Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

Спосіб захисту вуглецевмісних виробів від окислення при високих температурах, що включає нагрів заготівок або виробів і подальше просочення їх просочувальним розплавом на основі похідних фосфорної кислоти і фосфоровмісних солей лужних металів термозневоднених фосфоровмісних з'єднань, який відрізняється тим, що нагріті заготівки або вироби перед просоченням просочувальним розплавом витримують в концентрованій фосфорній кислоті, нагрітій до температури не вище 85 °С.

Текст

Спосіб захисту вуглецевмісних виробів від окислення при високих температурах, що включає нагрів заготівок або виробів і подальше просочення їх просочувальним розплавом на основі похідних фосфорної кислоти і фосфоровмісних солей лужних металів термозневоднених фосфоровмісних з'єднань, який відрізняється тим, що нагріті заготівки або вироби перед просоченням просочувальним розплавом витримують в концентрованій фосфорній кислоті, нагрітій до температури не вище 85 °С. (19) (21) u201013512 (22) 15.11.2010 (24) 10.06.2011 (46) 10.06.2011, Бюл.№ 11, 2011 р. (72) СИВОГРИВОВ ЮРІЙ ГАВРИЛОВИЧ, ВОДЕННІКОВ СЕРГІЙ АНАТОЛІЙОВИЧ, ТАРАСОВ ВЯЧЕСЛАВ КИРИЛОВИЧ, ВОДЕННІКОВА ОКСАНА СЕРГІЇВНА (73) ЗАПОРІЗЬКА ДЕРЖАВНА ІНЖЕНЕРНА АКАДЕМІЯ 3 собом буде потрібно не менше 72 годин. Це свідчить, що швидкість просочення низька, обумовлена високою в'язкістю просочувального розплаву і, відповідно, низькою швидкістю рідинної дифузії розплаву і його низьким гідростатичним тиском в просочувальній ванні. Дані недоліки збільшують невиробничі втрати часу просочення. При зменшенні часу просочення знижується якість виробів і природно термін служби. В основу корисної моделі поставлено завдання розробки нового способу захисту вуглевмісних виробів від окислення шляхом введення нової технологічної операції, що дозволяє підвищити швидкість просочення заготівок або виробів в просочувальній печі та скоротити тривалість часу просочення при збереженні якості заготівок або виробів. Для вирішення поставленого завдання в способі захисту вуглецевмісних виробів від окислення при високих температурах, що включає нагрів заготівок або виробів і подальше просочення їх просочувальним розплавом на основі похідних фосфорної кислоти і фосфоровмісних солей лужних металів, термозневоднених фосфоровмісних з'єднань, відповідно з корисною моделлю, нагріті заготівки або вироби перед просоченням просочувальним розплавом витримують в концентрованій ортофосфорній кислоті, нагрітій до температури не вище 85 °С. Витримка нагрітих заготівок або виробів в концентрованій ортофосфорній кислоті, яка виконувалася перед їх просоченням просочувальним розплавом, дозволить підвищити швидкість просочення і скоротити тривалість часу просочення в просочувальній печі. В результаті занурення нагрітої заготівки в нагріту концентровану ортофосфорну кислоту за рахунок дифузійних процесів, що протікають на поверхні заготівки або виробу, відбувається їх попереднє просочення, виходить так звана "кисла" заготівка, пори якої містять ортофосфорну кислоту. Швидкість процесу визначається швидкістю дифузії просочувальної речовини в поверхню заготівки, що просочується, або виробу. Менш в'язка, в порівнянні з просочувальним розп3 лавом (щільність 1730 кг/м ), ортофосфорна кис3 лота (щільність 1575 кг/м ) має вищу швидкість дифузії в пори нагрітої заготівки. Експериментально встановлено, що оптимальною є температура ортофосфорної кислоти не більше 85°С, оскільки при температурі нагріву ортофосфорної кислоти більше 85 °С починається процес її "зневоднення", що приводить до переходу ортофосфорної кислоти у більш в'язку пірофосфорну кислоту і уповільнення процесу просочення. Подальше просочення отриманих "кислих" заготівок проходить в просочувальному розплаві, який представляє суміш кислот Н4Р2О7, НРО3 та солей Na2HPO4 і NaPO3. Будучи "сильним електролітом", розплав дисоціює на групи катіонів і ані+ + 24 онів (Na , H , НРО4 РО3 , Р2О7 ). Відбувається 60042 4 руйнування окремих кристалів вуглецю гарячою фосфорною кислотою за рахунок окислювальновідновлювальної реакції: + Н4РО4 + АН + 2е = Н3РО3 + Н2О - 0,28 + С + 2Н2О-4е = СО2+4Н + 2H3PO4 +4H +C + 2H2O = 2Н3РО3 + 2Н2О + СO2 2H3РО4 + С = 2Н3РО2 + СO2 Часткове розпушування поверхні дозволяє збільшити шар просочення за рахунок збільшення адсорбції. Спосіб здійснюється таким чином. У просочувальну ванну або спеціальну ємкість заливають концентровану ортофосфорну кислоту і нагрівають її до температури не більше 85 °С. Потім розігріті будь-яким відомим способом заготівки або вироби (оптимальною є температура заготівок відповідна температурі нагрітої ортофосфорної кислоти, тобто -85 °С) занурюють у ванну з ортофосфорною кислотою і проводять витримку в ній, після чого заготівки або вироби витягують з ванни і перенавантажують в підготовлений розплав просочувальної печі. Підготовку просочувального розплаву здійснюють таким чином. У піч для просочення заливають ортофосфорну кислоту і поступово нагрівають її до температури 165±5 °С. Потім в розігріту ортофосфорну кислоту завантажують кальциновану соду і отримують розплав термозневодненої фосфоровмісної кислоти, частково нейтралізованою кальцинованою содою. Дозування соди здійснюють з розрахунку отримання просочувального розплаву, що містить солі 45-65 % NaPO3 та 55-35 % НРО3. Просочувальний розплав нагрівають до температури 280±5 °С. Просочення здійснюють за допомогою занурення заздалегідь просочених ортофосфорною кислотою вуглець графітових заготівок або виробів в просочувальний розплав на певну глибину і витримки в ньому на протязі заданого часу. В процесі витримки вуглецевмісного виробу або заготівки в просочувальному розплаві відбувається заповнення пір, і завдяки цьому у подальшому при експлуатації виробу на його поверхні і в порах утворюється склоподібна речовина. Склоподібна речовина виходить в результаті відщеплювання води від молекул похідних фосфорної кислоти при підвищенні температури понад 330 °С. Це зменшує доступ кисню до матеріалу виробу при його експлуатації. Спосіб було випробувано в лабораторних умовах. Використані такі дані: Перший етап-ортофосфорна кислота з температурою + 85 °С, нагріта вуглець графітова заготівка з такою же температурою; час витримки - 62 години. Другий етап: просочувальний расплав такого складу 60 % NaРО3 та 50% НРО3, температура витримки вуглець графітових заготівок – 282 °С. 5 60042 6 Таблиця 1 Параметри Час просочення, година Приріст, % Температура, °С Результати лабораторних досліджень Прототип 61...62 17...21 Отримані наступні результати (таблиця 1). Як видно з таблиці 1, при звичайному часі просочення, що включає час прогрівання ортофосфорної кислоти (1 година), отримано підвищений приріст заготівки на 16-18 %. Це пояснюється тим, що при пропонованому способі збільшується глибина просочення. Підвищується продуктивність Комп’ютерна верстка І.Скворцова Заявлений спосіб 62 35...57 85 просочувальних печей і знижується вартість процесу. Враховуючи той факт, що на вітчизняних електродугових печах значний бічний вигар електродів (у 1,5-2 рази вище, ніж на зарубіжних печах), виникає можливість підвищення стійкості електродів і зниження їх витрат. Встановлено підвищення терміну служби електродів до 20 %. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method for protective of carbon-containing articles from oxidation

Автори англійською

Syvohryvov Yurii Havrylovych, Vodennikov Serhii Anatoliiovych, Tarasov Viacheslav Kyrylovych, Vodennikova Oksana Serhivna

Назва патенту російською

Способ защиты угреродсодержащих изделий от окисления

Автори російською

Сивогривов Юрий Гаврилович, Воденников Сергей Анатольевич, Тарасов Вячеслав Кириллович, Воденникова Оксана Сергеевна

МПК / Мітки

МПК: C25C 7/02, C25B 11/14

Мітки: виробів, захисту, спосіб, окислення, вуглевмісних

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-60042-sposib-zakhistu-vuglevmisnikh-virobiv-vid-okislennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб захисту вуглевмісних виробів від окислення</a>

Подібні патенти