Реферат 

       Работа  содержит:  28 страниц, 5 таблиц, 1 блок-схему, 4 рисунка.

       Цель  работы: закрепить знания по технологии и товароведению промышленной продукции, в частности на примере медных листов и полос; развить практические навыки самостоятельной работы с нормативно-технической документацией, классификаторами, справочниками и другими литературными источниками, определяющими и регламентирующими показатели качества промышленной продукции, технологию её производства, условия поставки, упаковки, транспортировки и хранения; научиться пользоваться и исследовать литературу по заданной теме, анализируя её и выбирая основную информацию.  

       Ключевые  слова: медь, трубы медные, технология производства, потребительские свойства, контроль качества, стандарты. Изучена товарная продукция в виде меди и труб медных, сфера применения данного вида продукции.

       Определены  потребительские свойства медных труб. При изучении и описании технологии производства труб медных дана характеристика сырья производства, основных стадий производства, приведен анализ блок-схемы производства труб из меди, выявлено влияние технологии, сырья на качество продукции.

       Для определения нормируемых показателей  качества труб медных изучены соответствующие стандарты.

Изучены вопросы  контроля качества медных труб, правила приемки, транспортирования и хранения готовой продукции. 
Введение 

     Медь (лат. Cuprum) - химический элемент. Один из семи металлов, известных с глубокой древности. По некоторым археологическим данным - медь была хорошо известна египтянам еще за 4000 лет до Р. Хр. Знакомство человечества с медью относится к более ранней эпохе, чем с железом; это объясняется с одной стороны более частым нахождением меди в свободном состаянии на поверхности земли, а с другой - сравнительной легкостью получения ее из соединений. Древняя Греция и Рим получали медь с острова Кипра (Cyprum), откуда и название ее Cuprum. Особенно важна медь для электротехники.

     По  электропроводности медь занимает второе место среди всех металлов, после  серебра. Однако в наши дни во всем мире электрические провода, на которые раньше уходила почти половина выплавляемой меди, все чаще делают из аллюминия. Он хуже проводит ток, но легче и доступнее. Медь же, как и многие другие цветные металлы, становится все дефицитнее. Если в 19 в. медь добывалась из руд, где содержалось 6-9% этого элемента, то сейчас 5%-ные медные руды считаются очень богатыми, а промышленность многих стран перерабатывает руды, в которых всего 0,5% меди.

     Медь  входит в число жизненно важных микроэлементов. Она участвует в процессе фотосинтеза и усвоении растениями азота, способствует синтезу сахара, белков, крахмала, витаминов. Чаще всего медь вносят в почву в виде пятиводного сульфата - медного купороса. В значительных количествах он ядовит, как и многие другие соединения меди, особенно для низших организмов. В малых же дозах медь совершенно необходима всему живому.

     Химические  и физические свойства элемента.

     Медь - химический элемент I группы периодической  системы Менделеева; атомный номер 29, атомная масса 63,546. Температура плавления- 1083° C; температура кипения - 2595° C; плотность - 8,98 г/см³. По геохимической классификации В.М. Гольдшмидта, медь относится к халькофильным элементам с высоким сродством к S, Se, Te, занимающим восходящие части на кривой атомных объемов; они сосредоточены в нижней мантии, образуют сульфиднооксидную оболочку.

     Вернадским  в первой половине 1930 г были проведены  исследования изменения изотопного состава воды, входящего в состав разных минералов, и опыты по разделению изотопов под влиянием биогеохимических процессов, что и было подтверждено последующими тщательными исследованиями. Как элемент нечетный состоит из двух нечетных изотопов 63 и 65. На долю изотопа Cu (63) приходится 69,09%, процентное содержание изотопа Cu (65) - 30,91%. В соединениях медь проявляет валентность +1 и +2, известны также немногочисленные соединения трехвалентной меди.

     Цель  работы: закрепить знания по технологии и товароведению промышленной продукции, в частности на примере медных листов и полос; развить практические навыки самостоятельной работы с нормативно-технической документацией, классификаторами, справочниками и другими литературными источниками, определяющими и регламентирующими показатели качества промышленной продукции, технологию её производства, условия поставки, упаковки, транспортировки и хранения; научиться пользоваться и исследовать литературу по заданной теме, анализируя её и выбирая основную информацию.  

К валентности 1 относятся лишь глубинные соединения, первичные сульфиды и минерал куприт – Cu₂O. Все остальные минералы, около сотни отвечают валентности два. Радиус одноволентной меди +0.96, этому отвечает и эк - 0,70. Величина атомного радиуса двухвалентной меди - 1,28; ионного радиуса 0,80.

     Очень интересна величена потенциалов  ионизации: для одного электрона - 7,69, для двух - 20,2. Обе цифры очень велики, особенно вторая, показывающая большую трудность отрыва наружных электронов. Одновалентная медь является равноквантовой и потому ведет к бесцветным солям и слабо окрашенным комплексам, тогда как разноквантовя двух валентная медь характеризуется окрашенностью солей в соединении с водой.

     Медь - металл сравнительно мало активный. В  сухом воздухе и кислороде  при нормальных условиях медь не окисляется. Она достаточно легко вступает в  реакции с галогенами, серой, селеном. А вот с водородом, углеродом и азотом медь не взаимодействует даже при высоких температурах. Кислоты, не обладающие окислительными свойствами, на медь не действуют.

     Электроотрицательность  атомов - способность при вступлении в соединения притягивать электроны. Электроотрицательность Cu²⁺ - 984 кДЖ/моль, Cu⁺ - 753 кДж/моль. Элементы с резко различной ЭО образуют ионную связь, а элементы с близкой ЭО - ковалентную. Сульфиды тяжелых металлов имеют промежуточную связь, с большей долей ковалентной связи ( ЭО у S-1571, Cu-984, Pb-733). Медь является амфотерным элементом - образует в земной коре катионы и анионы.

1. Применение  меди в сфере производства и потребления

     Цветные металлы и сплавы получили широкое  применение в современном машиностроении. Особенно возросла их роль в связи с развитием реактивной техники и атомной энергетики, освоением космического пространства и развитием радиоэлектроники.

     Цветные металлы и их сплавы широко применяются  в различных отраслях народного  хозяйства, так как обладают рядом положительных свойств, прежде всего низкой плотностью при удовлетворительной плотности, высокими электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью и др.

     Однако  применение цветных металлов зависит  не только от их свойств, но и от содержания в земной коре, доступностью рентабельности процесса добычи, обработки и производства.

     Цветные металлы, как правило, являются дорогостоящими, и там, где это возможно, их заменяют черными металлами.

     Медь  является тяжелым цветным металлом. Медь является ценным техническим металлом. В чистом виде она имеет красный цвет.

     Медь  хорошо проводит электричество и  теплоту, отличается пластичностью. Недостатками ее являются высокая плотность, плохая обрабатываемость на металлорежущих станках, низкие литейные свойства.

     В чистом виде медь используется в электро- и радиопромышленности, значительная часть ее идет на изготовление сплавов.

     Медь  обладает высокой технологичностью и легко прокатывается в листы, ленту и тонкую проволоку.

     Но  лишь 20 % вырабатываемой меди приходится на изделия. Из меди изготавливают для радиотехнической промышленности (в том числе и других организаций, ведомств, предприятий) изделия:

• проволоку различных диаметров и длин, которая зачастую применяется как электропроводник;
• трубы
• ленту различной длины и ширины;
• радиаторы для радиотехники;
• различные детали для машин и автоматов;
• листы и полосы.

     Трубы медные также используются в различных изделиях радиотехнической промышленности.

     Наша  промышленность выпускает медь нескольких марок, отличающихся содержанием примесей.

     Наиболее  чистая медь марок М00 и М0 (содержит соответственно от 0,01 и 0,03 % примесей) применяется  для изготовления проводниковых  материалов.

     Чистые сорта меди М1 и М2 (содержат соответственно до 0,1 и 0,3 % примесей), применяются для получения высококачественных деформируемых и литейных сплавов. Менее чистая медь М3 до 0,5 % примесей применяется для производства сплавов обыкновенного качества.

2. классификационные признаки медных труб

     Меди  классифицируют по:

      - характеру взаимодействия примесей с медью:

• Примеси, образующие с медью твердые растворы (Ni, Zn, Sb, Sn, Al);
• Примеси, практически не растворимые в меди (Pb, Bi);
• Примеси кислорода и серы, образующие с ней хрупкие химические соединения.

     Трубы медные классифицируют по следующим критериям:

     - способ изготовления:

• холоднокатаные;
• прессованные;
• круглые тянутые

     - точность изготовления:

• нормальная точность;
• повышенная точность;

     - состояние:

• мягкое;
• полутвердое;
• твердое;

     - по назначению:

• общего назначения;
• специального назначения.

     Классификация по ОКП РБ

     Секция  D. Продукция перерабатывающей промышленности.

     Подсекция DJ. Основные металлы и готовые металлические изделия.

     Группа 27.4. Медь и полуфабрикаты из меди.

     Класс 27.44. Медь и полуфабрикаты из меди.

     Категория 27.44.2. Полуфабрикаты из меди и медных сплавов

     Подкатегория 27.44.26. Трубы большого и малого диаметров или фитинги для труб из меди

     Вид 27.44.26.300 Трубы и трубки из меди

     Классификация по ТН ВЭД

     Раздел  XV. Недрагоценные металлы и изделия из них.

     Группа 74. Медь и изделия из нее.

     Позиция 7411. Трубы и трубки

3. Потребительские свойства медных труб

     Временное сопротивление – сопротивление медных труб при растяжении в МПа.

     Относительное удлинение после разрыва – свойство медных труб удлиняться при длительных нагрузках.

     Герметичность - это непроницаемость жидкостями и газами стенок, ограничивающих внутренние объемы медных труб.

     Твердость по Виккерсу. Измеряют твердость, так же, как и по методу Бринеля. Основан на получении отпечатка после внедрения индентора и подсчета среднего (условного) напряжения на поверхности этого отпечатка. В качестве индентора вместо шарика выбрана алмазная пирамида.

     Число твердости по Виккерсу определяют как  частное от деления нагрузки Р на площадь боковой поверхности полученного пирамидального отпечатка (упругая отдача при снятии нагрузки игнорируется):

     где Р - нагрузка на индентор;

     a- угол между противоположными гранями алмазного наконечника, равный а ==136°;

     d - среднее арифметическое обеих диагоналей отпечатка после снятия нагрузки, мм.

     Для упрощения определения числа  твердости по Виккерсу расчет по формуле не производят, а пользуются готовыми таблицами, составленными на основании этой формулы. Метод измерения твердости по Виккерсу стандартизован - ГОСТ 2999 - 86. При этом стандарте в виде приложения даны и таблицы, заменяющие расчеты по формуле. В этом же стандарте подробно перечислены все правила проведения самого испытания.

4. Технология  производства меди и  ее технико-экономическая  оценка

     Медь  встречается в земной коре в виде комплексов соединений, содержащих свинец, цинк, сурьму, мышьяк, золото и серебро. В рудах медь находится в виде сульфидных и окисленных соединений; встречается и самородная медь. Наибольшее распространение и значение имеют сульфидные руды, содержащие от 1 до 5 % меди. К сульфидным рудам относятся медный колчедан, медный блеск и пестрая медная руда.

     Медный  колчедан, или халькопирит, — минерал латунно-желтого цвета. Представляет собой химическое соединение меди с железом и серой — CuFeS₂, содержащее 34,5 % меди. Это основной вид медной руды, из которой извлекают большую часть добывающейся меди.

     Медный  блеск, или халькозин, — минерал свинцово-серого или черного цвета. По химическому составу это соединение меди с серой — Cu₂S, в котором содержится 79,8 % меди, а иногда присутствует примесь серебра. Медный блеск относится к богатым медным рудам.

     Пестрая медная руда, или борнит, является продуктом распада медного колчедана. Химический состав минерала — Cu₅FeS₄, т.е. сульфид меди и железа с содержанием 52—65 % меди.

     Из  оксидных медных руд наибольшее значение имеет красная медная руда.

     Красная медная руда, или куприт, — минерал красного цвета, имеющий химический состав Сu₂О с содержанием 88,8 % меди.

     Медь  можно получить пирометаллургическим и гидрометаллургическим способами. Наибольшее распространение в современной практике имеет пирометаллургический способ.

     При пирометрическом способе богатые  окисленные руды с содержанием меди 3—5 % и более подвергают непосредственной плавке. Руды со средним содержанием меди (1—2 %) и все комплексные руды, в состав которых входят цинк, свинец, никель и другие металлы, включая благородные, перед плавкой обогащают. Наиболее широко используется флотационный метод, позволяющий получить концентрат с 15—20 % меди.

     Богатую руду и концентрат вначале обжигают при 600—700°С для удаления избытка серы и образования оксидов железа, а затем переплавляют в отражательных печах при температуре 1250—1300 °С. При переплавке получается еще не медь, а медный штейн, состоящий из сернистых соединений меди и железа. В нем содержится 20—50 % меди; 20—40 % железа и 22—25 % серы. Затем расплавленный жидкий штейн заливают в конвертеры и продувают воздухом (конвертируют) для окисления сульфидов меди и железа, перевода образующихся оксидов железа в шлак, а серы в SO₂ и получения черновой меди. Черновая медь содержит 98,4—99,4 % чистой меди и небольшое количество примесей. Ее разливают в металлические формы (изложницы) и получают слитки. Эту медь, непригодную для технических целей, необходимо подвергнуть огневому или электролитическому рафинированию.

     При огневом рафинировании через черновую медь в пламенных отражательных печах под давлением продувают воздух, кислород которого окисляет примеси. Этот метод применяют для получения меди невысокой чистоты и в тех случаях, когда медные руды, из которых получена черновая медь, содержат ничтожно малое количество благородных металлов или не содержат их совсем. При этом способе они не извлекаются, а полностью остаются в получающейся огневой меди. После огневого рафинирования получают медь чистотой 99—99,5 % . Из нее отливают чушки для выплавки сплавов меди (бронзы или латуни) или плиток для электролитического рафинирования.

     Электролитическое рафинирование проводят для получения чистой от примеси меди (99,95 % меди). Электролиз проводят в ваннах, покрытых изнутри винипластом или свинцом. Аноды делают из меди огневого рафинирования, а катоды — из листов чистой меди. Электролитом служит водный раствор CuSO₄ (10—16 %) и H₂SO4 (10—16 %). При пропускании постоянного тока анод растворяется, медь переходит в раствор, а на катодах разряжаются ионы меди. Примеси (мышьяка, сурьмы, висмута и др.) осаждаются на дно ванны, их удаляют и перерабатывают для извлечения этих металлов. Катоды выгружают, промывают и переплавляют в электропечах. Электролитическая катодная медь содержит 99,999 % меди. 
 
 
 

      Блок-схема производства меди 

     Стадии:

     1 — обогащение руды;

     2 — обжиг концентрата; 

     3 — переплавка штейна;

     4 — разлив черновой меди;

     5 — рафинирование черновой меди.

5. НТД на Трубы медные. нормируемые показатели качества в соответствии с требованиями НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ

     ГОСТ 617-90 «Трубы медные. Технические условия»

     ГОСТ 8695-75 «Трубы. Метод испытания на сплющивание»

     ГОСТ 10006-80 «Трубы металлические. Метод испытания  на растяжение»

     ГОСТ 2999-75 «Металлы и сплавы. Метод измерения  твердости по Виккерсу»

     ГОСТ 8695-75 «Трубы. Метод испытания на сплющивание»

     ГОСТ 8393-80 «Трубы металлические. Метод испытания  на бортование»

     ГОСТ 13938.1-78 «Медь. Методы определения меди» 

     ГОСТ 617-90 «Трубы медные. Технические условия» распространяется на медные круглые тянутые, холоднокатаные и прессованные трубы общего назначения. 

     ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ по ГОСТ 617-90 «Трубы медные. Технические условия»

     Трубы изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке, из меди марок M1, M1p, М2, М2р, МЗ, МЗр, томпака марки Л96.

     Трубы для токопроводящих изделий изготавливают из меди марок M1 и М2. Трубы из томпака марки Л96 изготовляют диаметром до 30 мм включительно тянутыми и холоднокатаными.

     Основные  параметры и размеры

     По  длине трубы изготавливают:

• немерной длины;
• от 1,5 до 6 м — тянутые и холоднокатаные;
• от 1 до б м — прессованные.

     Допускаются трубы тянутые и холоднокатаные длиной менее 1,5 м, но не менее 1 м, прессованные длиной менее 1 м, но не менее 0,5 м в количестве не более 10 % массы партии; мерной длины или кратной мерной длины — в пределах немерной длины — тянутые и холоднокатаные; длиной не менее 10 м в бухтах — тянутые трубы с толщиной стенки до 2,5 мм включительно и с наружным диаметром до 12 мм включительно—в мягком и твердом состоянии, более 12 до 18 мм включительно — в твердом состоянии.

     Предельные отклонения по длине труб мерной длины должны соответствовать приведенным в табл. 5.1. 

Таблица 5.1. Предельные отклонения по длине труб мерной длины, мм

     Трубы кратной мерной длины должны изготовлять  с припуском 5 мм на каждый рез и с предельными отклонениями на общую длину, установленными для труб мерной длины.

     Условные  обозначения труб проставляют по схеме

     Труба тянутая, круглая, нормальной точности изготовления, мягкая, наружным диаметром 28 мм и толщиной стенки 3 мм, длиной 3000 мм, повышенной точности по длине, из меди марки М2:

     Труба ДКРНМ 28X3X3000 М2 Б ГОСТ 617-90

     Труба прессованная, круглая, наружным диаметром 90 мм ji внутренним диаметром 60 мм, немерной длины, из меди марки М3:

     Труба ГКРХХ 90X60 НД МЗ ГОСТ 617—90 

     Характеристики

     Тянутые и холоднокатаные трубы изготовляют  в мягком и твердом состояниях.

     Наружная  и внутренняя поверхности труб должны быть свободными от загрязнений, затрудняющих визуальный осмотр, без расслоений, плен, пузырей, раковин и надрывов.

     Допускаются отдельные поверхностные дефекты-вмятины, углубления, забоины, риски, мелкие плены, задиры, если они не выводят трубы при контрольной зачистке за предельные отклонения по размерам.

     На  поверхности труб допускаются кольцеватость, цвета побежалости, следы правки, малозначительные местные потемнения.

     Трубы должны быть ровно обрезаны и не должны иметь значительных заусенцев.

     Косина  реза не должна превышать, мм:

     Разностенность  не должна выводить   размеры труб за предельные отклонения по толщине стенки.

     Овальность  для тянутых и холоднокатаных труб твердого и полутвердого состояния не должна выводить размеры труб за предельные отклонения по наружному диаметру.

     Овальность  не устанавливается:

• для труб, изготовленных в бухтах;
• тянутых и холоднокатаных труб в мягком состоянии;
• тянутых и холоднокатаных труб в полутвердом и твердом состояниях толщиной стенки менее 1/30 наружного диаметра;
• прессованных труб толщиной стенки менее 1/15 наружного диаметра.

     Тянутые   и   холоднокатаные   (твердые  и полутвердые) трубы с наружным   диаметром свыше 10 мм   в отрезках, а также прессованные трубы   должны быть   выправлены. Кривизна на 1 м длины   трубы не   должна   превышать значений,    приведенных в табл. 5.2. 

Таблица 5. Кривизна на 1 м длины   трубы, мм

     Общая кривизна не должна превышать произведения кривизны на 1 м длины на общую  длину трубы в метрах.

     Кривизну  не устанавливают:

• для труб, изготовленных в бухтах;
• для тянутых и холоднокатаных труб в мягком состоянии;
• для тянутых и холоднокатаных труб в полутвердом и твердом состоянии с наружным диаметром менее 11 мм.

     Механические  свойства труб должны соответствовать приведенным в табл. 5.3.