Эксгаустер из титана ВТ1-0: технические характеристики и применение
Эксгаустер из титана ВТ1-0 — центробежная или осевая машина для удаления агрессивных парогазовых сред, спроектированная с учётом физико-механических свойств технически чистого титана марки ВТ1-0. В отличие от серийных вентиляторов из углеродистой стали, такой эксгаустер сохраняет работоспособность в средах, где стандартные конструкционные материалы корродируют за считанные недели. Титан ВТ1-0 по ГОСТ 19807–91 содержит не менее 99,24 % Ti, примеси железа — до 0,25 %, кислорода — до 0,2 %, азота — до 0,04 %. Плотность — 4,505 г/см, что почти вдвое ниже, чем у стали 12Х18Н10Т, поэтому ротор эксгаустера получается существенно легче при сопоставимой прочности.
Конструктивные особенности и материалы проточной части
Проточная часть эксгаустера из ВТ1-0 включает рабочее колесо, корпус, всасывающий и нагнетательный патрубки, а также направляющий аппарат. Рабочее колесо обычно выполняется сварным из листового титана толщиной 3–8 мм либо литым с последующей механической обработкой. Вал изготавливается из титанового сплава ВТ6 (Ti-6Al-4V) — он обеспечивает повышенную усталостную прочность при знакопеременных нагрузках. Уплотнения вала — торцевые или лабиринтные, с подачей инертного газа или технической воды для отсечки агрессивной среды.
Предел прочности ВТ1-0 при 20 C — 345–440 МПа, предел текучести — 275–370 МПа, относительное удлинение — не менее 20 %. При нагреве до 250 C прочностные характеристики снижаются незначительно, что позволяет эксплуатировать эксгаустер в системах отвода горячих технологических газов. Модуль упругости — 112 ГПа, что требует повышенной жёсткости опорных конструкций во избежание резонансных колебаний.
Типовые исполнения и параметры
| Типоразмер | Производительность, м/ч | Полное давление, Па | Мощность привода, кВт | Частота вращения, об/мин |
|---|---|---|---|---|
| ЭТ-4,0 | 4 000 | 2 200 | 5,5 | 2 900 |
| ЭТ-6,3 | 6 300 | 2 800 | 11 | 2 900 |
| ЭТ-10,0 | 10 000 | 3 500 | 18,5 | 1 450 |
| ЭТ-16,0 | 16 000 | 4 200 | 30 | 1 450 |
| ЭТ-25,0 | 25 000 | 5 000 | 55 | 980 |
Области применения
- Химические производства: отвод паров соляной, серной и уксусной кислот, хлорсодержащих газов из реакторов и абсорбционных колонн.
- Металлургия: удаление травильных паров из линий непрерывного травления нержавеющей стали, отвод газов от электролизных ванн.
- Целлюлозно-бумажная промышленность: транспортировка парогазовой смеси с диоксидом хлора и диоксидом серы от варочных котлов.
- Титановые производства: отвод тетрахлорида титана и хлора из реакторов хлорирования, где углеродистая сталь непригодна.
- Энергетика: системы газоочистки дымовых газов после скрубберов мокрой очистки, работающие при температуре до 120 C.
- Фармацевтика: аспирация технологических вытяжных шкафов при работе с агрессивными реагентами.
Эксплуатационные ограничения
Титан ВТ1-0 устойчив в окислительных и нейтральных средах, но не рекомендуется для работы с плавиковой кислотой, фтористоводородной кислотой и растворами, содержащими ионы фтора, — они вызывают интенсивную коррозию даже при комнатной температуре. Также ограничивается применение в сухих средах с высоким содержанием хлора при температуре выше 200 C из-за риска пирофорного взаимодействия. Влажный хлор при температуре до 80 C титан выдерживает удовлетворительно.
Максимальная температура перекачиваемой среды — 300 C при отсутствии абразивных включений. При наличии твёрдых частиц (окалина, катализаторная пыль) рекомендуется наплавка кромок рабочего колеса стеллитом или замена входных участков на сплав ВТ6 с повышенной твёрдостью. Балансировка ротора выполняется по классу G6.3 ГОСТ ИСО 1940-1. Ресурс подшипниковых узлов при непрерывной работе — не менее 20 000 часов.
Вопросы и ответы
При какой температуре эксгаустер из ВТ1-0 теряет прочностные свойства?
До 250 C снижение предела прочности не превышает 10–15 %. При 300 C длительная работа не рекомендуется без перерасчёта на жаропрочность, поскольку ползучесть ВТ1-0 становится заметной.
Можно ли перекачивать влажный хлор эксгаустером из титана ВТ1-0?
Да, при температуре до 80 C и содержании влаги не менее 0,5 %. Сухой хлор при нагреве выше 200 C вызывает пирофорное взаимодействие с титаном.
Какой ресурс рабочего колеса из ВТ1-0 при работе с абразивными примесями?
При наличии твёрдых частиц ресурс сокращается до 3 000–5 000 часов. Рекомендуется наплавка входных кромок стеллитом или замена на сплав ВТ6.
Допускается ли замена ВТ1-0 на ВТ6 в корпусных деталях эксгаустера?
Да, сплав ВТ6 (Ti-6Al-4V) применяется для валов и нагруженных элементов. Для корпуса и патрубков достаточно ВТ1-0, так как коррозионная стойкость обоих материалов сопоставима.
