3.3. Влияние материала на конструкцию аппарата и способ его изготовления

Правильный выбор конструкционного материала оказывает непосредственное влияние на технологичность отдельных деталей и узлов, сварных, паяных и клеевых соединений, а также на конструкцию проектируемого аппарата или машины.

Технологические свойства конструкционных материалов в значительной степени определяют выбор способа изготовления из него отдельных деталей и узлов. Например, большинство чугунных деталей получают методом литья. Изделия из стали, наряду с литьем, могут быть получены резанием, ковкой, штамповкой, гибкой из стального проката. Способы соединения отдельных деталей также зависят от вида конструкционного материала: для стали — сварка, для цветных металлов — пайка, для пластмасс — клейка.

3.3.1. Конструкционные особенности аппаратов из высоколегированных сталей

Основным способом соединения отдельных элементов стальных аппаратов является сварка. Высокое качество сварных соединений обеспечивается совокупностью конструкционных и технологических решений, принимаемых на этапах выбора материалов конструкции, размеров и формы деталей, рациональных способов изготовления, сборки и сварки. Существуют различные способы сварки: термическая — дуговая, электронно-лучевая, плазменная, лазерная, газовая, электрошлаковая, термитная, многодуговая; термомеханическая- контактная, прессовая, кузнечная, диффузионная, высокочастотная, печная и др.; механическая — холодная, сварка взрывом, ультразвуковая, сварка трением, магнитно-импульсная. Выбор способа сварки во многом определяется отношением металла к термомеханическому циклу сварки, так как при перегреве сталей происходит выгорание легирующих элементов, приводящее к потере их химической стойкости и механической прочности. Поэтому при конструировании сварных аппаратов проектировщик должен выполнить следующее: выбрать способ сварки; выбрать тип сварного шва; выбрать схему подготовки кромок с учетом способа сварки; разработать конструкцию сварного шва.

Легированные стали являются весьма дорогостоящими конструкционными материалами и их следует использовать для изготовления деталей, поверхность которых контактирует с агрессивной средой. Все детали, вынесенные за пределы рабочего пространства, как, например, фланцы и лапы, необходимо изготавливать из обычной углеродистой стали. Сварка легированной стали с углеродистой в принципе возможна, так как температуры плавления тех и других сталей отличаются незначительно. Однако различия в химическом составе и физических свойствах свариваемых сталей вызывают изменения в структуре и составе металла сварного шва. Сварной шов имеет достаточно высокую механическую прочность, но теряет коррозионную стойкость вследствие уменьшения в нем концентрации легирующих элементов. В этом случае надо использовать специальные приемы, позволяющие вынести сварные швы за пределы поверхности, омываемой агрессивной средой, сохранив при этом коррозионную стойкость основного материала аппарата.