石墨制压力容器的浸渍、粘结培训教材.doc

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1、石墨承压元件浸渍、粘接培训教材（征求意见稿）一、石墨制压力容器的基本知识（浸渍、粘接共用）广义地讲，凡盛装压力介质的密闭容器称为压力容器。根据不同的用途，压力容器可以有不同的尺寸、容积和形状，可以承受不同的压力，使用于不同的温度，所盛装的介质可以是各种不同的物态，物性或具有特殊的化学腐蚀、易燃、易爆或毒性危害。制造压力容器的材料可以是钢铁材料，有色金属或非金属材料。用石墨材料制作的压力容器，即为石墨制压力容器。石墨分为天然石墨和人造石墨二种，天然石墨由于纯度较低，一般含杂质量高，组织松散，至今未用

2、于制作石墨设备。石墨制压力容器主要由人造石墨作为制作材料。1.人造石墨人造石墨由焦碳、沥青混捏、压制成型，在窑炉中隔绝空气焙烧，在1300℃下保持20天左右，再在2400℃～3000℃高温下石墨化处理（未经石墨化处理的制品，不具备石墨性能）。1.1人造石墨的孔隙人造石墨在焙烧的过程中，由于有机物的分解逸出，造成石墨材料的多孔性，国内的电极材料多达20～30%，这种孔隙具有开孔、闭孔、孔与孔之间相连的通孔以及内部开裂的结构性质。因此气、液相及蒸汽等介质，容易串连渗透，影响了石墨制材料的使用。但国外，

3、采用的精细专用石墨材料其颗粒度和空隙率相对都很小，其强度等性能更优异。1.2人造石墨的不渗透采用浸渍的方法，达到不渗透的目的，浸渍剂不仅作为填孔之用，还能增强浸渍后石墨的机械强度。2.石墨制压力容器的特点用石墨制压力容器的历史，远远晚于金属材料，对它的专业设计，研究工作更是滞后。因此，石墨设备的结构设计，强度计算，至今都借鉴于金属专业。但由于石墨材料的耐蚀性能、物理机械性能，以及它的加工制造工艺的特点，使它具备了有别于金属设备的结构、设计、计算以及检验和维修方法。2.1石墨具有广谱的耐腐蚀性能和抗

4、溶剂性能。2.2高导热性能不仅在非金属材料中首屈一指，与金属材料相比亦十分突出。2.3石墨的低强度与脆性，使得用石墨制作的承压元件不宜承受较高的拉应力和剪切力，这是石墨制压力容器目前还局限于较低压力层面使用的主要原因之一。3.石墨制压力容器的适用范围3.1工作压力：≥0.1Mpam，≤2.4MPa（表压），且压力与容器的乘积≥2.5MPa•L的盛装气体、液化气体或最高工作温度高于或等于其标准沸点的液体。3.2工作温度-60～400℃3.3不适于制作的石墨制设备。（1）直接火焰加热的石墨容器（2）核

5、能装置中的石墨容器17（3）浇铸石墨和由金属外壳承压的石墨砖板衬里设备。4.石墨制压力容器应遵守的法规和标准4.1法规（1）《特种设备安全监察条例》（国务院第373号令）（2）《锅炉压力容器制造监督管理办法》（总局第22号令）（3）TSGR0001-2004《非金属压力容器安全技术监察规程》（4）《压力容器压力管道设计单位资格许可与管理规则》4.2标准（1）HG/T2370“石墨制化工设备技术条件”（2）HG/T2059“不透性石墨管技术条件”（3）HG/T3112“浮头列管式石墨换热器”（4）H

6、G/T3113“YKA型圆块孔式石墨换热器”（5）HG/T3187“矩形块孔式石墨换热器”（6）HG/T3188“管壳式石墨降膜吸收器”（7）HG/T3189“水套式石墨氯化氢合成炉”（8）HG/T2736“石墨制三合一盐酸合成炉”（9）YB/T4088“石墨电极”（10）YB/T2818“石墨块”（11）GB/T13456.1～13456.4“不透性石墨材料力学性能试验方法”（12）HG/T2381“不透性石墨管水压爆破试验方法”（13）HG/T2060“浸渍石墨增重率和填孔率的试验方法”（14

7、）HG/T2378“石墨粘接剂粘接抗拉强度试验方法”（15）HG/T2379“石墨粘接剂粘接剪切强度试验方法”（16）HG/T2380“石墨酚醛粘接剂收缩率试验方法”（17）HG/T2642“不透性石墨材料抗拉强度试验方法”5.石墨制压力容器中的受压元件5.1石墨材料制作的受压元件，其安全质量控制遵守TSGR0001-2004法规及4.2款的相应标准。5.2金属材料制作的受压元件其安全质量控制遵守“压力容器安全技术监察规程”中的规定和相关标准。二、石墨材料的种类和性能（浸渍、粘接共用）由焦碳或石墨

8、粉及颗粒与沥青混和、挤压（或震动成型）后，在高温下形成的，以石墨晶粒为多的成为石墨材料。因原料及最终温度的不同而区分为石墨化材料（在2500℃左右形成）和半石墨化材料。1.半石墨化材料1.1由石墨粉与沥青混合、挤压、模压（或振动成型）后，在1000～1100℃焙烧而成的石墨材料，其中的沥青仅转化为炭。俗称再生石墨。1.2性能半石墨化材料的强度大于石墨化材料，但它的导热率明显低于石墨化材料。但由于目前国内尚未对半石墨化材料进行系统研究，故在下表1中并未列入。17故用于制作承压元件的石