Металл века
Шрифт:
На поверхности титановых труб при смачивании их жидкостями образуется не сплошная пленка влаги, как у других металлов, а только отдельные капли, которые легко удаляются.
Все это облегчает очистку теплообменников от осадка, так как трубы не зарастают отложениями солей. Отсутствие инкрустации солями повышает теплоотдачу, а тем самым — и производительность аппаратов. Высокий коэффициент теплопередачи сохраняется на протяжении всего срока их эксплуатации.
Чем тоньше стенки теплообменника, тем лучше, так как это значительно усиливает передачу тепла. В то же время тонкие стенки коррозия разрушает скорее. Из титана же можно изготовлять тонкостенные теплообменники, не опасаясь что они в скором времени выйдут из строя. Поэтому по сравнению с обычными материалами толщина стенок труб титанового теплообменника значительно меньше и при обычном режиме работы не превышает одного миллиметра. Если же теплообменник предназначен для работы при высоких температурах, стенки делают чуть потолще — 1,5 миллиметра.
Новый промышленный металл хорошо зарекомендовал себя в качестве материала для изготовления оборудования производства солей, кислот и удобрений, продуктов органического синтеза.
Внедрение титановых реакторов взамен стальных при производстве капролактама на Руставском химическом комбинате намного улучшило технологические показатели, увеличило выход продуктов, снизило расход сырья. На том же химкомбинате введена в действие реакционная колонна из титана, производительность которой в полтора раза выше ранее применявшейся стальной. Так как титан — металл коррозионностойкий, то колонна будет служить безотказно, в результате чего эксплуатационные расходы будут сведены к минимуму, а ежегодная экономия составит более 100 тысяч рублей. Когда же будет внедрено все запланированное оборудование из титана, Руставский комбинат сможет экономить более миллиона рублей в год.
Большое развитие в наши дни получило производство пластмасс, синтетических волокон и спиртов, каучука и других полимерных материалов. Их получают, используя концентрированные растворы кислот, соединения хлора. Процессы идут при высоких температурах, что еще больше усиливает коррозию технологического оборудования. Вот здесь и оказываются незаменимыми титановые сплавы с повышенной коррозионной стойкостью, легированные палладием, молибденом, танталом.
Заводы химического машиностроения в Сумах, Бердичеве, Свердловске, Пензе, Запорожье, в Узбекистане и Подмосковье освоили серийный выпуск титановых аппаратов, насосов, запорной арматуры. В СССР производит химическую аппаратуру из титана Сумское машиностроительное объединение имени Фрунзе, награжденное орденами Ленина и Октябрьской Революции, а также орденом Народной Республики Болгарии ”3а социалистический труд”.
Аппаратуру из титана завод начал изготовлять в 1960 году. За время, прошедшее с той поры, специалисты предприятия накопили большой опыт работы с новым конструкционным материалом, освоили выпуск самой сложной и ответственной аппаратуры. Объединение имени Фрунзе — предприятие высокой культуры, передовой технологии. Участки сварки титанового оборудования оснащены по самому последнему слову техники, обслуживающий персонал работает в белых халатах, в помещениях поддерживается образцовая чистота.
Отечественной промышленностью освоено изготовление титановых емкостей, имеющих объемы от нескольких кубических метров до 160, гидролизных аппаратов и реакторов объемом до 50 кубических метров, аппаратов с перемешивающими устройствами, теплообменников, автоматических центрифуг, различных фильтров, технологических трубопроводов и множества других видов аппаратуры, оборудования, машин. Выпуск их с каждым годом все возрастает. Но при изготовлении конструкций и деталей из титана 60—80 процентов металла идет в стружку. Сэкономить дорогостоящий металл позволит новая технология, разработанная в Запорожском машиностроительном институте. Ученые объединили прогрессивные методы порошковой металлургии и обработки металлов давлением: прессование, спекание, горячую штамповку. Новый способ позволяет повысить коэффициент использования металла до 80—90 процентов.
СОЮЗНИК МЕТАЛЛУРГОВ
Когда слышишь или читаешь слова "металлургия”, Металлург”, представляешь себе пышущие жаром печи, раскаленный поток металла, видишь ревущее пламя. Но металлургия бывает и совершенно другой.
Нередко руды обрабатывают растворами кислот, в результате чего металл в виде солей переходит из сырья в раствор. Нерастворимый осадок состоит из пустой породы и при фильтрации легко отделяется от растворенных солей, из которых затем уже осаждают металл. Водные растворы соединений металлов можно подвергать электролизу и тогда на катоде наращивается слой требуемого металла. При этих и некоторых других процессах широко пользуются также методами отстаивания, выпаривания, экстракции, ионного обмена, при которых разбавленные кислоты становятся более концентрированными и интенсивно действуют на материалы технологического оборудования.
Металлургические процессы, основанные на использовании жидкостей, называются гидрометаллургическими — от греческого слова, обозначающего воду. Гораздо более привычные для нас методы, при которых требуются высокие температуры, нагрев, пламя, называют пирометаллургическими — от другого греческого слова, обозначающего огонь. Так вот, при проведении целого ряда гидрометаллургических процессов крайне необходим такой коррозионностойкий, надежный и долговечный металл, как титан.
Поэтому его и используют на многих переделах производства цветных металлов. На одних — больше, на других — меньше, но уровень его применения постоянно возрастает, и ныне цветная металлургия — крупнейший потребитель титана среди всех отраслей народного хозяйства страны.
Первыми стали широко применять титановое оборудование предприятия никель-кобальтовой промышленности, что позволило экономить многие миллионы рублей, давать высококачественную продукцию. Благодаря разработке и освоению целого комплекса надежных технологических аппаратов из титана на комбинате ”Се- вероникель” впервые в практике производства цветных металлов удалось осуществить комплексную автоматизацию технологических процессов.
Никель-кобальтовые предприятия используют фильтровальное оборудование, экстракторы, выпарные аппараты, вентиляторы, автоклавы, теплообменники, хлорные эжекторы — всего более 200 наименований изделий, изготовляемых из титана. Это дает ощутимый технико-экономический эффект.
Титановые матрицы для осаждения никеля в 3 раза легче и в 15 раз долговечнее стальных. Благодаря их использованию в 10 раз снизился процент брака. В результате замены насосов из кислотоупорного литья титановыми ежегодная экономия на комбинате ”Североникель” составляет более 700 тысяч рублей.
Используемые при производстве титана и магния титановые насосы дают условно годовой эффект по каждому агрегату от 900 до 1800 рублей. Срок их службы при перекачке растворов хлористых солей, натрия, калия, магния, слабой соляной кислоты в 15—20 раз выше, чем чугунных или изготовленных из кислотоупорных сталей. Потери жидкости снижаются в 2,5 раза.
Наиболее эффективным оказалось оборудование из нового промышленного металла на переделах хлорирования титановых шлаков и при улавливании пыли и газов. Под воздействием ионов хлора как углеродистая, так и нержавеющая сталь интенсивно разрушается, подвергаясь язвенной и точечной коррозии. Титановые сплавы несравненно более стойки, и оборудование, изготовленное из них, служит гораздо дольше. Титановые емкости в цехах хлорирования работают по 3—4 года, тогда как стальные выходят из строя уже через 2 месяца.