Китайский графит: коррозионная стойкость? 

Коррозионная стойкость китайского графита — вопрос, который на конференциях часто задают с поднятой бровью. Многие сразу думают о дешевом сырье, пористости и непредсказуемости. Но реальность, как обычно, сложнее и скучнее маркетинговых ярлыков. Дело не столько в стране происхождения, сколько в том, что скрывается за общим термином ?графит?: тип сырья, технология уплотнения, размер зерна, пропитки. И здесь китайские производители, особенно те, кто работает на серьезный сектор, давно перестали быть монолитом. Можно получить как откровенный брак, так и материал, который спокойно выдерживает концентрированные кислоты при высоких температурах. Разница — в деталях и в том, знаете ли вы, что именно спрашивать у поставщика.

От сырья к заготовке: где кроется первый подводный камень

Всё начинается с игольчатого кокса. Китайский, российский, американский — разница в структуре волокна и зольности. Китайский сырец, скажем так, раньше мог быть очень ?грязным?. Но сейчас, если говорить о компаниях уровня ООО Чэнду Чэнсинь Технологии, они закупают и работают с отборным сырьем, часто комбинируя источники. Я видел их производственные линии в Дуцзянъяне — там стоит современное оборудование для прессования изостатикой. Важен не сам факт ?китайского производства?, а контроль над процессом карбонизации и графитации в печах. Пережжешь — материал становится хрупким, недожжешь — страдает и плотность, и химическая стойкость.

На практике это выливается в следующее: заказываешь партию графита марки ?высокая стойкость к окислению?. Приходит. Внешне — идеально. Но когда начинаешь фрезеровать из него детали для теплообменника, работающего со смесью азотной и плавиковой кислот, в цеху появляется характерный ?пыльный? запах — это выходят летучие. Значит, графитация прошла не до конца. Это не катастрофа, но для агрессивных сред такой материал уже не годится. Приходится пускать его на менее ответственные узлы.

Именно поэтому я всегда прошу предоставить не только сертификат, но и данные по остаточной зольности и коэффициенту термического расширения (КТР) для конкретной партии. Китайские технологи сейчас это понимают и все чаще готовят такие паспорта. Ссылаться можно, к примеру, на технические разделы сайта https://www.cdcxkj.ru, где у таких производителей данные часто структурированы. Но живой запрос по конкретной поставке раскрывает больше.

Плотность, поры и битва с пропитками

Коррозионная стойкость графита — это по сути битва за его поры. Чем выше плотность (от 1,85 г/см3 и выше), тем меньше открытая пористость и тем сложнее агрессивной среде проникнуть внутрь и разрушать материал изнутри. Китайские заводы научились делать плотный графит, но здесь есть нюанс: однородность.

В крупногабаритных заготовках (тех же электродах или блоках для химических аппаратов) иногда встречаются локальные зоны с разной плотностью. На глаз не видно, но при длительной эксплуатации под нагрузкой в кислотной среде именно эти зоны становятся очагами коррозии и последующего растрескивания. Мы как-то получили партию графитовых плит для футеровки. Первые три месяца — всё отлично. Потом на одной плите, в строго определенном месте, началось вздутие и шелушение. Вскрыли — внутри поры были забиты продуктами реакции, которых в других местах не было. Анализ показал микронеоднородность.

Отсюда пошла практика заказывать пробные партии под конкретную задачу и проводить свои, порой варварские, тесты. Опускаешь образец не в стандартный 20% HCl, а в кипящую смесь, близкую к твоей технологической, и смотришь на потерю массы и изменение структуры кромки под микроскопом. Только так.

Случай из практики: теплообменник и фтор

Хороший пример — история с кожухотрубным теплообменником для производства фторсодержащих соединений. Среда — убийственная. Нержавейка не годится вообще. Нужен был импрегнированный графит (пропитанный фенолформальдегидной смолой или фторпластом). Заказчик изначально скептически относился к китайскому варианту, настаивая на европейском.

Мы рискнули и заказали блоки у проверенного поставщика, коим в тот раз выступила ООО Чэнду Чэнсинь Технологии. Ключевым был этап пропитки. Китайцы тогда предложили свою разработку — многоступенчатую вакуумную пропитку с фторсодержащим полимером. Но была загвоздка: они требовали точные параметры среды (температура, концентрация всех компонентов) для калибровки процесса. Это уже был уровень со-разработки, а не просто продажи материала.

В итоге, после нескольких итераций и пробных пропиток на малых образцах, получили материал. Он проработал в цеху 4 года (плановый межремонтный срок) без признаков расслоения или ?вымывания? пропитки. После вскрытия лишь незначительная эрозия на кромках самых горячих трубок. Успех? Да. Но он был основан не на вере в ?китайский графит?, а на глубоком техническом диалоге и совместных испытаниях. Компания, базирующаяся в промышленном парке Чуаньсу, показала именно такой — технологичный — подход.

Миф о ?стандартном? графите и важность диалога

Самый большой миф — что существует некий универсальный ?китайский графит коррозионностойкий?. Его нет. Есть десятки марок, и их свойства плавают даже у одного производителя от партии к партии. Европейские или американские производители давно живут по философии стандартизации. Китайские же часто работают ?под задачу?, что может быть как преимуществом, так и риском.

Риск — если вы приходите с запросом ?графит для кислот, подешевле?. Вам привезут что-то усредненное, возможно, с непредсказуемым поведением. Преимущество — если вы готовы потратить время и сформулировать техзадание: среда (точный состав, включая примеси), температура, давление, механические нагрузки, допустимая степень эрозии. Тогда можно получить материал, оптимизированный именно под вас, и часто по более конкурентной цене.

В этом диалоге критически важно понимать, что даже у крупного производителя вроде упомянутого ООО ?Чэнду Чэнсинь Технологии? (основанного в 2012 году с серьезным уставным капиталом) есть разные линейки продукции. Тот графит, что идет на электроды для сталеплавильных печей, и графит для химического машиностроения — это два разных мира. Нужно попасть именно в отдел, отвечающий за спецматериалы для химической промышленности.

Итоги: не страна, а процесс

Так что, возвращаясь к заглавному вопросу. Коррозионная стойкость китайского графита — величина непостоянная, но управляемая. Она не присуща ему ?по умолчанию? и не отсутствует в нем категорически. Все решает цепочка: качество и чистота исходного кокса -> контроль над графитацией -> достижение высокой и однородной плотности -> корректно подобранная и выполненная пропитка (если требуется).

Китайские производители, которые инвестируют в современное оборудование и лабораторный контроль, как раз те, что расположены в кластерах вроде Экономической зоны развития Дуцзянъянь, способны поставлять материал мирового уровня. Но слепое доверие так же опасно, как и предвзятое отрицание.

Мой совет, выстраданный на практике: найдите ?своего? технолога на заводе. Присылайте ему образцы сред для тестов. Требуйте данные по партиям. Начинайте с малых пробных заказов для не самых критичных применений. И тогда вопрос ?китайский или нет? отпадет сам собой, уступив место конкретным цифрам плотности, зольности и протоколам испытаний. Графит — материал инженерный, и оценивать его нужно на языке инженерных параметров, а не географических штампов.