Материал: Завелев Г.И. Неметаллические футеровки для аппаратуры нефтяной и нефтехимической промышленности

Глава VII

МОНОЛИТНЫЕ БЕТОННЫЕ ФУТЕРОВКИ

1.Применение монолитных футеровок за рубежом

С1946 г. в нефтяной промышленности США для аппаратовустановок крекинга с пылевидным катализатором успешно при­ меняются монолитные бетонные футеровки. В литературе имеются описания различных конструкций футеровок, применявшихся для регенераторов установок каталитического крекинга типа

ренным к стенке аппарата на расстоянии 300 мм друг от друга. В изоляционном бетоне на толщину 25 мм выполнялись темпера­ турные швы. Эта футеровка эксплуатировалась без ремонта около 8 лет. В регенераторе каталитического крекинга впоследствии применялась футеровка другой конструкции. Облицовка осуще­ ствлялась следующим образом. К корпусу аппарата вначале при­

76

варивались шпильки из углеродистой стали. Затем на поверх­ ность аппарата наносился слой изоляционного бетона толщиной 125 мм. К шпилькам приваривались панели панцирной сетки

углеродистой стали (диаметром 13 мм и размером планки 75 X 20 х X 6 мм) и устанавливаются на корпусе аппарата На расстоянии 250—300 мм друг от друга. В местах, примыкающих к люкам, шту­ церам и кронштейнам, дополнительно устанавливаются шпильки. Металлическая сетка, предназначенная для армирования пер­ вого слоя футеровки, оттягивается на 12,5 мм и прихватывается электросваркой к корпусу аппарата через 300—400 мм. Футе­ ровка наносится торкретированием. Для грунтовочного слоя применяется цементный раствор с песком в соотношении 1 : 3. Этот слой наносится для защиты корпуса аппарата от коррозии при наличии в циркулирующих газах агрессивных агентов. Обычно слой изоляционного бетона наносится непосредственно на поверхность аппарата. Вторая металлическая сетка, предназ­ наченная для армирования изоляционного слоя, приваривается к шпилькам, штуцерам, кронштейнам и перегородкам. Затем по сетке накладывается изоляционный бетон. Перед нанесением

77

третьего слоя к головкам шпилек, а также ко всем штуцерам и кронштейнам привариваются панцирные сетки. Затем наносится слой огнеупорного бетона, который заглаживается заподлицо с наружной поверхностью панцирных сеток. Каждый слой нане­ сенной футеровки подвергается твердению в течение суток во влажной среде.

За последнее время в конструкцию и технологию изготовления монолитных футеровок внесен ряд усовершенствований, в ре­ зультате которых надежность работы футеровок значительно повышена.

Панцирные сетки в прежних конструкциях футеровок кре­ пились отдельными квадратными панелями с размером стороны от 300 до 900 мм. Панели часто отставали или коробились и откры­ вали нижний изоляционный слой. Кроме того, в процессе эксплу­ атации аппарата в панцирном слое по контуру панелей образовы­ вались трещины на глубину панцирного слоя, что снижало тепло­ изоляционные свойства бетонной футеровки. В настоящее время смежные стороны панцирных сеток свариваются, при этом они образуют сплошную решетку. Внесены изменения в размеры кольцевых перегородок, которые выполняются на всю толщину изоляционного слоя. Кроме надежной локализации действия агрес­ сивных газов, циркулирующих в аппарате, этим создаются допол­ нительные опоры под армирующую сетку. Для крепления панцир­ ных сеток применяют шпильки, съемные шайбы которых прива­ ривают после нанесения изоляционного слоя. Благодаря этому устраняется образование раковин и пустот под шайбами, неизбеж­ ное в случае применения шпилек с приваренными головками. Шпильки к корпусу аппарата крепят при помощи специального сварочного пистолета. Для контроля качества сварки каждую шпильку остукивают легким молотком.

Чтобы предотвратить проникновение паров между футеровкой и корпусом, открытые кромки футеровки (у люков и штуцеров) обрамляются стальной полосой, плотно привальцованной к стен­ кам аппарата.

2.Бетоны для монолитных футеровок

Кбетонам, применяемым для футеровки аппаратов, работаю­ щих при высоких температурах и давлениях, предъявляются следующие основные требования.

1.Жаростойкость, т. е. способность сохранять свои механи­ ческие и физические свойства при длительном воздействии темпе­ ратуры.

2.Хорошая совместная работа с металлической арматурой при нагреве до рабочей температуры и охлаждении.

3.Близость коэффициентов линейного расширения футеровки

иметаллического корпуса аппарата.

78

4.Достаточная термическая стойкость, т. е. противодействие бетона образованию трещин при многократном нагреве и охла­ ждении.

5.Достаточное сцепление футеровки с металлическим кор­ пусом аппарата.

6.Способность при эксплуатации противостоять резким изме­ нениям давления.

7.Химическая стойкость бетона к агрессивным средам при рабочих температурах.

8.Низкий коэффициент теплопроводности при нормальных условиях, а также в рабочих средах.

Для монолитных футеровок в Советском Союзе и за рубежом применяются:

1) жаростойкие бетоны объемного веса 1600—2080 кг!м3, по

своей огнеупорности приближающиеся к шамотному кирпичу;

2)жаростойкие изоляционные бетоны среднего веса, объем­ ного веса 1120—1600 кгЛи3, обеспечивающие сочетание изоля­ ционных свойств с высокой механической прочностью;

3)жаростойкие изоляционные бетоны легкого веса, объемного веса 480—800 кг!м3, характеризующиеся низкой теплопровод­ ностью и механической прочностью;

4)жаростойкие бетоны, стойкие к эрозионному износу. Жаростойкий бетон для футеровки представляет материал

ячеистого строения, состоящий из зерен наполнителя, соединен­ ных вяжущим веществом. В состав бетона вводится также тонко­ молотая инертная добавка (диабазовая мука или молотый квар­ цевый песок), которая придает бетонам на портланд-цементе и пуццолановом портланд-цементе стойкость к воздействию высо­ ких температур (жаростойкость). Как показали наши исследова­ ния, а также работы института ЦНИПС, тонкомолотая добавка должна вводиться в бетон в количестве, равном количеству вводи­ мого цемента (1:1). Кроме жаростойкости, тонкомолотая до­ бавка повышает сцепление бетонов и растворов с металлом, а также способствует их хорошей совместной работе при темпера­ турном воздействии.

При изготовлении футеровок применяют:

1) глиноземистый цемент обычного типа, характеризующийся составом (в %):

2) глиноземистый цемент высокой чистоты, характеризую­ щийся низким содержанием железа (меньше 1%) и соответственно высоким содержанием окиси алюминия;

79