כותב המאמר: Ph.D. G.A. ברשידסקי
עד סוף המאה הקודמת, רדיאטורים מברזל יצוק היו מכשירי החימום העיקריים ברוסיה. אחר כך הגיעו קונווקטורים המבוססים על צינורות פלדה בעלי קירות עבים ורדיאטורים מלוחות פלדה. כמעט ולא נעשה שימוש בחומרים אחרים לייצור מכשירי חימום. נכון לעכשיו, צינורות פלדה, דוודים, התקני חימום וכו 'עדיין נמצאים בשימוש נרחב. לכן, המאפיינים העיקריים של מי רשת למערכות אספקת חום מתמקדים בשימוש בפלדה. מאפיינים אלה מוסדרים על ידי "כללים להפעלה טכנית של תחנות כוח ורשתות של הפדרציה הרוסית", לפיהם הערך pH של חומציות pH של מי הרשת צריך להיות בטווח של 8.3-9.5 עבור מערכות אספקת חום סגורות ו- 8.3-9.0 עבור פתוחות מערכות. תכולת החמצן המומס לא תעלה על 20 מיקרוגרם / ליטר.
אלומיניום משך מזמן את תשומת לבם של מפתחי ציוד חימום בשל תכונותיו הייחודיות, כגון מוליכות תרמית גבוהה, קלילות, גמישות, היכולת לייצר מכשירי חימום על ידי הזרקה ו שִׁחוּל. השילוב בין המאפיינים הללו מאפשר להשיג מכשירים המובחנים בהעברת חום גבוהה, משטח חיצוני איכותי ומראה אסתטי, המתאימים לחללי פנים מודרניים. מוליכות תרמית גבוהה, פי 5 מהמוליכות התרמית של הפלדה, בשילוב צפיפות נמוכה של אלומיניום (פי 3 קלה יותר מפלדה), מאפשרות להשיג רדיאטור קל עם סנפירים יעילים.
עם זאת, שני חסרונות משמעותיים מגבילים באופן חד את היקף היישום של רדיאטורים מאלומיניום. ראשית, רדיאטורים מאלומיניום יצוק התבררו כשבירים למדי, מה שהוביל לתאונות, במיוחד כאשר הדיירים הוחלפו ללא הרשאה ביותר התקני חימום בעיצוב חזק (בדרך כלל קונווקטלי פלדה או רדיאטורים מברזל יצוק) לאלומיניום אטרקטיבי מבחינה ויזואלית רדיאטורים. לאחר מכן, החיסרון הזה התגבר: כעת מיוצרים רדיאטורים מאלומיניום שיכולים לעמוד בלחץ נוזל הקירור הרבה יותר חריגה מלחץ העבודה האפשרי במערכות חימום על ידי ייעול תצורה של חתך העמודים והגדלת עובים קירות.
החיסרון השני הוא דיוק מוגבר של רדיאטורים מאלומיניום לאיכות נוזל הקירור - עליו להתגבר בינתיים נכשל: לא ניתן לזהות במלואו ניסיונות להחיל ציפויי הגנה שונים על המשטח הפנימי מוּצלָח. עמידותו של האלומיניום וסגסוגותיו לקורוזיה נקבעת על ידי נוכחות או היעדרות על פני השטח הפנימיים של סרט צפוף המורכב מחמצן אלומיניום אל.2או3. לסרט זה יש אופי אמפוטרי, כלומר הוא מתמוסס במדיה אלקליין וחומצית. איור 1 מציג את התלות של שיעור הקורוזיה של האלומיניום ב- pH, שניתן בספר מאת T.M. פטרובה, V.N. וורונוב וב.מ. לארינה "טכנולוגיה וארגון המשטר הכימי-מים של תחנות כוח גרעיניות", מ. 2012. האיור מראה כי לעקומה זו יש מינימום מובהק. עם עלייה ב- pH מ -8.5 ל -9.5, קצב הקורוזיה של האלומיניום עולה בסדר גודל (מ -0.1 ל -1 גרם / (מ '2ח)). אותו הדבר קורה כאשר ה- pH יורד מ -6.5 ל -4.2, אך אין כמעט ערכי pH כאלה במערכות אספקת המים לחימום.
תלות בקצב הקורוזיה של האלומיניום ב- pH של המדיום.
לפיכך, סרט התחמוצת המגן הצפוף מתנגד בהצלחה לקורוזיה בטווח ה- pH שבין 6.5 ל 8.5. בערכי pH מחוץ לטווח זה, סרט התחמוצת מתפרק וקורוזיה חודרת לעומק גדול של הקיר וגורמת אפילו לחורים. במקרה זה, ככלל, דליפות קטנות מופיעות תחילה. שימו לב שאם קורוזיה עדיין לא הובילה לאובדן אטימות הרדיאטור, ירידה בעובי הקיר מוביל לירידה הדרגתית בחוזקו וכתוצאה מכך לתאונות עקב אפילו עלייה קלה לַחַץ. תאונות כאלה עלולות להיות קטסטרופאליות, מכיוון שקטע שנחלש כתוצאה מקורוזיה בדרך כלל מתפרץ לאורך כל גובה העמוד, ומים מציפים את חדרי הרצפות הבסיסיות.
בהקשר זה, זה היה די טבעי שהרעיון נראה לשלב אלומיניום ופלדה במבנה אחד על מנת להשתמש ביתרונות שלהם. באופן כללי, bimetals נמצאים בשימוש נרחב בתחומי טכנולוגיה שונים. בדרך כלל שכבה אחת עשויה פלדה זולה, והשנייה עשויה מתכות לא ברזליות, במקרה זה אלומיניום. הרדיאטורים הבימטאליים הראשונים הופיעו באירופה באמצע המאה הקודמת. רק עמודים אנכיים היו דו -מתכתיים ברדיאטורים כאלה: צינורות פלדה הונחו בתבנית ההזרקה למעבר של נוזל הקירור. באספנים אופקיים, נוזל הקירור היה במגע ישיר עם אלומיניום.
רדיאטורים היברידיים כאלה (המונח הנפוץ הוא "מתכתי למחצה") עדיין מיוצרים, אם כי לא ניתן לראות בכך היגיון עיצוב בו נדרש נוזל קירור עם pH = 8.3-9.5 לחלק אחד של הרדיאטור (העמוד), ולחלקו השני (אספנים) - 6,5-8,5. המשמעות היא שרדיאטורים "מתכתיים למחצה" יכולים לעבוד כרגיל רק בטווח pH צר שבין 8.3 ל 8.5. זה אינו כולל את האפשרות לשימוש בהם במערכות החימום הנפוצות ביותר ברוסיה עם חיבור תלוי לרשתות חימום, המצוידות במערכות לטיפול במייקאפ.
בהתבסס על האמור, יש לייחס רדיאטורים "מתכתיים למחצה" לא לרדיאטורים מאלומיניום, אלא לרדיאטורים מאלומיניום. כדי לאשר או להפריך הצעה זו, יש לבצע בדיקות כדי לקבוע את קצב הקורוזיה כאשר ה- pH של נוזל הקירור משתנה בטווח רחב.
בנוסף, מקדם ההתרחבות התרמית של אלומיניום הוא כפול מזה של הפלדה. בגלל זה, כאשר הטמפרטורה של נוזל הקירור משתנה, מתעורר מתח בין צינור הפלדה לסנפירים האלומיניום של העמוד. התזוזה ההדדית של שכבות אלה מובילה להתרופפות המגע ביניהן, לעלייה בהתנגדות התרמית של המגע וכתוצאה מכך לירידה בהעברת החום של רדיאטורים כאלה במהלך הפעולה. כדי להעריך הפחתה זו, יש לבצע בדיקת ביצועים מואצת על ידי העברת מים לסירוגין 20 מעלות צלזיוס דרך הרדיאטור.0C ו- 900C (לפחות 250 מחזורים) והשוואת שטף החום שלו לפני ואחרי "הצטברות" זו.
נכון לעכשיו, רדיאטורים דו-מתכתיים משופרים, שחלקיהם המשובצים הם מבנה בצורת H מרותך של צינורות פלדה, הם בעלי ביקוש רב ביותר. לפיכך, הערוצים האופקיים והאנכיים עשויים פלדה, והמגע של אלומיניום עם מים אינו נכלל. רדיאטורים כאלה מתנהגים כמו פלדה וניתן להשתמש בהם במערכות קונבנציונאליות בערכי pH מנורמל = 8.3-9.5. יש להם כוח מוגבר, ולכן, בעת השימוש בהם, תאונות הקשורות בחריגה מהלחץ המותר, כולל זעזועים הידראוליים, כמעט ואינם נכללים.
יש לציין שלמרות שהרדיאטורים הדו-מתכתיים כבדים מאלומיניום ו"חצי-מתכתיים ", הצריכה של סגסוגת אלומיניום היא מינימלית כאן, מכיוון שרק סנפירים דקיקים עשויים ממנה.
אפשר להבחין בין רדיאטורים דו-מתכתיים לבין "חצי בימטאליים" באמצעות מגנט המופעל על החורים המחברים.
מסקנות
- רדיאטורים דו -מתכתיים, שבו נכלל מגע נוזל הקירור עם האלומיניום, ניתן להשתמש כמעט בכל מערכות חימום מים.
- אלומיניום, כולל רדיאטורים "חצי מתכת", יכול לשמש במערכות חימום עם חיבור עצמאי לרשתות חימום ובמערכות בודדות עם נוזל קירור קבוע.
סרטון שימושי בנושא:
