Особенности производства асбестовермикулитовых изделий (стр. 3 из 10)

Образец или рамку с материалом устанавливают между теплообменниками. Расположение образца — горизонтальное или вертикальное. При горизонтальном расположении образца направление теплового потока — сверху вниз. Устанавливают заданные значения температуры теплообменников. Перепад температуры на поверхностях высушенного образца должен быть 10 — 30 °С при средней температуре испытания образца от минус 40 до плюс 40 °С. Допускается проведение испытаний при перепадах св. 30 °С при средней температуре испытания образцов более 40 °С.

После установления стационарного теплового состояния образца проводят в течение 30 мин последовательно десять измерений термо-ЭДС преобразователей теплового потока и температуры. Тепловое состояние образца считают стационарным, если три последовательных измерения термо-ЭДС от преобразователей теплового потока, производимые через каждые 10 мин, дают отклонения не более 5% их среднего значения.

После окончания измерений образец взвешивают. При изменении массы образца результаты измерений следует отнести к результатам данного взвешивания.

Определяют плотность образца в соответствии с НТД на материал или изделие конкретного вида.

Результаты испытаний заносят в протокол, форма которого приведена в рекомендуемом приложении 3.

1.4.1.4. Обработка результатов.

Теплопроводность (l) в Вт/(м×К) вычисляют по формуле

(1)

где d — толщина образца (высота рамки), м;

Dt — перепад температур на поверхностях образца, °С;

qср — средняя плотность теплового потока, проходящего через образец, Вт/м2;

rк — термическое сопротивление контакта между образцом и теплообменником или слоями образца, м2×К/Вт, Rк = 0,005 м2×К/Вт (для теплоизоляционных материалов и изделий не учитывают);

п — число контактов.

Среднюю плотность теплового потока (qср) рассчитывают как среднее арифметическое значение плотности теплового потока, входящего в образец (q1) и выходящего из него (q2).

Плотность теплового потока (q1,2) в Вт/м2, входящего в образец и выходящего из него, вычисляют по формуле

q1,2 = К1,2 Еq1,2, (2)

где К1,2 — градуировочный коэффициент преобразователя теплового потока, Вт/(м2×мВ);

Еq1,2 — термо-ЭДС преобразователя теплового потока, мВ.

За результат испытания образца принимают значение теплопроводности, вычисленное по формуле

l = lср ұ Dl, (3)

где lср — среднее арифметическое значение теплопроводности образца по десяти измерениям, Вт/(м×К);

Dl — граница погрешности результата измерений при доверительной вероятности 0,95, Вт/(м×К)

Dl = q + e, (4)

где q — доверительная граница неисключенной погрешности, определяемая в соответствии с Методикой поверки рабочих средств измерений теплопроводности, удельной теплоемкости и температуропроводности твердых тел (МИ 115—77), утвержденной в установленном порядке;

e — доверительная граница случайной погрешности, определяемая по ГОСТ 8.207—76.

Теплопроводность материала или изделия вычисляют как среднее арифметическое значение теплопроводности испытанных образцов.

Погрешность определения теплопроводности (Dl) данным методом составляет не более 7%.

1.4.2 Испытание вермикулита

1.4.2.1. Для контрольной проверки потребителем качества вермикулита, а также соответствия его требованиям стандарта должны применяться правила отбора проб и методы испытаний, указанные ниже.

1.4.2.2. Размер партии вермикулита одной фракции и марки устанавливают в количестве 70 м3.

Количество вермикулита объемом менее 70 м3 считают целой партией.

1.4.2.3. Для проверки соответствия вермикулита требованиям настоящего стандарта из 10 упакованных мест каждой партии отбирают пробы, общий объем которых должен быть не менее 30 л. Пробы отбирают щупом, представляющим собой металлическую тонкостенную трубу длиной 1000 мм и внутренним диаметром 50 мм. Отбор проб производят по всей глубине мешка при наклонном его положении.

Для проведения испытаний из отобранных проб методом квартования получают среднюю пробу в количестве 10—12 л.

1.4.2.4. При неудовлетворительных результатах испытаний вермикулита хотя бы по одному из показателей, производят по нему повторное испытание удвоенного количества проб, взятых из той же партии. При неудовлетворительных результатах повторного испытания вся партия вермикулита приемке не подлежит и может быть переведена в более низшую марку.

1.4.2.5. Зерновой состав вермикулита определяют путем рассева средней пробы в количестве 0,5 кг сквозь набор сит с размерами отверстий в свету 0,6; 5,0 и 10,0 мм. Просеивание сквозь сита производят последовательно, начиная с сита с большим размером отверстий. Рассев пробы производят небольшими порциями (частями пробы) механическим или ручным способом. Просеивание считают законченным, если при встряхивании сита не наблюдается падения зерен вермикулита. Продолжительность просеивания пробы не должны превышать 10 мин.

Результаты ситового анализа выражают полными остатками на указанных ситах в процентах по массе.

1.4.2.6. Плотность определяют следующим образом. Вермикулит ссыпают через воронку с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный сосуд емкостью 1 л (высота 108 мм и диаметр 108 мм) до образования над верхом сосуда конуса, который снимают вровень с краями сосуда (без уплотнения) и сосуд с материалом взвешивают с точностью до 0,1 г. Плотность (gн) вермикулита, кг/м3, вычисляют по формуле

(1)

где G1 — масса мерного сосуда, кг;

G2 — масса мерного сосуда с вермикулитом, кг;

W — влажность вермикулита, определенная по п. 2.9.

1.4.2.7. Коэффициент теплопроводности вермикулита определяют по ГОСТ 7076—87.

Плотность помещаемой в прибор пробы должна быть равномерна по всему объему и соответствовать плотности, установленной по п. 2.6.

1.4.2.8. Определение коэффициента теплопроводности предприятие-изготовитель обязано проводить не реже одного раза в квартал.

1.4.2.9. Для определения влажности вермикулита из средней пробы берут навеску массой 10 г, которую помещают в предварительно взвешенный металлический сосуд или фарфоровую чашку и высушивают в сушильном шкафу при 50—60 °С в течение 1 ч. Высушивание до постоянной массы считают законченным, если потеря в массе навески после повторного высушивания в течение 15 мин не будет превышать 0,02 г.

Влажность (W) в процентах по массе вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

(2)

где g — масса навески до высушивания, г;

g1 — масса навески после высушивания до постоянной массы, г.

1.4.2.10. Зерновой состав, плотность и влажность вермикулита определяют для каждой партии и вычисляют как среднее арифметическое значение результатов трех испытаний.

1.4.2.11. Определение количества поставляемого вермикулита проводят по объему или массе.

Пересчет количества вермикулита в партии из массовых единиц в объемные производят по значению плотности, определяемой по п. 2.6.

2. Сырье

2.1 Сырье, основные типы месторождения

2.1.1 Вермикулит

Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий теплоизоляционный материал в виде чешуйчатых частиц (зерен) серебристо-латунного цвета, получаемый измельчением и обжигом минерала вермикулита.

Природный вермикулит — сложный высокогидратированный алюмосиликат магния, отличающийся непостоянством химического состава.

По своему генезису вермикулит — продукт низкотемпературных гидротермальных процессов и выветривания железомагнезиальных слюд, преимущественно биотитовых и флогопитовых. При этом в исходных минералах щелочные катионы, связывающие слюдяные слои, замещаются водой, закись железа почти полностью переходит в его окись, а содержание окиси магния увеличивается. Совокупность этих кристаллохимических изменений в слюде часто называют процессом вермикулитизации.

В 50-х годах, благодаря широко проведенным геологоразведочным работам, были открыты месторождения вермикулитового сырья различной мощности во многих районах нашей страны: в 1957 г. — мощные залежи вермикулита на Кольском полуострове (Ковдорское и Аф-риканда). Весьма крупным месторождением вермикулита оказалось Потанинское месторождение в Челябинской области.

Большой промышленный интерес представляют Кокшаровское и Татьяновское месторождения на Дальнем Востоке (Приморье). Вер-991 микулит был найден в Сибири — Красноярском крае и Якутской АССР, на Украине, в Казахстане и других районах. Всего к началу пятилетки 1966—1970 гг. было выявлено около 30 вермикулитовых месторождений.

Однако не все они имеют одинаковое значение для народного хозяйства. Главными факторами, определяющими значимость отдельных месторождений, являются:

мощность месторождения — величина геологических запасов вермикулитового сырья;

содержание вермикулита-минерала в горной породе и необходимость ее обогащения;

3)условия залегания и легкость добычи.

Самым перспективным месторождением вермикулита из известных в настоящее время является Потанинское, запасы которого ориентировочно определяются 30—50 млн. т, а среднее содержание вермикулита в породе составляет 32%. Это месторождение находится вблизи крупных центров потребления вермикулита. Руда залегает на небольшой глубине, и ее добывают открытым способом.

Вторым по величине месторождением вермикулита является Ков-дорское в Мурманской обл. Невысокая концентрация вермикулита в руде (10—15%) и отдаленность этого северного месторождения от промышленных центров страны предопределяют высокую стоимость ковдорского вермикулита.

Минерал вермикулит входит в состав разных горных пород и в разных количествах. Он встречается среди пегматитовых, пироксеновых, серпентиновых, тальковых, апатитовых и других пород.