- ▸Сам углеродный графит устойчив к щелочам: NaOH слабо воздействует на графит при обычных концентрациях — ключевыми переменными являются пропитка и температура.
- ▸Пропитка фурановой смолой является основным решением для работы в щелочной среде: широкий диапазон кислотно-щелочного воздействия, пористость ниже 2% после пропитки, пригодна примерно до 200 °C.
- ▸При сочетании температур 150–200 °C и концентраций выше 50% смола может медленно гидролизоваться; стоит рассмотреть металлические варианты, например, с сурьмой.
- ▸Пара графит — реакционно-связанная карбид кремния остаётся предпочтительной; следует учитывать связку кобальтом в карбиде вольфрама при горячих щелочах.
- ▸Черный щелок содержит волокна и щёлочь, поэтому выбор промывки и материала должен рассматриваться совместно: твердые частицы определяют схему промывки, концентрация и температура — пропитку мягкого кольца.
Процессы варки, промывки и химического восстановления в целлюлозно-бумажной промышленности работают в среде NaOH — от разбавленных растворов до концентраций свыше 50%, при температурах от комнатных до 150–200 °C. Неправильный первый вопрос — «устойчив ли графит к щелочи»: матрица хорошо переносит щёлочь; срок службы определяется поведением пропитки в щелочной среде. В этой статье изложен путь выбора пропитки в зависимости от концентрации и температуры.
I. Логика коррозии в щелочной среде
1.1 Матрица: устойчивость к щелочи — базовый уровень
Углеродный графит химически стабилен к NaOH; при обычных концентрациях и температурах коррозия матрицы незначительна. В отличие от сильных окислителей (азотная кислота, хромовая кислота), которые графит не переносит — щёлочь не является запретной средой, это его естественная среда.
1.2 Пропитка — переменная величина
Среда проникает в кольцо через поры, поэтому типичный режим отказа — «пропитка первой»: смола медленно гидролизуется и разбухает под воздействием щелочи и тепла, поры восстанавливаются, и возникает протечка. Поэтому кольцо, хорошо работающие в холодной щелочи, начинает протекать через несколько месяцев на насосе для черного щелока при 180 °C.
II. Выбор пропитки по зонам концентрация–температура
2.1 Комнатная температура–80 °C, низкая и средняя концентрация: фурановая смола
Передача варочного щелока и задачи промывки при средних и низких температурах: пропитка фурановой смолой — основной вариант — широкий диапазон кислотно-щелочного воздействия, низкая стоимость, пористость ниже 2% после пропитки, пригодна примерно до 200 °C. В этой зоне фуран обычно достаточен.
2.2 80–150 °C: фуран всё ещё работает, следите за концентрацией
С повышением температуры гидролиз смолы ускоряется. При концентрациях выше 50% и температуре около 150 °C следует начать оценку перехода на металлическую пропитку. Черный щелок с твердыми частицами также вызывает износ — выбирайте мелкозернистую, плотную матрицу для мягкого кольца.
2.3 150–200 °C и выше: металлические варианты
Графит с пропиткой сурьмой, рассчитанный на работу при температурах около 400 °C в горячих маслах, также более стабилен, чем смола, в горячей щелочи и является кандидатом для высокотемпературного диапазона. Учитывайте его более высокую стоимость и слегка повышенную хрупкость, сопоставляя с фактической температурой и концентрацией.
III. Пара рабочих поверхностей и конфигурация системы
1.Рабочая пара: пропитанный графит (мягкий) против реакционно-связанного карбида кремния (жёсткий) — предпочтительный выбор для щелочной среды; карбид вольфрама с кобальтовой связкой разрушается в горячей щелочи — используйте с осторожностью или переходите на никелевую связку.
2.Промывка: черный щелок содержит волокна, поэтому содержание твердых частиц определяет выбор внешней промывки или двойных уплотнений, при этом чистая щелочь или вода для промывки должны быть совместимы с процессом.
3.Параметры рабочих поверхностей: щелочь имеет низкую вязкость и умеренную смазывающую способность; установите коэффициент баланса в диапазоне 0,75–0,85 для снижения нагрузки на поверхности и износа.
IV. Итог
Порядок выбора для работы в щелочной среде: сначала определите пропитку по зонам концентрация–температура (сначала фуран, металлические варианты для высоких температур и концентраций), затем выберите пару рабочих поверхностей и промывку по содержанию твердых частиц, затем проверьте связку жёсткой поверхности. Huahao Sealing производит уплотнительные кольца из углеродного графита с пропитками фураном, смолой, сурьмой, баббитом и PTFE, выполняет заказы по чертежам и может консультировать по специализированным схемам для насосов черного щелока и восстановления с учётом фактической концентрации и температуры.