Один из востребованных видов конструкционного графита ‒ графитовая пластина (лопатка). Материалом для изготовления может служить как рядовой, пропитанный графит, так и изостатический искусственный графит, производимый из графитного сырья по технологии прессования в условиях высокого давления и температуры. Характеризуется однородной мелкозернистой структурой высокой плотности (1,8-1,88 г/куб. см). Физические свойства конструкционного графита позволяют получить пластины с хорошим качеством поверхности и заданными техническими характеристиками.
Особенности конструкции, состав
Пластины из конструкционного графита выпускают геометрически правильной прямоугольной формы. Характерная особенность таких изделий ‒ толщина значительно меньше ширины и длины. Важным показателем для графитовых пластин считается практически идеальная ровность поверхности (постоянная толщина). Не менее важна её гладкость ‒ отсутствие шероховатостей, эрозий, выбоин. Пластины выпускаются разных типоразмеров: стандартные и по ТУ заказчика.
Для изготовления пластин применяются графиты разных марок, отличающиеся составом, технологией получения, физическими характеристиками, химической устойчивостью. К примеру, для этих целей могут быть использованы следующие марки графитного сырья:
- мелкозернистый графит из прокаленного пекового кокса (АРВ-1),
- силицированный графит с улучшенными техническими характеристиками (СГ-М),
- боросилицированный графит высокой температурной стойкости (БСГ-30),
- пиролитический анизотропный графит повышенной жаростойкости (УПВ-1),
- электродный пропиточный графит (ЭГП),
- изостатический графит IG.
Марку графита подбирают, исходя из условий эксплуатации агрегата, на котором будут установлены пластины. При этом учитывают технические характеристики, тип оборудования, его производительность, а также особенности технологического процесса.
Свойства графитовых пластин
В процессе прессования графитовых пластин достигается высокая степень изотропности структуры материала ‒ одинаковости физических свойств в произвольном направлении. Ориентация таких конструкционных элементов при установке в агрегат не имеет значения. К другим важным физико-химическим свойствам пластин и лопаток из графита можно отнести следующие:
- Высокая степень очистки и гомогенность структуры.
- Жаропрочность и стойкость к тепловому удару.
- Повышенная устойчивость к окислению на воздухе.
- Высокая плотность.
- Эрозионная стойкость.
Кроме того, для графитовых пластин и лопаток характерны пониженная пористость, высокая прочность на сжатие (до 150 МПа), низкий коэффициент температурного расширения, высокие значения тепло- и электропроводности, износоустойчивость.
Применение, преимущества
Высокоплотные пластины из графита применяют в производственном оборудовании основных отраслей промышленности и энергетики. В частности, ими комплектуют роторно-пластинчатые (шиберные) насосы для жидкостей и газов. Графитовая пластина обладает существенными эксплуатационными преимуществами в сравнении с подобными изделиями из текстолита и армированного углепластика. Лопатки (лопасти) из графита в насосных агрегатах служат дольше, тише и надежнее работают, их применение удешевляет эксплуатацию и обслуживание оборудования.
Графитовые пластины широко применяют в составе оборудования для пищевой промышленности, полиграфии, в производстве полупроводников и редких металлов, в атомной электроэнергетике, в цветной металлургии, в инструментальном производстве, в машиностроении. Прочность, жаростойкость, высокая химическая устойчивость таких комплектующих позволяет использовать их в технологических процессах с агрессивными средами, в условиях повышенных температур, их перепадов.