КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КАЧЕСТВА ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ. ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ АСУ ТП
29 ноября, 2012 
admin 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. В этой связи особенно велика роль лабораторного контроля. Лаборатория предприятия обязана осуществлять систематический контроль качества сырьевых материалов и полуфабрикатов, следить за соблюдением норм технологического процесса и режимов работы технологического оборудования и должна обеспечить систематическую проверку измерительных приборов и аппаратуры, а также контроль за их эксплуатацией в соответствии с требованиями инструкций Комитета стандартов, мер и измерительных приборов при Совете Министров СССР.
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 СН 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 СН 277 — 80 и определять соответствие их нормируемым в табл. 24 показателям.
|
Таблица 24. Нормируемые показатели и допустимые отклонения от их средних значений
|
Продолжение табл. 24
Наименование материалов и технологических процессов
Наименование контролируемых параметров и свойств материалов
Макси - Допусти-
Мальные мые откло - значения нения сред-
Коэффи - них значе-
Циента ний от за-
Вариа - данного,
Ции, % %
Температура ячеисто - 5 бетонной смеси при заливке в формы Вязкость ячеистобе - 2
|
Формование изделий |
|
5 5 |
Тонной смеси при заливке
Пластическая прочность 2 ячеистого бетона-сырца перед разрезкой массивов и срезкой "горбушки"
|
Ячеистый бетон |
Прочность при сжатии 15 Средняя плотность 5
Силикатные системы гидротермального твердения являются открытыми. В основе многих процессов их структурообразования лежат явления, далекие от равновесия, что придает этим системам свойства динамичности как в процессе их получения, так и в условиях эксплуатации. Это позволяет не только управлять процессами структурообразования силикатного камня, но предопределяет необходимость разработки эффективных методов контроля состояния исходных сырьевых материалов на различных этапах технологической переработки и состояния силикатного камня при воздействии эксплуатационных факторов. При этом необходимо различать первичную структуру силикатного камня, которая определяет потребительские показатели материала, и вторичную структуру, которая характерна для силикатного камня в данный эксплуатационный период. Последняя наиболее полно отражает стойкость синтезированной первичной структуры силикатного камня к воздействию эксплуатационных факторов и определяет эксплуатационные показатели материала.
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 агрессивных 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 (НС1) 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 рентгенофазо - вый анализ и ДТА (табл. 25).
Учитывая, что в исследуемых материалах содержатся различные по фазовому составу новообразова-
|
Рис. 28 Кривые термометрических исследований индивидуальных фаз и образцов ячеистого T 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, С3АН6 и СаС03 (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 °С
По величине тепловых импульсов (табл. 26 и рис. 28) исследуемые материалы можно разделить на 3 группы:
1-е 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;
II — 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 500<Q<1000 ккал;
III — с большой интенсивностью импульсов — Q > >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
|
|
(много), кальцит (нет) |
|
Продолжение табл. 26
|
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 сте - / пенью 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 С02 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 — > 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 СН 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 псожаробезопасно - сти, так как ее пылевоздушная смеся> 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 шезначительной энергии: искра, пламя спички и даже непотушенный окурок. Надо также иметь в виду возможность самовозгорания пудры при ее хранении в куче 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 автоматизация 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 Бернон" 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 СМ-1420 и на базе микропроцессорных регулирующих комплексов КМР - 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.
[1]Перед чертой - требуемое; после черты - принятое.
[2]Перед чертой - с учетом эксплуатационных затрат; после черты - без учета.
[3] Не менее важным является исключение загрязнения запарочных вагонеток силикатной смесью, что является причиной образования дефектов в сырце при его укладке. Для очистки платформы запарочных вагонеток ННПИсиликатобетона разработана специальная установка со следующими характеристиками:
Число вагонеток в 1 ч................................................................................................ до 60
Частота вращения очистительных головок, мин" ............................................ 570
Число очистительных головок................................................................................................. 4
Скорость протягивания вагонеток, м/мии............................................. 2; 1; 0,67
Мощность электродвигателей, кВТ.............................................................................. 39,5
Габариты, мм:
Длииа.................................................................................................................................. 2720
Ширина............................................................................................................................. 2000
Высота.............................................................................................................................. 2180
Масса, кг.......................................................................................................................... 2380
Автоклавная обработка наиболее энергоемкий технологический передел. В связи с чем вопросы экономии пара приобретают особую актуальность. В качестве примера, где наиболее успешно решена эта задача,
[4]Время образования трещин в ячеистобетонных образцах от корррзии
Незащищенной структуры.
[5]В скобках указано время (в мес ) образования в ячеистобетонных образцах трещин от коррозии арматуры под покрытием.
Опубликовано в