ورق استیل در ساخت مبدل حرارتی

فهرست موضوعات

مقدمه

انتخاب مواد مناسب برای مبدل های حرارتی به ویژه با توجه به کیفیت حرارتی، مقاومت در برابر افتادگی در هنگام لحیم کاری و مقاومت در برابر خوردگی، کلیدی است.
اگر مبدل حرارتی در فضای باز یا در یک کارخانه فرآوری با محیط خورنده کار کند، مقاومت در برابر خوردگی بالا، یک ضرورت خواهد بود.
ورق استیل نسوز؛ متریال محبوب صنعتگران برای استفاده در مبدل های حرارتی است. در ادامه به دلایل این انتخاب میپردازیم.

چه ماده ای را برای مبدل حرارتی انتخاب می کنید؟

هنگام در نظر گرفتن اینکه کدام مواد برای یک مبدل حرارتی مناسب هستند، باید سه عنوان کلیدی را در نظر بگیرید:
•    قدرت انتقال حرارتی
•    دمای عملیاتی
•    و مقاومت در برابر خوردگی. 
 البته خواص فیزیکی و مکانیکی مواد مانند سهولت ساخت و نگهداری مداوم نیز قابل توجه است، مواردی که در ورق استیل نسوز، به وضوح قابل مشاهده است.

اهمیت متریال مورد استفاده در مبدل حرارتی

مهندسان طراح باید در نظر بگیرند که چه سیالی از طریق مبدل حمل می شود و مواد را بر اساس آن انتخاب کنند و مورد استفاده قرار دهند. 
به عنوان مثال، در صنعت داروسازی بسیار حائز اهمیت است که ماده در حین عبور از یک مبدل حرارتی، خالص باقی بماند و از ترکیب شیمیایی آن چیزی کاسته یا اضافه نشده باشد.
در چنین محیطی، لوله ها باید از یک ماده بی اثر ساخته شوند. به طور کلی، سه فلز برای مبدل های حرارتی مورد استفاده قرار می گیرند که عبارتند از استیل، آلومینیوم و مس.
هر فلز دارای خواص حرارتی بهینه و مقاومت در برابر خوردگی هستند، اما انتخاب اکثر مهندسان و اهالی فن، ورق استیل نسوز، است.
در واقع می توان این گونه گفت که تنش های حرارتی ناشی از اختلاف دمای زیاد می تواند باعث ایجاد ترک در مواد شود. تأثیرات مکانیکی مانند ارتعاشات، چکش های بخار و همچنین فشار زیاد درون دستگاه  ها چالش بزرگی برای مواد مورد استفاده ایجاد می کند. 
برای مثال، خوردگی و رسوبات ناشی از سنگ آهک بسیار حائز اهمیت است. آن ها نیازهای تعمیر و نگهداری مبدل حرارتی را در صورت عدم توجه افزایش می دهند. 
فراموش نکنید که تعمیر و نگهداری، فرآیندی هزینه بر است و در نهایت منجر به از کار افتادن جزئی یا کامل سیستم می شود، پس بهترین حالت زمانی اتفاق می افتد که از ماده ای استفاده شود که تا حد امکان مقاوم باشد.
مبدل های حرارتی فولاد ضد زنگ و ورق استیل نسوز، گران تر از آلومینیوم هستند که سبک وزن و رسانایی حرارتی بالایی دارند، اما به دلیل طول عمر و مقاومت در برابر خوردگی فولاد ضد زنگ، احتمالاً در آینده نزدیک بیشتر از آن خواهید شنید.

دلایل استفاده از ورق استیل نسوز در ساخت مبدل های حرارتی

انسان ها همواره به دنبال کشف و یافتن متریال کاربردی تر، در دسترس تر و ارزان تر هستند.
 این قضیه در انتخاب فلز برای ساخت مبدل حرارتی هم صدق می کند و مهندسان، ورق استیل ۳۱۰، یا ورق استیل مشبک ۳۰۹، را به عنوان موادی سبک تر و کارآمدتر از نظر حرارتی انتخاب می کنند. از طرفی هر گاه در پروژه ها بودجه، محدودتر باشد، باز هم انتخاب ورق استیل نسوز، در اولویت قرار می گیرد.
ورق های استیل به عنوان آلیاژی از فولاد، ماده رسانای حرارتی محسوب می شوند و مسلماً مقرون به صرفه ترین مواد هستند. ورق های استیل در انتشار گرما تقریباً به اندازه مس کارآمدی دارند.
ورق استیل نسوز؛ همچنین بسیار سبک تر و انعطاف پذیرتر از ورق های مسی است و از قابلیت چکش خواری بالایی برخوردار است، که یک مزیت ویژه به شمار می رود.
به عنوان مثال هر گاه مهندسان طراح بخواهند یک مبدل باله صفحه ای برای یک کوره گازی در نظر بگیرند، انتخابشان ورق استیل ۳۱۰، یا ورق استیل مشبک ۳۰۹ است، زیرا برای ایجاد پیچیدگی های باله ها مناسب تر است.
این گریدهای فلزی ثابت کرده اند که موادی قابل اعتماد و بادوام هستند. مبدل های حرارتی ساخته شده از ورق استیل نسوز، به ویژه در برابر خوردگی مقاومت می کنند و رسوبات سنگ آهک و باقی مانده های دیگر را به حداقل می رسانند. 

ویژگی های ورق استیل جهت استفاده از آن در مبدل حرارتی

همان طور که پیشتر نیز گفته شد، مبدل حرارتی، اموری حیاتی در صنعت را بر عهده دارد که چنانچه مکررا دچار تعمیر شود، از عمر مفید آن کاسته خواهد شد و از کار می افتد و به تبع برای صاحبان کسب و کار، هزینه آفرین خواهد بود.
 به همین سبب مهندسان چنانچه اعتبار و بودجه کافی داشته باشند از ورق استیل ۳۱۰، یا ورق استیل مشبک ۳۰۹ استفاده خواهند کرد. این امر به جهت ویژگی های متعدد ورق استیل نسوز، اتفاق می افتد. ویژگی هایی مانند موارد زیر:
•    سادگی ساخت و نصب
•    چکش خوری آسان و انعطاف پذیری خوب
•    سهولت در تمیز کردن
•    ضد زنگ
•    نسوز
•    مقاوم در برابر خوردگی
•    قدرت انتقال حرارت
•    کاستن هزینه های جانبی مانند هزینه هایی برای تعمیر یا نگهداری
•    در دسترس بودن با ابعاد و شکل های متعدد
•    مقاومت در برابر گرمای شدید و سرمای زیاد و مناسب برای استفاده در بیشتر فرآیندها

جمع بندی

مبدل های حرارتی گاهی به ثمر رساندن فرآیندهایی حیاتی را برعهده دارند، بنابراین مهم است که همواره در حالت استاندارد کار کنند تا نتیجه دلخواه و به دور از ناخالصی فراهم شود.
ورق استیل نسوز؛ پرطرفدارترین گرید آلیاژی است که به راحتی در دسترس و قابل تهیه است و از دوام و کارایی بسیار خوبی نیز برخوردار است.