Высоконагруженное оборудование, которое работает с выделением большого количества тепла или установлено недалеко от источников интенсивного теплового излучения, нуждается в защите. Основным методом организации теплозащиты является футеровка материалами с высокой теплопроводностью, достаточной механической прочностью и стойкостью к агрессивной химии. Кроме традиционных футеровочных материалов (шамотный кирпич, керамоволокно, асбоцементные плиты) все чаще используются графитовые плиты.
Они лишены большинства недостатков традиционных футеровочных материалов. Их характеристики соответствуют требованиям к теплопроводности и механической прочности, предъявляемым к современным антикоррозийным кислотоустойчивым покрытиям. Плитки АТМ:
- сохраняют устойчивость к воздействию концентрированных кислот при температурах до кипения;
- демонстрируют высокую теплостойкость;
- имеют достаточную для интенсивной эксплуатации прочность – их используют не только как защитное покрытие для стенок оборудования, но и при устройстве полов.
Плита не только быстро отводит тепло от стенок станков и другого оборудования, но и сохраняет эту способность при резком увеличении температуры: у графитовых плит температурный коридор, в котором они полностью сохраняют физико-химические свойства, составляет более 130 градусов – от -18 до +115.
|
Наименование показателя |
Значение |
|---|---|
|
Кажущаяся плотность, г/см3 (н.м.) |
1,75 |
|
Предел прочности при изгибе, МПа, (н.м.) |
22,0 |
|
Удельная ударная вязкость, кгс-см/см2 |
1,2 |
|
Газопроницаемость при давлении 2 кгс/см2 |
герметична |
Стандартные размеры плитки 10х125 мм длиной от 180 до 1700 мм.
АТМ на основе графитопласта
Справка: АТМ – группа футеровочных (защитных) материалов, которые характеризуются высокой теплопроводностью и почти абсолютной стойкостью к воздействию кислот.
Графит естественного происхождения – вещество термостойкое (выдерживает длительное действие температуры до 400 градусов по Цельсию), но хрупкое и пористое.
Начиная с середины 90-х, сначала в Европе, а потом и в России эксплуатационные характеристики графита как изолирующего материала пытались улучшать. Но если прочности плитки с добавками из пенополистирола хватало для эксплуатации в виде теплоизолирующих панелей (в малоэтажном строительстве, например, или для быстровозводимых металлокаркасных зданий), то для футеровки – защиты от перегрева и воздействия агрессивных химических соединений – она была недостаточна. До тех пор, пока не появилась новая технология создания графитопластовых материалов: среди востребованных форм-факторов была и графитовая плита.
Графитопластовые материалы: преимущества и особенности
Графитопласты – материалы на основе графита, характеристики которого изменились в лучшую сторону благодаря добавкам. Самыми используемыми являются бакелитовые лаки и наволочные фенолформальдегидные смолы. Добавление лака или синтетических смол в графитовый пресс-порошок позволило получить антикоррозионный теплопроводный материал, который сохранил большинство преимуществ, характерных для графита естественного происхождения:
- стабильно высокая теплопроводность даже при очень высоких температурах;
- устойчивость к воздействию кислот;
- отсутствие опасных для человека выделений – пыли, летучих веществ – при нагреве.
К «естественным» свойствам добавились и новые:
- повысилась пластичность – предел прочности на изгиб достигает 22 MPa;
- уменьшилась пористость – поры заполнены смолой или лаком;
- стала нулевой паропроницаемость – при давлении до 0,2МПа плитка герметична.
Ухудшилась только термостойкость: по сравнению с натуральным прессованным графитом она упала до 130-140 градусов.
Применение
Изделия активно применяются везде, где требуется легкий, прочный и устойчивый к высоким температурам материал, хорошо проводящий тепло. Формат плитки небольшого (10х125х180 мм) размера позволяет создавать защиту для оборудования сложной формы: от печей и тиглей до станков, труб большого диаметра и паровых котлов.
С некоторыми ограничениями допускается использование графитовых плит и в теплообменном оборудовании: материал не только участвует в процессе теплообмена, но и защищает от перегрева металлические элементы теплообменных конструкций.