Forfatteren av artikkelen: Ph.D. G.A. Bershidsky
Fram til slutten av forrige århundre var støpejernsradiatorer de viktigste varmeapparatene i Russland. Så kom konvektorer basert på tykkveggede stålrør og stålpanelradiatorer. Andre materialer for produksjon av varmeapparater ble praktisk talt ikke brukt. For tiden er stålrørledninger, kjeler, varmeenheter etc. fortsatt mye brukt. Derfor er hovedkarakteristikkene til nettverksvann for varmeforsyningssystemer fokusert på bruk av stål. Disse egenskapene er regulert av "Reglene for teknisk drift av kraftverk og nett i Den russiske føderasjon", ifølge hvilken verdien pH på surhet pH i nettverksvann bør være i området 8,3-9,5 for lukkede varmeforsyningssystemer og 8,3-9,0 for åpne systemer. Innholdet av oppløst oksygen bør ikke overstige 20 μg / l.
Aluminium har lenge tiltrukket seg oppmerksomheten til utviklere av varmeutstyr på grunn av dets unike egenskaper, som f.eks høy varmeledningsevne, letthet, plastisitet, evnen til å produsere varmeenheter ved sprøytestøping og ekstrudering. Kombinasjonen av disse egenskapene gjør det mulig å skaffe enheter som kjennetegnes ved høy varmeoverføring, ytre overflate av høy kvalitet og estetisk utseende, tilsvarende moderne interiør. Høy varmeledningsevne, 5 ganger høyere enn stålets varmeledningsevne, kombinert med en lav tetthet av aluminium (3 ganger lettere enn stål), gjør det mulig å få en lett radiator med effektive finner.
To betydelige ulemper begrenser imidlertid kraftig anvendelsesområdet for aluminiumsradiatorer. For det første viste radiatorer i støpt aluminium seg å være ganske skjøre, noe som førte til ulykker, spesielt når leietakerne uautorisert ble erstattet av flere robuste designoppvarmingsenheter (vanligvis stålkonvektorer eller støpejernsradiatorer) til visuelt attraktivt aluminium radiatorer. Deretter ble denne ulempen overvunnet: nå produseres aluminium radiatorer som tåler trykket fra kjølevæsken, mye overskride det mulige arbeidstrykket i varmesystemer ved å optimalisere konfigurasjonen av søyletverrsnittet og øke tykkelsen vegger.
Den andre ulempen er den økte nøyaktigheten til aluminiumsradiatorer til kvaliteten på kjølevæsken - som skal overvinnes for nå mislykkes: forsøk på å påføre forskjellige beskyttende belegg på den indre overflaten kan ikke gjenkjennes fullt ut vellykket. Motstanden til aluminium og dets legeringer mot korrosjon bestemmes av tilstedeværelsen eller fraværet på den indre overflaten av en tett film bestående av aluminiumoksyd Al2O3. Denne filmen har en amfoter karakter, det vil si at den oppløses i både alkaliske og sure medier. Figur 1 viser avhengigheten av korrosjonshastigheten til aluminium av pH, gitt i boken av T.M. Petrova, V.N. Voronov og B.M. Larina "Teknologi og organisering av det vannkjemiske regimet for atomkraftverk", M., 2012. Figuren viser at denne kurven har et uttalt minimum. Med en økning i pH fra 8,5 til 9,5, øker korrosjonshastigheten til aluminium med en størrelsesorden (fra 0,1 til 1 g / (m2h)). Det samme skjer når pH synker fra 6,5 til 4,2, men det er praktisk talt ingen slike pH -verdier i varmtvannsforsyningssystemene.
Avhengighet av korrosjonshastigheten til aluminium på mediumets pH.
Dermed motstår den tette beskyttende oksydfilmen korrosjon i pH -området fra 6,5 til 8,5. Ved pH -verdier utenfor dette området brytes oksydfilmen ned og korrosjon trenger inn i en stor dybde av veggen, noe som forårsaker jevne hull. I dette tilfellet vises som regel små lekkasjer først. Vær oppmerksom på at hvis korrosjon ennå ikke har ført til tap av radiatortetthet, redusert veggtykkelse fører til en gradvis reduksjon i styrken og følgelig til ulykker på grunn av en liten økning press. Slike ulykker kan være katastrofale, siden en seksjon svekket av korrosjon vanligvis brister langs hele høyden på søylen, og vann oversvømmer rommene i de underliggende gulvene.
I denne forbindelse syntes ideen helt naturlig å kombinere aluminium og stål i en struktur for å bruke fordelene. Generelt er bimetaller mye brukt på forskjellige teknologiske områder. Vanligvis er ett lag laget av billig stål, og det andre er laget av ikke-jernholdige metaller, i dette tilfellet aluminium. De første bimetalliske radiatorene dukket opp i Europa i midten av forrige århundre. Bare vertikale søyler var bimetalliske i slike radiatorer: stålrør ble plassert i injeksjonsformen for passering av kjølevæsken. I horisontale oppsamlere var kjølevæsken i direkte kontakt med aluminium.
Slike hybridradiatorer (det vanlige uttrykket er "halvmetallisk") produseres fortsatt, selv om det ikke kan betraktes som logisk et design der det kreves et kjølevæske med pH = 8,3-9,5 for den ene delen av radiatoren (kolonnen) og for den andre (oppsamleren) - 6,5-8,5. Dette betyr at "halvmetalliske" radiatorer normalt bare kan fungere i et smalt pH-område fra 8,3 til 8,5. Dette utelukker muligheten for bruk i de vanligste varmesystemene i Russland med avhengig tilkobling til varmeanlegg, utstyrt med etterbehandlingsvannbehandlingssystemer.
Basert på det foregående, bør "halvmetalliske" radiatorer ikke tilskrives bimetalliske, men aluminiumsradiatorer. For å bekrefte eller tilbakevise dette forslaget, er det nødvendig å utføre tester for å bestemme korrosjonshastigheten når kjølevæskens pH endres over et vidt område.
I tillegg er termisk ekspansjonskoeffisient for aluminium det dobbelte av stål. På grunn av dette, når temperaturen på kjølevæsken endres, oppstår det en spenning mellom stålrøret og aluminiumsflatene i kolonnen. Gjensidig forskyvning av disse lagene fører til at kontakten mellom dem løsner, til en økning i kontaktens termiske motstand og følgelig til en reduksjon i varmeoverføringen til slike radiatorer under drift. For å vurdere denne reduksjonen, bør en akselerert ytelsestest utføres ved vekselvis passering av vann ved en temperatur på 200C og 900C (minst 250 sykluser) og sammenligning av varmestrømmen før og etter denne "oppbyggingen".
For tiden er forbedrede bimetalliske radiatorer, hvorav de innebygde delene er en sveiset H-formet struktur av stålrør, fortjent i størst etterspørsel. Dermed er de horisontale og vertikale kanalene laget av stål, og kontakten mellom aluminium og vann er utelukket. Slike radiatorer oppfører seg som stål og kan brukes i konvensjonelle systemer ved normaliserte pH-verdier = 8,3-9,5. De har økt styrke, og derfor er ulykker forbundet med overskridelse av det tillatte trykket, inkludert hydrauliske støt, praktisk talt utelukket når de brukes.
Det skal bemerkes at selv om bimetalliske radiatorer er tyngre enn aluminium og "halvmetalliske", er forbruket av aluminiumlegering minimalt, siden det er laget bare tynnveggede finner.
Det er mulig å skille bimetalliske radiatorer fra "semi-bimetalliske" ved hjelp av en magnet som er påført forbindelseshullene.
konklusjoner
- Bimetalliske radiatorer, der kjølevæskens kontakt med aluminium er utelukket, kan brukes i nesten alle vannvarmesystemer.
- Aluminium, inkludert "halvmetall" radiatorer, kan brukes i varmesystemer med uavhengig tilkobling til varmeanlegg og i individuelle systemer med permanent kjølevæske.
Nyttig video om emnet:
