Abstract
ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ К РАЗРУШЕНИЮ ПЛОСКИХ ВОДОРОДОПРОНИЦАЕМЫХ МЕМБРАН И РАЗРАБОТКА МЕМБРАННОГО МОДУЛЯ ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА ИЗ ГАЗОВЫХ СМЕСЕЙ Рассмотрена причина разрушения плоских водородопроницаемых мембран на основе тантала и ниобия вследствие дилатации, вызванной растворением водорода.Показано, что проблема повышения периода их функционирования может быть решена двумя путями: использованием ниобиевых и танталовых сплавов, менее склонных к водородной хрупкости; изменением конструкции мембран для более однородного распределения напряжений, возникающих при дилатации.Приведены результаты экспериментов по изучению влияния шага точечной контактной сварки мембран из танталовой и ниобиевой фольги толщиной 40 мкм, сваренной со стальной подложкой, на период их работы и величину водородопроницаемости.Испытанию подвергались композиционные мембраны, на внешнюю поверхность которых после сварки методом магнетронного распыления наносился слой Pd.Измерения проведены при 580 °С, избыточном давлении 500 кПа газовой смеси 1 часть Ar / 5 частей H 2 .Площадь мембран составляла 7,85•10 -3 м 2 .Показано, что обеспечение условий для равномерного распределения напряжений в мембране путем их точечной сварки с подложкой по площади позволяет существенно (до 400 %) повысить период их работы, снижая вероятность возникновения трещин.Описана конструкция укрупненной лабораторной установки для выделения водорода из газовых смесей.Установка создана для одновременной эксплуатации до 10 плоских мембран общей площадью до 0,6 м 2 .Установка спроектирована с учетом возможности демонтажа мембранного модуля с ретортой, что позволит при промышленной эксплуатации подобного оборудования осуществлять замену вышедших из строя модулей без остановки всего производства.Приведены результаты ее испытаний с мембранным модулем общей площадью мембран 0,18 м 2 с использованием композиционных мембран Ta (40 мкм)/Pd (0,155 мкм) и Nb (40 мкм)/Pd (0,39 мкм).