Курсова - 1. Аналіз та тенденції розвитку лиття теплоенергетичного обладнання
Химия

Курсова — 1. Аналіз та тенденції розвитку лиття теплоенергетичного обладнання


Курсова - 1. Аналіз та тенденції розвитку лиття теплоенергетичного обладнання

Виробництво теплоенергетичного обладнання є важливим економічним та екологічним завданням. Це визначає актуальність завдання підвищення надійності та довговічності роботи та коефіцієнта корисної дії енергетичного обладнання, у тому числі і теплообмінників. Надійність та економічність роботи цих агрегатів визначається працездатністю радіаторів — вузлів, що працюють в умовах підвищених тисків та в агресивному середовищі.
Теплообмінники поділяються на промислові та побутові. Випуск побутових радіаторів уперше був налагоджений ще у 40-х роках на Московському чавуноливарному заводі ім. Войкова (Росія). [1]. Було створено різні типи радіаторів, розроблено технології їх виробництва.
На заводі ім. Войкова проводилися дослідження з розробки сполучних матеріалів для стрижневих сумішей, що застосовуються у виробництві радіаторів. В результаті досліджень було розроблено безмасляний кріпитель БК. [2]. Для стрижневих сумішей було запропоновано також безмасляний кріпитель КО, виготовлення якого використовувалися залишки виробництва синтетичних жирних кислот, розчинених в уайт-спирите. [3].
Особливі вимоги при лиття радіаторів висуваються до металу виливки. Сплав повинен мати:

  • міцністю,
  • зносостійкістю,
  • корозійною стійкістю,
  • герметичністю.

Такими матеріалами зазвичай є сталь, чавун і деякі кольорові сплави. Проте, висока вартість сталі та кольорових сплавів, а також низькі ливарні властивості цих сплавів обмежують широке їх застосування як матеріал для виливків гідросистем та теплоенергетичного обладнання. Найбільш широке застосування при виготовленні теплообмінників отримав чавун, як більш дешевий, доступний і добрий ливарний матеріал. [24]. Однією з основних вимог, що висуваються до чавуну, є його герметичність.
Вимоги щодо герметичності пред’являються до більшості виливків, що працюють з рідинами та газами під тиском. При спостереженні над роботою гідравлічних пристроїв, які працюють під тиском, часто доводиться спостерігати явища, що суперечать одне одному. Так, часом одні й самі матеріали іноді поводяться по-різному. То з’являється просочування рідини при невеликому тиску, то при значних тисках той самий матеріал поводиться зовсім по-іншому і показує хорошу герметичність. [24].
Герметичність виливків залежить від нещільної будови. Нещільну будову виливків викликають макро- та мікродефекти. Макродефекти — усадкові, піщані, шлакові раковини, різноманітні тріщини, спаї та інші порушення суцільності металу; Мікродефекти — газова та розосереджена садинна пористість, великі виділення графіту, дефекти, пов’язані з фазовими перетвореннями матеріалу виливки та інші.
[8]. Ці дефекти призводять до шлюбу виливків.
З метою вивчення герметичності чавунів багатьма дослідниками було проведено низку дослідів, які проливають світло на природу герметичності чавунів. Герметичність визначають різними способами: мінімальною товщиною стінки, що витримує заданий тиск, максимальним тиском до появи течі, витратою рідини та газу через стінку певної товщини при постійному тиску, тому неможливо порівняти результати окремих дослідників.
Так, наприклад, Г.Тамман та Г.Брейдемейєр запропонували метод визначення пористості чавуну барвниками. Чавунні кубічні зразки з довжиною ребер 30 і 60 мм поміщали у вільний простір сталевого циліндра з щільно пригнаним поршнем, заливалися водним розчином фуксину або зозину і за допомогою преса протягом 10-30 хвилин піддавали гідростатичного тиску. За кількістю барвника, що проникає в зразок, визначалася пористість чавуну. [24].
У застосовується електропневматичний метод випробування на герметичність. [8]. Швидкість витоку стисненого повітря з порожнини виливки контролюється електричними датчиками. Метод придатний для перевірки різних за обсягом зразків при різних тисках та дозволяє якісно оцінити герметичність, автоматизувати процес випробування та автоматично сортувати виливки за герметичністю.
Герметомер, створений у Санкт-Петербурзькому політехнічному інституті (Росія), заснований на визначенні кількості газу, що просочився через стінку зразка за певний час. [8]. Герметичність визначають із досить високою точністю. Недолік — низька продуктивність та необхідність виготовлення спеціальних зразків.
На підприємствах, що випускають гідравлічну апаратуру та обладнання, випробування на герметичність проводять на спеціальних стендах. До робочої порожнини виробу протягом певного часу під тиском (1.5-2.5 номінального) підводиться робоча рідина. За величиною втрати тиску визначається герметичність робочої порожнини. [8].
В Одеському політехнічному університеті проводилися дослідження герметичності сірих чавунів, наражаючи на зразок, вирізаний з виливка, односторонньому тиску рідини (газу). [9].
Результати випробування сірих чавунів різного складу ілюструють вплив графітової та усадкової пористості на характер фільтрації рідини. Аналіз показує, що кількість рідини, що просочилася, і, отже, визначилася при цьому величина герметичності залежать від пористості в сплаві, а також від властивостей металевої основи (фазовий склад, міцність і пластичність матеріалу). [8,9].
Відомо, що величина та тип пористості, що є одним з основних критеріїв герметичності, значною мірою залежать від величини інтервалу кристалізації. [19]. Тому велике значення набуває хімічний склад чавуну, що застосовується, що визначає інтервал кристалізації. Досліджено залежності пористості від вмісту в чавуні вуглецю та кремнію. [19, 20, 21]. Встановлено, що при збільшенні вмісту вуглецю та кремнію зростають кількість пір та їх розмір.
Встановлено, що герметичність чавунних виливків із пластинчастим графітом залежить від кількості та розмірів включень графіту у структурі чавуну.
[22]. Графітові включення, повідомляючись між собою, призводять до утворення «транзитної» мікропористості через сполучення між собою зазорів на межах графіт-матриця по перерізу стінки виливки, що призводить до шлюбу виливки по течі. По цих проміжках проникають рідини і гази в стінках судин, що працюють під тиском. [23].
Враховуючи все вищевикладене, основними заходами, спрямованими на вдосконалення технології лиття радіатора, повинні бути;

  • створення технологічних конструкцій;
  • підвищення щільності сірого чавуну та використання його замість високоміцного чавуну та сталі;
  • подальші дослідження щодо вивчення герметичності різних сплавів;

вдосконалення системи заливки та живлення виливки.

© Реферат плюс



Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *