Аппаратура из нержавеющей стали

В производстве пищевых продуктов широко применяется кислотоупорная аппаратура из хромоникелевой и хромоникельмолибдено- вой стали, однако в некоторых условиях она все же подвергается электрохимической коррозии. Высокая коррозионная стойкость легированных сталей объясняется наличием на поверхности металла пассивной окисной пленки, которая защищает от коррозии не во всех случаях. В окисной среде эта пленка устойчива, а в нейтральной и восстановительной средах она часто оказывается нестойкой. При этом происходит как общее, так и более часто встречающееся местное разрушение поверхности.

Хромоникельмолибденовые стали менее подвержены точечной коррозии, чем хромоникелевые. Введение в легированные стали добавок титана или ниобия резко повышает стойкость хромоникелевых сплавов к межкристаллитной коррозии.

Скорость электрохимической коррозии нержавеющей стали определяется в первую очередь такими факторами, как состав и температура коррозионной среды. Усилению коррозии металла способствует скорость движения жидкости или газа, степень засорения твердыми частицами, способными вызывать эрозию, а также влияние кавитационных воздействий. С такими явлениями часто приходится встречаться при эксплуатации насосов, холодильников, трубопроводов и другой аппаратуры.

Для сохранения высокой коррозионной стойкости нержавеющих сталей в аппаратах необходимо соблюдать следующие основные правила:

1. Не допускать контактов разнородных металлов, а если этого сделать невозможно, то электроизолировать их соответствующим покрытием (например, окраска).
2. В аппаратах не должно быть острых углов, щелей и труднодоступных углублений, где возможно застаивание жидкостей или оседание твердых частиц.
3. Листы и трубы соединяют преимущественно электросваркой встык. Соединение листов внахлестку сваривают прочно, чтобы жидкость или газ не проникали под шов.
4. В аппаратах из нержавеющей стали следует избегать турбулентных и высокоскоростных потоков. Аппараты должны устанавливаться на стойках.
5. Аппаратура, трубопроводы, запорная арматура из нержавеющей стали не должна соприкасаться с асбестом, войлоком, бетоном, деревом и другими пористыми веществами, способными впитывать в себя жидкости. В качестве прокладочного и уплотнительного материала рекомендуется применять фторопласт.
6. За аппаратом необходимо вести систематическое наблюдение: очищать изнутри и снаружи от различных отложений, фиксировать место, причины и размеры коррозионных разрушений.

Листы и трубы из нержавеющей стали должны храниться в условиях, обеспечивающих предохранение их от коррозии и механических повреждений. Они не должны соприкасаться с углеродистыми сталями и другими металлами, контакт с которыми может способствовать коррозии. Листы хранятся в вертикальном положении па сухих деревянных стойках, а трубы на деревянных стеллажах. Листы и трубы периодически протирают от пыли и грязи.

Нержавеющая сталь часто подвергается коррозии в результате загрязнения поверхности ржавчиной или пылью, содержащей частички углеродистой стали, а также сажей, копотью или золой.

Для быстрого определения марок нержавеющих и кислотоупорных сталей применяется простой метод нанесения соответствующего реактива на очищенную и обезжиренную поверхность стали.

Так, например, широко применяемые в аппаратостроениии хромистые, хромоникелевые и хромоникельмолибденовые стали могут быть определены при помощи магнита. Если металл не притягивается магнитом, то это хромоникелевая или хромоникельмолибденовая сталь; если же притягивается, то это хромистая сталь.

Стали Х17 и Х28 можно отличить друг от друга при помощи химической капельной пробы. Приготовляют насыщенный водный раст-вор двухлористой меди, наносят каплю раствора на зачищенную поверхность металла и через минуту удаляют раствор фильтровальной бумагой. Сталь X17 под каплей окрашивается в кирпично-красный цвет, на стали Х28 образуется серое пятно, которое через 5 мин становится коричневым.

Так же можно определить сталь, содержащую титан и не содержащую этой присадки. Одна капля протравливающего раствора, состоящего из 23% азотной кислоты, 12% соляной кислоты и 65% воды, наносится на сталь, которая при этом несколько растворяется. После протравливания в эту же каплю при помощи стеклянной палочки вносят 2-3 капли подкисленного двухлористого олова.

Этот реактив можно приготовить растворением 12 весовых частей двухлористого олова в 10 мл соляной кислоты (плотность 1,19), к которому добавляют затем 10%-ную соляную кислоту, доводя объем до 100 мл. В готовый реактив опускают кусочек металлического олова.

К смеси капель, находящихся на поверхности стали, добавляют 2-3 капли свежеприготовленного 1%-ного раствора хромотроповой кислоты. При этом капля окрашивается в бурый цвет, если в составе стали находится титан, и в зеленый цвет, если титан отсутствует.

Чтобы отличить сталь 1Х18Н9Т от стали Х18Н12М2Т вначале на поверхность металла наносится капля протравливающего раствора, затем капля 20%-ного роданистого аммония и наконец капля подкисленного раствора двухлористого олова. При этом на хромоникель - молибденовой стали капля окрашивается в кроваво-красный цвет. На хромоникелевой стали после нанесения раствора роданистого аммония также получают темно-красное окрашивание капли, но при последующем добавлении капли двухлористого олова цвет переходит в зеленый, что указывает на отсутствие мелибдена.

Описанный капельно-бесстружковый метод может применяться для определения хромомарганцевоникелевой, хромоникелькремнистой и некоторых других сталей.

Наиболее распространенной формой аппаратов из нержавеющей стали является цилиндрическая, иногда в сочетании с коническом. Изготовление обечаек и конусов из нержавеющей стали осуществляется без разогрева листов таким же образом, как и из обычной углеродистой стали.

Многие аппараты выполняются с рубашками. Наружные стенки рубашки изготовляют из обычной углеродистой стали. Рубашка приваривается или к стенке аппарата или к его фланцу. Иногда рубашки делают съемными, что облегчает очистку стенок от накипи, продуктов коррозии и других отложений, ухудшающих теплопередачу. В этих случаях фланцы с отверстиями для болтов привариваются и к аппарату и к рубашке.

Экономически выгодно также изготовление деталей и аппаратов из обычной углеродистой стали с последующей облицовкой листами нержавеющей стали толщиной 1-2 мм, например при защите емкостей и крупных валов, что дает большую экономию нержавеющей стали.

Внутреннюю нержавеющую облицовку можно делать не только на стальных сосудах, но и на деревянных и бетонных резервуарах. Для крепления облицовки к деревянному аппарату в толще дна устанавливают и привинчивают стальные полосы. Для бетонных резервуаров листы облицовки привариваются к такой же стальной планке, укрепленной в бетоне при помощи винтов и деревянных пробок, или к угольнику, тавровой балке и пр., заделанным в бетон.

Тонкие облицовочные листы нержавеющей стали свариваю г друг с другом, а также с защищаемым металлом дуговым способом с применением тонких электродов (ЭНТУ-3, Л-40M, УЛ-9 и др.) при небольшой силе тока. Применяются преимущественно соединения листов внахлестку, причем первый лист приваривается к защищаемой металлической конструкции прерывистым швом. Соединения встык применяются реже и обычно для стальных листов толщиной 2 мм.

Сварке нержавеющих сталей уделяется много внимания, так как очень часто сварные швы и околошовнан зона являются наиболее уязвимыми для коррозии участками. Хотя теоретически и нельзя достигнуть полной гомогенности основного материала, сварного шва и переходной зоны, но при соблюдении определенных условий удается производить сварку с сохранением коррозионной стойкости швов и участков, расположенных вблизи швов. При подготовке изделия к сварке кромки листов должны быть зачищены до блеска и обезжирены растворителем. Зазор между листами должен быть одинаковым по всей длине свариваемого листа. Величина зазора зависит от толщины листа. Для листов толщиной 4-6 мм принимают зазор 2 мм, для листов толщиной 7-10 мм зазор составляет 2,5 мм.