Санкт-Петербургский ГГИ (технический университет)

В. И. Болобов, профессор, каф. конструирования горных машин и технологии машиностроения, e-mail: Boloboff@mail.ru.

ООО «Научно-исследовательский центр «Гидрометаллургия»

Я. М. Шнеерсон, ген. директор;

А. Ю. Лапин, техн. директор.

Рассматривается вопрос использования титановых сплавов в качестве конструкционных материалов автоклавов, работающих с использованием газообразного кислорода. Проводится анализ инструкции по безопасной эксплуатации титановых сплавов в автоклавных процессах цветной металлургии и научных предпосылок для установления предельных значений парциальных давлений кислорода в парогазовых смесях, при которых исключается возгорание титановых элементов автоклава даже при их разрушении. Делается вывод, что установленные значения парциальных давлений кислорода являются справедливыми только для автоклавов без движущихся частей, так как для автоклавов с движущимися частями (мешалками) кроме аварийного разрушения конструкций возможно возникновение и другой аварийной ситуации, когда вклад в температуру Т* ювенильной поверхности будет вносить еще и работа за счет силы трения. В таких условиях возможность самовозгорания материалов в месте касания будет определяться температурой Т**, до которой разогреются поверхности трущихся элементов. При этом последняя (Т**) может существенно превышать температуру, возникающую только за счет работы разрушения (Т*) конструкции. Делается вывод, что исключение самовозгорания титановых сплавов в кислороде в автоклавах с перемешивающими устройствами может быть обеспечено разработкой технических мероприятий, предотвращающих разогрев потенциальных мест трения титановых конструкций до температуры самовозгорания Т* сплавов при данных парциальных давлениях газообразных реагентов.

1. Набойченко С. С., Ни Л. П., Шнеерсон Я. М., Чугаев Л. В. Автоклавная гидрометаллургия цветных металлов / под ред. С. С. Набойченко. — Екатеринбург : ГОУ УГТУ-УПИ, 2002. — 940 с.
2. Коррозия конструкционных материалов. Газы и неорганические кислоты / под ред. В. В. Батракова. Кн. 1. — М. : Интермет инжиниринг, 2000. — 345 с.
3. Littman F. E., Church F. M., Kinderman E. M. A study of metal ignitions. The spontaneous ignition of titanium // J. Less-Common Metals. 1961. Vol. 3. P. 367–378.
4. Littman F. E., Church F. M., Kinderman E. M. A study of metal ignitions. The spontaneous ignition of zirconium // J. Less-Common Metals. 1961. Vol. 3. P. 378–397.
5. Barth T. R., Hair A. T. C., Meier T. P. The Operation of the HBM&S Zinc Pressure Leach Plant // Zinc and Lead Processing. — Flin Flon : The Metallurgical Society of CIM, 1998.
6. Болобов В. И., Подлевских Н. А. Механизм возгорания металлов при разрушении // Физика горения и взрыва. 2007. Т. 43, № 4. С. 39–48.
7. Типовая инструкция. Автоклавы. Общие требования безопасности. ТИ Р-001–96. — М. : Комитет РФ по металлургии, 1996.
8. Болобов В. И. Расчет критического давления возгорания титановых сплавов в парогазовых смесях автоклавов // Цветные металлы. 2011. № 10. С. 94–97.
9. Борисова Е. А., Барданов К. В. О загорании титановых сплавов в кислородсодержащих средах // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1963. № 2. С. 47–48.
10. Борисова Е. А., Барданов К. В. Загорание титановых сплавов в кислородсодержащих средах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1963. № 2. С. 37–40.