Химическое эмалированное оборудование

Химическое оборудование покрытое специальной эмалью обладающие повышенной химической устойчивостью к различным реагентам применяемое во многих отраслях промышленности служит для нагрева и охлаждения, фильтрования и перекачивания жидких агрессивных сред.

Более половины выпускаемого оборудования потребляет химическая и нефтяная промышленность; другими крупными потребителями являются легкая, медицинская, пищевая промышленность.

Технический уровень современной эмалированного оборудования характеризуется следующими данными:

• максимальная емкость цистерн достигает 150 м³, аппаратов — 80 м³;
• рабочее давление серийного оборудования составляет 3—15 am, а специальной до 70 ат
• рабочая температура серийного оборудования в различных коррозионных средах 100—300° С, а специального оборудования до 370° С;
• максимальная поверхность теплообменников 30—40 м².

Эффективность применения эмалированного оборудования определяется сочетанием в ней ценных эксплуатационных свойств стекла (высокая коррозионная стойкость, гигиеничность, легкость очистки) и металла (высокие механические свойства).

• Эмалированное оборудование из черных металлов дешевле аппаратов из коррозионностойких цветных металлов, нержавеющих сталей и сплавов.
• Аппараты из нержавеющих сталей и сплавов не могут заменить для ряда производств эмалированное оборудование.
• Керамика и стекло применимы лишь в исключительных случаях и совершенно непригодны для изготовления крупногабаритной сложной аппаратуры и аппаратов, работающих под давлением.

Срок службы покрытия зависит от устойчивости к коррозии при воздействии реагентов, отсутствию трещин и пузырей при изготовлении, а также надлежащей эксплуатации оборудования.

Установлены четыре класса эмалевых покрытий:

1. высший (0),
2. первый и второй — для агрессивных сред,
3. третий — для нейтральных и слабо агрессивных сред.

Коррозионная стойкость.

Эмалевые покрытия довольно устойчивы к большинству органических и неорганических кислот и их смесей в широком диапазоне температур и концентраций, в отличии от коррозионностойких металлов, 

• Исключение составляют плавиковая и кремне фтористоводородная кислоты, разрушающие все силикатные материалы.
• При высокой температуре сильное действие на эмали оказывают соляная и концентрированная фосфорная кис­лоты
• Серная и азотная кислоты менее агрессивны
• Эмали обладают высокой устойчивостью к действию растворов минеральных солей, органических соединений.
• Щелочные растворы действуют на силикатные эмали гораздо агрессивнее, чем кислые,
• Паровая фаза кислот также действует на эмали.

С повышением температуры и давления действие агрессивных растворов резко усиливается. В этих условиях кислотоупорные эмали оказываются значительно более устойчивыми к действию кислот, чем воды.

Термостойкость эмалевого покрытия характеризуется перепадом температур и количеством теплосмен при определенной скорости нагревания и охлаждения, которые покрытие выдерживает без повреждения покрытия.

Она зависит от термомеханических и теплофизических свойств эмали и металла, толщины слоя и конструкции изделия.

• Стекловидные эмалевые покрытия толщиной около 1 мм на плоскости при резком охлаждении в воде выдерживают однократный термоудар At= 220ч-240° С.
• На выпуклых поверхностях термостойкость ниже, а на вогнутых — выше, чем на плоскости.
• При многократном термоциклировании уменьшается, в особенности на выпуклых поверхностях (при п> 60 до, НО—130° С).

Для эксплуатации важнее знать минимальную и максимальную температуру продукта и теплоносителя, при которых можно подавать их в аппарат без опасения разрушить покрытие. 

Механическая прочность при возможной деформации в процессе транспортировки покрытие обеспечивает сохранение целостности слоя

Допустимая деформация эмалевого покрытия, перед его разрушением, составляет 80—180-10~⁵ при величине напряжений 12,0—25,0 кГ1мм^г

Абразивная устойчивость эмалевых покрытий в абразивно коррозионных средах, в особенности кислых, в несколько раз выше, чем у коррозионностойких металлов (при небольших скоростях потока и малых углах воздействия).

В сухих абразивных средах высоковязкие металлы более устойчивы, чем эмалевые покрытия. По сравнению с прозрачным кварцевым стеклом абразивная устойчивость эмалей в 2—2,5 раза ниже.

Теплопроводность эмалевого покрытия ниже, чем у стекла того же состава, вследствие пористости эмалевого слоя.

Эксплуатационная надежность и долговечность эмалирован­ной аппаратуры.

Срок службы эмалированной аппаратуры в про­мышленности колеблется в широких пределах, от 1 месяца до 20 и более лет, в зависимости от условий эксплуатации и качества аппарата.

Типы стальной эмалированной оборудования

По назначению аппараты разделяются на следующие типы.

• Емкости для хранения, перевозки, дозировки и передачи жидкостей. К ним относятся сборники и мерники для агрессивных жидкостей, которые выпускаются со съемной крышкой или цельносварные; с рубашкой и без рубашки; с ниж­ним спуском или с трубой передавливания.
  • К этому же типу можно отнести цистерны большой емкости: вертикальные или горизонтальные, стационарные или передвижные.
• Оборудование для проведения различных химических процессов с подогревом (охлаждением) и перемешиванием, представляющие собой емкости с рубашкой и съемной крышкой, снабженные эмалированными мешалками (якорными, рамными, пропеллерными, лопастными, импеллерными и т. д.) и термогильзами. 
  • Для выдачи продукта служит труба передавливания или штуцер нижнего спуска.
• Кристаллизаторы и выпарные котлы и чаши, предназначенные для проведения процессов кристаллизации при охлаждении и для выпаривания насыщенных растворов солей и других агрессивных жидкостей.
• Теплообменное оборудование для нагревания, охлаждения и конденсации агрессивных жидкостей и газов:
• Нутч-фильтры, предназначенные для фильтрования жидких агрессивных химических продуктов под вакуумом и друк-фильтры — для фильтрования жидких агрессивных продуктов под давлением.
• Эмалированная арматура для комплектования эмалированного оборудования: запорные вентили, шаровые краны, регулирующие и диафрагменные клапаны, фонари, соединительные части (переходы, вставки, тройники, отводы и т. п.).
  • Для перекачивания агрессивных жидкостей применяют эмалированные центробежные насосы.

Для эмалирования оборудования применяют эмали с весьма различной химической устойчивостью. В ряде случаев, особенно для пищевой промышленности, оказываются вполне пригодными эмали типа обычных посудных. 

Для большинства оборудования требуются эмали с несколько повышенной устойчивостью к кислым растворам, а для некоторых отраслей промышленности, особенно химической, необходимы эмали, устойчивые к действию кипящих сильных кислот или щелочных растворов.

Высоко-кислотоустойчивые и щелочеустойчивые эмали имеют ряд технологических недостатков: высокую температуру плавления, большую вязкость, большое поверхностное натяжение и др.

Грунты и эмали

Для эмалирования стального оборудования применяют специальные эмали, обладающие, как правило, повышенной химической устойчивостью к различным реагентам и потому значительно отличающиеся по составу от посудных и других эмалей бытового назначения. Некоторые специфические требования предъявляются и к грунтам.

• Кислотощглочеустойчивые эмали необходимы для покрытия аппаратов, работающих в условиях переменной среды: от кислой к щелочной и обратно.
• Эмали, устойчивые к воде и слабым кислотам. Многие из эмалированного оборудования применяются для работы с водными ней­тральными или очень слабыми растворами органических (пищевых) кислот
• Щелочеупорные эмали. По сравнению с обычными посудными эмалями кислотоупорные эмали, как правило, обладают более высокой устойчивостью к щелочным растворам, однако далеко недостаточной.
• Кислотоупорные эмали. Эмалированное оборудования наиболее часто покрывают кислотоупорными эмалями, так как около 75% всех выпускаемых в СССР аппаратов работает в кислой среде. Если включить сюда же оборудование для нейтральных сред, для которых вполне пригодной является и кислотоупорная аппаратура, то это составит до ~90%. Влияние состава эмали на устойчивость к кислотам определяется содержанием кремнезема. 

Сборка и упаковка аппаратов

Для завершения изготовления эмалированной аппаратуры необходимо соединить все ее части, эмалируемые отдельно, и укомплектовать аппарат деталями и приспособлениями. При сборке нужно соблюдать большую осторожность, чтобы не повредить слой эмали как непосредственным ударом металлическим инструментом, так и при затяжке крепежа, создав излишние напряжения в металле аппарата.

Также нельзя приваривать детали электро или газосваркой к тем частям поверхности аппарата, которые изнутри покрыты эмалью, так как это обязательно приводит к повреждению эмали.

Наши партнеры