−соединение должно обеспечить свободную усадку материала шва, для этого необходимо предусмотреть зазор между свариваемыми деталями;

−необходимо стремиться использовать соединение деталей встык, как наиболее надежное;

−продольные швы не должны прерываться отверстиями и штуцерами.

Рис. 12.4. Способы сварки легированной и углеродистой стали

Легированные стали являются весьма дорогостоящими конструкционными материалами и их следует использовать для изготовления деталей, поверхность которых контактирует с агрессивной средой. Все детали, вынесенные за пределы рабочего пространства, как, например, фланцы и лапы, необходимо изготавливать из обычной углеродистой стали.

Сварка легированной стали с углеродистой в принципе возможна, так как температуры плавления тех и других сталей отличаются незначительно. Однако различия в химическом составе и физических свойствах свариваемых сталей вызывают изменения в структуре и составе металла сварного шва. Сварной шов имеет достаточно высокую механическую прочность, но теряет коррозионную стойкость вследствие уменьшения в нем концентрации легирующих элементов.

Существуют специальные приемы, позволяющие вынести сварные швы за пределы поверхности, омываемой агрессивной средой, сохранив при этом коррозионную стойкость основного материала аппарата (рис. 12.4).

288

Как видно из рисунков, с целью сохранения коррозионной стойкости основных элементов аппарата из легированных сталей их сварку с деталями из углеродистых сталей следует осуществлять через дополнительную деталь (кольцо, прокладка из легированной стали).

После сварки изделий из легированных сталей швы тщательно зачищаются и протравливаются, что значительно повышает коррозионную стойкость сварной аппаратуры.

В процессе эксплуатации сварной аппаратуры необходимо регулярно осуществлять контроль за состоянием сварных соединений.

12.3.2. Конструктивные особенности эмалированных аппаратов

Эмалевые покрытия наносят на поверхность аппаратов, изготовленных из низкоуглеродистых сталей или чугуна.

Рис. 12.5. Элементы конструкции эмалированных аппаратов

Эмалевое покрытие, представляющее собой смесь песка, соды, поташа, пигментов и других элементов, равномерно наносится на предварительно обработанную поверхность аппарата и затем обжигается при температуре 700−900 °С.

Для получения качественного эмалевого покрытия необходимо соблюдать следующие условия:

289

−формы аппаратов должны иметь плавные очертания; должны отсутствовать острые углы, края и впадины;

−все части аппаратов перед эмалированием тщательно подготавливаются: швы зашлифовываются, острые углы и выступы закругляются;

−необходимо строго соблюдать температурный режим для равномерного прогрева, обжига и охлаждения эмалевого покрытия;

−узлы аппаратов должны быть равностенными, поэтому приварку лап и стоек следует проводить после эмалирования к специальным накладкам, которые привариваются к корпусу или днищу до эмалирования (рис. 12.5,а и 12.5,б).

Рис 12.6. Пайка элементов медных аппаратов

Штуцера выполняются с коническими патрубками, приваренными встык к краю отбортованного отверстия (рис. 12.5,в).

Эмалевое покрытие должно обладать хорошей адгезией (сцеплением) с поверхностью материала, из которого изготовлен аппарат.

12.3.3. Конструктивные особенности аппаратов из цветных металлов

В аппаратах, выполненных из цветных металлов и их сплавов, соединения отдельных деталей осуществляются сваркой и пайкой.

290

Медные аппараты часто используются в установках глубокого холода, их изготавливают из медного проката. Для увеличения жесткости медных тонкостенных аппаратов их изготавливают с гофрами (рис. 12.6,а).

Неразъемные соединения частей медных аппаратов получают пайкой, сваркой и реже клейкой. Медь и ее сплавы обладают хорошей паяемостью. Пайку мягкими припоями (ПОС−30, ПОС−40) выполняют внахлест (рис. 12.6,б), для увеличения прочности паяных соединений применяют замки (рис. 12.6,в).

Медные трубки к медным или латунным трубным решеткам крепятся заливкой припоем (рис. 12.6,г), бобышки огибают медью и припаивают (рис. 12.6,д).

Из паяных соединений более надежным считается соединение внахлест. Для стыковых соединений необходимо обрабатывать кромки спаиваемых деталей (рис. 12.6,е).

Рис. 12.7. Основные типы паяных соединений

Соединения встык применяются редко, так как они весьма чувствительны к вибрационным и ударным нагрузкам, плохо воспринимают крутящие и изгибающие моменты, несколько прочнее соединение вскос (рис. 12.7).

В аппаратах, выполненных из алюминия и его сплавов, соединение деталей осуществляется в основном сваркой встык. Сварное соединение может быть выполнено и внахлест, особенно в случае точечной сварки. Однако необходимо помнить, что при этом для достижения достаточной прочности соединения в 2 раза увеличивается число сварных швов и в целом трудоемкость изделия.

Пайка изделий из алюминия осложнена образованием на поверхности алюминия оксидной пленки, температура плавления которой – 2050 °С. Поэтому для пайки алюминия необходимо использовать специальные активные флюсы, содержащие хлориды, фториды или проводить пайку в парах магния, в вакууме.

291