Вся электронная библиотека >>>

 Машины и агрегаты трубного производства >>

 

 

Машины и агрегаты трубного производства


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Раздел V ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОТДЕЛКИ И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ТРУБ

 Глава 18 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ С ПОКРЫТИЯМИ

18.2  Трубы с алюминиевыми покрытиями

 

 

Благодаря ряду ценных физико-химических свойств алюминиевые покрыт находят широкое применение в промышленности - для защиты от атмосфера и высокотемпературной (до 800 °С) коррозии арматуры газогенераторов печей, трубчатой теплообменной аппаратуры химической, нефтеперерабат вающей и других отраслей промышленности, оборудование для термическ<

обработки (солевые и свинцовые ванны, конвейерные цепи, желоба, корыта, колосники и т. д.) и полимеризующих установок, шумоглушителей, кровли, предметов домашнего обихода, элементов обойм подшипников, установок кондиционирования воздуха и всасывающих насосов, тиглей, дымососов, крекинговых и котельных труб, титановых и молибденовых изделий, а также для повышения эмиссионной способности стали.

Сталь, покрытая алюминием, приобретает жаростойкость вследствие образования на ее поверхности оксидов алюминия, температура плавления которых 2100 °С. По многочисленным данным, стойкость алитированных изделий при температуре 800 °С в 15...20 раз, а до 900 °С в 7... 10 раз, до 950 °С в 5...7 раз выше по сравнению с неалитированными. Алитированные изделия из углеродистой стали устойчивы до 350 °С в атмосфере, содержащей 1 % HN03 и 3 % H2S. Существуют следующие методы нанесения алюминиевых покрытий на трубы: диффузионный, в свою очередь подразделяющийся на жидкофазный способ (алюминирование), парофазный (из порошковых смесей) - алитирова- ние и газовый (осаждение алюминия из паровой или газовой фазы); электрохимический; металлизационный.

Жидкофазный способ (алюминирование) по сравнению с другими перечисленными способами нанесения алюминия наиболее прост, экономичен и высокопроизводителен.

Сущность алюминирования заключается в следующем: подготовленные изделия погружают в ванну с расплавленным алюминием, выдерживают в нем в течение определенного времени, после чего извлекают и охлаждают. В процессе подготовительных операций происходит удаление с поверхности изделий жировых и других загрязнений, окалины и тонких оксидных пленок, нанесение слоя флюса. За последнее время в практике алюминирования находит применение и бесфлюсовая подготовка изделий, например пассивирование стальной поверхности или обработка ее в окислительно-восстановительной атмосфере.

Фирма "Arthur Engineering Works" (США) подвергает алюминированию трубы длиной до 5 м для нефтяной промышленности. Трубы предварительно обрабатывают в расплаве каустической соды при 482 °С в течение 5...10 мин, промьюают в горячей воде, травят в 15 % - ной НС1, промывают в горячей, подвергают дробеструйной обработке и затем погружают в ванну алюминирования при температуре 700...760 °С (в зависимости от количества загружаемых труб).

В США рассматриваемый способ нашел промышленное применение под названием "Aldil". Нанесение алюминия по этому способу осуществляют также путем окунания детали в расплавленный алюминий, но с применением специальных флюсов. Флюсование деталей, судя по температуре (700...720 °С), проводят в расплавленном флюсе.

Фирма "Ниппон Кокан" (Япония) освоила в промышленном масштабе производство стальных труб диаметром от 19 до 216 мм и длиной до 5,5 м с алюминиевым покрытием. Для повышения жаростойкости алюминированных труб (получения более толстого слоя железоалюминиевого сплава) фирма осуществляет алюминирование при повышенных температурах (до 720...750 °С) и времени выдержки 2,5...3,5 мин. Толщина покрытия, нанесенного таким способом, составляет 0,1 мм, причем слой чистого алюминия составляет 20...30% от общей толщины, а остальное - слой железоалюминиевого сплава.

Кроме того, предложен способ алюминирования, заключающийся в нанесении на поверхность стальных изделий промежуточного слоя из цветного металла, слабо растворимого в жидком алюминии, с последующим нанесение слоя алюминия путем погружения изделия в расплав. Промежуточный слс наносят гальваническим методом. Растворимость металла промежуточно! слоя в жидком алюминии при 700 °С не должна превышать 8 %. Таки свойством обладают хром, свинец, титан, кобальт, марганец, вольфрам, б< риллий, висмут, цирконий.

Известно, что при алюминировании в слое покрытия образуется диффуз* онный слой интерметаллических соединений, обладающий повышенной xpyi костью. Это отрицательно влияет на пластические свойства покрытия и сп< собность его к деформации. Одним из путей подавления роста промежуточн< го слоя, а также повышения коррозионной стойкости покрытия является лег* рование алюминиевого расплава добавками различных элементов.

Украинскими специалистами (в бывшем Всесоюзном трубном институте) у< тановлено, что алюминиевые покрытия, полученные в расплаве алюминии одновременно легированном марганцем, титаном и хромом (по массе): Мп 0,015Ti + 0,05Сг, имеют повышенную сопротивляемость к общей и язвенно коррозии. Годичные коррозионные испытания, проведенные в производстве* ных условиях цехов регенерации твердого поглотителя и моноэтаноламиново очистки коксового газа, показали, что коррозионная стойкость алюминиевог покрытия, полученного из легированного расплава, в 1,5... 1,6 раза выше, че] из нелегированного. Было показано, что легирующие добавки также улучша ют пластические свойства покрытия.

По патенту Японии для получения пластичного алюминиевого покрыта (трубы можно протягивать без появления трещин и отслоений) в расплав алк миния вводят, % (по массе): 1...7 Si, 0,2...1,0 Cd и (или) 0,2...1,0 Zn. Кроме тоге расплав может содержать 0,2... 1 % РЬ.

Предлагается способ формирования жарокоррозионностойкого алюминие вого покрытия путем нанесения на изделие гальванического никелевого, а за тем алюминиевого покрытия из расплава. В патенте США сообщается, чт< высокую коррозионную стойкость имеет алюминиевое покрытие, легирован ное марганцем 0,75...1,15% (по массе). Согласно патенту Германии, высоко) коррозионной стойкостью обладает алюминиевое покрытие, легированное о 1 до 10 % Сг и прошедшее последующий отжиг.

Отечественными исследователями установлено, что добавка 2,5...3,5 % Si (п< массе) в ванну алюминирования понижает температуру плавления алюминия повышает пластичность образующегося покрытия и улучшает его внешни] вид; с увеличением содержания кремния от 0 до 6 % толщина покрытия умень шается более чем в 2 раза.

Более широкое внедрение алюминированных труб, расширение их сорта мента сдерживается отсутствием технологичных и стойких в расплаве алюми ния материалов для изготовления крупногабаритных ванн алюминирования.

Алитирование заключается в диффузионном поверхностном насыщенш стальных и чугунных изделий алюминием при температуре 900... 1150 °С (i порошкообразных смесях). В качестве алюминийсодержащей смеси можн< применять смесь порошка алюминия с глиноземом (инертный разбавитель предотвращающий сплавление частиц алюминия между собой) и графитов либо смесь порошкообразного железоалюминиевого сплава (ферроалюминия с инертными веществами-разбавителями (шамотом, каолином, глиноземом магнезитом и др.). Для ускорения процесса насыщения в алюминийсодержа- щую смесь добавляют 0,5...2 % NH4CI.

При алитировании изделия укладывают в специальные ящики (муфели), содержащие смесь порошков, засыпают алюминий, плотно упаковывают и подвергают длительному нагреву при высоких температурах (900... 1150 °С).

Глубина слоя и содержание алюминия в диффузионном слое зависят от температуры и длительности алитирования, от состава и активности алитирующей смеси. Содержание алюминия в диффузионном слое колеблется в пределах 20...36 %. Диффузионный слой представляет собой твердый раствор алюминия в а-железе. Скорость алитирования растет с повышением содержания ферроалюминия в смеси до 60 %, дальнейшее повышение содержания ферроалюминия в смеси почти не оказывает влияние на скорость алитирования.

Алитированные изделия, как и алюминированные в расплаве, обладают достаточно высокой жаростойкостью и коррозионной стойкостью. Минимальное содержание алюминия в поверхностном слое, обеспечивающее достаточную жаростойкость изделий, должно быть не ниже 10... 12 %. Путем алитирования можно повысить жаростойкость и износостойкость легированных сталей.

Фирма "Nippon Colozizing" (Япония) осуществляет алитирование труб в порошке, состоящем из 98,5...99,5 % 60 %-ного ферроалюминия и 0,5... 1,5 % хлористого амония. Перед алитированием трубы подвергают дробеструйной очистке или травлению. Затем их погружают в контейнер, засыпают смесью и уплотняют, контейнер закрывают крышкой, щели смазывают огнеупорной глиной, после чего его загружают во вращающуюся печь и подвергают предварительному нагреву в течение 30...45 мин при 400 °С для удаления паров из порошка. Окончательный нагрев происходит затем в течение 4... 12 ч (в зависимости от толщины покрытия) при температуре 900... 1100 °С.

Для защиты труб теплообменников от высокотемпературной газовой коррозии применяют комбинированный способ получения диффузионного алюминиевого покрытия: насыщение поверхности труб алюминием в твердой фазе с последующим их погружением в расплав алюминия. Полученное таким способом покрытие обеспечивает защиту в температурном интервале до 600 °С в атмосфере, содержащей S02, S04, H2S.

Алюминирование труб осуществляют по следующей технологической схеме: приемка труб, набор труб в пакеты, травление, промывка, сушка, контроль качества и удаление дефектов, обезжиривание, промывка, декапирование, промывка, пассивирование, промывка, сушка, алюминирование, охлаждение, контроль качества труб с покрытием.

Из трубопрокатных и волочильных цехов трубы после правки, обрезки концов и приемки ОТК поступают в цех металлических покрытий, где их набирают в пакеты с прокладками между рядами и направляют на травление в 10... 15 %-ном растворе серной кислоты с присадкой ингибиторов при температуре 55...60 °С до полного удаления окалины. После травления пакет труб погружают в ванну с проточной холодной водой и выдерживают в течение 2...3 мин, а затем подвергают промывке из брандспойта в специальной кабине с наклонным полом. В зависимости от наличия жировых загрязнений на трубах обезжиривание можно проводить до и после травления.

Перед алюминированием трубы подвергают декапированию (ai вированию поверхности) 2 3...5%-ном растворе серной кислоты при KOMI ной температуре в течение 5... 10 мин. Трубы с активированной поверхнос промывают в холодной проточной воде и переносят в ванну пассивирова! Для уменьшения окисления операции должны следовать непрерывно одш другой. Пассивирование можно осуществлять в концентрированной (бс 60 %-ной азотной кислоте в течение 0,5 мин или в 0,5... 1 %-ном водном рася ре хромового ангидрида в течение 0,5... 1 мин.

Пассивированные, промытые в холодной и горячей водах, после сушки т бы поступают на участок алюминирования. Загрузочное приспособление бирает трубы в кассеты (от одной до шести штук в зависимости от диаметра

Алюминирование труб осуществляют путем погружения их в кассете в в тикальную ванну с расплавленным алюминием при температуре 700±20 Время выдержки труб в расплаве в зависимости от толщины стенки и назна ния труб может колебаться от 5 до 18 мин. Для предохранения алюминия окисления зеркало ванны покрывают флюсом из смеси равных количеств Ns и КС1. Перед загрузкой и извлечением труб зеркало ванны очищают от флю После извлечения из расплава кассета с трубами охлаждается на воздухе, по< чего трубы извлекают из кассеты и передают на контроль. Общая тол1Щ алюминиевого покрытия на трубах, включая слой железоалюминиевого сп. ва, должна составлять не менее 100 мкм.

Металлизация (газотермическое напыление) труб алюминием состоит из с. дующих операций: приемки и контроля качества труб, дробеструйной очисл поверхности труб, металлизации (напыления), уплотнения металлизационнс слоя, контроля качества металлизированных труб. Затем трубы поступают отделение покрытий на приемный стеллаж линии металлизации. С помощ] дозатора-укладчика трубы поштучно подают на приемный рольганг к каме дробеструйной очистки. После подготовки поверхность труб становится шер ховатой, серебристо-серого цвета. Из дробеструйной камеры трубы поступа1 в камеру металлизации, в которой с помощью электрометаллизаторов на поверхность напыляют алюминий. Для нанесения алюминиевого покрыт используют алюминиевую проволоку диаметром 2...2,5 мм. Проволока долж] иметь гладкую, чистую и неокисленную поверхность, без вмятин, заусенце расслоений и резких перегибов. Перед заправкой в разматыватели и подачи металлизаторы проволока должна быть подвергнута правке.

После металлизации трубы подвергают контролю качества: покрытие дол: но быть сплошным и прочно сцепленным со стальной основой светло-серо] цвета (после уплотнения - пол у блестящее).

Ведущими зарубежными фирмами, выпускающими специальное оборуд* вание для металлизации труб, являются: "Metallisation Ltd." (Великобритании  "Societe Nouvelle de Metallisation Industries" (Франция),"Metco" (Италия, США), OSI (Германия).

Фирма "Metallisation Ltd." смонтировала на одном из металлургических предприятий установку для металлизации труб диаметром 80...250 мм. Толщина наносимого алюминиевого покрытия составляет 0,15 мм, производительность установки - 10 м2/ч.

В Чехии введены в эксплуатацию линии электродуговой металлизации профильного проката и труб.

В Италии освоена металлизация труб диаметром 860 мм для трубопроводов. После дробеструйной обработки трубы подвергают металлизации на специальном стенде, оснащенном четырьмя батареями с двумя металлизато- рами каждая. Секция из двух труб длиной 6 м приводится во вращение, а батарея металлизаторов перемещается на 3 м, что обеспечивает нанесение покрытия за один проход.

Опыт эксплуатации автоматических линий показал, что использование в них электродуговых металлизаторов взамен газопламенных аппаратов дает следующие преимущества: достигается большая сила сцепления покрытия с основным металлом и обеспечивается больший срок службы покрытия; допускаются более низкие требования к шероховатости поверхности основного металла; снижаются затраты электроэнергии; обеспечивается более высокая автоматизация и производительность процесса; уменьшаются эксплуатационные расходы; быстрее окупаются затраты на сооружение линий.

У нас в стране металлизацию труб алюминием также осуществляют на поточных линиях. На одном из заводов работает линия металлизации труб алюминием диаметром 56 мм.

Разработана и изготовлена опытно-промышленная линия для металлизации труб электродуговым способом. Линия рассчитана на обработку труб диаметром от 57 до 529 мм, проектная мощность 200 км/год. Для нанесения покрытия используют металлизаторы ЭМ 12-67 станочного типа. Для питания электрической дуги постоянным током применен сварочный преобразователь типа ПСУ 500, что позволяет регулировать силу тока в пределах 300...500 А, напряжение 30...36 В.

В зависимости от назначений труб с покрытием, алюминиевый слой може быть подвергнут дополнительному уплотнению. Установлено, что механич< ское уплотнение металлизационного слоя снижает его пористость и в 2...3 раз повышает его коррозионную стойкость, особенно в высокоагрессивных среда:

Уплотнение металлизированного алюминиевого слоя осуществляют на сп< циальном устройстве, смонтированном в линии за камерой металлизацш Устройство для обкатки наружной поверхности труб, металлизированны алюминием, включает рабочие ролики, установленные с возможностью врг щения в сепараторе, и привод.

 

 

 

ПЛАКИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ. Плакирование листов...

покрытие поверхности полуфабрикатов из алюминиевых сплавов тонким слоем алюминия или сплавами на его основе для защиты от воздействияЛисты, плиты и трубы из сплавов Д16, Д1 и др. плакируются тонким слоем чистого алюминия,а В95—сплавом алюминия с 1 % Zn.

 

Укладка труб. Трубы укладывают в собранном виде и укрепляют подсыпкой...

Покрытие конька и ребер. Покрытие ендов (разжелобков) и примыканий к вертикальной стене. Устройство воротника дымовой трубы.Окна с металлическими блоками из стали и алюминия. Конструкции алюминиевого окна. Фурнитура.

 

ОКНА С АЛЮМИНИЕВОЙ РАМОЙ. Уход за окнами из алюминия

Уход за окнами из алюминия. Фирмы, производящие алюминиевые профили разрабатывают специальные программы по уходу за своейПокрытия кровли, уклоны. Пол и конструкции основания. Перегородки. Отопительные приборы, места расположения печей и дымовых труб.

 

...круглые трубы. СОРТАМЕНТ СТАЛЬНЫХ И АЛЮМИНИЕВЫХ ПРОФИЛЕЙ

Стальные и алюминиевые полуфабрикаты для строительных конструкций делятся на двеОбласть их рационального применения— колонны, подкрановые балки, балки покрытий иБлагодаря равной инерции относительно любой центральной оси использование труб особенно...

 

Защитные покрытия для промышленных дымовых труб....

Автор выражает признательность фирме «Колебранд Лимитед» за информацию о защитных покрытиях дымоходов № 1 и 2 в Дрэкс Пауа Стейшн (Йоркшир), которая будет кратко рассмотрена ниже. Высота дымовой трубы 260 м...

 

Устройство теплоизоляционных покрытий. Трубопроводы...

Монтажные стыки во всех покрытиях изолируют, как и трубы.Минераловатные маты. Конструкция теплоизоляции трубопроводов минерал оватными матами, кашированными алюминиевой фольгой.

 

Фурнитура. Способы окраски алюминиевых профилей

Суще-ствуют две основные технологии окраски алюминиевых профилей: • Нанесение покрытия гальваническим способомОтопительные приборы, места расположения печей и дымовых труб.

 

Черепичное покрытие. Устройство воротника дымовой трубы

На черепичной кровле вокруг трубы делают так называемую «выдру» из цементно-песчаного раствора.Черепичное покрытие должно плотно лежать на обрешетке вокруг ствола дымовой трубы.

 

Покрытие ребер кровли. Устройство разжелобок. Заделка дымовой трубы

• Заделка дымовой трубы. Прежде всего заполняют пространство между низом выдры и поверхностью, кровли на половину ее толщины, используя смесь соломенной резки длиной 10 см сОкна с металлическими блоками из стали и алюминия. Конструкции алюминиевого окна.

 

ИЗОЛЯЦИЯ ТРУБ. Устройство гидроизоляционных покрытий. Крафт-бумага

§ 1. Устройство гидроизоляционных покрытий. Комплексный процесс изоляции труб состоит из таких рабочих процессов: приготовления материалов для устройства изоляционного покрытия (мастик, сборных элементов, армирующих сеток, рулонов)...

 

К содержанию книги:  Машины и агрегаты трубного производства

 

Смотрите также: