Вибір конструкційного матеріалу

Таке питання виникає при проектуванні апаратури, яка працює в агресивному середовищі. Апаратура повинна бути виготовлена ​​з матеріалу, який повинен відповідати деяким властивостям: бути стійкими до дій середовища, легко піддаватися обробці і по можливості бути не дорогим. Оскільки об'єднати всі ці умови в одному матеріалі неможливо, то виходячи з таких міркувань, як відповідальна ця деталь чи ні, чи легко її замінити, або можна використовувати доступні засоби захисту тощо. У хімічному машинобудування використовують головним чином сплави чорних металів. Мають також широке використання деталі та вироби з пластичних мас.

До чорних металів відносять сталь і чавун.

Вуглецева сталь звичайної якості поділяють на дві групи і одну підгрупу. До групи А відносяться сталі, до яких висувають тільки механічні властивості, до групи Б - стали, до яких пред'являють лише хімічні властивості, до групи В - сталі, до яких висувають тільки механічні властивості і з додатковими вимогами по хімічному складу.

Ці стали використовують як конструкційні, загалом, та хімічному машинобудуванні при роботі в неагресивних середовищах. Якісні вуглецеві конструкційні стали (з добавками марганцю), що мають підвищену міцність і пружні властивості, використовують для виготовлення відповідальних деталей при роботі в неагресивних середовищах. У ряді випадків для цих цілей також використовують конструкційні леговані сталі (з добавкою марганцю, молібдену, нікелю, вольфраму, ванадію, титану, хрому, алюмінію).

Якщо середа відрізняється певною агресивністю, то використовують спеціальні стали: а) нержавіючі і кислотостійкі, б) жаростійкі і жароміцні. Для кожної агресивного середовища потрібно підібрати відповідну марку сталі, оскільки немає універсально стійких сталей. Основний добавкою до заліза є хром, додатково сталь легується нікелем, молібденом, титаном, марганцем.

При роботі з підвищеними температурами використовують жаростійкі і жароміцні сталі. До перших відносять сталі, які протистоять хімічним руйнування поверхні під впливом гарячих газів, до жароміцним - ті, які працюють в навантаженому стані при високих температурах протягом визначеного часу і мають при цьому високу стійкість до утворення окалини. Жароміцні стали, як правило, є і жаростійкими. Вони мають в основному добавки хрому і нікелю, як легуючі речовини використовують також молібден і вольфрам.

До сталям із спеціальними фізичними властивостями відносять високомарганцевую і низьковуглецеву стали.

Щоб оцінити корозійну стійкість для більш чіткого поділу металів по їх відношенню до агресивних середовищ використовують п'ятибальну або десятибальну шкалу оцінки корозійної стійкості.

Для виготовлення хімічного обладнання рекомендується використовувати матеріали 1 і 2 групи стійкості. Але в окремих випадках використовують і 3-4 групи. Тоді доводиться скорочувати термін служби апаратів і рахуватися з можливістю забруднення навколишнього середовища продуктами корозії.

У сучасній хімічній промисловості разом з неметалевими конструкційними матеріалами використовуються неметалеві, в тому числі пластичні матеріали. Пластичні матеріали можуть вступати в хімічну взаємозв'язок з агресивним середовищем або набухати в ньому. Ці процеси супроводжуються зміною фізико-хімічних і механічних властивостей пластмас.

 

 

Табліца3.1

Десятибальна шкала оцінки корозійної стійкості металів

Група стійкості	П, мм / рік	Бал стійкості
1.Полность стійкі	Менше 0,001
2. Щодо стійкі	0,001-0,005 0,005-0,01
3. Стійкі	0,01-0,05 0,05-0,10
4. Сніженностойкіе	0,10-0,50 0,5-1,0
5. Малостойкие	1,0-5,0 5,0-10,0
6. Нестійкі	Більше 10,0

 

При виборі матеріалу катіонітного фільтра керуємося наступними умовами.

Корпус фільтру виконаний з вуглецевої сталі маркм Ст.3 котороя призначена для виготовлення деталей, частин котлів і посудин, що працюють під тиском при кімнатній, підвищеною і зниженою температурах а також пристосований для подальшого нанесення протикорозійного покриття

Для виготовлення трубопроводів зовнішньої обв'язки була застосована вуглецева сталь марки 20А яка призначена спеціально для виготовлення труб.

Нижнє і верхнє збірно-розподільчий пристрій, а також щілинні ковпачки типу ФЕЛ виготовлені з нержавіючої сталі марки 08Х18Н10ТРекомендуется для виготовлення зварних виробів, що працюють у середовищах більш високої агресивності

 

4Технологіческая частина

4.1 Розрахунок освітлювача

 

В якості освітлювальних фільтрів в водопідготовчих установках застосовують типові напірні однопоточні фільтри, завантажені дробленнимантроцітом.

При продуктивності установки до 100 т / год слід встановлювати не менше 2-х фільтрів.

Вихідні дані:

Вибрати діаметр і кількість освітлювальні фільтрів для приготування 50 м³ / ч

(Цілодобово) освітленої води. На освітлювальні фільтри надходить вода із вмістом завислих речовин 40 мг / м.

Згідно літературного джерела [(2) стор 14 табл.2.1] освітлення на фільтрах при такій кількості зважених речовин у вихідній воді припустимо.

Визначаю площа фільтрування осветлітельнихфільров за формулою:

:

50*1,1/5=11 м² (4.1)

де Q-продуктивність фільтрів по освітленій воді м3 / ч;

α-коефіцієнт, що враховує витрату освітленої води на власні потреби фільтрів, приймають α = 1,03-1,1; приймаю α = 1,1;

- - швидкість фільтрування при нормальному режимі роботи фільтрів, 5 м3 / ч

Площа фільтрування кожного фільтра визначається шляхом підбору за формулою:

(4.2)

де а-число фільтрів

 

 

Отримане значення округлюється в бік збільшення і вибирається по таблиці 5.3. [(3) стор 69], таким образомf = 6,95

Швидкість фільтрування при нормальному режимі роботи фільтрів визначається за формулою:

 

де q - среднечасовой витрата води на власні потреби освітлювальні фільтрів, м3 / ч;

f-площа фільтрування стандартного фільтра, м2

а-число прийнятих до установки фільтрів (а-1);

1-число фільтрів, що знаходяться в промиванні.

Середньогодинної витрата води на власні потреби визначається за формулою:

де d-витрата води на одну промивання фільтра, м3;

r-число промивок кожного фільтра на добу, рекомендується приймати r = 1-2; приймаю r = 1.

Витрата води на одну промивання фільтра визначається за формулою:

 

 

де i-інтенсивність розпушування, 1 / (с * м2), приймається з літературного джерела [(3) стор 68]

t-тривалість розпушують промивання приймається [(3) стор 68]68]

 

Швидкість фільтрування при форсованому режимі визначається за

формулою:

 

 

де 2-число відключених фільтрів (один в ремонті, один в промиванні)

Вибираємо стандартний освітлювач по площі фільтрування 7.58 м2

Діаметр фільтра Dу = 3400 мм

Площа фільтрування f = 9.1м2