Конструкционными материалами (винипласт, листовой фаолит, бипластмассы) называют такие материалы, из которых путем формования, штампования, сварки и склеивания можно изготовить разнообразные химические аппараты (резервуары, ванны) и детали к ним. К этой же группе материалов относится древесина (натуральная или специально обработанная), из которой изготовляют различную химическую аппаратуру и строительные конструкции.

К футеровочным материалам относятся кислотоупорные керамические кирпич и плитки, изделия из каменного литья и шлакоситалла, полимеррастворы и полимербетоны, углеграфитовые блоки и другие материалы, применяемые для футеровки внутренних поверхностей химических аппаратов и сооружений, а также для облицовки строительных конструкций в целях защиты их от коррозии.

Для повышения непроницаемости футеровки и облицовки при действии на них жидких коррозионных сред (кислот, щелочей, солей) на защищаемую поверхность наклеивают плотные рулонные или листовые материалы (бризол, полиизобутилен, рубероид), не пропускающие жидкостей. Такие материалы называют прослоенными.

Во многих случаях защиту химических аппаратов от коррозии осуществляют путем обкладки их внутренней поверхности специальными обкладочными материалами, к числу которых относятся листовая резина, полиэтилен, фаолитовая масса и др.

Вяжущие составы (кислотоупорный цемент, битумные мастики, замазки на основе синтетических смол и др.) служат для крепления штучных материалов к защищаемой поверхности и между собой при футеровочных и облицовочных работах, а также для нанесения защитных штукатурок и обмазок. При наличии коррозионной среды щелочного характера для этих же целей применяют портландцемент.

Один и тот же материал одновременно можно применять для различных целей. Так, из листового винипласта, применяемого в качестве конструкционного материала, изготовляют химические аппараты, в то же время его используют и как футеровочный материал при защите стальной аппаратуры от коррозии.

В зависимости от происхождения неметаллические химически стойкие материалы делятся на неорганические и органические.

Неорганические цатериалы — это кислотоупорные керамические изделия и изделия из каменного литья и шлакоситалла, кислотоупорный кварцевый цемент и серный цемент.

К органическим материалам относятся пластические массы, материалы на основе каучука и битума, углегра-фитовые изделия и др.

Материалы, применяемые для антикоррозионных работ, должны обладать высокой химической стойкостью, механической прочностью, непроницаемостью для газов и жидкостей, хорошей сцепляемоетью с другими материалами, устойчивостью при резком изменении температур, а в некоторых случаях (при работе покрытий на истирание) —эластичностью.

Химической стойкостью материалов называют их способность противостоять, не разрушаясь, действию различных кислот, щелочей, растворов солей, а также газов. Способность материалов противостоять разрушающему действию кислот называется кислото-стойкостью, щелочей — щелочестойкостью.

Прочностью материалов называется их способность сопротивляться разрушению при действии внешних сил (нагрузок), вызывающих деформации и внутренние напряжения в материале. Нагрузки могут быть растягивающими, сжимающими, изгибающими и др. Большую часть материалов подвергают испытанию на прочность при растяжении. Для этого служат разрывные машины, которые при включении постепенно растягивают образец до его разрыва. Пределом прочности называется наибольшее напряжение в материале, при котором происходит его разрушение. Предел прочности определяют как отношение нагрузки, приложенной к образцу в момент разрыва, деленной на первоначальную площадь Сечения образца. Предел прочности имеет размерность кгс/см2.

Многие химически стойкие материалы способны пропускать через себя различные жидкие и газообразные коррозионные среды. Это свойство материала называется проницаемостью. Величина проницаемости зависит от плотности и пористости материала.

Истираемостью называется способность материала уменьшаться в объеме (мм/см2) или массе (г/см2) под действием истирающих усилий. Выражают истираемость потерей образца в массе, отнесенной к площади истирания. Величину истираемости материала определяют- с помощью специальных приборов, принцип работы которых заключается в том, что образец испытываемого материала прижимают под определенным давлением к вращающемуся диску с наждачной бумагой. Уменьшение толщины образца (или массы) за определенный промежуток времени определяет степень истираемости данного материала.

Одной из основных характеристик клеев, мастик, лаков и других служит сцепляемость. Сцепляемо с ть (адгезия) — способность материалов прилипать к другим материалам. Сцепляемость определяется величиной усилия, затраченного на разрыв двух образцов, склеенных данным материалом, и выражается в кгс/см2.

Водопоглощение материалов — способность впитывать и удерживать в своих порах воду.

Водопоглощение определяется по разности массы материала (образца) до и после насыщения его водой в течение определенного времени и выражается в процентах от первоначальной массы WMac (или первоначального объема Гоб).

Водопоглощение определяют следующим образом. Образцы, высушенные до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105—110 °С, погружают в ванну с водой. Через 8 ч воду в ванне кипятят в течение 2 ч, после чего образцы оставляют в воде еще на 12 ч.

Затем их вынимают из ванны, насухо обтирают, взвешивают и по вышеприведенной формуле вычисляют водопоглощение.

Морозостойкостью называется способность материала в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное, требуемое по условиям долговечности, число циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Термостойкостью материалов называют их способность оставаться без изменения при резких колебаниях температуры окружающей среды. Показателем термостойкости материала служит количество теплосмен (число нагревов и охлаждений), которые выдержал образец до разрушения.

Теплостойкостью называется та максимальная температура, при которой материал не теряет формы и не изменяет свойств. Для пластических масс — это температура, при которой материал переходит из твердого в пластическое состояние, а для битумных мастик — температура размягчения.

Для наполнителей, используемых при изготовлении замазок и мастик, основным свойством, помимо кисло-тостойкости, является тонкость помола, т. е. величина частиц порошка, определяемая при просеве взятой пробы порошка через набор стандартных сит.

Для лакокрасочных покрытий одной из важнейших характеристик является эластичность пленки, определяемая с помощью прибора ШГ (шкала гибкости) по ГОСТ 6806—53. Метод основан на определении минимального диаметра стержня, изгибание на котором окрашенной металлической пластинки не вызывает механического разрушения лакокрасочного покрытия.

Испытание производят следующим образом. На пластинку из жести толщиной 0,2—0,3 мм и размером 100×100 мм наносят испытываемый материал. После высыхания пленки пластинку плотно прижимают к стержню диаметром 20 мм и огибают вокруг него на 180° С. Если при изгибании на пленке при рассмотрении в лупу не будут обнаружены трещины и отслоения, то производят изгибание пластинки в другом месте вокруг стержня диаметром 15 мм, затем вокруг стержня диаметром 10 жж и так до тех пор, пока на пленке не будут обнаружены трещины или отслоения.

В большинстве случаев один материал не обладает высокой химической и механической прочностью, теплостойкостью, непроницаемостью и другими требуемыми качествами и поэтому при нанесении антикоррозионных покрытий приходится сочетать два или даже три материала. Например, для защиты химических аппаратов от коррозии их часто обкладывают специальной химически стойкой резиной, обладающей полной непроницаемостью для жидких коррозионных сред и малой истираемостью. Но если при эксплуатации аппаратов температура технологических растворов будет превышать 80 °С, то резиновая обкладка начнет разрушаться. Во избежание этого приходится дополнительно по резиновому слою укладывать кислотоупорный кирпич, который имеет высокую химическую стойкость и теплостойкость.

Кирпичная футеровка защищает резиновую обкладку от непосредственного действия горячей жидкой коррозионной среды и снижает температуру на резиновом покрытии до допустимых пределов (70—80°С). В то же время футеровка из кислотоупорного кирпича обладает большой проницаемостью в швах и без резинового слоя не может предотвратить проникновение жидкой коррозионной среды к стенкам аппарата и надежно защитить металл от коррозии.

На многие изделия и материалы имеются государственные стандарты (ГОСТ), которые предусматривают требования к этим материалам. Обычно ГОСТ на материалы включает в себя следующие разделы: определение и назначение, классификацию, технические требования, правила приемки, методы испытания, упаковку и маркировку, хранение и транспортирование. На отдельные неметаллические химически стойкие материалы и изделия ГОСТов еще нет и поэтому при оценке их качества пользуются показателями, отраженными в Технических условиях (ТУ).