Защита оборудования листовым композитом

С целью формирования целостной и технически совершенной системы защиты технологического оборудования от воздействия агрессивной рабочей среды в ООО СКБ «Мысль» разработана концепция и комплекс прикладных материалов по футеровке специальными композиционными материалами опасных производственных объектов (ОПО).

Концепция заключается в применении комплексного подхода к проблеме защиты ОПО футеровкой композитами методами «мокрого ламинирования» и листовым химстойким многослойным композитом. На способ ламинирования получен патент Российской Федерации. На конструкцию листового композита – подана заявка на изобретение в Роспатент. Помимо солидного творческого задела в СКБ разработаны нормативно-технические материалы по этому направлению, включая ТУ, инструкции и т.п., регламентирующие порядок проведения работ, включая меры по соблюдению правил безопасности и промсанитарии, а также проведены исследовательские работы по оценке прочностных характеристик различных исполнений листов и вариантов их соединений.

В чем же заключается новизна и практическая ценность предлагаемого комплексного подхода к созданию надежной и долговременной защиты оборудования и отдельных изделий от воздействия агрессивных производственных факторов? Недостающим звеном в выстраеваемой системе защиты композиционными материалами, было отсутствие химстойкого листового композита. Известно, что в практике футеровочных работ широко используются листовые термопластичные пластики, такие как полиэтилен, полипропилен, винипласт, фторопласт и др. По недоразумению, листового химстойкого стеклокомпозиционного листа в этом списке нет. Здесь нельзя брать в расчет листовой композит типа стеклотекстолит, гетинакс и т.п., так как их назначение заключается в другом применении и по своим свойствам эти материалы могут быть весьма ограниченно использованы в области химической защиты.

На Рис.1 представлена конструкция листового многослойного композита, производство которого в 2010 году будет освоено на производственных площадях ООО СКБ «Мысль».

Преимущества ведения футеровочных работ листовым композитом заключаются в следующем:

1. По сравнению с футеровкой «мокрым ламинированием», листовой композит, изготовленный в цеховых условиях с соблюдением всех позиций технологического регламента, наиболее полно соответствует идеальным прочностным и химическим критериям, заложенным в него нормативными документами, и принимаемыми в расчет при выборе системы защиты;

2. Некоторые виды специального защитного слоя, придающие композиту уникальные эксплуатационные параметры (например, применение нанокомпозитов, нанесение не тиксотропных покрытий, нанесение покрытий, требующих термостабилизации и т.д.) можно нанести только в заводских условиях;

3. Футеровка листовым композитом позволяет значительно улучшить санитарно-гигиенические параметры воздушной среды на месте проведения работ и повысить пожаро- и взрывобезопасность при проведении работ;

4. При надлежащей организации работ, футеровка листовым композитом занимает меньше времени, чем «мокрое ламинирование»;

5. По сравнению с ранее упомянутыми термопластами (полиэтилен и пр.) футеровка листовым композитом имеет следующие дополнительные преимущества:

- высокие удельные прочностные характеристики покрытия, сопоставимые (а с применением специальных мер – превосходящие) соответствующие параметры стали;

- отсутствие сварных швов – концентраторов напряжений, в том числе значительно снижающих химическую стойкость всей защитной системы;

- ремонтопригодность и отличная адгезия к материалу защищаемого оборудования (металл, бетон, дерево и т.п.)

- стойкость к воздействию огня и безвредность для окружающей среды в отвержденном состоянии;

- высокая ударо-вибропрочность, гасящая резонансные колебания футеруемого оборудования;

- возможность варьирования свойств композита в зависимости от требуемых характеристик, например обеспечение электропроводности, термостойкости и т.п.

- малый удельный вес композита в сочетании с высокой прочностью позволяет снизить массу листа при минимально необходимой толщине (3.5 мм.), что благоприятно скажется как на условиях проведения футеровочных работ, на нагруженности объекта защиты, так и при расчете стоимости листа и работ по футеровке.

Необходимо подчеркнуть, что в отличие от термопластов, сборка листовых термореактивных листов из композита осуществляется по технологии склейки их между собой с созданием равнопрочной и однородно химически стойкой конструкции, без привлечения специального оборудования (см. Рис.2).

Важнейшим достоинством защиты листовым композитом перед всеми другими способами и методами футеровки является возможность сочетания способов выполнения защиты – листового и «мокрого ламинирования». В тех случаях, когда поверхность защиты состоит из прямолинейных и кроволинейных плоскостей, прямолинейные поверхности защищаются листом, а криволинейные (например – сферические) – футеруются по месту, по уже известной технологии «мокрого ламинирования). Аналогично решаются проблемы с защитой приформованных фланцев, патрубков и т.п. (см. Рис.3).

Помимо важных технологических и эксплуатационных преимуществ футеровки листовым композитом, большое (если – не определяющее) значение имеют стоимостные показатели предлагаемого способа защиты.

Во-первых, почему футеровка, а не изготовление оборудования из химстойкого композита? Дело в том, что наша промышленность не готова к массовому переходу на оборудование, сделанное из «пластмассы», пусть даже химстойкой. Здесь в большей степени психологический барьер, нежели – технический. Преодоление этого негатива требует времени и наработки положительного опыта эксплуатации. Второе – это цена. Мы провели расчет стоимости изготовления ванны травления из специальной нержавеющей стали, химстойкого композита и той же ванны, выполненной из углеродистой стали и футерованной химстойким композитом. Результаты в относительных единицах следующие:

- ванна из специальной нержавеющей стали – 1;

- ванна из химстойкого композита – 0.8;

- ванна, футерованная химстойким композитом – 0.3.

Таким образом, при обеспечении надлежащей стойкости, прочности и эксплуатационной надежности, футеровка ванны композитом в 3 раза выгоднее, чем изготовление этой же ванны их нержавеющей стали и в 2.5 раза – чем изготовление ванны целиком из композита. Конечно, эти пропорции нельзя относить на любое оборудование, но преимущества футеровки очевидны.

Холодников Ю.В., Альшиц Л.И.