وبلاگ در باره فایبرهای سرامیکی شعله گیر در صنایع هایتامپ

تصور کنید که در کنار کوره های سرسخت کارخانه فولاد ایستاده اید، جایی که دمای آن ها به شدت بالا می رود.ماده ای وجود دارد که می تواند به طور موثر این گرما شدید را مسدود کند ‬ سبک وزن اما قادر به مقاومت در برابر گرما شدیداین فیبر سرامیکی آتش شکن (RCF) ، یک ماده عایق با عملکرد بالا است که نقش مهمی در درمان حرارتی و ساخت کوره های صنعتی ایفا می کند.این مقاله ویژگی های RCF را بررسی می کند، انواع و کاربردهای صنعتی گسترده ای که نشان دهنده پتانسیل قابل توجهی برای صرفه جویی در انرژی است.

فیبر سرامیکی آتشگیر (RCF) یک فیبر آلومینیوسیلیکات مصنوعی غیر ارگانیک و بی شکل است که متعلق به خانواده فیبر شیشه ای ساخته شده انسان (MMVF) است که شامل پشم شیشه ای، پشم سنگ، پشم سنگ،و فیبرهای شیشه ای ویژهمحصولات RCF به دلیل سبک بودن، آسان بودن دستکاری، مقاومت در برابر دمای بالا، مقاومت در برابر شوک حرارتی، مقاومت در برابر خوردگی شیمیایی، هدایت حرارتی پایین،و حداقل از دست دادن گرمااین خواص آنها را در ساخت و عایق سازی تجهیزات درمان حرارتی و کوره های صنعتی ضروری می کند.

RCF به طور گسترده ای در کاربردهای تجاری مورد استفاده قرار می گیرد که نیاز به عایق سبک و قابل تحمل دمای بالا دارند، از جمله عایق کوره، حفاظت از آتش،و سیستم های اگزوز خودرواین فیبر ها نقش مهمی در صنایع متعددی که با کاربردهای دمای بالا سروکار دارند دارند: پردازش فلز، درمان حرارتی، شیشه و سرامیک، شیمی و پتروشیمی، خودرو،هوافضا، تولید برق و حتی لوازم خانگی.

حداکثر دمای کار انواع مختلف RCF بسته به شرایط جوی متفاوت است.جایگزینی کامل مواد آتش گیر متراکم با محصولات RCF به طور معمول حداکثر صرفه جویی در انرژی را به دست می آوردحتی هنگامی که به عنوان عایق پشتیبان یا به عنوان یک ورودی گرم روی پوشش های آتش گیر موجود استفاده می شود، RCF می تواند مصرف انرژی را به طور قابل توجهی کاهش دهد.

الیاف سرامیکی آتش گیر الیاف مصنوعی هستند که با ذوب و تنفیس یا چرخش کائولین گچ شده یا ترکیبی از آلومینا (Al2O3) ، سیلیک (SiO2) یا اکسید های دیگر (معمولاً در 50:50 نسبت وزن)رایج ترین درجه در بازار ایالات متحده RCF "خالص" است که برای حداکثر 1260 درجه سانتیگراد یا 1180 درجه سانتیگراد به طور مداوم مورد استفاده قرار می گیرد.

درجه حرارت بالاتر حاوی حدود 15٪ ZrO2 مقاومت دمایی بیشتری را تا حداکثر 1427 °C یا حدود 1343 °C در حالت کار مداوم (برای رایج ترین درجه زرکونیا) ارائه می دهد.اگرچه با هزینه کمی بالاتر از درجه های استاندارد با خلوص بالا.

دسته دیگری از آن ها فیبرهای AES (سیلیکات خاک قلیایی) زیست محلول هستند ️ فیبرهای آمورف ساخته شده از مخلوط CaO، MgO و SiO2.این فیبرها با مایعات بدن انسان راحت تر حل می شوند.با این حال، محصولات AES مقاومت شیمیایی کمتری و تمایل بیشتری به دوباره کریستالیزه شدن نشان می دهند، که پتانسیل آنها را در کاربردهای درمان حرارتی محدود می کند.استفاده های اصلی آنها در لوازم خانگی و فرآیندهای صنعتی زیر 1100 °C است.

پشم پلی کریستالین (PCW) بالاترین درجه حرارت RCF را نشان می دهد، که شامل فیبرها با محتوای > 63wt.٪ Al2O3 و < 37wt.٪ SiO2 است.اکثر تولید کنندگان فیبر های PCW را از طریق یک محلول خروجی آب در روش سول ژل تولید می کننداین فیبر ها برای حداکثر 1800 درجه سانتیگراد یا 1650 درجه سانتیگراد به طور مداوم استفاده می شوند.

مهم است که توجه داشته باشید که دمای کار مداوم واقعی برای فیبر های RCF به طور معمول 150-200 ° C پایین تر از حداکثر رتبه بندی آنها (حاشیه ایمنی) است.برخلاف دمای طبقه بندی که در شرایط احتراق خنثی ایده آل در طول قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت (24 ساعت) تعیین می شود، کاربردهای زمینی محصولات را در معرض فشارهای شیمیایی و فیزیکی اضافی قرار می دهند که نیاز به محدودیت های دمایی محافظه کارانه تری دارند.

در حالی که پشم RCF عمده می تواند به طور مستقیم در برخی از برنامه های کاربردی استفاده شود، آن را به طور معمول به اشکال مختلف فیزیکی از جمله پتو، ماژول، کاغذ، تخته، قطعات خلاء شکل، پارچه،فوماین تبدیل یا در تاسیسات تولید RCF، کارخانه های تبدیل کننده یا عملیات کاربر نهایی اتفاق می افتد.

پتو های RCF از طریق فرآیند فیلت تولید می شوند با استفاده از مواد فیبر RCF مبتنی بر آب، از هر دو طرف به یکدیگر متصل می شوند تا فیبر ها و لایه های فیلت را به هم متصل کنند و سپس در اجاق های مداوم خشک می شوند.اين باعث ميشه که بدون پيوندابعاد پتو (ضخامت: 1/8 "تا 2" ؛ تراکم: 4-8 پوند / فوت 3؛ عرض: 12"-48") بسته به نوع فیبر متفاوت است.

فیلت رطوبت RCF یک محصول منحصر به فرد است که یک پتو استاندارد بدون باندر است که با باندر غیر ارگانیک آبدار و بسته بندی شده در کیسه های پلی اتیلن برای حفظ رطوبت است.این عایق انعطاف پذیر می تواند در محل به شکل های پیچیده ای شکل بگیرد، هوا خشک شده به ساختارهای سخت، یا به وسیله قرار گرفتن در معرض دمای بالا ( چگالی خشک: 12-18 پوند / فوت 3)

پتو های RCF با ورق یا بسته شده به دلیل مقاومت بهتر در برابر سایش، حفاظت از رطوبت و کاهش از دست دادن فیبر محبوبیت بیشتری پیدا می کنند.تعمیر شومینه، و مهر و موم های گاسکت.

ماژول های RCF شامل پتو های تاشو/کمپریس شده هستند که با کمربند های فلزی به شکل بلوک های استاندارد که شامل مکانیسم های اتصال فلزی تاشو هستند، متصل می شوند. این ماژول ها به عنوان بلوک های ساختمانی کوره،که در صورت جدا شدن از باند به صورت جانبی گسترش می یابد تا شکاف ها را مهر و موم کند.سیستم های ماژول فیبر سرامیکی راه حل های انرژی کارآمد را ارائه می دهند که نیاز به راه اندازی کنترل شده پس از نصب را به حداقل می رسانند، که معمولاً در کوره های گرمایش / گرمایش، اتاق های احتراق،اکسید کننده ها، کوره های سوزاندن، تبدیل کننده های هیدروکربن، کوره ها، سوختنگاه ها، لوله ها و لوله های خروجی.

کاغذ های فیبر سرامیکی از طریق یک فرآیند شستن فیبر تولید می شوند که ماتریس های غیر بافته از فیبر، اتصال دهنده های آلی مبتنی بر آب (~ 10٪) و افزودنی های انعطاف پذیر تشکیل می دهند.فیلت های مستمر فیبر با جهت گیری تصادفی یکسان. در دسترس در درجه RCF و PCW، کاغذ ها به طور معمول در عرض 24 "و 48" (معمولا تا 60") وجود دارد. توجه داشته باشید که محتوای بالای باندر باعث دود در هنگام گرم کردن اولیه می شود.که در نتیجه پس از سوخاری محصولات پوسته ای شکننده ایجاد می شود..

کاغذ های بدون باندر یک جایگزین بدون دود با هزینه بالاتر را ارائه می دهند که بدون سیستم های باندر ارگانیک تولید می شوند.

تخته های سخت متخلخل RCF با خمیر خمیر از فیبرهای RCF با اتصال کننده های غیر ارگانیک / ارگانیک ترکیب می شوند، تا تقریباً ضخامت شکل می گیرند، در اجاق خشک می شوند و تا ضخامت نهایی شسته می شوند.ضخامت گداخته استاندارد به 6 "می رسد (اگرچه > 4" معمولاً شامل مجموعه های انباشته شده است). تخته ها در تراکم های استاندارد کم / بالا وجود دارند ، با حداکثر قطر 60 اینچ در دسترس هستند. تخته های کم تراکم عایق بندی کمی بهتر را ارائه می دهند در حالی که نسخه های با تراکم بالا دوام بیشتری را فراهم می کنند.

شکل های سفارشی را می توان در خلاء قالب گذاری کرد یا از اجزای کوچکتر بسته شده به سیمان جمع آوری کرد. مخلوط های قابل قالب گیری RCF سخت می توانند به اشکال مختلفی از جمله لوله های بولت شده ، انبوه ها ،آرنج، انتقال، لوازم سفارشی، بلوک های سوزان، پنجره های چشم انداز و اجزای مخصوص کوره.با مکانیسم های اتصال در بدن های تخت/پاینه ها.

مخلوط های قالب پذیر سرامیکی مختلف RCF فیبر های پراکنده در سیستم های باندر آتشگیر کمی چسبنده را ترکیب می کنند و باعث ایجاد لرزش یا پر کردن دستی می شوند.سازگاری مانند پتی اجازه می دهد تا استفاده آسان از طریق گچ کردنیک بار ریخته شده، مخلوط های خشک / سخت با حداقل کوچک شدن، ایجاد ساختارهای بسیار متخلخل، سفت، قوی و قابل ماشین سازی.

چسب فیبر بورد یک مخلوط RCF مبتنی بر سیلیکون یا آلومینیوم به طور بهینه بر روی تخته های فیبر سرامیکی پیوند می دهد یا مناطق کوچک را پیچ می کند. این محصول چسبناک به راحتی از طریق کاشی یا شکل گیری دستی گسترش می یابد.وقتی که کاملا خشک شده، مقاومت مکانیکی استثنایی آن اجازه می دهد روش های نهایی معمولی (شنی / برش) استفاده شود.پوشش های اضافی می توانند به عنوان پوشش های فرم فیبربوردی که با تمام محدوده های دمای RCF مطابقت دارند، اعمال شوند یا استفاده شوند..

پارچه های ساخته شده از الیاف RCF و PCW دارای درجه حرارت یکسان هستند. اکثر آنها حاوی ~ 15٪ حامل های آلی (برای بهبود تولید / دستکاری) هستند که در هنگام سوختن دود می کنند.پارچه ها ممکن است شامل سیم Inconel یا تقویت رشته شیشه ای مداوم برای افزایش قدرت حمل در طول نصب و بهبود دوام فیبر باشندتوجه: محدودیت های دمای تقویت (Inconel: 1093°C؛ شیشه: 649°C) ممکن است عملکرد فیبر را محدود کند.

پارچه های RCF، نوارها و آستین ها از پارچه های فوق العاده قوی و انعطاف پذیر هستند. سیم های انکونل / رشته های شیشه ای شامل شده باعث افزایش مقاومت کششی قبل / پس از قرار گرفتن در معرض گرما می شوند.کاربردهای معمول شامل گاسکت ها هستند، مهر و موم، لوله بسته بندی، کوره ها، و پرده های جوش، در دسترس در اندازه های مختلف سهام / قطر.

تراخت های RCF گرد / مربع مقاومت در برابر سوء استفاده مکانیکی را از طریق overbraiding در اطراف هسته های فیبر سرامیکی به حداکثر می رسانند. فراتر از قدرت برتر، این تراخت ها هنگام برش حداقل فرسایش را نشان می دهند.

طناب های فیبر سرامیکی سه رشته ای از رشته های ضخیم پارچه RCF تشکیل شده اند که به سیم های سه لایه ای پیچیده شده اند.هر دو تراخت و طناب (در عرض 1/8 "-2" در دسترس) به عنوان گاسکت های کوره / مهر و تقویت برای اشکال RCF بزرگتر عمل می کنند.

گاسکت های تادپول ترکیبی از پارچه های RCF، پتو، طناب و نوار هستند.طرح ها (تعدادات یک/دو لامپ یا دم) راه حل های بسیار خوبی را برای کاربردهای مهر و موم با دمای بالا (درها) فراهم می کنند.، فلنج ها، گاسکت های دریچه های کنترل هوا).

در حالی که محصولات فیبر سرامیکی مزایای مانند وزن کم، عایق بندی عالی، ثبات حرارتی / شیمیایی و پردازش آسان را ارائه می دهند،آنها محدودیت هایی از جمله مقاومت ضعیف در برابر سایش/تکثیر و آسیب پذیری به جریان گاز با سرعت بالا و خوردگی slag دارند.مواد پوشش سرامیکی مختلف و سخت کننده ها (سیلیکا یا آلومینا) می توانند کوچک شدن حرارتی اجزای RCF را کاهش دهند و قدرت مکانیکی را بهبود بخشند.

Refractory Ceramic Fibers serve commercial applications requiring lightweight insulation capable of withstanding high temperatures – from furnace insulation and fire protection to automotive exhaust systemsتولید شده در محصولات عایق گرما بالا به راحتی قابل کنترل، فیبر RCF نشان دهنده مقاومت استثنایی در برابر شوک حرارتی، مقاومت شیمیایی، رسانایی حرارتی پایین، حداقل از دست دادن گرما،و وزن کم.

فرم های موجود شامل فیبرهای فراخی، پتو، ماژول ها، کاغذ، تخته ها، قطعات خلاء شکل گرفته، پارچه ها، فوم ها، پتی ها، چسب ها و پوشش ها است.محصولات RCF در بسیاری از صنایع از جمله پردازش فلز، کاربردهای دمای بالا را ارائه می دهند.، درمان حرارتی، شیشه / سرامیک، مواد شیمیایی / پتروشیمی، خودرو، هوافضا، تولید برق و لوازم خانگی.

جایگزینی کامل مواد آتش شکن متراکم با محصولات RCF منجر به صرفه جویی قابل توجهی در سوخت و افزایش بهره وری می شود.حتی زمانی که به عنوان عایق پشتیبان یا روکش های گرم روی پوشش های آتش گیر موجود استفاده می شود، RCF مزایای قابل توجهی در حفظ انرژی را به ارمغان می آورد.