Фаолитом называется кислотостойкая пластическая масса, получаемая на основе феноло-формальдегидной резольной смолы и кислостойкого наполнителя – асбеста, графита или кварцевого песка. В зависимости от природы наполнителя и количественного соотношения между смолой и наполнителем могут составляться фаолитовые композиции, изделия из которых различаются как по своим физико-механическим свойствам, так и по кислотостойкости.
Термореактивная феноло-формальдегидная смола способна под влиянием нагревания переходить в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. В соответствии с этим и фаолитовая масса, в которой частички наполнителя связаны между собой вязкой растворимой смолой, при термообработке отверждается, становится неплавкой и нерастворимой.
Фаолит нашел широкое применение во многих отраслях промышленности как конструкционный материал. В ряде случаев он заменяет цветные металлы, особенно свинец. Легкость фаолита (плотность 1,5–1,7 г/см 3 ), химическая стойкость к кислым агрессивным средам и способность к формованию позволяют изготовлять из него химически стойкую аппаратуру весом в несколько раз меньше металлической.
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. По техническим условиям теплостойкость фаолита гарантируется до 100 0 С. Практически же в производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре 130 0 С и выше. Однако нельзя подвергать фаолит нагреву открытым пламенем или электрообогреву.
В отличие от других термореактивных пластмасс сырой фаолит может формоваться при обычных или несколько повышенных температурах без использования высокого давления. Это позволяет изготовлять из него аппаратуру, не применяя прессов и дорогостоящих прессформ. Путем формовки получают детали различных размеров (по длине и диаметру), из которых затем монтируют коммуникации, аппаратуру и оборудование.
Физико-механические свойства фаолита
Наименование
Значение
Плотность, кг/м 3
1500-1700
Коэффициент теплопроводности при (0-100)°С, ккал/м*ч*г
фаолит А фаолит Б фаолит Т
Предел прочности, не менее, MPa
при изгибе при разрыве при сжатии на срез
Химические свойства Фаолита
Фаолит и фаолитовые изделия обладают весьма высокой химической стойкостью к кислым средам и органическим растворителям. Большой интерес представляет стойкость фаолита к воздействию соляной кислоты всех концентраций (значительно превышает стойкость свинца) и к серной кислоте низких и средних концентраций. Фаолит не стоек к щелочам азотной, хромовой и хлорноватистой кислотам.
Кислотостойкость фаолита определяют по изменению веса стандартных брусков после воздействия 22% соляной кислоты на кипящей водяной бане в течение 24 часов (МРТУ 6-05-1169-69).
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. По техническим условиям теплостойкость фаолита гарантируется до 1000 °С. Практически же в производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре до 130-1600 °С. Однако фаолит нельзя подвергать нагреву открытым пламенем или электрообогреву.
По сравнению с другими химически стойкими материалами фаолит обладает рядом преимуществ. Его можно применять при более высоких температурах, чем винипласт, резину, листовой материал на основе полиизобутилена и битумный материал.
Фаолитовые изделия, поврежденные в процессе эксплуатации, можно легко отремонтировать на заводе-потребителе, что почти исключено для керамических изделий. На заводе-потребителе также нетрудно изготовить новые фаолитовые детали взамен вышедших из строя или для новых агрегатов.
Фаоли́т — кислотоупорная термореактивные пластмасса, изготовляемая на основе водноэмульсионной резольной фенолоформальдегидной смолы (бакелитовой смолы). Обязательным компонентом фаолита, выступающим в качестве наполнителя, является асбест (фаолит марки «А»). Обычно используют смесь хризотилового и антофиллитового асбеста в смеси с графитом (фаолит марки «Т», для повышения теплопроводности) или с песком (фаолит марки «П», для увеличения теплостойкости).
Содержание
Свойства
По сравнению с другими химически стойкими материалами фаолит обладает рядом преимуществ. Под действием солнечного света и электрического освещения в течение года отвержденный фаолит немного темнеет, но механические показатели остаются без изменений. Поврежденные Фаолитовые изделия легко ремонтируются на месте, что почти исключено для керамических изделий. Эксплуатация фалитовых трубопроводов в зимних условиях подтверждает высокую морозостойкость фаолита.
Химическая стойкость
Фаолит и фаолитовые изделия обладают весьма высокой химической стойкостью к кислым средам и органическим растворителям. Основная качественная характеристика фаолита — высокая стойкость к действию кислот (кроме кислот-окислителей). Он стоек в кислотах:
Физико-механические свойства
Недостатки
Основной недостаток фаолита заключается в том, что его малая ударная вязкость и отсутствие эластичности в ряде случаев приводит к необходимости увеличивать прочность фаолитовых изделий за счет применения тканевых прослоек (изделия из текстофаолита) или помещать фаолитовые аппараты в стальные кожухи. Плохая теплопроводность фаолита марки «А» не позволяет использовать его для теплообменной аппаратуры. Фаолит марки «Т», имеющий более высокий коэффициент теплопроводности, может использоваться в ряде подобных случаев. Недостатком фаолитирования является необходимость термической обработки в специальной камере-сушилке, что затрудняет применение фаолита для защиты арматуры в аппаратах, имеющих большие габариты.
С ростом температуры агрессивной среды увеличивается износ фаолита в результате более глубокого проникновения химических реагентов в фаолит и частично — его набухания. За стадией набухания может наступит стадия разрушения фаолита — это зависти от агрессивной среды и температуры. Резкие колебания температуры при эксплуатации фаолита нежелательны, так как они могут привести к образованию трещин.
Технология производства
Производство фаолита состоит из двух основных этапов:
Образование смолы
Смешение компонентов
Жидкую резольную смолу подогревают до 50÷60°С и помещают в смеситель. Производится загрузка наполнителей и добавок, в зависимости от марки выпускаемого фаолита:
Каждая марка фаолитов может отличаться по рецептуре в зависимости от назначения. В настоящее время производится фаолит марки В — на основе талька. [6]
Для повышения кислотостойкости фаолита асбест обрабатывают соляной кислотой, промывают и просушивают, чтобы удалить кислоторастворимые продукты. Смешение компонентов проводится течение 1 часа. Для поддержания температуры в «рубашку» смесителя подается горячая вода.
Готовый продукт
Смола придает композиции пластичность до отверждения и твердость после отверждения. На свойстве пластичности сырого фаолита основаны способы переработки его в полуфабрикаты (листы, трубы), готовые прессованные изделия и способы изготовления из него замазок.
Готовая сырая масса может применяться в качестве фаолитовой замазки, а так же для изготовления листовых и фасонных изделий.
Полученные изделия подвергают отверждению в специальных камерах при плавном повышении температуры от 60÷70°С до 120÷1300°С, производимой подачей пара в течении 25÷30 часов. Когда температура снизится до 60÷700°С листы или изделия из камеры выгружаются. Поверхность изделий из фаолита покрывают бакелитовым лаком (спиртовым раствором фенолоформальдегидной смолы) в ванне. Лаковое покрытие дополнительно отверждают в камере примерно по такому же режиму, как и изделия из фаолита. [7]
Применение
Текстофаолит
Текстофаолит представляет собой материал, состоящий из нескольких слоев фаолита с проложенными между ними слоями ткани. Различают ткани на основе стеклянных нитей (стеклоткань, стеклосетка), на основе хлопчатобумажных тканей (бязь, миткаль, бельтинг), на основе угольной, графнтированной или какой-либо другой ткани. За счет применения тканей изделия из текстофаолита становятся прочнее в 1,5—2 раза по сравнению с изделиями из фаолита. Текстофаолит применяют для изготовления крупногабаритных вентиляционных труб высотой до 200 м, работающих в жестких условиях воздействия различных агрессивных сред.
Фаолиты – это кислотоупорные пластмассы на основе водоэмульсионных резольных фенолоформальдегидных олигомеров и кислотостойкого наполнителя. В зависимости от применяемого наполнителя различают три марки фаолита:
Выпускают фаолиты как в виде полуфабрикатов — сырых листов, прессовочной массы и замазок, так и в виде готовых изделий из отвержденного фаолита.
Процесс производства фаолитов состоит из стадий синтеза жидкого резольного олигомера, смешения его с наполнителем, вальцевания массы, переработки ее в изделия и термообработки (отверждения) изделий из фаолита.
Синтез резольного олигомера проводят в реакторе, в котором резольный фенолоформальдегидный олигомер нагревается до 50—70 °С, после чего он сливается в мерник. Смешение компонентов композиции осуществляется в лопастном смесителе при 60—65 °С.
Ниже приводят нормы загрузки компонентов для получения фаолита различных марок:
Марка и назначение фаолита
Сырье
Содержание, масс ч.
Марка А; для листов, сосудов, аппаратов
Резольный олигомер
100
Асбест антофиллитовый
95
Асбест хризотиловый
5
Марка В; для пресс-изделий
Резольный олигомер
Асбест хризотиловый
Марка Т; для труб
Резольный олигомер
100
Асбест хризотиловый
После смешения дальнейшие стадии процесса определяются целевым назначением получаемых продуктов. Для изготовления фаолитовой замазки масса после вальцов подается на упаковку.
Для получения сырых листов масса из смесителя подается на вальцы, где вальцуется с фрикцией при температуре горячего валка 70—90 °С и холодного валка 25—30 °С, и пропускается через каландр. Для получения труб и профильных изделий пресс-масса после вальцевания подается в пресс или экструдер.
Температура обогреваемого цилиндра экструдера 60—70 °С. Затем трубы и другие изделия направляются в камеру на отверждение. Отверждение проводится при 60—120°С в течение суток. После отверждения изделия поступают на механическую обработку (токарный станок или пила), покрываются резольным лаком и сушатся.
О длительности работы фаолитовых изделий в различных средах можно судить из приведенных ниже данных:
Температура, °С
Давление, МПа
Срок службы изделия годы, не менее
Фаолиты нестойки к действию азотной и хромовой кислот, иоду, брому, щелочам, пиридинам, ацетону, спирту.
Существенное влияние на свойства материала оказывает наполнитель. Антофиллитовый асбест придает фаолиту высокую химическую стойкость, в то время как хризотиловый асбест снижает ее, но зато сообщает более высокую механическую прочность. Это и определяет необходимость сочетания асбестов обоих типов.
Физико-механические показатели изделий из фаолитов приведены ниже:
Разрушающее напряжение, МПа
Ударная вязкость не менее: 2,0 кДж/м 2 ;
Твердость по Бриннелю не менее: 200 МПа;
Теплостойкость по Мартенсу не ниже: 100°С;
Верхний предел рабочих температур: 130 °С;
Коэффициент теплопроводности при 0—100°С, Вт/(м·К)
Водопоглощение:1,4—1,8%;
Кислотостойкость: 1,25—1,5%;
Усадка сырого фаолита при отверждении, не более
* Изменение массы стандартного бруска после выдержки в течение суток в 22%-ной соляной кислоте при температуре кипящей водяной бани.
По сравнению с кислотоупорной керамикой, широко применяемой для футеровки химической аппаратуры, фаолиты имеют ряд преимуществ: они приблизительно вдвое легче, превосходят ее в 4—6 раз по статической и динамической прочности и менее чувствительны к резкому изменению температуры. Однако как химически стойкие материалы фаолиты могут быть использованы в гораздо более узком температурном интервале, чем кислотоупорная керамическая плитка.
Фаолиты применяются в различных отраслях промышленности как химически стойкие конструкционные и футеровочные материалы, с успехом заменяющие свинец, бронзу и нержавеющую сталь. Из фаолитов изготовляют химическую аппаратуру и детали: резервуары, реакторы, скрубберы, ректификационные и адсорбционные колонны, нутч-фильтры, электролизные и травильные ванны, кристаллизаторы, оросительные холодильники, мешалки, детали насосов и вентиляторов, трубы и части к ним, вентили, краны и т. д.
По коррозионной стойкости фаолит превосходит свинец.
Многолетняя производственная практика подтверждает ценность фаолита как кислотостойкого антикоррозионного материала.
В сернокислотной промышленности в промывных отделениях контактных заводов испытаны и оправдали себя при эксплуатации фаолитовые газоходы различных диаметров. Газопроводы из фаолита вполне надежны и стойки в среде влажного сернистого газа и продолжительное время работают без каких-либо признаков разрушения.
Основные свойства фаолита
Фаолит это кислотостойкая пластическая масса, получаемая на основе феноло-формальдегидной резольной смолы и кислотостойкого наполнителя — асбеста, графита или кварцевого песка. В зависимости от природы наполнителя и количественного соотношения между смолой и наполнителем могут составляться фаолитовые композиции, изделии из которых различаются как по своим физико-механическим свойствам, так и по кислотостойкости.
Термореактивная феноло-формальдегидная смола способна под влиянием нагревания переходить в твердое, неплавкое и нерастворимое состояние. В соответствии с этим и фаолитовая масса, в которой частички наполнителя связаны между собой вязкой растворимой смолой, при термообработке отверждается, становится неплавкой и нерастворимой.
Фаолит нашел широкое применение во многих отраслях промышленности как конструкционный материал. В ряде случаев он заменяет цветные металлы, особенно свинец.
Легкость фаолита(плотность 1,5—1,7 г/см 3 ), химическая стойкость к кислым агрессивным средам и способность к формованию позволяют изготовлять из него химически стойкую аппаратуру весом в несколько раз меньше металлической.
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. В производственных условиях фаолит эксплуатируется при температуре 170 °С и выше. Однако нельзя подвергать фаолит нагреву открытым пламенем.
Фаолит можно применять при более высокой температуре, чем многие другие кислотостойкие пластические массы. По техническим условиям теплостойкость фаолита гарантируется до 100—130°С. Сырой фаолит может формоваться при обычных или несколько повышенных температурах без использования высокого давления. Это позволяет изготовлять из него аппаратуру, не применяя прессов и дорогостоящих прессформ.
Технология
При необходимости производства крупного изделия только из фаолита производят его укрепление. Неотвержденное фаолитовое изделие плотно обматывают полосками ткани, смазанные бакелитовым лаком. Если не требуется повторного наложения фаолита, то в таком виде производят отверждение текстофаолита.
Недостатки
Недостатком фаолитирования является необходимость термической обработки в специальной камере-сушилке, что затрудняет применение фаолита для защиты арматуры в аппаратах, имеющих большие габариты.
С ростом температуры агрессивной среды увеличивается износ фаолитовой оболочки в результате более глубокого проникновения химических реагентов в фаолит и частично — его набухания. За стадией набухания может наступит стадия разрушения фаолита — это зависти от агрессивной среды и температуры. Резкие колебания температуры при эксплуатации фаолита нежелательны, так как они могут привести к образованию трещин.
Фаолит нельзя подвергать нагреву открытым пламенем или электрообогреву.
Фаолитом называется кислотостойкая пластическая масса, получаемая на основе феноло-формальдегидной резольной смолы и кислостойкого наполнителя – асбеста, графита или кварцевого песка. В зависимости от природы наполнителя и количественного соотношения между смолой и наполнителем могут составляться фаолитовые композиции, изделия из которых различаются как по своим физико-механическим свойствам, так и по кислотостойкости.
Фаолиты – это кислотоупорные пластмассы на основе водоэмульсионных резольных фенолоформальдегидных олигомеров и кислотостойкого наполнителя. В зависимости от применяемого наполнителя различают три марки фаолита:
По сравнению с кислотоупорной керамикой, широко применяемой для футеровки химической аппаратуры, фаолиты имеют ряд преимуществ: они приблизительно вдвое легче, превосходят ее в 4—6 раз по статической и динамической прочности и менее чувствительны к резкому изменению температуры. Однако как химически стойкие материалы фаолиты могут быть использованы в гораздо более узком температурном интервале, чем кислотоупорная керамическая плитка.
