СПОСОБ СБОРКИ ОГНЕСТОЙКОЙ КОНСТРУКЦИИ
METHOD OF ASSEMBLING FIREPROOF STRUCTURE

Предлагаемое изобретение относится к области изготовления огнестойких сборочных систем для хранения, транспортировки токсичных, огне- и взрывоопасных материалов и может быть использовано для предотвращения несанкционированного воздействия экологически опасных материалов на окружающую среду.
Известен способ сборки устройства для транспортировки горючих и токсичных материалов, согласно которому в резервуар, снабженный гибкими тягами для установления равновесного положения устройства при транспортировке и опорными роликами на крепежных приспособлениях, а также эластичными накладками для герметичности внутренней полости устройства, помещают жидкий горючий материал, при этом корпус устройства выполнен в виде совмещенных фигурных модулей с образованием продольных гофр (патент РФ №2103213, МПК B65D 90/28, публ. 27.01.1998 г.).
К недостаткам известного устройства относится недостаточно высокая степень огне- и взрывобезопасной защиты.
Известен в качестве наиболее близкого к предлагаемому способ получения огнестойкой сборочной системы (заявка РФ №97120486, МПК В65D 90/08, публ. 09.12.97 г.), согласно которому собирают конструкцию, содержащую корпус с крышкой, с расположенной внутри этого корпуса емкостью с токсичными и горючими материалами, снабженной теплозащитными межстенными элементами, выполненными в виде тепло- и огнезащитного экрана (оболочки), окрашенного термостойким светоотражательным составом.
Недостатками известного устройства являются недостаточно высокая степень безопасности конструкции, заполненной токсичными и огнеопасными материалами, и низкая экологическая безопасность при транспортировке или хранении его в условиях воздействия огневых или механических нагрузок.
Задачей авторов предлагаемого изобретения является разработка эффективного и оперативного способа сборки огнестойкой конструкции с токсичными и огнеопасными материалами, с повышенными безопасностью и степенью тепло - и огнезащиты.
Новый технический результат, обеспечиваемый при использовании предлагаемого способа сборки огнестойкой конструкции, заключается в повышении безопасности и степени тепло - и огнезащиты конструкции, повышении экологической безопасности при транспортировке или хранении ее в условиях воздействия огневых или механических нагрузок.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в известном способе сборки огнестойкой конструкции, состоящей из корпуса с расположенной внутри этого корпуса емкостью для заполнения токсичными и горючими материалами, чувствительными к механическому импульсу, снабженной теплозащитными межстенными элементами, согласно предлагаемому изобретению емкость для заполнения токсичными и горючими материалами, выполненную в виде перевернутого вверх дном стакана с дном сложного профиля, центральная зона которого вогнута внутрь емкости, а периферийная зона имеет выпуклый наружу профиль, и корпус, охватывающий эту емкость снаружи, выполненный в виде полого цилиндра, устанавливают в кольцевой паз на неподвижном основании вспомогательного устройства соосно друг другу с образованием межстенного зазора, постоянство величины которого в продольном направлении регулируют посредством вспомогательных Г-образных вкладышей, опирающихся на дно емкости, затем формируют теплозащитные межстенные элементы путем заливки отверждающейся композиции в сформированные зазоры между цилиндрическим корпусом и емкостью для заполнения токсичными и горючими материалами, затем удаляют вспомогательные Г-образные вкладыши и осуществляют вибрационное воздействие в вертикальном направлении, затем формируют теплозащитный элемент на выпукло - вогнутой внешней поверхности емкости для заполнения токсичными и горючими материалами путем последовательного размещения слоев отверждающейся композиции и тканевых прокладок, после чего проводят вибрационное воздействие на полученную сборку в вертикальном направлении с последующим затягиванием вспомогательной крышки, в которой выполнены дренажные отверстия и размещен слой тканевого материала, плотность которого больше плотности тканевых прокладок межстенного теплозащитного элемента, с использованием системы вспомогательных установочных элементов, затем осуществляют отверждение сформированных теплозащитных межстенных элементов в условиях термообработки при температуре не более 250°С с последующим удалением основания вспомогательного устройства, вспомогательной крышки, вспомогательных установочных элементов, после чего собранную огнестойкую конструкцию подготавливают к заполнению токсичными и горючими материалами.
Кроме того, для реализации предлагаемого способа в качестве отверждающейся композиции используют тепло-огнестойкий композиционный материал, который содержит, мас.%: зольные микросферы 30-40, гексафторсиликат натрия 2,4-3,2; многоатомный спирт - 1,2-1,6, связующее - жидкое стекло - остальное.
Предлагаемый способ поясняется следующим образом.
На чертеже представлен общий вид полученной предложенным способом разборной огнестойкой конструкции, где 1 - основание вспомогательного устройства с кольцевым пазом, 2 - емкость для заполнения токсичными и горючими материалами, 3 - корпус, 4 - вспомогательная крышка, 5 - Г-образный вкладыш, 6 - вспомогательный установочный элемент, 7 - межстенный зазор для теплозащитного элемента.
Указанная огнестойкая конструкция собирается следующим образом.
Первоначально берут емкость 2, выполненную в виде перевернутого вверх дном стакана с дном сложного профиля с отсутствующими в ней на момент сборки токсичными и горючими материалами, и цилиндрический корпус 3 и устанавливают их в кольцевой паз на неподвижном основании 1 вспомогательного устройства соосно друг другу с помощью Г-образных вкладышей 5 и вспомогательных установочных элементов 6 таким образом, что корпус охватывает емкость снаружи сборки с образованием межстенного зазора 7. Постоянство величины зазора в продольном направлении регулируют посредством вспомогательных Г-образных вкладышей 5, опирающихся на дно емкости.
Такая взаимная ориентация корпуса 3 и емкости 2 с помощью фиксирующих элементов способствует более высокой устойчивости и прочности сборки.
Затем формируют теплозащитные межстенные элементы путем заливки тепло-огнезащитной отверждающейся композиции в сформированные межстенные зазоры 7 между цилиндрическим корпусом 3 и емкостью 2 с использованием вибрационного воздействия в вертикальном направлении, что необходимо для удаления воздушных включений и обеспечения однородной структуры отверждающейся композиции.
После заполнения межстенных зазоров 7 под вспомогательную крышку 4 устанавливают прокладки из тканевого материала, например марли, что необходимо для предотвращения растрескивания материала в процессе его отверждения за счет армирования слоя нитями тканевого материала, производят формирование теплозащитного элемента на выпукло-вогнутой внешней поверхности емкости для заполнения токсичными и горючими материалами путем последовательного размещения на ней слоев отверждающейся композиции и тканевых прокладок с использованием вибрационного воздействия.
Через сквозные отверстия в вспомогательной крышке 4 обеспечен выход газообразных продуктов отверждения теплозащитной композиции, в качестве которой используют термостойкий композиционный материал, который содержит, мас.%: зольные микросферы 30-40, гексафторсиликат натрия 2,4-3,2; многоатомный спирт - 1,2-1,6, связующее - жидкое стекло - остальное. На внутренней поверхности вспомогательной крышки 4 выкладывается слой тканевого материала, плотность которого превышает плотность тканевых прокладок межстенного теплозащитного элемента, например, бязь, что необходимо не только для предотвращения вытекания жидкой еще композиции через дренажные отверстия вспомогательной крышки 4, но и для беспрепятственного выхода газообразных продуктов.
Затем затягивают вспомогательную крышку 4 с использованием системы вспомогательных установочных элементов 6.
Отверждение композиции проводят по ступенчатому температурному режиму с подъемом температуры до 250°С.
После завершения процесса отверждения проводится разборка огнестойкой конструкции с удалением основания 1 вспомогательного устройства, вспомогательной крышки 4, вспомогательных установочных элементов 6 и далее собранную огнестойкую конструкцию подготавливают к заполнению токсичными и горючими материалами, осуществляемому через горловину емкости с последующей ее герметизацией.
Для подтверждения достигаемого технического результата полученную огнестойкую конструкцию подвергают контрольным испытаниям, результаты которых приведены в таблице 1.
Таким образом, как это подтвердили контрольные испытания, использование предлагаемого способа сборки огнестойкой конструкции обеспечивает повышение безопасности и степени тепло - и огнезащиты конструкции, повышение экологичности при транспортировке или хранении ее в условиях воздействия тепловых или механических нагрузок.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа подтверждается следующими примерами.
Пример 1. В лабораторных условиях предлагаемый способ реализован на опытном образце предлагаемой огнестойкой конструкции.
Первоначально емкость 2 (см.чертеж), выполненную в виде перевернутого вверх дном стакана, и корпус 3, выполненный в виде полого цилиндра, устанавливают на неподвижное основание 1 соосно друг другу. Формируют межстенные зазоры 7 между корпусом 3 и емкостью 2 с помощью Г-образных вкладышей 5.
Затем формируют теплозащитные межстенные элементы путем заливки отверждающейся композиции, в качестве которой используют состав, который содержит мас.%: зольные микросферы - 30, гексафторсиликат натрия - 2,4; многоатомный спирт - 1,2, связующее - жидкое стекло - остальное, в зазоры 7 между емкостью 2 и корпусом 3 с использованием вибрационного воздействия с частотой 30-40 Гц.
После заполнения межстенных зазоров 7 под вспомогательную крышку 4 устанавливают прокладки из марли в количестве 5 штук и формируют теплозащитный элемент на на выпукло-вогнутой внешней поверхности емкости 2 путем последовательного размещения слоев отверждающейся композиции и тканевых прокладок. Затем с помощью вспомогательных установочных элементов 6 вспомогательное устройство 1 соединяют с вспомогательной крышкой 4. Затем осуществляют отверждение сформированных теплозащитных межстенных элементов в условиях термообработки при температуре не более 250°С.
После отверждения композиции и охлаждения сборки удаляют основание вспомогательного устройства 1, вспомогательную крышку 4, вспомогательные установочные элементы 6, после чего сборку огнестойкой конструкции подготавливают к заполнению токсичными материалами.
Пример 2. В условиях примера 1 реализован предлагаемый способ, но в качестве заливочной теплозащитной композиции использован следующий состав, % мас.:
- зольные микросферы - 40;
- гексафторсиликат натрия - 3,2;
- многоатомный спирт - 1,6;
- связующее - жидкое стекло - остальное.
В таблице 1 приведены результаты испытания полученной сборки.
Как это показали эксперименты, использование предлагаемого способа обеспечивает повышение безопасности и степени тепло- и огнезащиты конструкции, повышение экологичности при транспортировке или хранении ее в условиях воздействия тепловых или механических нагрузок.
Таблица 1.
Примеры реализации
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
Термостойкость сборки (наличие разрушения при температурных воздействиях от -50°С до +50°С)
Стойкость к ударным воздействиям при перегрузках до 100g в течение 3-7 мсек, число циклов
Бросковые испытания до разрушения
Выдержка без воспламенения в пожаре при 550-600°С, мин
Трудоемкость сборки, чел/дней
1
2
3
4
5
6
7
Прототип
600
-
-
6
-
24
Предлагаемый способ
Пример 1
550
Нет разрушения
8000
12 Нет разрушения
25
16
Пример 2
600
Нет разрушения
8000
12 Нет разрушения
25
16