Выбор конструктивных материалов и мер защиты от коррозии оборудования для переработки полимерных материалов

 Выбор конструктивных материалов и мер защиты от коррозии оборудования для переработки полимерных материалов

Введение

Интенсивное развитие производства пластмасс связано с целым рядом серьезных требований, предъявляемых к конструкционным материалам современного оборудования для переработки пластических масс. Эти материалы должны обладать не только отличными физико- механическими свойствами, высокой коррозионной стойкостью, что обесепечивает надежную работу узлов и механизмов машины и экономию материалов за счет снижения потерь от коррозии, но они также должны быть технологичными и недефицитными.

Характеристика перерабатываемого материала

а.) Материал: полиэтилен высокого давления (низкой плотности)

[CH2=CH2]

1.  Плотность: 0,92-0,93 г/см3

2.  Удельная ударная вязкость: 16 кгс*см/см2

3.  Температура плавления: 108-110 °С

4.  Температура деструкции: 320°С

Полиэтилен обладает высокой стойкостью к различным агрессивным средам (кислотам, щелочам, растворам солей и различным органическим жидкостям).

При повышенных температурах набухает, даже растворяется в бензоле, толуоле.

При воздействии тепла и ультрафиолетовых лучей, а также кислорода воздуха стареет.

ПЭНТ относят к термопластам общетехнического назначения. Он отличается сравнительной дешевизной и технологичностью, морозостоек, сохраняет эластичность до - 70°С, обладает высокой химической стойкостью, что позволяет использовать его в изготовлении тары для агрессивных жидкостей, имеет малое водопоглощение. ПЭНТ инертен к физиологическим средам и пищевым продуктам, кроме жиров. Он является прекрасным электроизоляционным материалом. ПЭНТ радиационно стоек, может сшиваться при воздействии ионизирующих излучений, имеет низкую газопроницаемость.

К недостаткам этого полимера следует отнести предельные температуры эксплуатации, низкие прочностные характеристики, твердость, горючесть, способность накопления электростатических зарядов.

ПЭНТ перерабатывается всеми основными методами переработки термопластов. Низкая стоимость позволяет использовать его для изготовления тары и изделий культурно-бытового назначения. Более половины производимого ПЭНТ перерабатывается в пленки для упаковки и нужд сельского хозяйства.

б.) Материал: полиэтилен низкого давления (высокой плотности)

[CH2=CH2]

1.  Плотность: 0,94-0,96 г/см3

2.  Удельная ударная вязкость: не ломается

3.  Температура плавления: 120-140 °С

ПЕВТ обладает большей стойкостью к растворителям, чем ПЭНТ, растворяется при повышенной температуре в ароматических растворителях. Стоек к кислотам и щелочам, нестоек к сильный окислителям. Имеет более высокие прочностные показатели: теплостойкость, жесткость, твердость, высокую морозостойкость, химическую и радиационную стойкость.

ПЭВТ используется для изготовления труб, листов, различных изделий технического назначения.

в.) Материал: полипропилен

[CH2=CH-СН3]

4.  Плотность: 0,9-,91 г/см3

5.  Удельная ударная вязкость: 80-85 кгс*см/см2

6.  Температура плавления: 160-170 °С

Полипропилен обладает более высокой плотностью, термостойкостью, газо- и паронепроницаемостью, стойкостью к окисления и действию агрессивных сред, стоек к кислотам и щелочам.

Наличие третичного углерода в молекулярной цепи делает его менее стойким к термоокислительной деструкции (Тдестр>300°С).

ПП относится к полимерам общетехнического назначения.

Он обладает высокой химической и водостойкостью.

К недостаткам ПП можно отнести низкую морозостокость (-15°С): он горюч, способен накапливать электростатические заряды.

При экструзии полимеров в воздух помещения поступают паро- и газообразные продукты, при вдыхании которых существует вероятность (опасность) отравления организма., так как при экструзии ПП, ПЭ среда загрязняется окисью углерода, парами формальдегида и ацетальдегида.

Химическая стойкость углеродистой стали в веществах, выделяющихся при деструкции:

Возможные нарушения технологического режима, вызывающие деструкцию полимеров

1). Повышение температуры переработки выше температуры деструкции

2). Длительное пребывание полимера в материальном цилиндре

3). Деструкция полимера за счет действия силовых факторов

Возможные коррозионные процессы под действием перерабатываемого материала и продуктов его деструкции

Поскольку полиэтилен, полипропилен при температурах переработки не являются коррозионно активными веществами, то коррозии металла не вызывают.

Вещества, выделяющиеся при деструкции ПЭ, ПП, являются слабокоррозионноактивными и, следовательно, могут вызвать коррозию металла. Поскольку ПЭ, ПП являются термостабильными полимерами, деструкция незначительна, и продукты деструкции выделяются в очень малых количествах.

Следовательно, коррозия металла идет очень медленно и ей можно пренебречь при выборе конструкционных материалов.

Требования, предъявляемые к конструкционным материалам

В процессе работы оборудования детали испытывают значительные