Термостойкие минеральные композиционные материалы и технологии футеровки

Традиционно футеровочные покрытия для котловых установок изготавливались из глиноземно-шамотных смесей путем разведения их водой до необходимой вязкости. В отдельных случаях в такие составы вводилось жидкое стекло.

Покрытия, изготавливаемые на основе этих материалов, обладают рядом существенных недостатков:

• — длительным временем набора полной прочности, которая, к сожалению, не превышает, а в процессе эксплуатации эти значения уменьшаются;
• — склонностью к повышенной объемной усадке (до 12%), что приводит к появлению трещин и ослаблению адгезии с металлической поверхностью труб;
• — низкой вибрационной и термомеханической стойкостью;
• — выполнением своих функциональных задач в период времени, не превышающий одного отопительного сезона.

Для повышения работоспособности футеровочных покрытий был разработан и применен термостойкий материал из класса дисперсно-наполненных МнКМ (минеральные композиционные материалы).

Футеровочный минералкомпозит формируется в виде паст на основе водного раствора коррозионостойкого высокоглиноземистого цемента марки ВГКЦ и смесевого термостойкого, мелкодисперсного наполнителя с пластификатором, смешиваемых в заданных объемных соотношениях.

Футеровочные покрытия формуются из паст, имеющих высокую степень пластичности и липкости, обеспечивающих достаточную технологическую адгезию с металлом труб в процессе нанесения. После полного набора твердости материал обеспечивает адгезионную прочность порядка 2−3,5 МПа. Время начала схватывания пастообразного материала составляет 30−50 мин. в зависимости от его исходной технологической вязкости. Время полного набора прочности при отверждении в составе объекта не превышает трех суток при температуре металла 10−20 ^ОС. Нагрев труб через сутки после нанесения футеровочного покрытия до 40−60 ^ОС (например, за счет циркуляции теплоносителя) способствует уменьшению времени полного набора прочности и повышению его прочности на сжатие в 1,2 раза, а прочности на разрыв до 2-х раз.

Технология формования футеровочных покрытий ориентирована на ручное послойное нанесение, обусловленное конструкцией элементов экранов, малыми габаритами монтажных люков, требованиями электробезопасноси на месте проведения работ.

В связи с ограниченным временем начала схватывания, пасты готовятся из сухих смесей малыми партиями на месте проведения футеровочных работ.

Футеровка производится в три приема: первичное нанесение, чистовая обработка, нанесение упрочняющего, термохимического защитного покрытия. Время выдержки между последующими приемами нанесения составляет не менее 10 ч. в зависимости от температуры внутри котла.

Термохимические, упрочняющие защитные покрытия могут применяться двух видов: минералкомпозиционное и керамическое. Формирование керамического покрытия (перевод его из шликера в керамическое состояние) происходит в процессе запуска горелок, когда температура на его поверхности достигнет 1073 К (800 ^ОС) за счет мгновенного прохождения процесса самораспространяющегося высокотемпературного синтеза.