Сетки тканые полотняного и саржевого переплетения из платины и сплавов ПлРд-10
Тканые сетки из платины и платинородиевого сплава ПлРд-10 (Pt — основа, Rh — 10 %) представляют собой фильтрующие и токопроводящие полотна, формируемые полотняным (plain weave) либо саржевым (twill weave) переплетением. Сплав ПлРд-10 соответствует системе PtRh10, применяемой в термопарах типа S (ТПП) и высокотемпературных катализаторных сетках. Изделие сохраняет пластичность при нагреве, устойчиво к окислению на воздухе до 1400 C и к расплавам стекломассы, что определяет его использование в стекловаренных печах, агрегатах азотной кислоты и лабораторной высокотемпературной оснастке.
Конструктивные параметры полотна
Геометрия ячейки задаётся диаметром проволоки основы и утка, шагом переплетения и типом свода нитей. Полотняное переплетение обеспечивает жёсткую структуру с равномерным световым просветом и минимальным смещением нитей при фильтрации под давлением. Саржевое переплетение (2/2, 2/1) даёт повышенную плотность по утку, большую площадь контакта и лучшую драпируемость при формовке катализаторных пакетов.
- Диаметр проволоки — от 0,05 до 0,50 мм;
- Размер ячейки в свету — от 0,04 до 2,0 мм;
- Поверхностная плотность — 180–2400 г/м;
- Живое сечение — 18–62 %;
- Рабочая температура в окислительной среде — до 1400 C;
- Температура в восстановительной среде — до 900 C.
Технические характеристики сплава ПлРд-10
Платинородиевый сплав с 10 % родия относится к твёрдым растворам замещения: родий повышает жаропрочность и снижает скорость испарения платины при высоких температурах. Удельное электрическое сопротивление сплава выше, чем у чистой платины, что учитывается при расчёте нагревателей и термоэлектродов. Термо-ЭДС в паре с платиной нормируется по ГОСТ 8.585 и составляет около 6,3 мВ при 1000 C.
| Параметр | Значение | Единица | Метод контроля | Условия |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Rh | 9,8–10,2 | % масс. | Атомно-эмиссионный анализ | Плавка, слиток |
| Плотность | 20,0–20,2 | г/см | Гидростатическое взвешивание | 20 C |
| Температура плавления | 1845–1870 | C | ДТА | Инертная атмосфера |
| Предел прочности проволоки | 320–480 | МПа | Растяжение | Отожжённое состояние |
| Относительное удлинение | 18–30 | % | Растяжение | d = 0,2 мм |
| Удельное сопротивление | 0,192–0,198 | мкОмм | Четырёхзондовый | 20 C |
Области применения
Сетки из ПлРд-10 работают в узлах, где одновременно действуют высокая температура, агрессивная среда и требование к стабильности электрических параметров. В производстве азотной кислоты катализаторные пакеты из платинородиевых сеток устанавливаются в конвертерах АК-72 и агрегатах под давлением 0,4–1,0 МПа; полотняное переплетение обеспечивает равномерное распределение аммиачно-воздушной смеси. В стекловаренных печах сетки применяют как фильеры и защитные экраны в зоне выработки расплава при 1100–1300 C.
- Катализаторные пакеты конвертеров азотной кислоты (окисление NH);
- Фильеры и питатели стекломассы в стекловаренных печах;
- Термоэлектроды и экраны термопар типа S (ТПП) в печах сопротивления;
- Токоподводящие сетки в высокотемпературных электронагревателях;
- Фильтры расплавов в литейных установках для жаропрочных сплавов;
- Лабораторные тигли и подложки для отжига в вакуумных печах.
Эксплуатационные ограничения
При работе выше 1400 C на воздухе наблюдается испарение платины и рост зерна, что снижает механическую прочность полотна. В присутствии фосфора, серы, кремния и свинца образуются легкоплавкие эвтектики, разрушающие нити; поэтому сетки изолируют от контакта с футеровкой и смазками, содержащими указанные элементы. В восстановительной среде при температуре свыше 900 C возможно образование силицидов и фосфидов платины. Крепление полотна выполняют точечной сваркой или платиновыми заклёпками, избегая контакта с углеродистой сталью.
Вопросы и ответы
Чем отличается полотняное переплетение от саржевого в сетках ПлРд-10?
Полотняное переплетение даёт жёсткую структуру с равномерной ячейкой и минимальным смещением нитей под давлением, что важно для катализаторных пакетов. Саржевое переплетение повышает плотность по утку и площадь контакта, обеспечивая лучшую драпируемость при формовке фильтрующих элементов.
До какой температуры сохраняется работоспособность сетки из сплава ПлРд-10?
В окислительной среде — до 1400 C, в восстановительной — до 900 C. Выше этих значений ускоряется испарение платины и рост зерна, что снижает прочность полотна.
Какие примеси разрушают платинородиевую сетку?
Фосфор, сера, кремний, свинец и их соединения образуют с платиной легкоплавкие эвтектики. Сетку изолируют от футеровки и смазок, содержащих эти элементы, а крепление выполняют без контакта с углеродистой сталью.
Применяется ли ПлРд-10 в термопарах?
Да, сплав PtRh10 служит положительным термоэлектродом термопар типа S (ТПП) по ГОСТ 8.585. Термо-ЭДС в паре с платиной составляет около 6,3 мВ при 1000 C.
