Использование алюминия и его сплавов в теплоэнергетике

Важнейшими цветными металлами, применяемыми в теплоэнергетике, являются алюминий, магний, бериллий и др.

Алюминий применяется для изготовления оболочек твэлов (тепло-выделяющий элемент – топливное устройство в ядерных реакторах), теплообменников и др. Большое применение получили алюминиевые сплавы, обладающие большой прочностью.

Использование магния и бериллия, а также их сплавов в теплоэнергетике

Магний характеризуется низкой температурой плавления, низкой коррозионной стойкостью, склонностью к самовоспламенению, что ограничивает его применение. Сплавы на основе магния используют для изготовления оболочек твэлов.

Бериллий – один из лучших материалов для изготовления замедлителей и отражателей нейтро-нов в атомных реакторах. Достоинства: малая плотность, высокий модуль упругости, прочность, теплопроводность. Недостатки: хрупкость, высокая токсичность летучих соединений и пыли.

Использование циркония и титана, а также их сплавов в теплоэнергетике

Цирконий обладает высокой коррозионной стойкостью при комнатной температуре, а также сравнительно высокими механическими свойствами: ковкостью, прочностью при повышенных температурах, электро- и теплопроводностью. Цирконий и сплавы на его основе используют как конструкционные материалы для изготовления оболочек твэлов и технологических каналов.

Титан. Достоинства: легкость, прочность, коррозионная стойкость; повышение прочности при сохранении хорошей пластичности в условиях глубокого холода. Используется в турбостроении, авиации, ракетной технике, морском судостроении, криогенной технике. Жаропрочные титановые сплавы используют при изготовлении дисков, лопаток и других деталей газотурбинных двигателей.

Использование меди, а также ее сплавов в теплоэнергетике

Чистая медь обладает высокой электро- и теплопроводностью. Она является основой сплавов – латуней и бронз.

Латуни – сплавы меди с цинком. Латуни применяют для изготовления труб конденсаторов, па-роперегревателей, регенеративных систем турбоустановок и теплофикационных бойлеров.

Бронзы – сплавы меди с оловом и другими элементами. Из бронзы изготовляют вкладыши тя-желонагруженных подшипников, паровую и водяную арматуру, рабочие колеса, корпуса насосов, клапанные коробки и т.д.

Использование биметаллических материалов в теплоэнергетике

Биметаллические материалы представляют собой металл, обычно углеродистую или низколегированную сталь, плакированную высоколегированной сталью, цветными металлами либо сплавами на их основе.

Применение биметаллов позволяет получать заданный уровень прочности деталей, соответствующий прочности металла основы, и требуемые физические свойства поверхности (коррозионные, антифрикционные и др.), соответствующие свойствам плакирующего слоя. Использование биметаллов существенно снижает стоимость конструкции.

Использование огнеупоров в теплоэнергетике

Огнеупоры – неметаллические материалы, способные длительно противостоять различным ме-ханическим и физико-химическим разрушающим воздействиям, оказываемым на них в промыш-ленных печах, реакторах, топках и других технологических установках при высоких температу-рах. Огнеупорные материалы используются в виде формованных изделий, бетонных и набивных масс, покрытий, порошков, цементов и легковесов.

Использование теплоизоляционных материалов в теплоэнергетике

Теплоизоляционными называют материалы, имеющие малую теплопроводность, вследствие их высокой пористости. Они должны обладать стабильными в условиях эксплуатации физико-механическими и теплотехническими свойствами, не выделять пыли и токсичных веществ количествах, превышающих ПДК.

Использование пластических масс в теплоэнергетике

Пластические массы разделяют на две группы: термопластичные и термореактивные. Термопластичные материалы (полиэтилен, полипропилен, полиамид, фторопласт, органическое стекло, поливинилхлорид и др.) при нагревании размягчаются, а при охлаждении приобретают твердость. Термореактивные материалы (фенопласты, аминопласты, эпоксидные композиции и др.) состоят из синтетических смол и наполнителей, которые при нагревании претерпевают ряд химических изменений и отвердевают без последующего размягчения.

Использование резины в теплоэнергетике

Изделия из резины или прорезиненных материалов применяются в виде: лент для транспортеров, ремней для приводных механизмов вентиляторов, газодувок, насосов и др., пожарных рука-вов или рукавов для подачи жидкостей, масел и жидкого топлива.

Прокладочные и набивочные материалы для теплотехнического оборудования

Прокладки из мягкого и эластичного материала применяют для герметизации разъемных соеди-нений между фланцами трубопроводов и оборудования. В качестве прокладок служат: картон, ас-бест, резина, парониты (прессованная резиновая смесь, в которую вводят асбестовое волокно), термопласты, и другие материалы.

Набивки применяют для уплотнения в сальниках насосов, машин, аппаратов и трубопроводной арматуры, работающей в среде газообразных и жидких веществ с температурой от – 200 до + 300 ºС и давлением до 25 МПа. Набивку изготовляют в виде шнура, сплетенного из асбестовых нитей, пропитанных антифрикционными составами. Набивку устанавливают в виде предварительно прессованных колец.

Требования, предъявляемые к конструкционным материалам

1. достаточная механическая прочность при заданных параметрах технологического процесса;

2. достаточная общая химическая и коррозионная стойкость материала;

3. наилучшая способность материала свариваться с обеспечением высоких механических свойств сварных соединений;

4. низкая стоимость материала, недифицитность и освоенность его промышленностью; кроме того, номенклатура применяемых материалов как по наименованию, маркам, так и по сортаменту должна быть минимальной.