Penulis artikel: Ph.D. G.A. Bershidsky
Sampai akhir abad terakhir, radiator besi cor adalah alat pemanas utama di Rusia. Kemudian datang konvektor berdasarkan pipa baja berdinding tebal dan radiator panel baja. Bahan lain untuk produksi alat pemanas praktis tidak digunakan. Saat ini, pipa baja, boiler, perangkat pemanas, dll. masih banyak digunakan. Oleh karena itu, karakteristik utama jaringan air untuk sistem pasokan panas difokuskan pada penggunaan baja. Karakteristik ini diatur oleh "Aturan untuk Operasi Teknis Pembangkit Listrik dan Jaringan Federasi Rusia", yang menurutnya nilainya pH keasaman pH air jaringan harus berada dalam kisaran 8,3-9,5 untuk sistem suplai panas tertutup dan 8,3-9,0 untuk sistem pasokan panas terbuka. sistem. Kandungan oksigen terlarut tidak boleh melebihi 20 g / l.
Aluminium telah lama menarik perhatian pengembang peralatan pemanas karena sifatnya yang unik, seperti: konduktivitas termal yang tinggi, ringan, plastisitas, kemampuan untuk memproduksi perangkat pemanas dengan cetakan injeksi dan ekstrusi. Kombinasi sifat-sifat ini memungkinkan untuk mendapatkan perangkat yang dibedakan oleh perpindahan panas tinggi, permukaan luar berkualitas tinggi dan penampilan estetika, sesuai dengan interior modern. Konduktivitas termal yang tinggi, 5 kali lebih tinggi dari konduktivitas termal baja, dikombinasikan dengan kerapatan aluminium yang rendah (3 kali lebih ringan dari baja), memungkinkan Anda mendapatkan radiator yang ringan dengan sirip yang efisien.
Namun, dua kelemahan signifikan secara tajam membatasi ruang lingkup penerapan radiator aluminium. Pertama, radiator aluminium cor ternyata cukup rapuh, yang menyebabkan kecelakaan, terutama ketika penyewa secara tidak sah diganti dengan lebih banyak perangkat pemanas desain yang kuat (biasanya konvektor baja atau radiator besi cor) untuk aluminium yang menarik secara visual radiator. Selanjutnya, kelemahan ini diatasi: sekarang radiator aluminium diproduksi yang dapat menahan tekanan cairan pendingin, banyak melebihi kemungkinan tekanan kerja dalam sistem pemanas dengan mengoptimalkan konfigurasi penampang kolom dan meningkatkan ketebalannya dinding.
Kelemahan kedua adalah peningkatan ketelitian radiator aluminium terhadap kualitas pendingin - yang harus diatasi untuk saat ini gagal: upaya untuk menerapkan berbagai lapisan pelindung ke permukaan bagian dalam tidak dapat sepenuhnya dikenali berhasil. Ketahanan aluminium dan paduannya terhadap korosi ditentukan oleh ada atau tidaknya pada permukaan bagian dalam film padat yang terdiri dari aluminium oksida Al2HAI3. Film ini bersifat amfoter, yaitu larut dalam media basa dan asam. Gambar 1 menunjukkan ketergantungan laju korosi aluminium pada pH, yang diberikan dalam buku oleh T.M. Petrova, V.N. Voronov dan B.M. Larina "Teknologi dan organisasi rezim air-kimia pembangkit listrik tenaga nuklir", M., 2012. Gambar tersebut menunjukkan bahwa kurva ini memiliki minimum yang jelas. Dengan peningkatan pH dari 8,5 menjadi 9,5, laju korosi aluminium meningkat dengan urutan besarnya (dari 0,1 menjadi 1 g / (m2H)). Hal yang sama terjadi ketika pH menurun dari 6,5 menjadi 4,2, tetapi praktis tidak ada nilai pH seperti itu dalam sistem pasokan air pemanas.
Ketergantungan laju korosi aluminium pada pH medium.
Dengan demikian, film oksida pelindung padat berhasil menahan korosi pada kisaran pH 6,5-8,5. Pada nilai pH di luar kisaran ini, film oksida rusak dan korosi menembus dinding yang sangat dalam, bahkan menyebabkan lubang. Dalam hal ini, sebagai aturan, kebocoran kecil muncul terlebih dahulu. Perhatikan bahwa jika korosi belum menyebabkan hilangnya kekencangan radiator, penurunan ketebalan dinding menyebabkan penurunan bertahap dalam kekuatannya dan, akibatnya, kecelakaan karena bahkan sedikit peningkatan tekanan. Kecelakaan seperti itu bisa menjadi bencana besar, karena bagian yang dilemahkan oleh korosi biasanya pecah di sepanjang ketinggian kolom, dan air membanjiri ruangan di lantai di bawahnya.
Dalam hal ini, secara alami, muncul ide untuk menggabungkan aluminium dan baja dalam satu struktur untuk memanfaatkan keunggulannya. Secara umum, bimetal banyak digunakan di berbagai bidang teknologi. Biasanya satu lapisan terbuat dari baja murah, dan lapisan lainnya terbuat dari logam non-ferrous, dalam hal ini aluminium. Radiator bimetalik pertama muncul di Eropa pada pertengahan abad terakhir. Hanya kolom vertikal yang bimetal di radiator seperti itu: pipa baja ditempatkan di cetakan injeksi untuk mengalirkan cairan pendingin. Pada kolektor horizontal, cairan pendingin bersentuhan langsung dengan aluminium.
Radiator hibrida semacam itu (istilah umum adalah "semi-logam") masih diproduksi, meskipun tidak dapat dianggap logis desain di mana pendingin dengan pH = 8,3-9,5 diperlukan untuk satu bagian radiator (kolom), dan untuk yang lain (kolektor) - 6,5-8,5. Ini berarti bahwa radiator "semi-logam" dapat bekerja secara normal hanya dalam kisaran pH yang sempit dari 8,3 hingga 8,5. Ini mengecualikan kemungkinan penggunaannya dalam sistem pemanas Rusia yang paling umum dengan koneksi tergantung ke jaringan pemanas, dilengkapi dengan sistem pengolahan air make-up.
Berdasarkan hal tersebut di atas, radiator "semi-logam" harus dikaitkan bukan dengan bimetal, tetapi dengan radiator aluminium. Untuk mengkonfirmasi atau menolak usulan ini, perlu dilakukan pengujian untuk menentukan laju korosi ketika pH pendingin berubah pada rentang yang luas.
Selain itu, koefisien ekspansi termal aluminium dua kali lipat dari baja. Karena itu, ketika suhu pendingin berubah, ketegangan muncul antara tabung baja dan sirip aluminium kolom. Perpindahan timbal balik dari lapisan-lapisan ini menyebabkan melonggarnya kontak di antara mereka, pada peningkatan ketahanan termal kontak dan, akibatnya, pada penurunan perpindahan panas radiator tersebut selama operasi. Untuk menilai pengurangan ini, tes kinerja yang dipercepat harus dilakukan dengan melewatkan air 20 ° C secara bergantian melalui radiator.0C dan 900C (setidaknya 250 siklus) dan membandingkan fluks panasnya sebelum dan sesudah "penumpukan" ini.
Saat ini, radiator bimetalik yang ditingkatkan, bagian yang tertanam di mana struktur pipa baja berbentuk H yang dilas, sepatutnya dalam permintaan terbesar. Dengan demikian, saluran horizontal dan vertikal terbuat dari baja, dan kontak aluminium dengan air tidak termasuk. Radiator semacam itu berperilaku seperti baja dan dapat digunakan dalam sistem konvensional pada nilai pH yang dinormalisasi = 8,3-9,5. Mereka telah meningkatkan kekuatan, oleh karena itu, saat menggunakannya, kecelakaan yang terkait dengan tekanan yang melebihi yang diizinkan, termasuk guncangan hidrolik, praktis tidak termasuk.
Perlu dicatat bahwa meskipun radiator bimetal lebih berat daripada aluminium dan radiator "semi-bimetal", konsumsi paduan aluminium minimal di sini, karena hanya sirip berdinding tipis yang terbuat darinya.
Dimungkinkan untuk membedakan radiator bimetalik dari radiator "semi-bimetalik" dengan menggunakan magnet yang dipasang pada lubang penghubung.
kesimpulan
- Radiator bimetal, di mana kontak pendingin dengan aluminium dikecualikan, dapat digunakan di hampir semua sistem pemanas air.
- Aluminium, termasuk radiator "semi-logam", dapat digunakan dalam sistem pemanas dengan koneksi independen ke jaringan pemanas dan dalam sistem individual dengan pendingin permanen.
Video yang berguna tentang topik:
