КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АСУ ТП

По определению П.И. Боженова технологию автоклавных материалов следует отнести к химической технологии твердых тел, для которой характерны повышенные требования к качеству исходного сырья и ведению технологического процесса.

Заводская лаборатория совместно с отделом технического контроля должна участвовать в анализе результатов оценки качества готовой продукции и причин брака. При этом необходимо руководствоваться ГОСТ 18105.0(1) -- 80 ’’Бетоны. Правила контроля прочности”, который распространяется и на ячеистые бетоны. В соответствии с этим стандартом, учитывающим величину разброса прочностных показателей в отдельных партиях, можно по значениям коэффициента вариации прочности партий (Vn) и между партиями (V м п) косвенно судить о состоянии технологической дисциплины, соблюдении норм технологического процесса и работе дозировочного оборудования. Особенно эффективным в плане совершенствования технологии ячеистых силикатных материалов является сочетание указанного стандарта и ’’Рекомендаций по правилам контроля прочности и плотности ячеистых бетонов статистическими методами”.

Контроль качества сырьевых материалов и производственных процессов осуществляется в соответствии с требованиями CH 277 — 80.

При изменении сырья или параметров производства лаборатория обязана вносить необходимые коррективы в технологию и нормы технологического процесса.

Для оценки стабильности технологического процесса необходимо ежемесячно результаты контроля качества сырьевых материалов, полуфабрикатов и отдельных технологических переделов подвергать статистической обработке в соответствии с методикой CH 277 — 80 и определять соответствие их нормируемым в табл. 24 показателям.

Таблица 24. Нормируемые показатели и допустимые отклонения от их средних значений

Силикатные системы гидротермального твердения являются открытыми.

Следует подчеркнуть, что между потребительскими и эксплуатационными показателями материала не всегда имеется однозначная зависимость. Например, га- зозолобетон с удовлетворительными потребительскими

показателями иногда показывает низкую стойкость в условиях эксплуатации, что Г.И. Книгиной объясняется неправильным представлением о том, что высокая физико-химическая активность всегда положительный фактор. Надо стремиться к такой технологической переработке, при которой полученный материал обладает минимальным количеством свободной энергии.

В этой связи определенную практическую значимость приобретает разработка экспериментальных методов, позволяющих по какому-то обобщенному показателю первичной структуры силикатного камня прогнозировать его стойкость в эксплуатационных условиях.

В частности, таким методом может явиться калориметрия. Сущность метода состоит в измерении тепловых эффектов химических реакций на специальных приборах-калориметрах, в которых наблюдают вызванное данным процессом изменение температуры At. По величине At специфической химической реакции можно судить об устойчивости материала к воздействию внешних агрессивны^ факторов.

Для прогнозирования эксплуатационной стойкости силикатных материалов в зависимости от термодинамического состояния синтезируемого силикатного камня, которое определяется объемом, фазовым и морфологическим составами цементирующих новообразований, совместно с Высшим Техническим училищем (ВТУ) г. Брно (ЧССР) разработана методика калориметрических исследований, которая получила название ’’метод энтальпиометрии” [13].

Для ’’энтальпиометрических” измерений используется специальная калориметрическая установка конструкций ВТУ или МГУ.

При проведении испытаний пробу измельченного материала в 0,1 г помещают в сосуд, содержащий 100 ' мл 1%-го раствора соляной кислоты (HCl) и самописцем регистрируют изменение температуры.

С использованием этого метода исследованы образцы ячеистого бетона, изготовленного в заводских и лабораторных условиях с применением различных сырьевых материалов и технологических схем. Одновременно для этих же образцов был выполнен рентгенофазовый анализ и ДТА (табл. 25).

Учитывая, что в исследуемых материалах содержатся различные по фазовому составу новообразова-

alt="" />

Рис. 28 Кривые термометрических исследований индивидуальных фаз и образцов ячеистого ф бетона (обозначения кривых на рис. соответствуют обозначениям в табл. 26)

ния, были получены термометрические кривые прибора для некоторых ’’эталонных” фаз: тоберморита 1,13 нм, гиллербрандита, C3AH6 и CaCO3 (рис. 28).

При сопоставлении кривых ’’эталонных” проб с кривыми для исследованных материалов возможно судить не только о стабильности структуры материала к воздействию углекислого газа воздуха-карбонизацион- ной стойкости, но и о преобладании в материале тех или иных новообразований.

На рис. 28 приведены кривые термометрических исследований для образцов ячеистого бетона, выдержанных 12 мес в помещении с относительной влажностью, — Р/Р0= 50 — 60% и t=20 '- 22 0C

По величине тепловых импульсов (табл. 26 и рис.

1-с низкой интенсивностью импульсов — на основе извести (газосиликат), что объясняется высоким содержанием кальцита — высокой степенью закарбони- зированности новообразований, составляющая 35 — 40%. Тепловой импульс не превышает 500 ккал; — со средней интенсивностью импульсов — на основе смешанных известково-цементных вяжущих и

газобетона на цементном вяжущем с высоким содержанием хорошо закристаллизованных гидросиликатов типа CSH(I), незначительным содержанием тобермори- та и Ы. — C2SH, степень закарбонизованности новообразований которых составляет 20-25%. Величина теплового импульса 500lt;Qlt;1000 ккал; - с большой интенсивностью импульсов — Q gt; gt;1000 ккал на основе сложных сырьевых композиций, специальных способов их подготовки и формирования (табл. 26). В таких материалах содержатся помимо хорошо закристаллизованных гидросиликатов кальция и- гидроалюмосиликаты. Степень закарбонизированности новообразований не превышает 15%.

Таблица 26. Технологические параметры изготовления образцов, результаты фазового анализа и энтальпиометрических измерений

Таким образом, как следует из представленных данных, применение метода ’’энтальпиометрии” позволяет получить не только качественную оценку термодинамического состояния структуры силикатного камня, но и с учетом классификации по взаимосвязи величины теплового импульса с интенсивностью и степенью закарбонизированности новообразований выработать рекомендации по защитной отделке поверхности ячеисто-бетонных изделий и рациональным областям их применения.

В частности, при возведении животноводческих комплексов, в которых, как правило, отмечается повышенная концентрация CO2 необходимо предусмотреть защитную отделку внутренних поверхностей стен известковыми штукатурными составами и применять такие сырьевые композиции, способы их подготовки и режимы автоклавной обработки, которые обеспечивают получение силикатного камня повышенной карбонизации стойкости — gt; 1000 ккал.

Изготовленные на заводе силикатные материалы плотной и ячеистой структуры принимаются партиями, размер которых устанавливается соответствующими нормативными документами. Партия считается принятой, если показатели качества контрольной партии изделий удовлетворяют требованиям соответствующих ГОСТов или технических условий.

Хранение и транспортировка изделгий потребителю должны осуществляться в соответствии с требованиями, изложенными в CH 277 — 80.

Техника безопасности в технологии «силикатных автоклавных Материалов предусматриваем необходимость аэрации помольных установок в местах: загрузки и выгрузки известково-песчаной смеси (вяжущего). Рабочие склада извести и помольного отделения должны быть обеспечены средствами защиты от’ производственной пыли — респираторами.

При работе с алюминиевой пудрюй необходимо строго соблюдать правила взрыво- и поэжаробезопасно- сти, так как ее пылевоздушная смесяgt; взрывоопасна при нижнем пределе взрываемости — 4Ю мг/м3; температура воспламенения пудры — t=47T0 °С. Осевшая пыль пожароопасна, так как может загсораться при местном действии источников зажигания !незначительной энергии: искра, пламя спички и даже непотушенный окурок. Надо также иметь в виду возможность самовозгорания пудры при ее хранении в кугче в результате ее взаимодействия с водой, сопровождающееся выделением водорода и большого количества теепла.

При использовании алюминиевой пугдры необходимо руководствоваться "Правилами безопасности при производстве порошков и пудр из алюминия, магния и сплавов на их основе”, а также ’’Временными указаниями по обеспечению безопасных работ гари приготовлении алюминиевой суспензии на завода:х ячеистого бетона”.

Необходимо повсеместно заменить автоклавы, выработавшие свой ресурс времени, а так:же устаревшей конструкции с креплением крышек болтами, на новые конструкции автоклавов с байонетным затвором. Для обеспечения герметизации крышек и корпуса автоклава необходимо применять термостойкую) резину, а для автоклавов, работающих, при давлении пара до 1,6 МПа, поставляемые ПНР, резиновые прокладки.

Для уменьшения коррозии корпуса автоклавов эффективным является использование протекторной защиты, разработанной в НИПИсиликатобетона. Принцип ее работы состоит в катодной поляризации корпуса автоклава и позволяет более чем в 2 раза продлить срок службы автоклавов.

Эффективным решением обеспечения безопасности и стабильности работы автоклавов является автомати

зация режима запаривания. Перспективной в этом плане представляется автоматизированная система, разработанная Иркутским филиалом ’’Росоргтехстро- ма” и внедренная в автоклавном отделении Спасского ЗСМ.

Система включает в себя элементы и технические средства управления устройствами автоклава, в том числе приборы автоматического контроля и регистрации основных параметров, устройства сигнализации, блокировки, защиты и управления.

Предусмотрены сигнально-блокировочная система, исключающая подачу пара в автоклав при открытых или неполностью закрытых крышках, и поворот крышек в случае отсутствия механической фиксации и блокировки обеих крышек при давлении в автоклаве свыше 0,04 МПа. Система блокирует открытие автоклава при опасном давлении, обеспечивает сигнализацию состояния автоклава. Блокировочная задвижка подачи пара в автоклав связана с элементами системы запретно-разрешающей блокировки и защиты. Управление задвижкой дистанционное со щита автоклава.

Контроль и регистрация давления в автоклавах и на распределительном пункте выполняются показывающими (по месту) и самопишущими (на щитах контроля и управления) приборами. Контроль и регистрация температуры среды в автоклаве и корпуса автоклава по верхней и нижней образующей в шести точках измерения осуществляются термоэлектическими датчиками и многоканальными вторичными приборами, установленными на щитах контроля и управления.

Система обеспечения программы гидротермальной обработки силикатных изделий имеет два режима работы: дистанционный и автоматический, при которых достигается наиболее оптимальный процесс термообработки. Цикличноть процесса по периодам: подъем давления — выдержка при постоянном рабочем давлении — сброс давления задается командным прибором, стабильность второго периода автоклавной обработки изделий обеспечивает система регулирования давления. В дистанционном режиме эти функции принимает на себя оператор-запарщик; запорная и регулирующая арматура на линиях подачи пара из автоклава имеет автоматическое и дистанционное управление. В схеме управления заложены запретно-разрешающие блокировки с датчиками реле давления, фиксаторами, конечными выключателями. Работа системы сопровождается световой сигнализацией положения задвижек на мнемосхеме.

Внедрение указанных разработок позволило обеспечить безопасную и надежную эксплуатацию автоклавов, повышение качества готовой продукции и снижение расхода пара.

Обеспечение стабильности производства и качества продукции связано с внедрением автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ-ТП).

На предприятиях ряда зарубежных стран (ФРГ, Швеция, ЧССР, ПНР и др.) в производстве плотных и ячеистых силикатных материалов успешно применяется автоматизация отдельных технологических процессов. Во Франции, как уже отмечалось ранее, фирмой "Сипорекс де Вернон” организовано полностью автоматизированное производство ячеистых бетонов.

В нашей стране на ряде заводов силикатного кирпича успешно функционируют АСУ -- ТП помольного и смесеприготовительного отделений.

В настоящее время ВНПО Союзавтоматстром осуществляет разработку и внедрение на Автовском ДСК- 3 Главленинградстроя АСУ — ТП применительно к резательной технологии изготовления ячеистых бетонов.

Техническую реализацию АСУ -- ТП предусмотрено осуществить на двух уровнях: на верхнем с использованием вычислительного комплекса CM-1420 и на базе микропроцессорных регулирующих комплексов KMP- 400, для систем нижнего уровня.

Надежное функционирование АСУ -- ТП связано с наличием приборов и приспособлений, обеспечивающих автоматическое поддерживание заданных условий и режима работы технологического оборудования.

Применительно к технологии силикатных материалов основные трудности связаны с разработкой титра- торов для непрерывного отбора и определения активности извести и известково-песчаной смеси.

Автоматизация работы технологического оборудования и поточно-транспортных систем с использованием средств промышленной автоматики и регулирующих приборов позволит обеспечить соблюдение норм технологических процессов, надежность всего технологического цикла и достижение требуемого качества продукции при минимальных материальных, энергетических й трудовых затратах.