Кептіру қондырғыларымен өңделетін материалдар сансыз. Әртүрлі материалдардың физика-химиялық қасиеттері мен өнімге қойылатын талаптардағы айырмашылықтардан басқа, кептіру процесі кезіндегі материалдардың термофизикалық қасиеттері және қыздыру кезінде кептіру жүйесінің жабдықтарына қойылатын материал талаптары да конструкторлар үшін маңызды мәселелер болып табылады. Бұл мақалада дизайнерлердің анықтамасы үшін кептіру жабдықтарында материалды таңдаудың кейбір әдістері ұсынылған.
Кептіру жабдықтарының сипаттамасы
Бүгінгі күні кептіру жабдықтарының жүздеген түрлері сәтті жасалды, олардың жүзден астамы өнеркәсіптік өндірісте кеңінен қолданылады. Сондай-ақ кептіру жабдықтарын жіктеудің әртүрлі әдістері бар. Кептіру процесіндегі жылу беру әдісіне қарай оларды конвекциялық кептіргіштерге (мысалы, ауа ағынымен кептіргіштер, шашыратқыш кептіргіштер, айналмалы жылдам кептіргіштер, сұйық төсемді кептіргіштер және т.б.), өткізгіш кептіргіштерге (тырма кептіргіштер, роликті кептіргіштер сияқты) және радиациялық кептіргіштерге (мысалы, микротолқынды кептіргіштер, инфрақызыл{3}} кептіргіштер) бөлуге болады. Бұдан басқа, қалақшалы кептіргіштер сияқты бірнеше жылу беру әдістерін біріктіретін кептіру жабдықтары бар.
Кептіргіштердің басым көпшілігі -стандартты емес жабдық болып табылады, себебі әр кептіргіш әртүрлі материалдарды өңдейді және кептірудің көптеген шарттары материалға байланысты өзгеріп, кептіргіш құрылымы мен материалдарының өзгеруіне әкеледі. Сондықтан кептірудің әртүрлі параметрлерін анықтау үшін кептірілетін материалдың нақты параметрлерін нақты анықтау қажет, мысалы, материал күйі, ылғалдылық түрлері, өткізу қабілеті, кептіру процесі кезіндегі материал сипаттамалары, коррозияның болуы, тұтанғыштығы және жарылғыштығы, статикалық электр энергиясының пайда болуы, өнімнің арнайы талаптары және материалдың термосезімтал температурасы. Осы себепті көптеген кептіргіштерді жаппай -шығару мүмкін емес; сондықтан жобалау процесінде материалдың ерекшелігіне және оның жұмыс жағдайына бейімделуіне назар аудару керек.
Кептіру жабдықтарында қолданылатын материалдарды таңдау әдісі-жақсы белгілі. Кептіру қондырғысының материалы кептіру қондырғысының құнының шешуші элементі болып табылады, ал материалды орынды таңдау жабдық бағасын бақылаудың маңызды құралы болып табылады. Жалпы кептіру жабдығына арналған материалдарды таңдағанда келесі аспектілерді ескеру қажет: Өңделетін материалдың қажеттіліктерін қанағаттандыру. Кептіру жабдықтарының негізгі міндеті - берілген материалды кептіру. Кептіргіштер астық, азық-түлік, фармацевтика, химия, орман өнімдері, қағаз және металлургия сияқты көптеген салаларды қамтитын әртүрлі материалдарды өңдейтіндіктен, өнімдердің саны сансыз. Кептірілетін материалдарға қойылатын талаптар өте әртүрлі. Мысалы, кептіру процесінде химиялық реагенттер, фармацевтикалық препараттар, электронды материалдар және электр керамикалық материалдар темір иондарымен араласпауы керек; сондықтан жабдықты таңдауда көміртекті болаттан жасалған материалдардан аулақ болу керек. Сонымен қатар, материалдағы ылғалдың құрамында қышқылдар, сілтілер, тұздар немесе органикалық еріткіштер болса, ол әртүрлі металл материалдарды коррозияға ұшыратуы мүмкін. Бұл коррозия әсіресе қыздыру кезінде күшейеді. Сондықтан материалдағы ылғалдылық сипаттамаларына негізделген сәйкес материалдарды таңдау керек.
Кептіргіш түріне негізделген материалды таңдауға қатысты, жоғарыда айтылғандай, әр түрлі жұмыс принципі бар кептіргіштердің әртүрлі түрлері бар. Сондықтан материалдарды таңдаған кезде мұны толығымен ескеру керек. Мысалы, ауа ағынымен кептіргіште магний оксидін кептіру кезінде ауа ағыны құбырындағы материалдың жоғары жылдамдығы және магний оксидінің қаттылығы кептіру құбырының иілу жерлерінің қатты тозуына әкеледі. Сондықтан осы аймаққа-тозуға төзімді құрылым немесе-тозуға төзімді материал жасалуы керек. Сонымен қатар, тот баспайтын болат көміртекті болаттан әлдеқайда төмен жылу өткізгіштікке ие. Сондықтан өткізгіштік жылу берудің негізгі әдісі болып табылатын кептіру жабдықтарында, егер негізгі материал ретінде тот баспайтын болат таңдалса, жылу алмасу аймағын тот баспайтын болаттың жылу өткізгіштігіне қарай есептеу керек. Инженерлік мысалдар бу жылу алмастырғыштарын таңдау кезінде тот баспайтын болат көміртекті болаттан 30% көбірек бетінің ауданын қажет ететінін көрсетеді.
Кептіру процесіне арналған материалдарды таңдау материалға және кептіру жағдайларына байланысты өзгереді. Мен бір уақытта бейорганикалық тұздарды құрғататын және полимерлену реакциясын бастайтын жоғары{1}}температуралы кептіргішті құрастырдым. Кептіру ауасының қажетті температурасы 800 градустан жоғары болды, бұл қымбат жоғары температураға төзімді тот баспайтын болатты пайдалануды қажет етті. Дегенмен, барлық кептіру камералары жоғары{6}}температура аймағында емес екенін ескере отырып, есептеулер жоғары{7}}температураға төзімді материалдардың тек жоғары-температура аймағында ғана қолданылғанын көрсетті. Бір жылдан астам уақыт қалыпты жұмыс істеп тұр.
Жабдықты орнату ортасына негізделген материалды таңдау: Көптеген жағдайларда жоғарыда аталған шарттар орындалса да, жабдықты орнату ортасының материалдарға қойылатын талаптарын ескеру қажет. Жабдық химиялық зауытта орнатылса, ақылға қонымды жобалық шешімді әзірлеу үшін қоршаған ортаның жабдыққа, басқару жүйесіне және электр жүйесіне коррозияға ұшырауы мұқият қарастырылуы керек.
Кептіру жабдықтарын коррозиядан қорғау әдістері: кептіру жабдықтарының көпшілігі дәнекерленген бөлшектерден, пластиналар мен цилиндрлерден тұрады. Коррозияға қарсы өңдеу әр түрлі қолданбалы кептіргіштер үшін қажет. Төменде материалды коррозиядан қорғау және өндіру әдістері бойынша кейбір тәжірибелер берілген.
Фосфаттау{0}}пассивация процесі: Дірілдейтін сұйық қабат кептіргіштерін өндіруде бөлшектердің 70%-ы көміртекті болаттан жасалған. Процестер арасындағы ұзақ айналым уақыты бетінде тоттың көп мөлшерін тудырады, бояу алдында тотты кетіру үшін айтарлықтай қол еңбегін қажет етеді. Электрохимиялық реакция арқылы фосфаттау{4}}пассивациялау тот басқан-болат дайындамаларды бір қадаммен өңдейді, бастапқы металл түсін ашады, сонымен қатар бір уақытта тоттануға қарсы тығыз пленка-түзеді. Бұл пленка ылғалды ауаның әсеріне он күннен астам тот баспай төтеп бере алады. Оның жұмысы қарапайым, жұмыс ортасын жақсартады, еңбек сыйымдылығын азайтады, жұмыс күші мен ресурстарды үнемдейді. Фосфаттау{10}}пассивация ерітіндісінің құрамында эмульгаторлар, молибдаттар, еритін фосфаттар және әртүрлі қышқылдар бар. Бұл әдіс тек жоғарыда аталған машина түрлеріне ғана емес, сонымен қатар басқа ұқсас құрылымдарды немесе рамаларды коррозиядан қорғау үшін де қолданылуы мүмкін.
Кептіру жабдығын өндіруде электростатикалық ұнтақ жабындысын қолдану: Дәстүрлі бояулар - бұл көп мөлшерде эфирлер, кетондар және көмірсутектер бар сұйықтықтар, өндірісте, сақтауда, тасымалдауда және құрылыста көптеген проблемаларды тудырады. Олар жанғыш, жарылғыш және өте қауіпті. Улылығының арқасында олар атмосфераға ұшып, қоршаған ортаны қатты ластайды. Сондықтан отандық және халықаралық жабын өндірушілері шешімді аз немесе мүлдем пайдаланбайтын жабындардың жаңа түрлерін әзірлеуге бағытталған. Осындай жаңа жабын түрлерінің бірі ұнтақ бояу болып табылады.
Дірілдейтін сұйылтылған төсек кептіргішінің үстіңгі қақпағы негізінен суық илектелген тот баспайтын болаттан-жасалады, бұл жоғары шығындарға әкеледі. Кәдімгі көміртекті болаттың орнына тот баспайтын болатты пайдалану себебі, жабдық жұмыс кезінде әртүрлі коррозиялық материалдармен және газдармен жанасады, ал тот баспайтын болат тамаша коррозияға төзімді; сондықтан тот баспайтын болат-салқын прокат қолданылады.
Кәдімгі көміртекті болатқа полиэфирлі шайыр ұнтақ жабындарын электростатикалық бүрку тот баспайтын болатпен салыстырылатын коррозияға төзімділікке жетеді. Ұнтақты жабынның бұл түрі қатты, берік және жақсы сәндік қасиеттерге ие болғандықтан, сонымен қатар тамаша сыртқы ауа-райына және ыстыққа төзімділікке, тамаша коррозияға төзімділікке, борлануға төзімділікке, жылтырлыққа және түс өнімділігіне ие болғандықтан, электростатикалық ұнтақпен бүрку кептіргіш қабықшаларды коррозиядан қорғау үшін өте қолайлы.
Аустенитті никель-Хром тот баспайтын болатты дәнекерлеу туралы талқылау Кептіруге арналған жабдықтың көптеген құрамдас бөліктері дәнекерленген қаңылтыр металл құрылымдары болып табылады, парақтардың көпшілігі 1Cr18Ni9Ti (18-8 түрі). Дәнекерлеу процесінде коррозия мен сыну проблемалары жиі кездеседі. Бұл өнімнің қызмет ету мерзіміне және өнімділігіне айтарлықтай әсер етеді. Аустенитті тот баспайтын болат пен қарапайым көміртекті болаттан айырмашылығы оның жылу өткізгіштігінің нашарлығында, қыздыру кезінде термиялық кеңею коэффициентінің үлкендігінде және жоғары электр кедергісінде жатыр. Осы сипаттамаларға байланысты аустениттік болат үшін арнайы дәнекерлеу процестері қажет. Түйіршікаралық коррозия жоғары легирленген болаттың негізгі мәселелерінің бірі болып табылады. Бұл болаттың өзі коррозияға төзімділігі жоғары болғанымен, дәнекерлеу процесі бұл кедергіні азайтады. Аустениттік болатты дәнекерлеу кезіндегі коррозия формаларына: жалпы, локализацияланған және түйіршік аралық коррозия жатады. Отандық зауыт кептіруге арналған қондырғыларды шетелден әкелді. Дәнекерлеудің дұрыс емес әдістері қап сүзгісінің тот баспайтын болаттан жасалған жақтауының микроқұрылымын бұзып, түйіршік аралық коррозияға әкелді. Кептіру процесінде материалдың құрамында қышқыл компоненттер болды, бұл болат жақтаудың тез сынуына әкелді.
Қорытынды Кептіру технологиясы инженерлік технология ретінде қазіргі күйіне дейін дамығандықтан, оның жетістігі кептіру теориясының деңгейіне ғана емес, сонымен қатар жабдық құрылымына, материалды таңдауға және өндіру әдістеріне де байланысты. Әртүрлі факторларды ескере отырып, ақылға қонымды өндіріс жоспарын жасаудың маңызды экономикалық мәні бар.