تذكير لاختيار المدخنة
في كل منتج تشتريه ، يجب تحديد درجة الفولاذ وسمكه - فهذه علامة على وجود مصنع نزيه. خلاف ذلك ، فإنك تشتري الفولاذ المقاوم للصدأ الرخيص ، والذي قد لا يدوم طويلاً ويؤدي إلى عواقب وخيمة.
يوجد اليوم عدد كافٍ من الشركات المصنعة في سوق أنظمة المداخن التي تقدم أنواعًا مختلفة من المداخن من فولاذ مختلف بتكوينات مختلفة. من أجل عدم الخلط عند اختيار المنتجات الضرورية ، من المهم أن تعرف الأساسيات على الأقل. سيساعدك هذا في اتخاذ القرار الصحيح بناءً على قدراتك واحتياجاتك. في هذه المقالة ، سنصف بإيجاز ما تحتاج إلى الانتباه إليه عندما تتعرف على المدخنة بصريًا لأول مرة.
في المداخن ، الشيء الرئيسي هو اختيار دائرة الأنابيب الأولى (الداخلية) الصحيحة ، ودائرة الأنابيب الثانية مسؤولة عن مظهر خارجي.
المعايير الرئيسية لاختيار دائرة المدخنة الأولية
درجة الفولاذ المقاوم للصدأ.فقط هذا العامل هو المسؤول عن متانة المدخنة. ولديها مؤشران رئيسيان - مقاومة التآكل ومقاومة الحرارة. يستخدم المصنعون بشكل أساسي درجات الفولاذ المقاوم للصدأ (AISI 409 ، AISI 430 ، AISI 444) والأوستنيتي (AISI 304 ، AISI 316 ، AISI 321 ، AISI 310). الطبقة الحديدية أرخص مرتين تقريبًا من الطبقة الأوستنيتي. تدل تكلفة المعدن على وجود بعض العناصر المحددة المسؤولة عن تشغيل المدخنة ، لمقاومتها للتآكل ومقاومة الحرارة. بناءً على معايير المعدن هذه ، يقدمون توصيات لاستخدامها لنوع معين من المعدات الحرارية.
وهنا التعبير الصحيح هو - الأغلى تعني الأفضل. لكن هذا لا يعني أنه لا يمكن استخدام المداخن المصنوعة من الحديد - فهي يمكن أن تستخدم ، ولكن بفهم عميق وفي أنواع معينة من الاستخدام ، حيث لا تكون مقاومة التآكل مطلوبة ولن يكون هناك تأثيرات خطيرة في درجات الحرارة على المداخن.
خط التماس الأنبوبي الطولي.هذا العامل مسؤول عن إحكام الغاز في عنصر المدخنة. أفضل طريقة هي اللحام "الصلب" ، وتعتبر جميع الطرق الأخرى ("بكرة الاتصال" ، "البقعة") ثانوية ، مساعدة ، أي تستخدم في أماكن معينة ، ولكن الخيار الأسوأ لدرز كفاف الأنبوب الأساسي هو "التدحرج".
ربط عناصر المدخنة ببعضها البعض. مؤشر على ضيق المدخنة بأكملها. أفضل طريقة هي طريقة التشويه البارد ، والتي تعمل على توسيع نهاية الأنبوب بالتساوي ("الجرس" ، "النفخ") ، فهي تتيح لك إجراء التوصيل الأكثر كثافة لعناصر المدخنة. الطرق الأخرى ذات جودة رديئة ، وأسوأها "التمويج" ، عندما يتشوه الأنبوب بسبب التشوه البارد في داخل الأنبوب ، بينما لا يوجد اتصال محكم ، وتكون هناك فجوات كبيرة.
نذكرك أن كل هذا مهم للأنابيب أحادية الدائرة والدائرة الأولى للأنابيب ذات الدائرة المزدوجة (مدخنة شطيرة).
المعايير الرئيسية عند اختيار دائرة مدخنة ثانية
تعمل الدائرة الثانية للمدخنة على حماية العزل من التأثيرات الخارجية: هطول الأمطار ، وأشعة الشمس. وأيضًا ، إذا رغبت في ذلك ، لإضفاء مظهر جمالي على الأنبوب. بالنسبة للمحيط الخارجي ، يتم استخدام عدة أنواع من المعدن:
سينك ستيل(أرخص مجموعة مدخنة) ، ولكن هنا التعبير رخيص ، فهذا يعني أسوأ - خطأ ، لأنه. تستخدم هذه الأنابيب بشكل أساسي في القنوات المغلقة ، حيث لا يكون المظهر مهمًا ولا جدوى من دفع مبالغ زائدة مقابل حزمة أكثر تكلفة.
الفولاذ المقاوم للصدأ- التنفيذ القياسي لأنابيب السندويتش ، يمكن أن يكون الفولاذ غير لامع (AISI 304) أكثر مقاومة للعوامل الجوية ، والمرايا (بناءً على AISI 430).
رسمت الصلب- غالبًا ما يتم استخدامه عند خروج المدخنة من الأسطح ، بحيث يكون كل شيء بنفس اللون. الاختيار هنا متروك لك ، بناءً على ميزانيتك وتفضيلاتك الشخصية.
تقدم معظم الشركات المصنعة العشرات من تصميمات المداخن المختلفة. إذا لم تكن خبيرًا ، فسيكون من الصعب للغاية اكتشاف ميزاتها بنفسك.
لذلك ، غالبًا ما يتم إجراء اختيار بسيط بين سمك AISI 321 الصلب بدرجة 0.5 مم وسماكة AISI 430 من الصلب بدرجة 1 مم. في بعض الأحيان يتم إضافة AISI 439 ، بسمك 0.8 مم ، إلى التحديد.
سيستنتج معظم المشترين أن AISI 430 ، بسمك 1 مم ، سيكون أفضل من AISI 321 ، الذي يبلغ سمكه 0.5 مم فقط. بعد كل شيء ، تعودنا جميعًا منذ الطفولة على أنه كلما كان ذلك أكثر موثوقية وأفضل.
في الواقع ، كل شيء هو عكس ذلك تمامًا! والنقطة هنا ليست في سمك الفولاذ ، ولكن في تكوينه و الخواص الكيميائية. لماذا تصدأ المداخن لأنها مصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ؟ في أغلب الأحيان ، لا يكمن السبب في مدخنة ذات نوعية رديئة ، ولكن في الاختيار الخاطئ للمدخنة الفولاذية.
العدو الرئيسي لأنظمة المداخن هو الحمض ، والذي يوجد دائمًا تقريبًا في المتكثف المتسرب. هذا الحمض هو الذي يتسبب ببطء ولكن بثبات في تآكل مدخنةنا بمرور الوقت.
الأحماض التي تتشكل أثناء احتراق الوقود.
لكن هذا ليس كل شيء! بسبب العمليات الكيميائية المختلفة التي تحدث أثناء احتراق الوقود ، نحصل على ما يصل إلى 3 أنواع مختلفةالأحماض:- حمض الكربونيك. يتكون نتيجة تفاعل ثاني أكسيد الكربون القابل للذوبان في الماء وبخار الماء.
- حامض الكبريتيك. يتكون أثناء تفاعل أنهيدريد الكبريت SO3 الموجود في غازات العادم في الأفران (خاصة تلك التي تعمل على ديزل) وبخار الماء.
- حمض النيتريك. يتكون من تفاعل ثاني أكسيد النيتروجين المنطلق أثناء الاحتراق وبخار الماء الناتج.
آيسي 430- الفولاذ المقاوم للصدأ المقاوم للحرارة للاستخدام العام مع مقاومة منخفضة للغاية للتآكل. تستخدم بشكل رئيسي في صناعة المواد الغذائية. اغطية وأواني الطبخ مصنوعة من هذا الفولاذ.
آيسي 439- كما نرى من الجدول ، فإن هذا النوع من الفولاذ مثبت بالتيتانيوم ويحتوي على إضافات من النيكل. ينتمي هذا الفولاذ إلى الميزانية ، ولكن يمكن استخدامه فيه أجهزة التدفئةبكمية صغيرة من المكثفات (أو أفضل مع عدم وجودها).
ايسي 321- يحتوي هذا النوع من الفولاذ على كمية كبيرة من النيكل. الفولاذ المقاوم للتآكل ، مقاوم للحرارة ، مقاوم للحرارة ، الفولاذ المقاوم للصدأ ، مع عمر خدمة طويل. تتراوح درجة حرارة التطبيق الموصى بها من 600 إلى 800 درجة مئوية. تستخدم لصنع المواقد والغلايات المنزلية والأنابيب ، مواقد الساوناوالمبادلات الحرارية. إنه مقاوم للأحماض. وهذا هو السبب في أن المدخنة المصنوعة من AISI321 حتى بسماكة 0.5 مم تدوم لفترة أطول من المدخنة المماثلة المصنوعة من AISI430. على سبيل المثال ، تمنح الشركة المصنعة للمداخن في سانت بطرسبرغ "فولكانو" ضمانًا لمدة 50 عامًا.
AISI 316- يحتوي على الموليبدينوم - أحد عناصر السبائك القليلة التي يمكن أن تزيد في الوقت نفسه من قوة وصلابة الفولاذ ومقاومة التآكل. إنه الخيار الأفضل لمراجل الديزل والغاز.
لذلك ، عند اختيار المدخنة ، من الأفضل التركيز بشكل أكبر على درجة الفولاذ وليس على سمكها.
لذا ، أول الأشياء أولاً.
عصري مداخن فولاذيةتصنع ، كقاعدة عامة ، دائرة مزدوجة ، أي تتكون من أنبوب داخلي وخارجي مفصولة بطبقة من مادة عازلة للحرارة. إذا كان الأنبوب الخارجي عنصرًا زخرفيًا يحدد مظهر المدخنة ، فإن الخصائص المهمة مثل السلامة من الحرائق والموثوقية وعمر الخدمة تعتمد على خصائص الأنبوب الداخلي. يمكن استخدام أنبوب السيراميك أو أنبوب الفولاذ المقاوم للصدأ كأنبوب داخلي.
دعونا نلقي نظرة فاحصة على الأنبوب الداخلي المصنوع من الفولاذ المقاوم للصدأ. ما هو الستانلس ستيل وماهي مميزاته؟
المكونات الرئيسية للفولاذ المقاوم للصدأ هي الكروم والنيكل ، والتي تحدد خصائصها الرئيسية. عناصر صناعة السبائك الأخرى مهمة أيضًا. على سبيل المثال ، وجود كمية صغيرة من التيتانيوم (0.1-0.3٪) في الفولاذ المقاوم للصدأ يحسن قوة الفولاذ على المدى الطويل في درجات حرارة عالية ويجعل من الممكن استخدامه لتصنيع المداخن من الوقود الصلب. معدات التدفئة(المواقد ، المواقد ، إلخ). في درجات الحرارة المرتفعة ، يمنع التيتانيوم احتراق الكربون ويزيل التآكل الحبيبي (بين الخلايا الحبيبية).
بالإضافة إلى التركيب والتركيب الكيميائي ، فإن مقاومة المدخنة للتآكل تتأثر بشكل كبير بالبنية البلورية ، والتي يجب أن تكون موحدة وذات حبيبات دقيقة. حالة السطح ، التي يجب أن تكون نظيفة وناعمة ، مهمة جدًا أيضًا.
المواد المثلى من حيث نسبة السعر والجودة لتصنيع أنابيب المدخنة الداخلية هي فولاذ مقاوم للحرارة مقاوم للتآكل من الدرجة AISI 409 أو AISI 439 بسماكة 0.8-1.0 مم. AISI 409 ، AISI 439 عبارة عن فولاذ مقاوم للصدأ خالٍ من النيكل. كلا الفولاذين مخلوطان ، بما في ذلك التيتانيوم ، وهما نظائران من الدرجات المحلية 08X13 و 08X17T (وفقًا لـ GOST 5632-72). الفولاذ لها متوازنة التركيب الكيميائي، مما يوفر مقاومة للتآكل في معظم البيئات المؤكسدة ومقاومة للتآكل بين الخلايا الحبيبية.
AISI 409 فولاذلديه مقاومة جيدة لتشكيل المقياس حتى 700 درجة مئوية. مصنفة على أنها مقاومة للحرارة للاستخدام المتقطع حتى 815 درجة مئوية والاستخدام المستمر حتى 700 درجة مئوية. لا يلاحظ الزحف حتى 500 درجة مئوية ، ولكن عندما يتم تجاوز درجة الحرارة هذه ، تتحلل الخصائص الميكانيكية للمعدن بسرعة. في حالة وجود أحمال عالية ، وكذلك في درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية ، يوصى باستخدام فولاذ آخر أكثر مقاومة للحرارة.
يتمتع فولاذ AISI 439 بمقاومة أفضل لغازات الاحتراق ذات درجات الحرارة العالية أنواع مختلفةالوقود ، نظرًا لارتفاع محتوى الكروم (وفقًا لـ ASTM A240) بنسبة 17-19٪ ، مقابل 10.5-11.7٪ في الفولاذ AISI 409. مقاومة التآكل للفولاذ AISI 439 يمكن مقارنتها تقريبًا بمقاومة الفولاذ الأوستنيتي ، كما هو الحال في على سبيل المثال ، العلامة التجارية المحلية 12X18H10T أو AISI 304 ، إلخ. بالاقتران مع محتوى الكربون المنخفض ، فإن وجود التيتانيوم والألمنيوم في فولاذ AISI 439 يوفر له خصائص عالية من اللدونة والقوة ، على غرار الدرجات المحتوية على النيكل الأكثر تكلفة من السلسلة 300 ، فضلاً عن ثبات هيكلي أعلى أثناء اللحام و تدفئة. درجة الفولاذ AISI 439 مقاومة تمامًا للتآكل بين التآكل في درجات حرارة من 500 درجة إلى 850 درجة مئوية. إنه مقاوم للحرارة ويسمح بتشغيل طويل الأمد في درجات حرارة تصل إلى 850 درجة مئوية. يتجلى تدهور الخواص الميكانيكية عند درجات حرارة أعلى من 500 درجة مئوية بدرجة أقل من الفولاذ من النوع المماثل. عن طريق القياس مع الصلب المحلي 08X17T ، يمكن التوصية بالفولاذ AISI 439 ، وفقًا لـ GOST 5632-72 ، كبديل لدرجات الصلب 12X18H10T و 12X18H9T.
نتيجة لذلك ، وفقًا لمجموع الخصائص ، فإن أفضل المواد لتصنيع الأنبوب الداخلي للصلب مدخنة مزدوجة الدائرةهو الفولاذ AISI 439.
ولكن بغض النظر عن مدى مقاومة التآكل العالية التي يمتلكها هذا الفولاذ أو ذاك ، تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والبيئة العدوانية غازات المداخن، ارتداء السطح الداخلي للأنبوب أمر لا مفر منه. بسبب تآكل الأنبوب الداخلي ، فإن عمر خدمة المدخنة محدود في الوقت المناسب. من الواضح أن المدخنة ذات الأنبوب الداخلي المصنوع من معدن أرق ستصبح غير صالحة للاستعمال في وقت أبكر من نظيرتها بمعدن أكثر سمكًا. وبالتالي ، تؤدي زيادة سمك المعدن من 0.8 إلى 1.0 مم إلى إطالة عمر المدخنة بنسبة 20٪ على الأقل. هذا هو السبب في أن شركة "Inzhkomtsentr VVD" في الإنتاج مداخن غير قابلة للصدأيستخدم فولاذ AISI 439 بسمك 1 مم للمحيط الداخلي.
لا تقل أهمية عن خصائص المواد العازلة للحرارة التي تفصل الأنابيب الداخلية والخارجية للمدخنة. يجب أن تحتوي هذه المادة على خصائص معينة:
- أن تكون مقاومة للتعرض المطول لدرجات حرارة عالية تصل إلى 700 درجة مئوية ؛
- أثناء العملية ، لا تنبعث منها مواد ضارة بصحة الإنسان ؛
- لها موصلية حرارية منخفضة (تصل إلى 0.038 واط / مللي كلفن على النحو الأمثل).
هناك العديد من المواد الأكثر ملاءمة لهذا الغرض. على سبيل المثال ، مادة عازلة للحرارة تعتمد على ألياف البازلت فائقة الرقة (BSTV). تصنع منه الحصائر المخيطة (القماش) ، والتي تستخدم كعازل للحرارة. يتم الحصول على BSTV من ذوبان الصخور عند درجة حرارة 1450-1550 درجة مئوية (نفس درجة الحرارة في فوهة بركان نشط). لا تحترق ألياف البازلت ، فهي تذوب فقط في منطقة درجات الحرارة المرتفعة المشار إليها ، دون إطلاق غازات ومركبات سامة. درجة الحرارة التي يُسمح عندها استخدام الحصائر والأقمشة BSTV: من -270 درجة مئوية إلى + 900 درجة مئوية. مرونة عالية وطول طويل من ألياف البازلت فائقة النعومة تضمن نسجها القوي. يحدث ارتباط BSTV مع بعضها البعض عن طريق الالتصاق الطبيعي ولا يتطلب استخدام مواد رابطة. تتراوح الموصلية الحرارية للعزل الحراري المصنوع من ألياف البازلت فائقة الرقة بأنواعها ودرجاتها المختلفة من 0.033 واط / مللي كلفن إلى 0.038 وات / مللي كلفن (عند 25 درجة مئوية).
في الحالات التي تتجاوز فيها درجة حرارة منتجات الاحتراق 500-600 درجة مئوية ، يوصى باستخدام العزل الحراري الخزفي ، والذي لا يفقد خصائص العزل الحراري حتى عند تسخينه إلى 1000 درجة مئوية. على سبيل المثال ، تستخدم شركة Inzhkomtsentr VVD صوف السيراميك Careblanket كعزل حراري.
Careblanket عبارة عن مادة حرارية خالية من الأسبستوس بكثافة من 64 إلى 160 كجم / م 3 ، ودرجة حرارة تشغيل تصل إلى 1425 درجة مئوية. مثل ألياف البازلت ، لا يحترق ، يذوب فقط عند درجة حرارة 1600 درجة مئوية ، دون إطلاق غازات ومركبات سامة. يتمتع بمتانة ميكانيكية عالية ، ومرونة ، ويظهر خصائص عزل حراري ممتازة. مقاومة كيميائياً لجميع الهيدروكربونات بما في ذلك الزيوت والأحماض والقلويات والماء. وكذلك المادة مقاومة للتغيرات المفاجئة في درجات الحرارة. يتراوح معامل التوصيل الحراري للمنتجات المصنوعة من الصوف الخزفي بمختلف أنواعه وماركاته من 0.025 واط / مللي كلفن إلى 0.043 وات / مللي كلفن (عند 1000 درجة مئوية).
لسوء الحظ ، لا تزال تستخدم اليوم مواد مثل الصوف الزجاجي وصوف الخبث وعناصر العزل الحراري المصبوبة منها والمواد المحتوية على الأسبستوس. في هذه المواد ، تُستخدم راتنجات مختلفة (تعتمد أساسًا على الفينولات) لربط الألياف الزجاجية (أو ألياف الخبث) ، والتي تشكل تهديدًا خطيرًا على صحة الإنسان إذا تجاوز تركيزها في الهواء MPC. وربما يعلم الجميع مخاطر غبار الأسبستوس.
بالإضافة إلى الاختيار المستهدف للمواد الصديقة للبيئة ، من الضروري أيضًا تحديد السماكة المثلى لطبقة العزل الحراري. سيكون النحافة غير فعالة ، وسميكة - سيؤدي إلى ترجيح المدخنة وزيادة تكلفتها. من المهم بشكل خاص العزل الحراري الفعال في الظروف التي يتم فيها تركيب المدخنة من خارج المبنى. هذا يمنع تكوين المكثفات التي يمكن أن تلحق الضرر بالمدخنة عند مزجها بمنتجات الاحتراق. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأنبوب الخارجي بطبقة عازلة يمنع الأنبوب الداخلي من التجمد. أظهرت تجربة التشغيل أن الأكثر فعالية ومعقولة اليوم هو استخدام مادة عازلة للحرارة بسمك طبقة 30-40 مم وكثافة 90-120 كجم / م 3.
يرجى ملاحظة أن استخدام العزل الحراري من البازلت أو السيراميك في الأنابيب لإزالة منتجات الاحتراق لا يمنع استخدام تدابير السلامة من الحرائق أثناء تركيب المداخن وصيانتها!
أما بالنسبة لأنبوب المدخنة الخارجي فلا توجد متطلبات خاصة به. تعتبر مقاومة التآكل في الغلاف الجوي المحيط والمظهر المناسب من الخصائص التي يجب أن تتمتع بها مادة الأنبوب الخارجي. الخيار الأنسب هو فولاذ AISI 430 بسطح مصقول كالمرآة. AISI 430 عبارة عن فولاذ كروميوم مقاوم للصدأ وحديد منخفض الكربون وله مقاومة جيدة للتآكل في البيئات المسببة للتآكل بشكل معتدل.
جانب آخر مهم للغاية ، نادرًا ما ينتبه إليه أي شخص ، هو الطريقة التي ترتبط بها عناصر المدخنة ببعضها البعض. تنص الفقرة 4.39.6 من GOST 53321-2009 على ما يلي: قناة دخانيجب أن يكون السطح الداخلي متجانسًا وناعمًا لا يعيق التنظيف. لذلك ، يجب ألا ينخفض قطر المدخنة عند المفاصل. يؤدي الانخفاض المحلي في قطر المدخنة إلى انتهاك الحركة الصفائحية لغازات المداخن ، واضطراب تدفقها. يؤدي هذا إلى تفاقم السحب في المدخنة ، ويستقر السخام في أماكن التضييق ، وهناك مشاكل في تنظيفها. ما يسمى ب "نظام الإرساء المقبس" خالي من هذا العيب. في الوقت نفسه ، يتم تشكيل نهايات الأنابيب مع تغيير أقطارها بحيث تتلاءم الأنابيب بإحكام مع بعضها البعض ، وتشكل سطحًا داخليًا أملس. تتيح نقاط التوقف الحلقيّة الخاصة الحصول على وصلة أنبوب تمنع عمليًا تغلغل غازات المداخن من خلاله.
هذه هي المعايير الرئيسية التي يجب مراعاتها عند اختيار المدخنة. المنتجات عالية الجودة معتمدة دائمًا! لا تنس أن تطلب من الشركات المصنعة شهادات لمنتجاتهم.