Способ уплотнения углеграфитовых изделий

он 1 Сфез Советских Сфциалистических Республик(51) М. (л. С 01 В 31/02 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Опубликовано 2501.80. Бюллетень Ио 3 Дата опубликования описания 2501.80(54) СПОСОБ УПЛОТНЕНИЯ УГЛЕГРАФИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Изобретение относится к получению углеграфитовых изделий, используемых для изготовления химической аппаратуры и в производстве теплообменных аппаратов.Известен способ уплотнения угле- графитовых иэделий пропигкой фуриловым спиртом с последующим его отверждением в порах изделий при 180220 о СОднако изделия, полученные на основе этого способа, обладают пониженной химостойкостью и высокой проницаемостью.Для уменьшения проницаемости сле дует проводить многократные пропитки, что усложняет процесс, делает его громоздкИм. Наиболее близким является способ уплотнения углеграфитовых изделий, включающий обработку изделий 20 (разбрызгиванием) фторопластом, термообработку их при 382 С, пропитку обработанных изделий термореактивной смолой и последующее отверждение смолы при 204 оС 21. 25Недостатком его является то, что глубина пропитки фторполимером при таком способе составляет 0,025 мм или меньше, что ссэлает вероятность образования сколов и трещин и не 30 обеспечивает достаточно высокой стойкости и теплопроводности углеграфитовых изделий,Цель изобретения - повышение химической стойкости и теплопроводностиизделий.Цель достигается тем, что обработку ведут водной суспензией фторопласта с воздействием вакуума и давления, в качестве термореактивного соединения используют фуриловый спирт иотверждают его при давлении 4-5 ати;а также используют 50-60 воднуюсуспензию фторопласта с размером частиц 0,06-0,3 мкм,Обработка углеграфитовых изделий50-60 водной суспензией фторопластас воздействием вакуума и давленияобеспечивают глубину пропитки изделий 5-10 мм.Известно что на глубине 5-10 ммот поверхности графита поры крупнее10 мкм заполнены фторопластом, чтоповышает теплопроводность и химическую стойкость иэделий в окислительных средах, а это, в свою очередь,делает химаппаратуру, полученную попредлагаемому способу, более надежной при механической очистке труби каналов теплообменников от осад710931 1,44 26,5 31,8 т а б л и ц а Показатели ы, по тстви разцы, получене по известномуспособу Время испыния, ч 500 50 5 Изменениеса4 2,98 5,89 Обр 3,58 6,23 раз 3,52 7,04 лис,8 уши 1,59 Изменение прочности4 зопроницаесть праницае и 10 ати оницаемы при 4 атиков и наростов, образующихся в процессе работы.Для заполнения оставшихся мелкихпор наилучшие результаты при пропиткедает фуриловый спирт (с 3-5 отвердителя 2 пСВ), который из-эа своей небольшой вязкости обладает хорошей пропитывающей способностью и обеспечивает большое содержание углерода впроцессе отверждения и термообработки.Для предотвращения вытекания изпор графита фурилового спирта в процессе его термического отвержденияв порах изделия в автоклаве создавали давление 4-5 атм. Дополнительнаяпропитка фуриловым спиртом заметно 15снижает пористость изделий, при этомполностью исчезают поры более 1 мкм.П р и м е р 1. Графит марки МНГ,(образец размером 20 х 40 х 120 мм)с характеристикой: гоПлотность, г/смПористость открытая,Общая пористость,Газопроницаемость,см /сек 8,75 - 18,2сж,кгс/см 260биз; кгс/см2108вакуумируют до остаточного давления2 мм рт.ст. в течение 0,5 ч, послечего в автоклав заливают водную60-ную суспенэию фторопласта маркиФД (тетрафторэтилен) с размеромчастиц 006-0,3 мкм при нормальнойтемпературе и создают давление б ати.Пропитанный образец извлекают, сушатв термошкафу до постоянного веса при100 ОС. Пропнтку и сушку повторяют2 разаПривес образца после 1-ой пропиткиводной суспензией фторопласта и сушки при 100 фС (до постоянного веса) 4 О составляет 15,13, поспе 2-ой пропитки и сушки - 7,5,Термообработку пропитанного фторопластом графита проводят в атмосфере воздуха со скоростью 60 С в часос выдержкой при 365 С 2-3 часа. Послеэтого проводят пропитку образца фуриловым спиртом (с 3 2 пС 8 д) под давлением б ати при нормальной температуре.Пропитанный образец нагревают (дляотверждения фурилового спирта) при150 С в автоклаве при давлении 4 ати,Привес образца после пропитки и отверждения фуриловым спиртом составляет 1,4-3,95.П р и м е р 2. Повторяют приемы,приведенные в примере 1, только образец графита вакуумируют до остаточного давления 2,5 мм рт.ст. в течение 1 ч и создают давление 6,5 ати .Пропитанный образец выдерживают втермошкафу при температуре 105термообрабатывают при 370 С. Пропитку фуриловым спиртом ведут под давлением 6,5 ати с последующей обработкой при 175 С и давлении 4,5 ати,П р и м е р 3 Повторяют приемы,приведенные в примере 1, толькообразец графита вакуумируют до остаточного давления 3 мм рт.ст. в течение 2 часов и создают давление7 ати.Пропитанный образец выдерживаютв термошкафу при 110 С. Термообработку йроводят при 375 С, Пропиткуфуриловым спиртом проводят под давлением 7 ати с последующей обработкойпри 200 С и давлении 5 ати. В табл.1 приведены результаты испытаний графитового. материала МНГ на химическую стойкость в 80-ной серной кислоте при 120 С.,75 Пределпрочностпри сжаткгс/см 0 -625,7 Теплопроводность,ккал/м.ч.град 71 бенплопроводности осориалов, используемых аппаратуры.тненный по предлао сравнению с мате- более химически жет работать в таких дах, как 80-ная и 120 ОС. Увеличение те но важно для мат для теплообменноМатериал, упл гаемому способу риалом прототипа стоек, так как м окислительных ср серная кислота и л б ула изобретени 1. Способ яых иэделий,делий фторопл их, пропитку лий термореа следующееставитель Т. Ильинск хред О.Андрейко К то), А. ГРицен едактор М. Лико акаэ 8582 одписноеета СССР ытий наб. д. комги от ска РДФилиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектн Из таблицы видно, что изменениевеса изделий уменьшилось в 4-5 разпри одних и тех же условиях.Проницаемость уменьшилась в 23 раза. Разрушение образцов, уплотненных только фуриловым спиртомнаблюдается уже при испытании в течение 250/ч, в то время, как образцы,изготовленные в соответствии с изобретением, были пригодны к эксплуатации,Полученный по предлагаемому способу уплотненный материал непроницаем для жидкостей. Его газопроницаемость, определяемая динамическимметодом, имеет очень малую величину - б10 см/сек. Для определения 15газопроницаемости этим методом исуплотнения углеграфитовключающий обработку изастом, термообработкутермообработанных издетивным соединением иго отверждение, о т -Тираж 56511 ИИИПИ Государственног по делам изобретений 113035, Москва Ж, Ра пользовали образцы в форме дисков размеров 36 х 10 мм (10,02) и по4 чЪформулеК = рассчитывали коэфф йСЬр 9фициент фильтрации.др - изменение давления в вакуумированном объеме за времяь,мм рт.ст./с;ч - вакуумированный обьем, смЭдр - перепад давления на образце,мм рт.ст.Ь - высота образца, смЯ - площадь образца, смКф - коэффициент фильтрации, см /сКроме того, полученный материал имеет большую плотность и теплопроводность, что представлено в табл.2. Таблица 2 и ч а ю щ и й с я тем, что, с елью повыаения химической стойкости теплопроводности изделий, обработу ведут водной суспензией фторопласа с воздействием вакуума и давления, качестве термореактивного соедиения используют фуриловый спирт отверждают его при давлении 4-5 ати2. Способ по п.1, о т л и ч а юи й с я тем, что используют 50- 0-ную водную суспензию фторопласта размером частиц 0,06 - 0,3 мкм. Источники информации,инятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 348499, кл. С 01 В 31/04, 26.03.70. 2. Патент США Ф 3265124,165-133, 03.08.66 (щ 1 ототип).