В связи с организацией в химических цехах электростанций установок по химводоочистке на базе Н—Na- катионирования и химического обессоливания воды рабочие поверхности арматуры подвергаются интенсивному коррозионному разрушению.
Для обеспечения надежной работы арматуры в химических цехах электростанций применяется дорогостоящая и дефицитная арматура из нержавеющих марок сталей. В химической промышленности для агрессивных сред за последнее время широкое распространение получила арматура из неметаллических материалов, отличающаяся низкой стоимостью и надежностью в работе.
Из неметаллических материалов наибольший интерес представляют пластические массы. Благоприятное сочетание свойств пластических масс (малый удельный вес и высокая механическая прочность при значительной степени химической стойкости ко многим агрессивным средам, а также способность пластмасс поддаваться разнообразным способам обработки — прессованию, резанию, отливке в формы и т. п.) дает возможность широко применять их во всех отраслях техники.
Для химических цехов электростанций из пластических масс наибольший интерес представляет винипласт. При температуре до 40° С винипласт стоек в соляной кислоте до 30%-ной концентрации, в серной кислоте— до 90%-ной, в азотной кислоте—до 50%-ной и в кремнефтористоводородной кислоте любой концентрации. Механические свойства винипласта стабильны в условиях, ограниченных температурами от —10 до + 40° С; при более низких температурах он становится хрупким. При повышении температуры более 40° С механические свойства винипласта значительно снижаются, поэтому применять его за указанными пределами температур в качестве конструкционного материала, подверженного нагрузкам, не рекомендуется. При изготовлении деталей из винипласта не возникает затруднении, так как он хорошо обрабатывается на всех металлорежущих станках, сваривается горячим воздухом, достаточно надежно крепится раствором перхлорвиниловой смолы в дихлорэтане или стироле.
Серийную арматуру из винипласта выпускает Владимирский завод. Как показывает опыт эксплуатации, вследствие недостаточной прочности арматура при затяжке фланцев часто разрушается. Арматура из винипласта, изготовляемая химическими заводами, отличается высокой прочностью и низкой стоимостью. ОРГРЭС разработал и передает Владимирскому заводу ряд конструкций арматуры из винипласта, обладающих высокой прочностью и удобством при производстве ремонтных работ.
Прочным материалом для изготовления коррозионностойкой арматуры является полиэтилен. Он нашел применение для изготовления арматуры и отдельных деталей специальной арматуры (золотники, прокладки, диафрагмы), которые работают в агрессивных средах при температурах от —50 до +60° С и давлении до 15 кг/см2. Химическая стойкость полиэтилена в агрессивных средах незначительно отличается от стойкости винипласта. Полиэтилен поддается механической обработке резцом, прессуется и сваривается горячим воздухом, может наноситься методом пламенного напыления и пр. Из полиэтилена промышленность выпускает диафрагмовые вентили Dy 10, 15, 20, 25, 32, 40 и 50.
Наиболее перспективным материалом для производства коррозионностойкой арматуры является тефлон, который может применяться для изготовления вкладышей в запорных кранах и клапанах, а также и для изготовления прокладок и набивок. Тефлон стоек в самых тяжелых коррозионных условиях, сохраняет свои механические свойства при температуре от —268 до +260° С и имеет низкий коэффициент трения. В обычном состоянии тефлон непрозрачен, кристалличен и тягуч. При нагреве выше 327° С он становится прозрачным, аморфным и относительно труднообрабатываемым. При охлаждении ниже 327° С тефлон возвращается в прежнее состояние.
Весьма перспективным для арматуры химических цехов электростанций является применение различных защитных покрытий. В этом случае достигаются высокая прочность и коррозионная устойчивость. В качестве материала для покрытий можно применять винипласт, полиэтилен, фторопласт, резину и перхлорвиниловые эмали.
Как показывает опыт ряда электростанций (ГРЭС № 10 Тулэнерго, Луганская ГРЭС Донбассэнерго и др.), надежное защитное покрытие можно получать гуммированием, состоящим в том, что внутренние рабочие поверхности арматуры покрываются слоем кислотоупорной листовой резины. Такие покрытия устойчивы против большинства минеральных, и органических кислот и их солей, а также щелочей. Практически предел химической стойкости мягкой резины при нагреве лежит ή пределах 65—75° С; что касается эбонита, то он стоек при температуре 50—60° С и выдерживает кратковременный нагрев до 80° С.
Союзные арматурные заводы выпускают гуммированные запорные диафрагмовые фланцевые вентили Dy 25, 40, 50, 80 и 100, а также запорные прямоточные гуммированные фланцевые вентили 25, 50, 80, 150 и 200 для работы в коррозионных средах при температуре до 50° С и рабочем давлении до 6 кг/см2. Внутренние поверхности корпуса, соприкасающиеся со средой, имеют покрытие из специальной кислотоупорной мягкой резины.
Гуммирование применяется также в целлюлозно-бумажной, текстильной, полиграфической и в других отраслях промышленности.
Защитные покрытия нашли широкое распространение за рубежом. На японской промышленной выставке в г. Москве (1960 г.) фирмой Китамура были представлены мембранные клапаны, имеющие покрытие из стекла и рассчитанные для работы при Рр = 10 кПсм2 и t = 150° С. Внутренняя поверхность чугунного их корпуса покрыта стеклом особой отделки, а мембрана изготовлена из тефлона.
На рис. 2-59 приведена конструкция чугунных вентилей с обкладкой из эбонита, выпускаемых заводами ГДР. Эти заводы выпускают также быстродействующие и регулирующие вентили, запорные шиберы до Dy 400, краны и смотровые люки с обкладкой из эбонита.
Учитывая дефицитность и высокую стоимость арматуры из нержавеющих сталей, ОРГРЭС на ряде электростанций было применено гуммирование внутренних поверхностей старой чугунной арматуры кислотостойкой резиной. Это позволило старую чугунную арматуру (вентили, задвижки), ранее сдаваемую в металлолом, полностью восстановить и заменить ею дефицитную арматуру из нержавеющих сталей. На рис. 2-60 показана конструкция гуммированной задвижки.
Ниже приведена технология гуммирования старых чугунных вентилей и задвижек с целью повышения их антикоррозионной стойкости. Для гуммирования применяются следующие материалы:
Рис. 2-59. Вентиль с резиновой обкладкой и зажимным устройством.
эластичный полугибкий эбонит марки 1751 для гуммирования вентилей и задвижек;
клей № 2572 для приклеивания эбонита к металлу приготовляется растворением сухого клея в бензине «галоша» при концентрации 1 : 8;
твердый эбонит марки 2109 для гуммирования пробковых кранов;
бензин для промывки металла, резины и разбавления клея (ГОСТ 443-41);
тканевые бинты (бязь и т. п.) для бинтовки гуммированных деталей перед вулканизацией;
наждачное полотно для зачистки металла;
тяжелый шпат для набивки штуцеров, корпусов, крана и т. п.
Для гуммирования применяются следующее оборудование и инструмент:
Пирамиды для хранения рулонов с резиной. Резина должна быть накатана на деревянные ролики с тканевой прокладкой и хранится в отдельном закрытом помещении при температуре +20°С. Помещение должно быть сухим и защищенным от солнечного света. Резина не должна находиться вблизи установок, излучающих тепло (паропроводы, котлы и т. д.). Необходимо оберегать резину также от жидких смазочных материалов, так как они являются растворителями резины.
Деревянные столы, обшитые листовым металлом (цинком или листовой малоуглеродистой сталью).
Вспомогательный инструмент — цилиндрические прикатные ролики разных типоразмеров (узкие, широкие, зубчатые), шаровые ролики на длинных рукоятках, ножи типа «Гастроном» и «Хлебный», ножницы портновские, щетки и ерши металлические, кисти.
Рис. 2-60. Гуммированная задвижка.
а — до гуммирования; б— после гуммирования.
1 — шпиндель; 2 — крышка; 3 — корпус; 4 — тарелка; 5 — уплотнительное кольцо задвижки; 6 — уплотнительное кольцо корпуса.
Измерительный инструмент (нутромер, линейка, циркуль, разметочные угольники, кронциркуль).
Вулканизационный котел.
Подготовка деталей к гуммированию
Перед гуммированием задвижку разбирают и снимают первоначальные размеры со всех деталей. Детали задвижки (корпус, тарелка, шпиндель, клин) необходимо проточить до соответствующих размеров. Для очистки от песка и грязи детали подвергают травлению в течение 3—4 ч в 20%-ной соляной кислоте (соляную кислоту можно заменить серной такой же концентрации). После травления детали тщательно промывают струей горячей воды, затем нейтрализуют 10%-ным соловым раствором и снова промывают горячей водой. Подготовка резины к гуммированию (дублирование) производится следующим образом. Отрезанную полосу резины длиной 1 м промывают бензином, а затем выдерживают ее до полного испарения бензина; клеем марки 2572, разбавленным бензином марки «галоша» (на 1 часть клея 8 частей бензина), промазывают склеиваемые поверхности полос и после 5—10 мин просушки накладывают одну на другую, а потом прикатывают роликом.
