Klaaskiu spetsiifiliste rakenduste analüüs grafiidikeemiaseadmetes

1. Klaaskiudude kasutamine grafiidi keemilistes reaktorites ja muudes seadmetes

Klaaskiu peamine rakendus grafiidi keemiaseadmetes on tugevdusmaterjalina kasutamine grafiidi mehaaniliste omaduste ja korrosioonikindluse parandamiseks. Põhimõte on, et kuigi grafiidil on hea kuumakindlus ja elektrijuhtivus, on selle mehaanilised omadused ja korrosioonikindlus suhteliselt nõrgad. Seetõttu võib klaaskiu lisamine oluliselt parandada grafiidi keemiaseadmete algseid "nõrku omadusi". Täpsemalt: grafiit on ideaalne reaktori vooderdusmaterjal, kuna sellel on hea kuumakindlus ja elektrijuhtivus ning hea keemiline stabiilsus enamiku kemikaalide suhtes. Puhta grafiidi mehaanilised omadused pole aga ideaalsed, eriti löökide ja vibratsiooni korral. Klaaskiu tõmbetugevus on 3450 ÷ 10 ~ 20 = 345 ~ 172,5 korda suurem kui grafiidil. Klaaskiu lisamine grafiidile tugevdusmaterjalina võib oluliselt parandada reaktori üldisi mehaanilisi omadusi. Lisaks on klaaskiul hea korrosioonikindlus enamiku hapete, leeliste ja lahustite suhtes. Seega, kuigi grafiidil endal on hea stabiilsus enamiku kemikaalide suhtes, võib klaaskiud pakkuda teatud kõrge temperatuuri ja kõrgsurve keemilistes keskkondades veelgi tugevamat korrosioonikindlust. Näiteks keemiatehastes väävelhappe tootmisel kasutatakse grafiitvoodri ja klaaskiust komposiitkestaga reaktorit. Kuna väävelhappe tootmisprotsess hõlmab kõrgeid temperatuure ja rõhku ning on seadmetele väga söövitav, on reaktori materjali omadused üliolulised. Seda komposiitmaterjali kasutavatel reaktoritel on lisaks suurepärasele korrosioonikindlusele ka oluliselt paremad mehaanilised omadused tänu klaaskiuga tugevdamisele, mis võimaldab ohutut ja usaldusväärset tööd. Tehase andmete kohaselt on selle reaktori kasutusiga enam kui kaks korda pikem kui traditsioonilistel metallreaktoritel. Lisaks pakuvad klaaskiuga tugevdatud grafiitreaktorid muid eeliseid. Näiteks klaaskiu madala soojuspaisumisteguri tõttu muutuvad reaktori mõõtmed kõrgetel temperatuuridel vähe, mis aitab säilitada stabiilseid reaktsioonitingimusi. Lisaks on klaaskiu madala hinna tõttu selle komposiitreaktori kogumaksumus madalam kui paljudel teist tüüpi reaktoritel. Lisaks keemiareaktoritele on klaaskiust materjalide lisamise põhimõte grafiittorude materjalide, grafiidist soojusvahetite ja muude keemiaseadmete valmistamisel sarnane, mille eesmärk on kompenseerida grafiitmaterjalide nõrkusi mehaaniliste omaduste osas.

2. Protsessi analüüsKlaaskiu pealekandminegrafiidikeemiaseadmetes

Grafiidikeemiaseadmetes klaaskiudmaterjalide pealekandmiseks on üldiselt kaks protsessi.

(1) Vertikaalne mähis. Selle protsessi eelised on:Esiteks lihtsustab see tootmisprotsessi, kuna seadmeid saab kerida nende lõplikus tööasendis. Teiseks on vertikaalne kerimine sobivam kõrgete ja peenikeste osade, näiteks sammaste või torude puhul, kuna see tagab parema sümmeetria ja tasakaalu. Kolmandaks võimaldab see teostada pidevat tootmisprotsessi, parandades seeläbi tootmise efektiivsust. Puudused on järgmised: esiteks võivad suurte või raskete osade puhul olla vaja täiendavaid tugikonstruktsioone, et säilitada nende stabiilsus kerimisprotsessi ajal; teiseks võib vaja minna rohkem põrandapinda, kuna seadmeid tuleb kerida vertikaalses asendis; kolmandaks ei pruugi mõnede keerukate osade kujude puhul vertikaalne kerimine olla nii painduv kui horisontaalne kerimine;

(2) Horisontaalne mähis. Selle protsessi eelised on:Esiteks, suurte või raskete komponentide puhul tagab horisontaalne mähis parema stabiilsuse ilma täiendavate tugistruktuuride vajaduseta; teiseks, horisontaalne mähis kohandub keerukamate komponentide kujudega, kuna seda saab mähida mitmes suunas; kolmandaks, horisontaalne mähis hõlbustab seadmete transporti ja paigaldamist, kuna komponente saab pakkida ja transportida horisontaalasendis. Puudused on järgmised: esiteks, kõrgete ja peenikeste komponentide puhul võib horisontaalne mähis põhjustada ebaühtlast mähimist, mis mõjutab komponendi sümmeetriat ja tasakaalu; teiseks, horisontaalse mähise tööetapid on keerukamad, näiteks komponentide üleviimine vertikaalsest asendist horisontaalsesse asendisse, mis võib mõjutada tootmise efektiivsust.

Üldiselt, kandideerimiselklaaskiust materjalidGrafiidi keemiaseadmetes tuleks mähiseprotsess valida ratsionaalselt vastavalt tegelikele tingimustele. Lõppeesmärk on klaaskiudmaterjalide jõudluse täielik ärakasutamine ja grafiidimaterjalide puuduste kompenseerimine.