборник по антикоррозийным материалам. МХП, М., 1953.
Розенберг А. Я. Опыт применения замазки арзамит в футеровках аппаратуры. Сборник «Неметаллические химически стойкие покрытия аппаратуры и строительных конструкций». Госстройиздат, М., 1951.
Прозоров А. П., Нусинов Я. Е. и Шмелев И. К. Антегмит марки АТМ-1 как заменитель свинца. «Химическая промышленность», 1955, № 2.
Решетов А. Н. и Макарова Е. И. Полиизобутилены и применение их в технике. Госхимиздат, М., 1952.
Розен Б. Я. Фторопласты. «Наука и жизнь», 1955, № 6. Под редакцией М. И. Гарбара. Фторопласты, Госхимиздат, М., 1954.
Динцес А. И., Лосев И, П. Полиэтилен и его галоидопроизводные. «Успехи химии», т. XX, вып. 4, 1951.
Под редакцией М. И. Гарбара. Полиэтилен. Госхимиздат, М., 1955.
Афанасьев П. А., Горяинова А. В., Григорьев И. С. Полиэтилен и его применение в химическом аппаратостроении. Сборник статей № 17, «Конструкционные неметаллические материалы и коррозия металлов». Машгиз, М., 1954.
Петров Г. С., Рутковский Б. Н., Лосев И. П. Технология синтетических смол и пластических масс. Госхимиздат, М., 1946.
Пик И. Ш, Производство изделий из пластических масс. Госхимиздат, М., 1954.
Полякова К. К., Августов Ю. А. Горячее напыление пластических масс. Сборник статей № 17, «Конструкционные неметаллические материалы и коррозии металлов». Машгиз, М., 1954.