Stiklo pluošto specifinių pritaikymų grafito chemijos įrangoje analizė

1. Stiklo pluošto panaudojimas grafito cheminiuose reaktoriuose ir kitoje įrangoje

Pagrindinė stiklo pluošto taikymo sritis grafito chemijos įrangoje yra grafito mechaninių savybių ir atsparumo korozijai gerinimas kaip armavimo medžiaga. Pagrindinis principas yra tas, kad nors grafitas pasižymi geru atsparumu karščiui ir elektriniu laidumu, jo mechaninės savybės ir atsparumas korozijai yra santykinai silpni. Todėl pridėjus stiklo pluošto galima gerokai pagerinti pradines „silpnas“ grafito chemijos įrangos savybes. Tiksliau: grafitas yra ideali reaktoriaus įdėklo medžiaga, nes jis pasižymi geru atsparumu karščiui ir elektriniu laidumu bei geru cheminiu stabilumu daugumai cheminių medžiagų. Tačiau gryno grafito mechaninės savybės nėra idealios, ypač veikiant smūgiams ir vibracijai. Stiklo pluošto tempiamasis stipris yra 3450 ÷ 10 ~ 20 = 345 ~ 172,5 karto didesnis nei grafito. Pridėjus stiklo pluošto kaip armavimo medžiagos prie grafito, galima gerokai pagerinti bendras reaktoriaus mechanines savybes. Be to, stiklo pluoštas yra atsparus daugumai rūgščių, šarmų ir tirpiklių korozijai. Todėl, nors pats grafitas yra stabilus daugumai cheminių medžiagų, stiklo pluoštas gali būti dar atsparesnis korozijai tam tikroje aukštos temperatūros ir aukšto slėgio cheminėje aplinkoje. Pavyzdžiui, chemijos gamyklose gaminant sieros rūgštį naudojamas reaktorius su grafito pamušalu ir stiklo pluošto kompozitiniu apvalkalu. Kadangi sieros rūgšties gamybos procesas vyksta esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, be to, ji labai koroziškai veikia įrangą, reaktoriaus medžiagos savybės yra labai svarbios. Reaktoriai, naudojantys šią kompozicinę medžiagą, pasižymi ne tik puikiu atsparumu korozijai, bet ir žymiai pagerintomis mechaninėmis savybėmis dėl sutvirtinimo stiklo pluoštu, todėl jie gali saugiai ir patikimai veikti. Remiantis gamyklos duomenimis, šio reaktoriaus tarnavimo laikas yra daugiau nei dvigubai ilgesnis nei tradicinių metalinių reaktorių. Be to, stiklo pluoštu sutvirtinti grafitiniai reaktoriai turi ir kitų privalumų. Pavyzdžiui, dėl mažo stiklo pluošto šiluminio plėtimosi koeficiento reaktoriaus matmenys esant aukštai temperatūrai mažai kinta, o tai padeda palaikyti stabilias reakcijos sąlygas. Be to, dėl mažos stiklo pluošto kainos bendra šio kompozitinio reaktoriaus kaina yra mažesnė nei daugelio kitų tipų reaktorių. Be cheminių reaktorių, stiklo pluošto medžiagų pridėjimo principas ruošiant grafito vamzdžių medžiagas, grafito šilumokaičius ir kitą cheminę įrangą yra panašus, ir visa tai skirta kompensuoti grafito medžiagų trūkumus mechaninių savybių atžvilgiu.

2. Proceso analizėStiklo pluošto panaudojimasgrafito chemijos įrangoje

Paprastai yra du stiklo pluošto medžiagų dengimo grafito chemijos įrangoje procesai.

(1) Vertikalus apvijos procesas. Šio proceso privalumai:Pirma, tai supaprastina gamybos procesą, nes įrangą galima suvynioti galutinėje darbinėje padėtyje. Antra, aukštoms, siauroms detalėms, tokioms kaip kolonos ar vamzdžiai, vertikalus vyniojimas yra tinkamesnis, nes jis gali užtikrinti geresnę simetriją ir pusiausvyrą. Trečia, tai gali realizuoti nepertraukiamą gamybos procesą, taip pagerinant gamybos efektyvumą. Trūkumai: pirma, didelėms ar sunkioms detalėms gali prireikti papildomų atraminių konstrukcijų, kad būtų išlaikytas jų stabilumas vyniojimo proceso metu; antra, gali prireikti daugiau grindų ploto, nes įrangą reikia suvynioti vertikalioje padėtyje; trečia, kai kurioms sudėtingų formų detalėms vertikalus vyniojimas gali būti ne toks lankstus kaip horizontalus vyniojimas;

(2) Horizontalus apvijos procesas. Šio proceso privalumai:Pirma, dideliems arba sunkiems komponentams horizontalus vyniojimas užtikrina geresnį stabilumą, nereikalaujant papildomų atraminių konstrukcijų; antra, horizontalus vyniojimas gali prisitaikyti prie sudėtingesnių komponentų formų, nes gali vynioti keliomis kryptimis; trečia, horizontalus vyniojimas palengvina įrangos transportavimą ir montavimą, nes komponentus galima supakuoti ir transportuoti horizontalioje padėtyje. Trūkumai: pirma, aukštiems, siauriems komponentams horizontalus vyniojimas gali lemti netolygų vyniojimą, paveikdamas komponento simetriją ir pusiausvyrą; antra, horizontalaus vyniojimo veikimo etapai yra sudėtingesni, pavyzdžiui, komponentų perkėlimas iš vertikalios į horizontalią padėtį, o tai gali turėti įtakos gamybos efektyvumui.

Apskritai, teikiant paraiškąstiklo pluošto medžiagosGrafito chemijos įrangoje vyniojimo procesas turėtų būti racionaliai parinktas atsižvelgiant į faktines sąlygas. Galutinis tikslas – visapusiškai išnaudoti stiklo pluošto medžiagų našumą ir kompensuoti grafito medžiagų trūkumus.