Для изготовления емкостного оборудования применяют конструкционные, теплоизоляционные, уплотнительные и другие материалы.
Конструкционные материалы. В качестве конструкционных материалов используются черные (чугуны и сталь, в том числе биметаллы), цветные металлы, сплавы и различные материалы, в том числе и полимерные материалы.
Применяемые материалы должны соответствовать требованиям санитарного надзора, особенно металлы, непосредственно контактирующие с пищевыми продуктами. При контакте с молоком и молочными продуктами материалы не должны подвергаться коррозии и разрушаться под влиянием технических моющих и дезинфицирующих средств. Очистка от остатков продуктов не должна быть затруднена.
Наибольшее распространение получил серый чугун марок СЧ 15 и СЧ 20 (ГОСТ 1412 - 79). Он является самым дешевым литейным материалом, из которого изготовляют детали, не соприкасающиеся с продуктом, такие, как соединительные муфты, втулки, кольца и др. К отливкам из серого чугуна предъявляют следующие требования: они не должны иметь трещин, усадочных раковин, посторонних включений и других дефектов, снижающих механическую прочность деталей или ухудшающих их внешний вид; газовые раковины без заделки допускаются только в неответственных местах, не подлежащих обработке, и если они распределены равномерно и не превышают 7 % всей поверхности (диаметр отдельных раковин не должен быть более 5 мм, глубина их не должна превышать 10 % толщины тела и быть более 3 мм) ; в отверстиях с резьбой и обработанных посадочных поверхностях раковины и другие пороки не допускаются.
Детали емкостей, соприкасающиеся с продуктом, изготовляют из коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5582 - 75); корпус емкости (обечайка и днища) - из тонколистовой стали толщиной 3-5 мм в зависимости от вместимости; обод люка, лопасти мешалки и т. п. - из толстолистовой 12Х18Н10Т (ГОСТ 7350 - 77); заглушки, оси, ниппели и другие детали - из сортовой стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 5632 - 72). В емкостном оборудовании используют бесшовные холодно- и теплодеформированные трубы, выполненные из стали 12Х18Н10Т (ГОСТ 9941 - 81).
Для изготовления различных деталей, не контактирующих с пищевыми продуктами, применяют листовой и сортовой прокаты из углеродистой стали обыкновенного качества: Ст. 3 по ГОСТ 535 - 79, углеродистые стали обыкновенного качества (например, Ст. 3) по ГОСТ 380 - 71 и качественную конструкционную сталь (например, сталь 45) по ГОСТ 1050 - 74; легированные конструкционные (например, 40Х) по ГОСТ 4543 - 71.
Для сварных деталей (электроящиков, крышек, кронштейнов) используют толстолистовой и широкополосный универсальный прокат из углеродистой стали общего назначения (Ст. 3, Ст. 5). В качестве сортового проката применяют шестигранник (штуцера, гайки), круг (оси, втулки, бобышки), квадрат, полосу, швеллеры, трубы, уголок.
Ограждение для площадок и лестниц выполняют в основном из простой углеродистой стали; поручни, стойки, стяжки, поперечины —: из стальных водогазопроводных труб (труба 15 X 2,8 по ГОСТ 3262 — 75), а окантовку внизу ограждения на высоту 150 мм от настила площадки - из листовой углеродистой обыкновенного качества общего назначения. Настил площадки изготовляют из стальных листов с ромбическим рифлением; лист ромбический 0-ПН-4.0 Б Ст. Зсп по ГОСТ 85-68 - 77.
В последние годы в продовольственном машиностроении внедряется новая безникелевая коррозионностойкая сталь 12Х13Г18Д (ДИ-61).
Эта сталь должна быть использована в емкостных аппаратах в качестве облицовки: она легко полируется и имеет хороший эстетический вид.
Сталь 12Х13Г18Д поставляется в виде листа, ленты, сортамента и проволоки по соответствующим ТУ, сваривается всеми способами сварки: дуговой, точечной, роликовой. В качестве присадочного материала применяют проволоку из стали 12Х13Г18Д и из сталей других марок 08Х18Н10, 08Х18Н10Т, а также электроды ЦЛ-11. Безникелевая коррозионностойкая сталь 12Х13Г18Д в два раза дешевле остродефицитной хромоникелевой стали 12Х18Н10Т, поэтому внедрение ее в промышленность дает значительный экономический эффект-
Биметаллы (двухслойная коррозионностойкая сталь), в которых основной слой из углеродистой стали плакирован коррозионностойкой листовой сталью, также используют при изготовлении емкостного оборудования. В двухслойных листах сочетаются необходимые свойства конструкционного материала: прочность основного слоя (углеродистая или низкоуглеродистая сталь) и коррозионная стойкость плакирующего слоя, контактирующего с продуктом. Биметаллы (ГОСТ 10885 - 75) с плакирующим слоем из сталей 08X13, 08Х17Т, 12Х18Н10Т или 10Х17Н13М2Т (ГОСТ 5632 - 72) и других коррозионностойких сталей применяют с основным слоем из стали ВСтЗ (ГОСТ 380 - 71) и 20К (ГОСТ 1050 - 74).
Механические свойства биметаллов оцениваются по механическим свойствам основного слоя и должны быть не ниже норм, установленных для стали основного слоя.
Основные способы технологической обработки биметаллов: резка на гильотинных ножницах, вырубка и пробивка в штампах, газопламенная резка, правка на листоправильных вальцах, а также ручная правка, холодная и горячая гибка и вытяжка, отбортовка отверстий в инструментальных штампах, электродуговая сварка.
Сварку основного слоя производят с наружной стороны электродами типа ЭА-ЗМ6 по ГОСТ 10052 - 75, при этом должна быть исключена возможность проплавления участков плакирующего слоя.
Плакирующий слой сваривают электродами типа ЭА-2Б по ГОСТ 9467 - 75 после сварки основного слоя. При сварке биметаллов автоматической сваркой под флюсом вместо электродов применяют проволоку: для основного слоя - св-10Х16Н25АМ6 (ГОСТ 2246 - 70), для плакирующего слоя - св-08Х25Н13БТ10 (ГОСТ 2246 - 70).
В узлах емкостных аппаратов, состоящих из разнородных сталей, сварку коррозионностойких сталей типа 12Х18Н10Т со сталью типа ВСтЗсп выполняют электродами типа ЦЛ-11, ЦЛ-15 (ГОСТ 10052 - 75) и типа ЭНТУ-3 (ГОСТ 9466 - 75).
Прихватку деталей или узлов необходимо выполнять электродами ЭА-395/9 (ГОСТ 10052 - 75) со стороны основного слоя; другие типы электродов не допускаются. Поскольку толщина плакирующего слоя составляет ' /3 толщины листа биметалла, изготовление корпусов и других узлов и деталей емкостных аппаратов из биметалла взамен применяемых в настоящее время дорогостоящих никелесодержащих сталей позволит сократить расход указанной дефицитной коррозионностойкой, жаростойкой и жаропрочной стали 12Х18Н10Т примерно на60%.
Применение дешевой безникелевой стали 12Х13Г18Д (ДИ-61) Для изготовления облицовки позволит также сократить расход указанной стали (для аппаратов о облицовкой из коррозионностойкой стали) и в значительной степени пс^мсить долговечность емкостных аппаратов (для annapaiui. " оКриивкой из черной стали), а самое главное - улучшить их эстетический вид, обеспечив тем самым конкурентоспособность на внешнем рынке.
При изготовлении аппаратов из двухслойной стали необходимо следить за тем, чтобы торцы двухслойных листов не соприкасались с агрессивной средой, так как основной слой углеродистой стали будет подвергаться усиленному разрушению. Двухслойную сталь можно сваривать как ручной, так и машинной электродуговой сваркой: с обеих сторон листа; со стороны углеродистой стали или со стороны коррозион- ностойкой стали.
Защита конструкционных материалов от коррозии. Для сохранения высокой коррозионной стойкости сталей в готовом емкостном оборудовании необходимо при конструировании и изготовлении его соблюдать следующие правила: не допускать контактов разнородных металлов, а если этого сделать невозможно, то электроизолировать металлы соответствующим покрытием (например, окраска); не делать в аппаратах острых углов, щелей и труднодоступных углублений, где возможно застаивание жидкостей или оседание твердых частиц; соединять листы и трубы преимущественно электросваркой встык; листы, соединяемые внахлестку, сваривают прочно, чтобы жидкость или газ не проникали под шов; избегать турбулентных и высокоскоростных потоков; систематически наблюдать за аппаратом: очищать от различных отложений, фиксировать место, причины и размеры коррозионных разрушений.
Аппаратура, трубопроводы, запорная арматура из коррозионностойкой стали не должны соприкасаться с асбестом, войлоком, бетоном, деревом и другими пористыми веществами, способными впитывать в себя жидкости. В качестве прокладочного и уплотнительного материалов рекомендуется применять фторопласт-4 и другие полимерные материалы.
В настоящее время для защиты деталей от коррозии применяются различные лакокрасочные покрытия, например пентафталевая эмаль ПФ-115 (ГОСТ 6465 - 76), обладающие невысокими защитными свойствами и не обеспечивающие надежной защиты емкостей в условиях воздействия рабочих сред молочных предприятий. Лакокрасочные покрытия разрушаются после 1-2 мес эксплуатации, что связано с необходимостью перекраски облицовки емкостей несколько раз в год.
Для того чтобы емкостное оборудование было на уровне лучших зарубежных образцов и конкурентоспособно на внешнем рынке, их облицовка должна быть выполнена из коррозионностойкой стали или иметь комбинированные металлизационно-лакокрасочные или полимерные покрытия.
У лакокрасочных материалов на хлорвиниловой основе срок службы незначительно повышается только в том случае, если на наружную поверхность нанесено до 5 — 6 слоев эмали.
Повышение коррозионной стойкости емкостного оборудования может быть достигнуто путем использования комбинированных металлизационно-лакокрасочных покрытий (МЛКП), в основе которых лежат процессы газотермического напыления (ГТН) металлов (металлизация) согласно ГОСТ 9.073 - 77.
Металлизационные покрытия, в частности газотермическое напыление, производятся специальными аппаратами.
Уплотнительные и другие материалы. В качестве уплотнений различных деталей применяют резиновые и резинотканевые пластины, не контактирующие с пищевыми продуктами: пластина 1 лист МС-С-3 (ГОСТ 7338 - 77). Для изделий, контактирующих с пищевыми продуктами, используют резиновые пластины: пластина 25 3414 1403 (ГОСТ 17133 - 83) марки 51-3050 (черного цвета) и ИРП-1338 (светлого тона), работающие в интервале температур -30 до + 1100 °С. Для подшипников скольжения применяют полиэтилен 15803-020 (ГОСТ 16337-77Е). Кроме того, используют и другие материалы (прокладочные): картон асбестовый КАОН-1-2 (ГОСТ 2850 - 80); картон прокладочный А 0.5 ми (ГОСТ 9747 - 74); войлок технический - кольцо СП-75-50-7 / войлок ПС.10 (ГОСТ 6308 - 71); набивки сальниковые - набивка многослойно-плетеная марки ХБР 20 (ГОСТ 5152 - 77), ремни приводные клиновые нормальных сечений; паронит П0НТ08 (ГОСТ 481 - 80). Для фильтрования растворов технических моющих и дезинфицирующих средств используют высокообъемный нетканый фильтровальный материал (ТУ РСФСР 17 №4525 - 71).
Теплоизоляционные материалы. Их применяют для уменьшения потерь теплоты в окружающую среду и снижения температуры наружных поверхностей емкостного оборудования.
Теплоизоляционные материалы должны отвечать следующим основным требованиям: иметь низкие теплопроводность и теплоемкость, небольшую плотность, высокую термостойкость, достаточную прочность, низкую гигроскопичность, биостойкость, антикоррозионность, безвредность, а также должны быть дешевыми и удобными при монтаже.
В емкостном оборудовании в качестве изоляции применяют в основном заливочный фенолформальдегидный пенопласт ФРП-1, полученный из резольной смолы ПРП-1А (ТУ 85 - 67) и катализатора ВАГ-3 (ТУ 70 - 66). Подготовку и заливку термоизоляционного пространства емкости фенолформальдегидным пенопластом ФРП-1 проводят в соответствии с технологической инструкцией, имеющейся на заводе-изготовителе.
