Линчевский Б.В. Техника металлургического эксперимента

Подождите немного. Документ загружается.

Бакуумньсе

3атворь[.

,(ля

регулйрования

газо]вь]х

по-

т\оков'

отсекания

трубопроводов

слу}ка'т

ра3личнь1е

3апи-

рающие

устройства:

стекляннь1е

крань|'

металл,ические

Б€;Ё11}1,/],т,|:

[]иберь1,

3адви}!{ки.

[11иберь:

это ;|{./|Ф€|([€

затворь1

с п0ремещающимся

внутр[1

корпуса

3атвора

в горизонтальной

пло,скости

дис!ко|м

уплотняющим

кольцом.

{и'ск

надв1игается

на

отве-рстие

затво'ра

'и

уплотняет

его.

Фортотньте

затворь|'

как

пра|вило'

угл,овь1е'

которь1х

тарелка'

3акрьтвающая

проход'

и3

гФ![!3Фнт2льйо'го

поло)кения

откидывается

пцдобно

дверце

в верти!кальное.

|!ри>ким

тарелки

уплотнен|ию

о'суще|ствляется

с по_

мощью

3кс{ё,1{т1![{к0Б@|Ф,механ!и'3ма.

,вонтилях

]сильф-он|н,ого

ти1па

затворньтй

дис1к

пе-

ре,крь1|вает

Ф1в0Р:3т1ае.

Ёпо

подни'мают

Ф,п}8(2}Фт

вРаще_

нием

в,инта,

на

|кото1ром

он

укр,еплен.

|ерметизация

между

винтом

к,орпусом ;Б€}|11.1.г1{,'со3дается

по'мощью

11льФона.

€ильфонйь|й

:'€[т}{.г|ь

позволяет

|{Ф€?€;|!ё}1[8

приоткрь1вать

трубопровод.

|!ри

конструиро"а"йи_Б!йу-

умнь]х

устано;в0к

необх'одимо,

-ттобьт

на)ким!1!ь1е

крьттпйи

:::/уу:-:11_

-з-1творов

бьтли

'обращень1

сторону

ем1(о-

стеи'

нах'одящих,ся

под

ра3ре)кением,

чтобь:

'й'ферйое

давление

при)кимало

крь|шку

седлу.

!{отекател!1.

для

на1пуока

'"*'"""

порший

|83:ФцБ

€

0п

едел

енн'ой

окоро'стью

1слу}к

ат н

а текател

и.'

про*'.йй.

натекатели

это

оильфонньте

.вентили

или

стекля|н|нь|е

вакуумнь1е

крань|

кап'илляром.

-.^-|:''..

точ,ную

регулировку

дают

металлические

нате_

;(?1€"[]{,

кото]рьтх

стальная

игла

в,водится

седло

'и3

${:[(6|Ф

металла

меди

или

!с,винца

,;;.;';;;

па

Б_23

ш]ток

игль1

при

вь1в,инчиван,ии

[Ф,г108;1{]:1

;поА

Аей_

|:"]-**

лру)кинь!

закрь[в_ает

прох,одное

отв,ер,стие

,в 1седле.

^,огда

и/гла

плотн'о

войдет

'в

отверстР1€,

'|Ф.4ФБ(0 Ф,€БФ-

бод;ттся,

т.

е.

нате{катель

за|крь1т.

,'"'щ,то

муфтьт

регул1ирую'

на}катие

пру)ки1ны

так,

нтобьт

'.''

"*,

[''1

давливала

седло.

сделанн'ое

,из

свинца

или

6торой;'ъ;;.

!1р,и

завинт

11вани11

с т

и,,

[.,

,?'#

";т

# ;Ё

;

""!{#?.::'

ъът"ъ?#;;

способност,

такого

"''"й'ййБ]

{'. [к1'"

до

}-3

'||а/с.

вАкуумнь!Б

нАсосы

Бакуумньте

насось|

дл

созда

'.,

"#;;##;";:1';ъъ'#/-'''

ис

пользуют

А4еханцческце

насось[

Ёасосьт

пре]дварительного

Ра3Ре>кения

со]3дают

ва:кууц

до

0,5 |1а.Ах

и,сп,оль3уют,и

в качестве

вопомогательнь1х

насос'ов

для

ра,6отьт

пар,оструйнь:х

на]сосов.

Ёаиб,олее

Рис.

29. устройство

плунжер-

ного

насоса:

_эксцентрик'

о6о!\\ма' 3_

плунх{ер;

4-отверстие

для

входа

газа; 5

золотник

(вкла-

4ы!п); {_всасывающий

патру-

бок; 7_вьтхлопной

патру6ок;

8_клапан;

/_нацальное'

по-

ло)кение;

начало

всасыва-

н|]я и

вь|хлоп

предыдущсй

пор-

цин:.

|!!

конец

вь1х!о!:а

полное

всась!вание

а,спр0страненьт

ехан'иче0кие

Ё|'}1;(Ф8'Ф|Ф,

или

плун}керного

Ёа

рис.

локАзана

схема

|ва'куумнь]е

|на'со|сь|

золот-

гипа.

такого

насоса.

Фбо[ума

укрепленная

на эксцентрике

,1,

скользит

по

внутренней

по|верх'ностц'д9трп}1с{

1вь1тал;кивает

га3'

всась|,вае'мь:й

через

отверстие-6-.

[аз

вьтталкива,ет'ся

чере3

клаппан 8

Ф1вёР;€т}{е 7.

Ёедо:€181(2'й].|

этих

на{сосо]в

я,вляются:

бьгстр'ое

0н|и)кение

1ско,рости

откач,ки

при

паден|ии

давле-

ния'

опасно1сть повре)кдения

а,браз,итвньтм|и

частицами

пь1_

ли'

,ко,нден1сация

водяных

па1ров

1в

масле

о,б:разова'нием

водо-

маслян'ой

эмульсии.

[[ри

отканиван1414

запь:леннь|х

объемов

следует

уста_

навли'вать'меха'ни,ческие

фильтрьт. Аля

предотвращения

конденсации

|вла1ги

3,ол'о'тнико|вь1е

на]сось1

онабх<ают

га-

3обалластньтм

устройством'

которое

представляет

собой

клапан'

у'становленньтй

стенке

камерь|

с)*(атия

насоса.

|{ри

с>кати|и

газа

в :каме!}

с}катия

а]втоматически

по_

дается

порция

|во3духа'

по'вьтшающая

давле|1|1,е

внутри

на1со]са

вь]1пе

]предела'

п1ри ,кот0ром

про|исходит

'конден-

сация

паров

водь:.

(_)днако

при

работе

с газобалластом

прои1сходит

сни)кение

|предельнопо

ва'куума

насо'са.

[ля

неболь!|]их

систем

исполь3уются

пластинчато_ро_

торньте

насось|.

корпусе

насоса

вращается

ротор,

па3ах,которого

1Р2с,пФ./|тФ80Ёь1

две

шластинь1'

ра3х{,и,мае_

мьте

разнь1е

€тФ:!от!ь1 ,пру>киной.

Ротор,

рас!поло}кеннь!й

эксцентри]чн,о'

при

вРаще'н'ии

вселда

сопр,икасается

верх,ней

частью

кор,пуса'

а пла|стина

соз'дает

одной

стороньт

ра'с1п,иряющийся

объем,

кото:рьтй

поступает

га3

и3

вса,сь1вающего

патрубка.

|{о

дР}|}ю

сторону

пла'сти_

нь] п1рои|сходит

с)катие

га3а

его ,вь:брос

!0,!е3

3ь1|лФ;п_

ной_клатпан.

!(орпус

на,соса

'о'ру*ей

в бак

''.''й,

которое

является

уплотняющей

>кидкостью.

!,ля

увели_

чен!ия

преАель'ной

глубиньт

вакуума

на|с0сь]

делаются

двух,сщ'пе1нчать1ми.

€хема

пла,стинчато-статорного

на|соса

пр,иведена

1{а

рис.

30.

этом

насосе

ось

вращения

ротора

совпадает

'с

гео1метричоской'осью

камерь1 ]насо1са'

но

са,м

|рото|р

рас-

поло)кен

зксцец{трич|но.

Фдной

из

с1воих

образуюшйх'ро-

::|- _.}.',,

ит

п'о

внут]ренней

поверхн'ост|и

цили!;др

ичеойой

каме1рь]

насо|са

,те1м

самь|м

описьпвает

камере

насоса

о,бъемьт,

аналогич]нь1.

'ор'.уйщ]'йЁй*,

'.'.р.

пла|стин_

чато-статорного

насоса.

Бсасьтвание

с}катие га3а

осу-

ществляется

сами|м

ротором.

прорези

к0рпуса

Р3,€Ф:€2

п0м

ещена

пл

стина

.для

3деления-

;(?

[:1

€! Б1

а3т!е)кения

,камерь1

с)катия.

Б'рд'6666

вн_461

пласти(на

к п0|веох_

::сти

р'ото!ра

пр|и)кимает|ся

пру}киной.

"'.'.!

Ёьй:,ъ

пла1сти',на

вь1полнена

в1иде

_йортпня,

который-ст!;й;;

цил|индре'

устано.влеЁ[:Фу

ц2д

корпусо'м

насотса. €>ка-

тьтй

врашешием

ро'то1ра

га3

:выбрась1вается

цилиндр

под

поршень.

|[р,и

дви>ке}1ии

ро'тора

|1.|{?€1}1;}12 о1пускается

п'орт1]ень

с)кимает

газ' !которь|й

нерез

кла]пан

.вь]б!ра'сь|_

вается

верхнюю

ча|сть

цил'индра

над

пор1пном.

[!ри

усцлце

0п

лрц!({/н!|

Рис.

31.

принцип

действия

двухроторного

насоса:

а,

последовательнь1е

стадии

всась1вания

вь|хло|!а га3а

Рис. 30. €хема

:!.'!астинчато-статорного

пасоса

с пластиной

в виде

поршня:

последовательнь|е

стадии

работы;

1 -_

полость

всась!вания;

по]

лость

_сх{атия;

1_|!ор_пус;

2-ротор;

3_вход

1а3а 4

_отверстйе]

л-,'}Ё_

тнна;

пор|цень; 7, 8

клапаньт; 9

ролик

А?йьн€йт0€м

дв,и)кении

пор11]ня

:[?3

}[3

|ворх'ней

части

ци-

линдра

вы'брась1вается

через

|вь]хло|пной

клапаш

,в

ат-

мосферу,

ни}кнее пространство

под

по!р1шнем

:|{;Ф||?-

дает

га3

и3

ротор!ного

|1!о€т!атнт€!ва.

1аким

о1бра3ом,

пор11]ень

цили1ндром

являе,тся

по о'тно11]е!нию

ротор'но-

му

насосу

второй

ступенью.

!вцхроторнь[е

насось!

3ти

насось:

обладают,вь1с0кой

[рои3в,о}дитель1ностью.

[|риндип

_дей,ствия

такого

насо'са

отра)кен

на схеме

рис.

31.

!,вухроторньте

насось|

обеспечивают

вьтсокуб

0коро,сть

откачки

диапазо1не

давлений от 100

до

1 ||а.

.(,'ве

в-осьмеркообразные

ло,пасти

насоса

"р;ь;й';;_';

ра3нь|е

сторонь1'

.[{опасти

не

касаются

друг

дру..

благо-

даря

высокому

качеству

обработки

поверх!ностей

и спе_

циальной

+ппроф,илировхе.

3азор !ме}кду

ними

не

п!ревьт-

ц^1ет

0'1-0,15

мм.

€;кор'ость

-вращения

ло,па;стей

до

3000

об]мин.

Ф,с.но,вное

АФ€1'Ф,[:Рп€11Бо

|{аоосов

32;(.|{[Ф![8€1€я'в

отсут_

ств14|и

трен1ия

роторном

!механи3'ме

'и

во3м'о>кности

ра,ботать,без

уплотняйщего

масла.

{,оротшая

б;;;;ь;;-

т(а

роторов

по31воляет

А0€1|{|31Б вьт|соких

скоростей

вра_

щен].1я

при

неболь1пих

ра3мерах.

{'вухроторнь1е

насось1

ну}кдаются

предварительном

ра3рех(ении.

$олекулярнь[е

насось|

Бращательнь:е

механические

молед<улярнь1е

насось|

с'03дают

давлен|и,е

до'10_6

[|а.

|1ринций-действи"

,"и*

,.,_

оос,0в

3акл]оча,ется

т0м,

что

и,опарение

молеку],!

,|3'33,

3А_

сорбируюй_егося

на

в!:ашаюшей-

ся тверлой

по'верх'но'с'ти'

про_

исходит

таким

образом,

нто

век-

-1

Р|!с.

32.

€хема

действия

мо-

лекулярпого

пасоса

тор

скорости

испаряющейся

мо-

лекульт

совпадает

по направле-

г1ию

величине

с вектором

скоро-

стРт-вращающегося

тверАого

тела.

Ёа

ри,с.

32 предста.влена

схе-

ма

действия молекулярного

нас'о-

са.

йе>кду

статором

1'и

ротором

имеется

канал

расгпирято_

щийся сверху

вни3.

вер'хней

части'

ме}кду

ротором

стато-

ром'

имеется

тонкий

3а3ор.

1ак

как

пропускная

способность

ка_

нала

больгпе'

чем

3а3ора'

то

пе_

ремещение

молекул

откачиваемого

газа

основном

про_

исходит

-в

канале'

куда

они

увлекаются

вращением

ьо_

тора.

!!1олекулярньтй

насос

имеет

3аметную

скорость

откачки'

когда

вьтходное

давление невелико.

Бпуёкное

давление

прог{орционально

выпускному.

3ависймость

впускного

давления

от

давления

на

вьтходе

и3

насоса

проявляется

того

момента'

когда

сРедняя

длина

сво-

бодного

пробега

п,{олекул

канале

пре'ьтсит

его

1пирину.

|1ри этом

начинает

играть

роль

молекулярная вя3кость'

прямо пропорциональная

давлению

га3а.

|{реимушество

м,олекулярнь|х

насо,сов

заключается в

то(м'

]что

их н'е ну)кно

'разогровать

!как

диффузионньте

на!сосьт.

Аля

удовлетворительной

ра:ботьт

достаточна

окорость

:в!&11{€н1{!

ротора

до

1'6000

о'6|мттн.

Фбь:ч,но

молекуляр-

нь|е

насось|

делают

многоступенчать|м,и

в виде турбиньт.

:камере на|со,са

помещен

р,отор'

,ооцстоящий

и3

дйсков

проре'зя|м|и.

1(а>кдьтй

ди|ск'в'ращается

зазоре толщи'ной

мм ме>кду

двумя дис1ка,ми

€18'1:Ф|Р2, которьте

?2т1(8€

имеют

прорези.

Аля

;ках<дой;парьт

!отор:ц51;

и стато{рньтх

дисков

1прорези

ра,сп'олагаются

3ер/кально относи'тельно

дРуг

.друга. [а,з

'перемещается

от

;€т81'Ф'!2

,ротору'

от

одной

парь|

отвер,стий

лругой.

}(а>кдая

пара отвер,стий

является

миниатюрньтм

молекулярнь|м

насо'сом,

которьтй

со3дает небольтшое

с)катие

газов.

Б ка>кдой

паре

дисков

мо>кет

бьтть

до

отвер,61ий,

'поэтому

пр:и

:г1др2''ельной

работе

о;ни'со3да1от

3'}1?т1,]1т€./{БЁ'}т9

с]кФ,|Ф€ть

откачки.

Бсл;и

на

оси

рото,ра

на|сах{ено 20

пар

дисков

слева

лар

ди'сков

справа'

то

имеется

ётупеней,

которьте

со3дают

перепад

давлений

Р"ътл|Рв,:5.

10т.

6корость

от-

качки такого

турбомолекулярного

насоса

\4'0

л|ч ъ тттт-

тер]вале

давлений

1-10*6

[1а.

1урбомолекулярньтй

нас'ос

|мох<но

включать

'ФА['Ф,8Ре1т{ёЁно

с насооом

предва-

рительного

ра3ре)кен'ия.

|1ароструйные

насось[

Аля

создания глубокого

вакуума

применяют

пароструй-

ньте

!на]со1сьт.

Ра,бочей

)к1и|дкостью

этих

насосов

слу)кит

ма|сло

и1л'и

ртуть.

}(идко,сть

ки|п1ит

в ки]пятиль|нике

насоса.

|1ар

по

па!р0проводу

по,сту1пает

'к

соплу' и3

которого

истекает

,с

больп:ой

скор,о|стью.

Фпка'чиваемьтй

газ попа.

дает

в ко,р,пус

насоса

че1рез

;всасьтвающий

патруб,о,к,

захвать1вается

_с]руей

пара

вместе

ней

передается

внутрь

насоса.

Ёа

охлах<дае,мь1х

стенках

}!асоса

пар

конден0ируется

|и

)кидкость

поступае,т

ки|пятиль-

!!{|(

Ё?€,Ф'€а.

Фткачи'ваемьтй

газ

егущается

п'одается

следующей

€1}|{@!1ц

отка1чки

-;т<

€@т!.т1}

второй

ступени,

3а'т0м

:к третьей

,и

да'лее

достигает

;вьт*}оп"о'о

пат!убка.

Фт

патрубка

га3 о'ткачиЁается

1насосом

пред'варительн,ого

ра3ре}кения'

создающим

да'вление

1_10

|[а.

€тупен'и

пароструйно,го

насо,са

слу)кат

дляп'оследовательн0г0

сгущ0ния

га3а

от

давления

10-4-10-5

до

10*1

||а'

3ак'

664

6б

завиоим,о'сти

от

ре>к|има

истечения

пара

насось!

м,ох(но

раздел'ить

на

э)кект0рньте,

6устерньте и

лиффу_

зион'нь|е.

Аля

масля,ньтх

насос0в ис1п0ль'3уют ма,сла

вм-1,

вм-2, Б}1-3

или

кремний'органические ма,сла |1Ф}1€-1 и

пФмс-2.

Аля

предотвращения

попадания паров масла в

откач|иваемьтй

объем

|над

на,со,со'м

уста'навливают

вь1п,1о-

рах<|ивающую

лову1п|ку.

Б небольштих

на,сосах применяют

ртуть.

|1реимушест-

во

ртути

со1стотит

том' ч'то на,сось!

|моцт

работать

при

выооко'м

п!родва'рительном

давлении.

|(роме того,

!ртуть

не

в3аимодействует

откачиваемь1м

газом.

}пругость

паров

ртути

,вь1сокая (-0,

||а),

поэтому

для

до1сти}ке-

['|19| Ё[3(Ф|о

да1вления

порядка 10_а

|1а

'необходимФ

пр,ц_

менять вьт'мора)кивающие или

охла)кдающие

ло1ву1шки.

Бесьма

}ло,бньт

для

кон'струи|ро'ван,ия в2;к}}м'}1ьт€

:|1,0[1Б|,

с'остав

которь1х !вхо'дят

форвакуум'ньтй

щиффузиошньтй

Ё&,€Ф€Б|; {вакуумнь1й

3атвор'

.ва'куумметрьт.

Ёа базе

такого

п,0ста мо)кет'бьтть

созда|на экспери'ментальная

вакуум-

ная

уста|н'ов|ка.

А0сорбцшонные

насось[

3то

насо'сьт

безмаслян,ой

откачки.

14х иополь3уют

для

откачки

объемов

до давлений

1-10_2 |[а.

Ёасос

пред-

ста1вляет

,собой

емкость'

!в

'котор'ую ,помещен

цеолит

(мо_

лекулярное

сито). |1ри

охлах<щон1ии

до

темшературь1

)кид_

кого

азота

цеолит

поглощает

Фэ, ]'{э,

(Ф2

тт

другие

га3ь|.

Ёе

поглощаются

инертньте

га3ьт'

водорол. не!ёз

опреде-

ленное :Б!€й[

адсор6ент

на,сь|щается

откач'иваемым

газом.

.(,ля

регенераци|и

на,соса

его

подогревают

до

комнатной

температурьт.

Ранее

поглощен'нь|е

газь|

десор-

0ируются'и

вь]деляются

атмо'сферу. |[ри

отка,н'ке водя_

ц9ц цар,ов

ре1гене{рацию'на|соса'следует

проивводить

п|р,и

550"с.

,(ля

полу,|ения

ни3ких

давлен,ий

'рекомендуется

предвзритольная

откачка

о,6ъема

форва,куум|}{ы!м

насо-

сом.

|[реимуществ'о

этих насос0в

состоит в то'м,

что

загрязненность

откачи!ваем'ого

'объема о,рга|нически,ми

к0мпонентами

мас/|а

о'тсутствует.

[еттерньсе

насось|

|1'ринцип

действия

этих нас0'сов

основан

на

испарении

титана

его ионизации.

Ёа

охла>кдаемь|х

стенках насо_

са

9,б'рд:3у9тся

по,рист88 :|[./[0Б;(3

,вы'еокими

сор,бционны_

м]и

1свойствам:и.

|[оглощение га3а шроисх,0дит на обнов-

ляемой

т||Ф'в€!х;}!Ф€1и пленки благодаря

физ'инеской

адоорбции,

хемосор'бци'и'

хим'ическим

реакциям'и

раство-

рен1ию'в

твердой

фазе.

|}огиощаются

в'се

га3ьт'

3а и'оклю-

чением и]нертнь!х и

углеводо,родов.

||+реимушество

этих насо1сов состоит в

том' что они

не 3а1гря13няю'т

объема,

не тробуют

дову1пек.

Ёасос мо-

;кет бьтть п'рисоединен к о'тка|чиваемо'му

о'бъекту

без веп-

тиля. Бь:строта

действия

насоса гин-05м1 мощностью

0,85 кБт составляет 400

л/с

п,ри

давлениях

от

5.10_5до

5.1ь3

||а.

14спарение

т|ттана

происходит

с поверхности

моли'бденов'ого

нагревателя' ша которь1й нанесен слой

]{0дид1{о]го

титана толщ,игтой 0'5

мм. Фбщий

за'па,с тита-

на

двух

испарителях

составляет 7

г. Более крупнь1е

на|сось| гин-4

[14Ё-5

,имеют

окорости

откач1ки

соот-

,ветственно

до

1800

и 5000 л/с

при

давлении

10_7 |1а

(на-

чальное

давление

0, 1 |1а). |1р*и'иоп,ользован|ии геттернь1х

на|со'сов

х(елательно

обетопеч:ивать

безма(сля!ную пре/два-

рителыную

откачку

объема

1с

по|м,ощью

адсорбцио'нньтх

или

па'роструйных

|на]со'сов

с эффектив1нь1ми л0ву1п,т{ами.

А4аенштньсе

электрора3ря0ньое насось!

этих

!наоо1сах'

являющихся геттерно-ио|ннь|'ми'

для

рас_

пь|ления

'и

{ио'ни,3ащии

геттора

,иопо{ль'зуют

газовый

'раз_

РяА

магнитном поле. 6хема

простейтшего

ди'одного

ма'пнито'ра3рядно|го

|на|соса

'пока3а1на

на

рис.

33. Анод /

Рис.

33'

6хема

дт|одного

магниторазрядного

насоса

с источником

питания:

1_анод1 2_к^тоА;

6ал||сБое

сойро?йвлег!ие;

направле[{ие

маг!!итного

поля

наоо|са

,0бра3о{ван

]на|бор0м

9{т!€€;(

,и3

нер}ка]ве|ощей

стали,

от)крыть|х

концо,в

которь|х

ра|0полох(ень1

общие катвды

из

тита11{а.

3та

ситстема

по,мещаетюя

,ма1гнитное

поле'

перпе}!'ди|кулярн,ое

пло0кости

катода.

|1ри подате

на

элекцродь|

п!83ЁФ'€1й,потвнциалов

в'не0колько

киловольт

ячей!ках,Бовн'икает

газовьтй

ра3р'щ''поддер}кивающий-

3. 3ак. 664

ся в

1т]ироком

диапа3оне

давлений.

||оло>к,ительнь1е

ионь!

га3ов'

,образутошиеся

ра3ряде'

ускоряются

'полет\{

направлен{и11

!катодов

и'внедряются

них'

вь1|зь1,вая

раог{ьтление

матер1иала

катодов.

Ра'спьпленньтй

с,катодов

титан

оса)кдается на все-

внутре}{ние

поверхности

элект-

родов.

Ёепр'ерьт;вно

возобновляемая

пленкА

титана

обра-

3уется

на аноде.

Фткачиваемьте

га3ь!

погдощаются

плен-

кой на аноде.

€ло>к:ть:е

газь|:

парь1

водь1'

углекисльтй

| а"з,

аммиак'

углеводородьт

диосоциируют

разряде.

14оньт

,6€т(8/{(ФтБ

молейул

бомбардирут6т

'6д19д.

йо'|'

легких

газо1в

могут

внедрятыся

1в

матер{иал

катода.

9ем

больп:е

да|вление

|насо1се'

тем

,сильне.

о'*о'йй]у.'."

катод

больгше

распь1ляется

титан'

т.

е.

тем

вь11пе

ско_

ро1сть

отка1ч'ки.

|1р;и_по|ни)кении

давле'}1ия ско1рость

откач-

ки

умень1пается.

Ёасос

автоматически

регулирует

ско-

ро]с1ь

ра|с1пь1лен1ия

катодо;в.

.-^9-^9Р9'."ь

действия

насо|с,о]в

нэм_30,

нэм-100

нэм-300

1со1ставляет

30;

100

и 301

'л.

1'рй_1;';;;";

10-{

|1а'

|1ри

более

н,изкцх

давлениях

скорость

откачки

ре3ко

сни)кается.

Б насосах

с водяньтм

охла>кдением

ано-

цов

(диоцньте

['!2;гн[тФР33!ряд|нь1е

на1сось1

,',,

нбЁд1

вь1сокое

оцр'ицательное

|на]п|ря)к9ние

подается !на

катодь1,

и3олированнь1е

от

корпуса.

Ан,од

на'соса

3а3емляют.

3ти-;насосьт

имеют

диапазон

рабоних давлен:ий

,от

6,5

до

10_7

[[а

1и

с!корость

откачки

от 10

до

5бб;7;:

-_ -1-

д!

измЁрЁниЁ

вАкуумА

|1р:итборьт

для

из|мерен1ия

1ни3;ко]го

давлен!\4я

мо)кно

раз_

делить

на

меха1нические'

х{]идкостньте

электри|ческие.

!,ля

;прибли}{е|нного

и]31мере1ния

{вакуума

|с

.точ|но{стью

до

11?*'1139

|1а

слух<ат-

трубнатьте,

йЁйор''"ьте

|или

силь_

ч]0нньте

манометрь1'

.&1ерой

давлония

'в

'них

,слу)кит

вели.

],!|,'

д.ф'1рмации

..цувствительного

элемента

под

дей-

ствием'пр'ило}кенн(

й,

йй

;ъ

";;#н#

Ё"ж#'{;#ж#;{''"1т;5]Ё###:

ся

независимость

показаний

р'д,

.'.'.,труо,'{,[.

ман.метрьт

измеояют

разно'сть

атмо'сфер,н"."

;;;;;;;;

давления

сйстеме:

Рпзм:Ратм_р;;;.

йъй;;;;;;;

('или

сильфон;ньте)''"'йЁйр,['й'.''

откачанньтй

до

0'1

1-[а

зайкнут,'й

объем,-_Б''р]й,а

чувствительной

мембтраной

{и/" .и'ьфо,Б71,

;;#;;;

поверх|ность'кото-

!9-1

в,о,с,пр'инимает

из1м,е'ряемое

давле1н,ие.

|,[оказания

та1ких,й

а{11.'й

€тРФв

не

"в а

в:исят

от

а тм

сф.'*;."_

;;;;;;;.

)|(ш0

костнь[е

маномет

ь!

3ти,пр,и'бо'рь!,мо)кно

разделить

на

лифференциалыньте

;(Ф}1

||!€,[]8}1Фн,ньте.

(

шф

е нц1!ал

ь н ым

тно1сится ["]

-о

б_

разньтй

вакуум1метр

с открь1ть1м

или

запаяннь1м

коле_

ном.

Рабочей

)кидкостью является

ртуть

или масло.

этих вакуумметрах

неи3'вест'ное

давление

р'

прило>кенное

одно-

му

концу

[/-образной

трубки,

сравг!ивается

и3вестнь1м

давле'-

Ё[€[{

/6'

прилох{енньтм

другому

ее концу.

Разность

давлений

р-

Ро

у'ра!вн0ве1п'ивается

:Б€€Ф}1

столба

рабоней

)кидкости

Ф[ЁФ}т1

и3

колен

!вакуумметра'

представ-

ляющим

ра3}1ость

уро,вней

:кид_

кости в'лов'ом

правом

коленах.

А{ан'ометры

могут

иметь запаян_

ЁФ€

:[./!11

открь|тое

колено'

откачи_

вае|мое

ва|куум'нь|м

{на'оосом

до

давления

||а.

1очно,сть

и3м,ере_

ния

давления

ртутнь|ми

вакуум-

метрами

составляет

65 |{а

за-

ви.сит

о'т точности

3амеоа

оазно-

'сти

}л!овней

ртути'ут

влй'нй"_сил

[#;#'""йж'пРостейтпего

п,оверхностного

натях{ен,ия.

при-

2_каппллярь|;

3_изме-

менение

вакуумного

масла

рительпьтй

6аллон

плотн,остью

г/см3

|!.Ф3:БФй9€1

и3мерять

да|вления

точностью

до

6,5 |1а,

но

1при

работе

,с

йа'сло,м

нео,бходи-

мо

учитьт1вать

]смачиван|ие

'сте1н0к

трубки

ма|слом

и ;перед

проивведен1ие'м

отсчета

делать

.нео,бходимую

вьтдерйку

для

устан'овления

!равновеснопо

!мениока |масла.

для

повь11пен'ия

точности

отсчета

следует

приме1нять

оптиче-

ские

катетометрь1.

!,ля

повьттшения

чувствительности

пр'и_

бопра

одн,о

|из

его

'колен

мо)кет

,бьтть

на:клоннь!м.

|(омпрессшонные

вак!умметрьт,

/у!ак

}!ео0а

являются

абсолютньтми'''та|к

как

их по{казан!ия

не

вави|ся'т

от

1п,ри-

родь]

газа'

|3а

1исключен|ием

1конде|н0и,рующихся

паропв.

Бакуумметрь:

}1-а^к

&ол1

(рис.

34)

измеряют

давления

предол'ах

1330-.10_3

,|[а.

Р1х

исполь3уют

для

!градуировки

друпих

типов

ващумметр'ов.

[

е пло э л

кт

!1це скце

аку

ммет

ь|

Ба:куум'метрь1

этого

типа

|п,о3воля10т

3апись1'вать

и|3мере-

н"!1я

||1

автоматизир0вать

1ко;нтроль

за

работой устано,вки.

0ни

;работают

,на

,основе

принципа

:3?!Б'}{:€.}1йФ€1[

тепло-

]1роводг|о,ст1и

от

!,8Ё',19Ё:1{{

газа.

||1анольетр

сопротшвленшя.

Анцикатором

да1вле!н,ия

нем

|слу)ки?

}!,3й€}{€|Ё}[е

,сопропивлен'ия ,нит'и

,на]кала

за'виси.м,ости

от ее температурьт.

||о

нити накала пропус_

ка ется'ст

аб|ил1из14ров а:нн

ьтй

то к.'||ри

и3'м

енен

и|и

да|вл

е|н,и

19!|.[|Ф'Ф1БтФ[, {в

датч!ике

вакуумметра

у|величивает'ся

|1л!|1

умень1пается'

темшерацра

1н|1'т1|4,и

е'е

сопротивлен'ие

соответств

он но

и3м еня

ются.

та'к

:1{?;('|],Фп9./1€Ан

ее'и3м

9ряют

;г1о|мощью

|мо|стиковой

сх0мь1' то п,роисходит

1равбала'н-

0иро'в{ка

|моста'

шов]воляющая

'су]дить

давлен1ии

дат-

чике.

Аатч;ик

п1рещ1ста!вляет

о0бой

,стальную

трубку,

внутри

т<оторой на

двух

вводах

натянута

вольфрамовая

}1ить

|на1кала.

14змерен!ие

давления

обы,чно

|пров'одят

шри

по;стоян1н'ой

температуре

нити.

}меньцдоние,м

или

увели-

че|нием

тока !на|кала'те|мпературу

н|ити'ма|номецра

]во3в,ра-

щают

к исходному

3начению.

.[,иапазон действия

мано-

метра

пмт-6

1прибором

всБ-1

от

4000

до

1 ||а.

[

ермопарный-

вакуцмметр.

датч{ике

1€!;йФ}|13:}ЁФг@

'ва1куум!метр

||!!11-2

находит1ся

пл

ат1иновая

|Ё}{1Б

Ё3;!(&"/{2

;

,1к'которой

:п!ив8!€на

хро,мель-]копел.евая

тер,м'о'пара. Ёа

нить

!накала

ла!мпы

подают

,то!к

от выноеного

прибора

Б1-3.

|!ри

неи3м0нн0м

то'ке !накала

том|ператра

{н!ит1и'

,следовательно'

и т.

э.

д.

с. тер{мопарьт

3а.висят

от тепло-

цро]водности

!ра3ре)ке'нно]го

га|за,

находящего,ся

лампе.

|епл'о1проводно'сть

3ави,си'т

от

да{влен!ия

га3а:

]чем

!ни,)ке

да|влен!ие'

тем

вь11ше

тем,перацра

|и

из|меряемая

э.

щ.

с.

.[!,иапазон

ра,ботьт

прибора

с|ь-шо ||а

с точностью 300/6

бо-0,1

1!а

с то(чностью

10?о.

!,атн,ики

пмт_4

пмт-4]!1

1имеют

металлический

корпус.

['лавньтм

источн!иком

огпиб'ок

9тих !в&т1(}}мметров

я вля

ется

и;3'м

енен1и

е со'стоя!н{ия

|п'о1вер

хно

ст |1

|1|тт|1

!н

а]кал

3а{в|и,0и,мо'сть

,!]о'ка,3ан'ий

,от

рода

|га3а.

1а,к,

,при

из,мере-

н'ии

давления

водоро4а

п,ока3ания

вакуумметра

необхо-

димо

ум'н,о}кать

,на

0,67,

для

аргона

на

1,56.

ншз

ацшонные

аку

ммет

ь[

[1ригтцип

их

действия

ос'н'ова,н

,на

том' что

9лектроньт'

эмиттируемь1е

с'накаленного

катода'

ускоряются

элект-

ричеоким

полем

мех{ду

катодом

:'т сеткой

прис'воем

дви-

7о

>кен14и и0ни3|ируют

газ'

;ц9:}{Б1

:1{01Ф'!@|Ф

'|{8п;!8Б.л9|@тся

на

отрицательно 3аря>кеннь:й коллектор ионов.

14'оннь:й

ток

слу>к{ит

:ме!ой

да'влен,ия

;газа.

.&1анометр Б141-3

'с

А0тч||-

ками

||&1Р1-10

||й14-2

работает

диапазоне

давлений

10_1-10-5

||а.

Бакуумметр

Б|,|'-14 с

датчиками

|1!у|А-\2

и3меряет

да!в,ления

до

10-8

17а.

Ао*хтазацион|нь|е

датчи'ки

'случае

1по|па!дания

в !}{их

во в,ремя

ра'б'о'тьт

воздуха ше_

рего'рают.

!,ля

у,)ета

влия{ния

рода

га3а

,по!казания

ваку_

ум'метра

|с

датчи!ком

пми-2

,следует

кор'ректиро|вать,

вво{дя

коэффишиент

2,18

для

Б2,

0,65

для

€Ф2, 0,9

для

со

0,8

для

€Ёд.

Р1оншзацшонньсе

ра0шоакт!1вные

вакцумметрь[

этом вакуум,метре мерой

да|в'ле1н'ия

та!к)ке

является

ионньтй ток' во31{икающий вследствие

1иони13ации

га3а

с[-частица,ми,

обра,3ующим,и,ся при

ради,о'актив'ном

распа-

де

]препа{рата'

|по,мещен'ного

|в

ва,куум1метр. стаб'и,льн,ость

ра'ботьт радиоа|ктивн0го

]ва:куумметра

обеопеч:ивается

не_

за1вис|и'мо'стью'ра!диоа!ктивн0го

ра,с1пада

от температурь|

окру>кающей

средь|' продол>кительно!сти

ра'бот|:

взаимодействия

газом'

наполняющим

датчик.

Больтши,м

дост0инство|м

|ва,куумметра

является линейная градуи-

,р'овочная

характе'р,истика

в 1шир,око,м

интер!вале

давле-

ний. 7он'ньтй ток пропорционален'и'нтен,сивности

с'-излу_

чения

плотности

тока.

Бакуу,цц91р

вР-4 с

датчиком

йР-8

измеряет

давления

в интер'вале

от 100

к||а

д,о

10*2 [1а'

[4аенштгсьсе

электрора3ря0ньсе

вак!цмметрь[

'манометрах

этого ти1па

по'сто!;!!ЁБ1й

,мапн,ит

со3дает

поле'

в котором

располагается

катод

и внутри

него

анод.

(атодом

мо)кет слу'(ить

корпус вакуумметра.

|1ри на-

л'ох(ении

ра3н,о,сти

п,оте[{циалов

'в

магн!итн'ом

п,оле

во3-

никает

электрический

разряд.

1'о'к

ра3ряда

зави,сит от

.(3:8,т[ёЁ[9.

!1агт:итное

поле влияет

на поток

электронов,

искрив_

ляя

|1'х траекторию.

||уть

элект]роно{в

удли|няется'

во3ра|стает

вероятно'сть 'их

в,ст1Речи

'частицам1и

,гавов.

ц''ц1413ц:!Ф|ван1нь1е

молокульт

дают,во3мФк!ность

и3мер'ить

ионньтй

то1к !и

по

0го

вел!ичи'не

о!цредели,ть

да{влен1ие

датчике.

|1олох<ительньте

ио]нь|

|вследствие

своей,б,ольтшой

ма'осьт

сла,б,о

'отклоняются

магн1итнь1м

1поле,м

,и

прямол'и-

гтейно

движутся

катоду.

Более

:п,ирозкий

диапа3о'н

измерений

и1меют

двухка-

мернь|е'вакуумметрь1

|ваку_умметрь1

секци'0ни,р,ован_

ньт|м

катодом. Бакуумметр Б&!Б-3'с

датником

}1}1_13

из-

меряет

давления-о!

?,5

до

10_5

|1а,

а вакуумметр

Б!!13Б-1

датчиком

пмм-2в

от 1,33

до

10_3

|1а.

Аатчи,ки

вакуумметров

долх{:ньт

1ра!с]пола1гаться

та1ки'м образом,

,чтобьт

!в

них

не

'по|падал!и

пь1ль, парь1

мас.'та

и0парен]ия

'1з

и,сследуемого

объема.

€лелует

3а|цищать

ва]кууммет'Рьт

от

действия

тепловьтх'

эл0ктри_

!!е,ских

1т1

,магнитньтх

полей.

5. оть|скАнив тБчи

[|юбая ва{куумная

уста1нозка

1перед

1введение!м

экоплуа-

1'ацию

дол)кна

,бьтть

:и,спьттана

1на

гер'метичность.

Фцейку

герметицн,о'сти |прово{дят

1по

натеканию

устан0в'ку

ат_

м,осферно'го

воздуха.

!,ля

этого

ее

откачи.вают

до

во:]_

мо}1{'но

более

{ни3кого

давления

(и

отклю1чают

от ,на{сосо'в.

о1пр еделе1{т{ь1€

п,!Ф;п{ех(утки

врем

ен|и

и3меряют

(и3ме.не-

ния

давления

и-

рассчить1вают

|нате,ка|ние

п'о

фор'муле

Ё:|Ар|т,

ще

объем

установки'

л;

^р

'зйенеЁие

давле|ния'

|1а;

1время

!и3мерения' 1с.

еко,м

енду€}€я

:п!Фв

Фдить

и,3 м

е1р е,ния

1н

а тек

а!н|и я |посл

длителыной от]ка'ч!ки

установки

целью

;й3&[1|;й2,т|БЁ6

во3мо}кного

удаления

адсорбирова,нньтх

га3ов.

любой

установке

булет

прои,сходить

газоотделение

и3

уплотнений,

с|ма:31ки

1и

друпих

узлов.

|1'ри

'птроведен,ии

о||1ь1то1в,следует,3адавать,ся

й'!1[}]{т1\48.[|БЁо

воз)м,ох{нь1м

натеканием

га,за

!в

уста,нов,ку''оце|ни1вая

допустимое

нате-

кан1ие

,€

1'Фт{,(}1 |3рен]ия

задагнной

точ;ности ти3,ме!ен||й.

|1ри

велини'не

1натекания'

п.ревь1гпающей

до',устимую,

необходимо

принять

мерь|

по

устранению

имеющихся

неплотно'стей.

Различают,следующие

спотсобьт,обнару>кения

течей.

Фпрессованше.

испь1туемом

о,бъеме

с,о3дается

п,овь|-

1пенное

давление

,газа.

Фбъом

!потг!})кается

'бак

,с

водой

|'!.ц

подозр0ва

ем

ь1е

$ €;€12

1с1м

ачиваю,тся

}кидки'м

мьтльнь1|п,т

а ство]ро

м.

Фб;р

азов

ание 1пу3ь1рьк0Б,ё./!}ж;Р|?

и}!!и!{ато!Ф:м

теч!и.

Бакуимметршнескшй

способ.

й,спьттуомое

ме,сто

обма_

зьгвают

летуней

инди1каторнй

}к!идкостью

(эфром,

ацетоно'м,

спиртом

и т. п.).

|{о

изменению

пока3ания

вакуумметра

судят

\на.л,ичии

те|ч'и.

у|1ето0

вьссоко'тастотноео

разря0а

применяют

при

оце'нке

'натека1ния

,стекляннБ[0

т€}![1€1\4Б1._

при

давлен;и

,.к

от

не,окольких

с,отен

до

0, 1 ||а

,си'стем'е,мож,но

возбуАить

эле'ктричеокий

светящийся

разряд.

€

прибли>кен,ием

|к

на1рух<ной,поверхност1и

стекла

щупа

вь|соковольт!{ого

ра|3'ря!дни!ка

с ного

на

]стокло

бьет

беопорядопнь-тй

п,ото'к

й'8к!,

:(ФтФ!!Б1й

|п,ревращается

в плнуроЁидньтй

пучок'

ко1нцентр1ируюшщйся

;на

непл.о,тно|с.ти.

А4ето0

еалотл0ноео

течешскателя.

этом методе в

ис1пь1щ'е|мо|м

объем

е со3дают

|[@{8Б11]]€Ё:1{Фе

давлен,ие

га3а'

содерх{

ащего,гал

о ид',н

апр и,м

ер

фр

ео,н,

четь]р

еххлоР:истьтт]

углерод'

хлороформ,

иолофорй.

подозрительнь|,м

места1м

п0дносят

щуг1

датчит(?

1€90й;€(ателя.

|1рти

обна_

ру}кении

течитечеи1окатель

дает

,электринеский

и 3ву_

ковой

сигналь|.

||ринцип

дей,ствия

течеискателя

со,стоит

в том'

что

при^^

^попадании

галоидов

на поверхность

нагретой

до

800-900'€

платинь1

резко

}:30/|}1т{!{328тся

эмиссия

по-

л.о)кительнь|х

ионов

с поверхности

платиньт.

[алоиднь:й

течеискатель

[1}}]-6

представляет

собой

перен'о,сн,ой

;при;бо,р

со

щупом

,в

в'иде

пи'столета'

[в

кото'ром

нах0дится

неболь,ш.той

вен1,1илято'р''засасывающий

поток

в'оздуха.

Бнутри

располо)кен

иув,стви,тельньтй

элемент

датчика

диод

с платиновь|ми

электродами.

[ент-

ральнь1м

электродом

является

|]./|2!}|[Ф+829

спираль'

намотанная^{а

ке!а:мическую

трубку.

€пираль

нагрева-

ется

до

900"с.

(оллектор

ион,ов

|вь|полнен

в виде

пла-

тинового

цилиндрика'

окрух(ающего

9миттер.

[илиндр

по

0тн'о||1ению

к электроду

находится

под

отрицательнь|м

потенциалом.

14онньтй

ток

коллектора

ус1.1ливается

от-

мечается

на

приборе

одновременно

со

3вуковой

инд;тка-

циеи.

Ёедо'статок

гало1идного

течеи|с1кате./|9,

Ф6.10[1

в весьма

больтпой

его чув{ств]и

}€./|

Ё}!Фт€']{

;( 3

3 |1!96т[€н

и я м

кру)к

а ю_

щей

атмосферьт.

[алоидньтй

'те,че'йскатель

г|озв'оляет

об,следовать|как

{вакуум|нь1е

системь1'

так

|4'0истемь1,

находящиеся

под

пол'о}кительнь|м

давлением.

Бакуу'у1ц613

си!стемьт'

отка|чаннь1едо

давлен|ия

133-0,

1 ||а,

обдувают-

ся,сна1ру)к|и

1гало1идсодер)кащим

га3о1м.

Аатч:и,к

1€9€!||0(81€ля

подоо'ед'и'нен

патруб1ку

ва1ку-

умной

1с]истемь1

}ёт3Ё08:1{|{.

|у1ето0

еелцево2о

тецешскателя.

^&1асс-,спектрометри_

1180кий

{метод

о,бтна,ру>кения

течей

с по'мощью

гелиового

течеи|скателя

наи:б'олее,чув1ств]ительньтй.,Ф,н,со'стоит

т0м'

что

течеис'катель

,подооединяется

'к

,иопьттуемой

уста!новке

1п1о,мощ6р

:99'$9799ц:ц6[

отка,ч:ной

4иёте'мь;

прокачивает

чере3

свой

датчик

масс-спектрометр

небольшой

пото'к

га3а

!из

установ,ки.

|1одозрительшьле

места

установ1ки

обдуваются

,снарух(и

гелием.

?\{асс-

спектрометр

прибора

на'строен

на гелий.

|1ри

налини:т

1€9!}1

:|1

попадании

}ё,т[;]:19 в вакуум'ную

установку

п0след-

нтий

неизбежт!{Ф

Ф{(23Б1'вается

в.+к?,й€!€

маос1опоктромет-

ра.

3то

регистриру01€!,

тББ|!ЁФ€ньтм

при'б,о'ром'

3:в}кФвой

генерато!р

дает

|с,игнал

,о

попада:н,ии

гелия

|в

усташов,ку.

1атки'м о'б,разо,м,

'течь

0тмечают

в т0м

ме,сте' которое

о'бдувало'сь

телием.

1ечеиокатель

рекоме{ндуется,подсоединять

вакуум-

ной

си,стеме

|на

лини{и

}ме)кду:й€}3Ё|{9€(&11м

пи

диффузион-

ньт1м на,с,оса,ми. течеискатель

пти-10

о'бнару>кивает

течи

п0рядка

6.1014 л.1а|с.

глАвА у

исслвдовАниЁ

своиств

жидких

мвтАлличвских

и шлАковь|х

рАсплАвов

{. Активности

компонЁнтов в

РАствоРАх

3аконь:

физивеской

химии

в применении

к металлургиче-

ским

процессам

следует

рассматривать

для

веществ'

на-

ходящихся

растворен|ном

с0стоя{нии в

металлах

или

1п.лаках.

Бзаи,модей'ствие

атомо{в и

|м,олекул

в,еществ

реальнь1х

!апство!0х

приводит

к отклонениям

от законов'

Аей,ств}ю1{их в идеальных

}дт€тво!ах.

9тобьт

)и|спользо-

вать

ура'внения

химич,еокой

1ер:м9.'"',мики

для

реаль-

нь1х

раство{ров'

вм0стФ

кФЁ{ел1т|а{;и;и

!введе|на

тор'моди-

намическая

функшия

активность

а.

Актиш:ость

является

без'разплерной

вел'и'ч;иной. Бе

фшзи'теокую

]сущность'мож{но

0пределить,как

эффектив-

ную

концентрацию

вещества

растворе'

которую

учи_

ть1вают

|пр1и

в3а!и|модейств'ии

его

;с

АРРп]4м:!1

Б€|{ё€т|вами'

тех

'или

:иньтх

физ'ических

],1,|!]{

{}1:1\4}{'9еских превраще_

ниях.

Активность

данного

(,Фй,|[0!{€Ё12

ра'ств0ре

4' есть

отно1пен'ие

упруго'сти

пара

это,го

к0м]пон'ента

!!ад

раствором

упругости

пара

его в

стандартном со_

стоянии:

а;:Ра|Р|'.

€тандартным

считают

такое

оостоя-

ние

ра,створа'

когда

активность

равна

концентрации.

Растворьт,

близкие

идеальнь|м'

мо'{п,о

ра3делить

на

группь1:

бесконечно

разбавлен::ьте

совёр1пеннь|е.

совертшеннь|х

раств'о,рах

все

компо'ненть|,

о6разуто_

щие

ра'створ,

п0дчи|няются

зако,ну Рауля

Р;:р.

1у1

во

в]сем

|и1{тервале

концентраций

'и

!пи,рокФй

'.({143|!183Ф;}1€

тем!п'оращ|р

давлштий.

!,ля

ра,створо{в,

близ!ких

со,ве|ршен'ньтм'

€18'РА8;Р1-

ЁФ€ прдц91о

состоян'ие

.1и,сто1го

,ко,м1понента

Ф"|

р").

Активн,ость

компоне,нта

сове,ршенном'ра'ств'0р,е

рав!на

плольн,ой

доле.

п1ри

о-ткло|нен;и'и

!ра,ство!ра

от 3акойа

Рауля

а.ктивность

а;:\;

[т,

,гА€

};

коэффициент

активности,

учить1вающий

'степень

отклонения

раствора

Фт

;[А03/|Б-

ного.

.(,ля

растворо{в,

бл'изких

]к

!разбавлен|нь1м,

|каче'стве

стан{дартного

|пр1ини,мают:,для

!аствФт!:и19ля

состоя1ние

ч!истого:(Фй|1б|[€Ё12,

для

ра,створен]но,го

веще'ства-

та,кое

,со,етоян|и,е'

.п!|{

;1(Ф1б:!Фм

|раств.оре

любой

{конце1!!т-

рац'ии

,соблюдался

{бьт

закон |'онр;и.

3а

станда,ртное

со-

стоя!н,ие

]ча1сто

вьтб,ираю,т

0/9:ньтй

14л]у\

,беско'нечйо

рав'бавлен,нь|й

ра|ствоР,

А"ця

](от0р,о]го,

|''.:{\

.[,ля,реаль11ь1х

!&:ётБФров,

близких

разбавленнь1'м',к

которь|м

относят

металлические

сплавьт'

концентрации

элементов

'вь]!ра)каю'т

'в

процентах

|по

массе'

тогда

а;

.[;

[|1'

пде

[;

коэфф!ициент

2;(?ЁБ}1Ф'ё11{.

Активн,о,сти

различнь1х

компонентов

растворе

в3аи-

м,о

свя3

а|нь1

).,р

ав|{е}1]ием

[:и'6,6'са

.[,юге'м

а :

(ъ#),

,":

м"(ж),',

3,ная

активно,сть

0дного

и3

:ко|м}по{нентов

мо)кно

определ|ить

а,ктивность

другого.

Рас'ом,отрим

некоторь|е

экспе,р|иментальнь1,е

методь|

определет'ия

активно,стей

компонентов

металлических

1шла'к0вьтх

раство!рах.

опРБдЁл€нив

^ктивности

по Р^вновЁси|о

Р^ствоР^

с г^зовои

ф^зоя.

|1о

ланному

мето1ду

ра|оплав

вь1щер}кивается

при

опр,еде_

л0ннои

тем,пературе

)под

газо:вой

фазой

зада|нн,о!го

соста-

в2

до

]на'ступлен'ия

1рав!нове'сия.

'€@'ётаБ0

газовой

,фазьт

дол)кен находиться

элемент,

активность

которого

опЁеде-

ляют.

|1о

хими'ческому

со,ставу

'металла

:и

по

;из'вестной

а]ктив|{о'сти

элемента

г330в:Фй

'фазе

опроделяют,его

ак_

тив!'ость

металле

т4л|1

1шла|ке.

(3)

раствора'

-е

А{етод

ун{иверсален'

и,меет вь|сокую

точ,ность

опреде-

лен'ия.

3,ти'м'1тт

етодом

и зу!т ен;Ф'||68

€!,0}{}1

угл

ер ода'

1ки слоро'да

,€€РБ|

|в

'металл!ических

}и 1плако1вь]х

ра'с'плавах.

Ёедостатки

т\{€1@А8

'сводятся

следующему.

'во_пе!р_

вь1х'

соста1в

,газовой

фазьт

трулно /поддер)кивать

по'стоян-

ньтм !в

течон(ие

длительного

времени. Б

,печи,

си,стеме

пода1ч,и

|отвода

|га3а

м1огут

протекать

,побоц{ньте

,реак-

ци|и'

'ра3|ви|в'аться

тер,мическая

диффу3ия.

Бсе

1это

в'л!ияет

на

состав

га|за

шац |ра1оплаво,м.

й'стин,ньтй

его

'со,став бу-

Аё1

Ф1'т1т!{т!121ься

от

среднего'

учить!ваемого

|ра|счетах.

Б,о-

вто]рь1х'

]в

некоторь]х

|си,стемах

для

на1ступления

,равно-

вес1ия требуется

дли'тельное

время.

Фпре0еленце

акт'1]вностш

уелеро0а

_это1щ 'ё.||}!12е

часто

иопольвуют

атмо,сферу

из

6Ф

€Ф2.

}1етал./1и,!10[(}1й

раопла|в,

в ;которьтй

мойет

бьтть

до-

,бавлен

),тлерод

для

ускоре'ния

дос'ти}кон|ия |рав,новесия,

вь1де'р)к|ивают

,под

атмосферой

и3 со

со2.

|1р,и

этом

фикси,руют

со'став

газ'овой

фазьт

'и

анали3ируют

металл.

1аким

образом

и'оследуется

реакция

[с]

+со2:2€Ф,

(а)

ко{нста1нта

ра|вно]ве!сия

которой

р2со

(рсо'а:с:)

.[,ля

по-

уч

ения вел!ич

ин ьт

ко'н'ста

нть1 зкс{п

ер;и'м

ент а

льнь!

да]нн

ьте

на

графике

в'координатах

ъо|рс',-['€]

экстраполиру_

ются

;нулевой

концентрации

углерода'

)где

а1с1:

[:€]

(3д

ста|ндартное

оо|с'тоя|ние

п!рини,мается

ео|стояние беско-

|нецн'о

:разбавлен'ного

!ра|ство,ра

углерода

!в

1металле).

.[ля

в,сех

о|стальньтх

авн^о1весн ь! х

\,словий

акти]вй{,ость

получ

а-

1от

и3

уравнения

(р2.'|рсо,)

(1|к),

а коэффишиент

ак|ив-

ности

[с:с1с1/[€].

сл

о'б

оз

н а чить

для',бин

ар:нФ[.Ф

;Ф!|]

3;Б

2'ко,н ста:нт}

новес!ия

(',

акти'вность

угле]р'ода

а;с1

для'троййого

сплава

Ре-€_хт

|соответственно

'и

'"'

то

Р|о|Рсо"

а1с.з1

&,,

р2с]Рсо,

а1сз

для

одн|их

и тех

>ке

отно1пония

р|о|рсо'и,содер)кания

уг.

лерода'

,ддя

которь]х

взять1

|кон,ста|11тьт

|'":

|(|к',

пде

ь-

коэффициент

а1кт,и!вно'с1,}и

углорода

зави|оимо-

сти

от

содержания т1ретьего

к0мпонента

в трой,ном

спл

ве:

|е

['":

|в

!("

_18к'

:вг!

1е

|",

где

г;

_сум,ма1р!ньтй,коэффициент

активн,ости

углерода

в тройтном

спла1ве Ре-'6-х;,

-:коэффиционт

акти'в-

ности

угдерода

1в

!оплаве

Ре-€.

Рис.

35. €хема

установки для

плавки металла

под атплосферой €Ф и €Ф2:

1_баллон..с

Аг; 2-6аллон

с €Ф:;

3_поглотители

с ангидро}1ом;

4-печь

магниевой

стружкой,

590"[; 5

реометр;

поглотитель

-аскаритом;

печь

с-_медной

стру'(кой,

450'(; 8-вьтход

атмосферу;

9_к

газоапализа_

тор'у1

10_печь-для

конверсии

€Фэ в €Ф; 11

_сосу!

ё_графитом; !2_ртут-

нь|п клапан и3оыточного

давления;

,.3

смеситель; .[4

реакционная

печь

А. Рист

д)к.

9ипма,н

и3учал,и

равнове,сие

)кидкого

металла

,с

;газов,ой

атмосфе'р9!'

с,остоя{в11]ей

;из

€Ф

и со2.

€хема

у'становки

приведена

на

рис.

35. Аргон и

у']'ле-

кисль:й

'га3

и.3

балл'онов

по,сле

соответствующей

,ФЁ||'€1'&!

6йФ1]]|{тБ3./|1{

'окисью

улле1рода'

1которую

п'олучал!и

|в

га-

зоген0рат0рной,пени

;||:!Фп}:0к8н,ие,м

сухо,го

углеки,слого

га3а-!чере3

графит ;при

1100'с.

'Фч;истку

окис1и

углерода

от €Ф2

вел'и

'с

1помощью

кон.

Ра,сход

а(рго,на и окиси

углерода

1поддерх{и1вали

постояннь1м,

из,меняли

только

а сход

углекисл,отьт.

Фтно'п:ену1е

р2со

[

со2

увели,чив

ал и

от

100

до

4300.

€оста1в газа

к0нтролировад,и

гра1виметри-

{

чеоким

методом

по

,кол'и'честв} €Ф2, погдощен]ной

а'ска-

ритом.

@ц,р9делял,[!

так)ке

|€ФА0Р)к3т}1'ие

6Ф в

'газе.

|азовую

сме,сь

подводили

]к

,п0верщости

'металла

по'мощью

ко!}н.(0вой

!рубки,

о'крух(енной'графитовьтм

пустотельт,м'на,гревател0й,

;(Ф1Ф'!Б|й

дол>кен

;пфеАотв!а-

щать

вь|}падение

св'ободного графита

и3

газа. ||ри боль-

1пих

отно,1пениях

1концентраций

со п

€Фэ вь1паде'ние с|во-

бодгл,ого

углерода

все )ке происходило

2€Ф:€"р*€@э.

(б)

.(ля

ускорения

,на'ступл0ния

!равн0весия

распла1в

)келе-

3а

при'сах{ивали графит.

по

дости}кении

равн,овесия

ме_

талл 3акал|ивали

определяли

содер}*(ание

углерода'

Фонов,ной

трудностью

шри

,пр0ведении

подобнь1х

эк-

спер'}11ментов я!вляется

!со3дание

таких

усло,вий

опьтта'

ко то

ьте

|п1р

едотвр а

а л'1'|,6ь'-

|8Б1!|

8..|(ёЁ:! ё

углер

ода н

а стен

ках

печ'и

|и

'в

]подводящих

трубоп!р'оводах.

3то приводит к от]!.пог|ению

отн'ошени'

Р2со

|Рсю'

от

раочет-

ного 3начения'

определяемому

по

даннь!м

а\|ал|13а входя11(их

|1ли

вь|ходящих

га3ов

;или

по

установленному

соот|!|о11|ению

рсо|Рю'.

{орошим

(катализаторот!{

для

ра3лох(ения

окиси

углерода

является

конденсат

ж0леза,

о,седающий

т!а стевках

устан,ов!ки.

стоцн;ико м

тши'бо'к

явля е'тся та|к)ке

тФ!

м;й,!!еёк8

ди

ф-

фузия

;Б

газФБ,Фй

,омеои.

0кись

углорода

:как лоп<ий

,газ 6улет

лиффунли;ровать к

нагре_

той

;поверхн,ости'

т.

е. отн|о1]_(ен1ие

Рсо/Р66"

над

поверхно,стью ме_

талла

в п|одв'одящем

труб,оглроволе

,булет

неодинаковы'м.

(ро'ме

того' {во3мо)к;но

недо|сти}кение

термического

Равно|весия

,ме>ктА}

га3'ом

'металлом.

Бследствие

{краткости

к0нтакта

тазовь!х

молекул

|металлом

они не

]уопевают

нагреваться,

поэтому

цисло

а|ктивированнь!х

мо_

лекул

значительно

мепьше их

общего числа

реакции

протекают

медленно.

8ремя

до

наступления

равновесия

обБтчно

достйгает

не_

окольких

чаоов.

1-!ри

когтцентраци'и

углерода

,в

|металле>

,сод0р-

)ка{ние

€Ф:

,газ0вой

смео}г

1н'и'чтох{но

'мало

и не :подд]_

ется

точному

и3ме1рению.

дах{е

сла;бое

окисление га3а

начинает

влия,ть,на |получа*ц616

п!ез}льта,тьт.

|1ри

иополБ3Ф:83;}1],|}1

углеродсодерх{ащихсмесей

ме_

тана

с водородо'м

опьттьт

{пров6дили

3а,мкт{утой

систепце

,по,стоя!н|ной

шир;куляцией

!га3а

'над

металлом.

€одер>ка-

н|ие

|мета]на

!в

газе

олределял!и,с

'помощью

,инф,ракрасного

|2'3Ф?!{?,/|'|{,3ато'ра.

|1о'сле

про,мь]]в!ки

системь|

€!;!|Ф11Фй

;в

пее

|по'сле

ра,спла'влФ{ия

{металла

напускали

во,дор,од

вь|дер}кивали

фстему

до'наступлония

равновесия'

чем

;;;;;

';"

неи3менн0м}

!€Ф'3т&;Б}

газовой

фазьт'

т'

е'

по

концентрациц1

щтана

в га3е.

14сследованию

подвергается

реакция

[с]*2Ё2:6ц,'

](ля

кФтФт|Фй

Р"'1'/(Р1'"

.г":).'

(4)

Б качостве

ста!ндартного

,вы1бирали

состояние

$зг!а-

6ий.

[*'й',ность

растворенного

'мёталле

угле'роАа

о'п_

ределяли

как

'отно1пение

!ве.пичи|нь1

рсн./рЁ1

Равновес'пой

данны'м

ра'оплавом'

величиг1{е

рст1\/

р2н,'

;!атвнФв€€1{@й

$-прафитом

]п'р]и

той

}ке

тем!пературе'

|1оледнее

отно-

1пен{ие

вычисляли

по

л]итературнь1м

даннь1м

!для

'реакции:

€в*2Ё':6ц''

1рудность

этой

методи,ки

за|ключается

в том'

что

при

вь1соких

температурах

мета1н

'ра3лагается'

поэто'му

ре-

зультать|

нео'бходим,о

ко'р1р0ктир0вать.

3ти'м спо'соб'о'м

исследова'н

дц19;['в0'п

ко1-1центрации

углер,ода

в }келе3'е

от

1,52

до

4,95%.

пр

е 0 е

ленше

актшвностш

кшс

ло

роо

Активттость

кислорода

х{идких

растворах

определяют

в основном

методом

установления

равновесия

)|(идкого

металла

пароводородной

атмосферой

известного

со_

става.

€одерйание

кислорода

легирующих..комп0нен'

тов

металле

опРеделяют

для--

равновесной

системьт'

14сследуется реакция

Р,Ф*'+х|1у:хЁэФг*и[л]'

для

котороя

]<:(р

н,о/р

н,)*[-дР,

раскислитель

или

,Б."|,у'ш'и

йой1с]{,е;1;

п'о,:

тверАьтй

или

)к}1дкий

окись;,

обра3ующий

конденсированную

фазу,

не состав_

ляющую

растворов

м'еталлом'

его

концентрация

не

входит

вь1ра)кение

константь|

равновесия)

Фтношле-

ние

н,о|р

н"

либо

задается

исследователем'

либо

точ_

но

фиксируется

ходе

опь1та.

|1о

зависимости

величи_

нь|

константы

равновесия

от

температурь|

определяют

и температурную

зависимость

^с.

|1ри

определении

растворимости

|1лт.'1'

активности

кислорода

в чистых

металлах

исследуют

реакцию

[Ф]дт'*Ёд:Ё$,

(5)

для

которой

!(:'Рн"о|(рн,

го:).

1(омб|117ац14я'

реакции