Цветные металлы

Цветные металлы применяют в нефтезаводском оборудовании и в оборудовании установок нефтехимического синтеза в сравни­тельно ограниченных количествах, главным образом, как коррозионноустойчивые или как обладающие специфическими свойствами, не присущими металлам на железной основе. В табл. П. 42 приве­дены механические свойства и химический состав цветных металлов, которые применяют в оборудовании нефтеперерабатывающих уста­новок.

Красную медь высокой чистоты применяют в средах, содержа­щих фосфорную кислоту или катализатор, на котором нанесена фосфорная кислота, например в реакторах установок синтеза спирта из нефтяных газов. Реакторы в этих установках облицовывают листо­вой медью высокой чистоты (не менее 99,9% Си). Внутренние устрой­ства этих реакторов выполняют из такой же меди. Красную медь меньшей чистоты марки Ml используют для изготовления оборудо­вания, соприкасающегося со слабыми растворами серной кислоты, например в аппаратуре установок по производству метилэтилкетона (МЭК) и ему подобных.

Кислород мало растворим в твердой меди. При затвердевании меди кислород выделяется в виде эвтектики: медь — закись меди, которая распределяется по границам зерен. Как в отожженной, так и в холоднотянутой меди кислород слегка повышает предел прочности, но значительно снижает удлинение. Он отрицательно сказывается на технологических свойствах меди. Например, медь, содержащая 0,1% О₂, легко разрушается при обработке давлением в горячем состоянии.

Наличие кислорода снижает также коррозионную стойкость меди. Водород делает медь хрупкой.

Медь обладает довольно высокими механическими свойствами как при комнатных, так и при пониженных температурах. В табл. II. 43 приведены механические свойства меди МЗ.

При повышенных температурах прочность меди сильно снижается (табл. П. 44).

Наиболее распространенные медноцинковые сплавы или ла­туни ЛО70-1¹ и ЛО62-1¹ обладают по сравнению с чистой медью

¹ В последнее время у нас и за рубежом латуни ЛО 70-1 стабилизируют мышьяком для лучшей сопротивляемости их деоцинкованию в агрессивной воде, в том числе морской. При охлаждении конденсаторов морской водой трубки выполняются из алюминиевой латуни Ла77-2, стабилизированной мышьяком.

значительно более высокими механическими свойствами. В зависи­мости от обработки (степени деформации при прессовании или про­катке), протяжки, температуры и продолжительности отжига меня­ются механические свойства латуни. Латунь может быть в твердом, полутвердом и мягком состояниях. Конденсаторные трубки из латуни ЛО70-1 применяют чаще всего в мягком состоянии, решетки же из латуни ЛО62-1 — в твердом. Механические свойства трубок из латуни ЛО70-1 и ЛО62-1 (ГОСТ 494-52) указаны в табл. И. 45.

Коррозионная стойкость (потери веса в г/м² в сутки в морской воде) для полутвердой ЛО62-1 составляет 0,55, а для твердой — 1,51.

Для трубных досок применяют латунь ЛО62-1 в твердом либо в полутвердом состоянии. В этом случае разница в твердости (или прочности) в металле труб и трубных досок вполне достаточна, чтобы надежно развальцевать трубку в решетке, не повредив отверстие под трубку. Изменение механических свойств твердой латуни ЛО62-1 с повышением температуры дано в табл. II. 46.

Медные сплавы, в которых основными легирующими компонен­тами являются олово, алюминий, марганец, кремний, бериллий, железо и другие элементы, называются бронзами. Марка бронзы обозначается по основному легирующему компоненту. Бронзы делятся на две основные группы: оловянистые, преобладающим легирующим компонентом в которых является олово, и безоловянистые, содержащие другие легирующие компоненты. По своим свой­ствам эти бронзы не уступают оловянистым и даже зачастую пре­восходят их. В зависимости от назначения и свойств бронзы делятся на деформируемые и литейные. В оборудовании нефтезаводов и заво­дов нефтехимического синтеза наибольшее распространение нашли алюминиевые бронзы. Они обладают достаточно высокими механи­ческими и антифрикционными свойствами, хладостойки, немагнитны и не дают искры при ударах о другие металлы. Хорошая коррозион­ная стойкость в средах, содержащих слабую соляную кислоту, по­зволяет задвижки из алюминиевой бронзы БРАЖ9-4 использовать на линиях нестабильного бензина установок, перерабатывающих засоленные нефти, где задвижки, изготовленные из черных метал­лов (железа), неустойчивы.

Интересно отметить, что содержание железа в алюминиевой бронзе способствует повышению ее коррозионной стойкости, а в крем­нистых бронзах — снижению.

Изменение механических свойств алюминиевых бронз с пониже­нием температуры показано в табл.II. 47 и II. 48.

Ударная вязкость бронз хорошо сохраняется до температуры -70° С.

Алюминиевожелезная бронза марки БРАЖ9-4 обладает высокими механическими и антифрикционными свойствами, а также хорошей коррозионной стойкостью. Механические свойства литой бронзы приведены в табл. II. 49, а изменение свойств в зависимости от тем­пературы дано в табл. II. 50.

Бериллиевые бронзы благодаря их высоким механическим свой­ствам в состоянии после закалки, отпуска и деформации, а также потому, что они не дают искры при ударе, применяют для деталей вакуум-фильтров, в частности в виде проволоки для крепления ткани в фильтрах. После закалки при 800° С, двухчасового отжига при 300° С и холодной протяжки предел прочности и текучести проволоки не менее чем σ_в — 130 кГ/мм² и σ_0,2 = 85 кГ/мм², кроме того, с тече­нием времени пребывания под нагрузкой проволока не дает замет­ных остаточных удлинений, что очень важно.

Алюминий и его сплавы отличаются высокой коррозионной стой­костью в серусодержащих средах. Он хорошо противостоит жирным кислотам, образующимся при окислении парафина и петролатума, поэтому его применяют в окислительных колоннах этих установок, причем для них необходим чистый алюминий, так как примеси резко понижают коррозионную стойкость. Алюминий обладает низкими механическими свойствами при комнатных температурах.

Повышение прочности при некотором снижении пластичности алюминия достигается наклепом. Причем чем больше холодное де­формирование, тем выше предел прочности.

Изменение механических характеристик технического алюминия с повышением температуры показано в табл. П. 51.

Алюминий и его сплавы являются хладостойкими материалами. Ударная вязкость их сохраняется почти до температуры жидкого воздуха (—196° С). Влияние низких температур на механические свойства технического алюминия показано в табл. II. 52.

Сплавы алюминия с магнием АМГ1, АМГ2 и АМГЗ, содержащие соответственно 0,5—1,8%, 1,8—2,8% и 3,2—3,8% магния, обладают более высокой прочностью, чем технический алюминий, при сохране­нии коррозионной стойкости и хорошей хладостойкости, что дало возможность широко использовать их в нефтяном и нефтехимическом оборудовании.

Свинец благодаря исключительной стойкости в слабых растворах серной кислоты применяется в оборудовании нефтеперерабатываю­щих заводов и заводов нефтехимического синтеза в основном для обкладки аппаратов и внутренних их устройств. Технический сви­нец С2, нашедший более широкое применение для этих целей, обла­дает низкими механическими свойствами, особенно при повышен­ных температурах (табл. II. 56), поэтому часто приходится поверх свинцовой обкладки ставить футеровку плиткой или другим тепло­изолирующим материалом.

Дата добавления: 2014-01-11