Autor článku: Ph.D. G.A. Bershidsky
Do konca minulého storočia boli liatinové radiátory hlavným vykurovacím zariadením v Rusku. Potom prišli konvektory na báze hrubostenných oceľových rúr a oceľových panelových radiátorov. Ostatné materiály na výrobu vykurovacích zariadení sa prakticky nepoužívali. V súčasnej dobe sú stále široko používané oceľové potrubia, kotly, vykurovacie zariadenia atď. Preto sú hlavné charakteristiky sieťovej vody pre systémy zásobovania teplom zamerané na používanie ocele. Tieto charakteristiky upravujú „Pravidlá pre technickú prevádzku elektrární a sietí Ruskej federácie“, podľa ktorých je hodnota pH kyslosti pH sieťovej vody by malo byť v rozsahu 8,3-9,5 pre uzavreté systémy zásobovania teplom a 8,3-9,0 pre otvorené systémy. Obsah rozpusteného kyslíka by nemal prekročiť 20 μg / l.
Hliník už dlho priťahuje pozornosť vývojárov vykurovacích zariadení kvôli svojim jedinečným vlastnostiam, ako napr vysoká tepelná vodivosť, ľahkosť, plasticita, schopnosť vyrábať vykurovacie zariadenia vstrekovaním a vytláčanie. Kombinácia týchto vlastností umožňuje získať zariadenia, ktoré sa vyznačujú vysokým prenosom tepla, kvalitným vonkajším povrchom a estetickým vzhľadom, zodpovedajúcim moderným interiérom. Vysoká tepelná vodivosť, 5 -krát vyššia ako tepelná vodivosť ocele, v kombinácii s nízkou hustotou hliníka (3 -krát ľahšia ako oceľ), umožňuje získať ľahký radiátor s efektívnymi rebrami.
Dve významné nevýhody však výrazne obmedzujú rozsah použitia hliníkových radiátorov. Po prvé, liate hliníkové radiátory sa ukázali byť dosť krehké, čo viedlo k nehodám, najmä keď boli nájomníci neoprávnene nahradení ďalšími robustné vykurovacie zariadenia (zvyčajne oceľové konvektory alebo liatinové radiátory) až po vizuálne atraktívny hliník radiátory. Následne bola táto nevýhoda prekonaná: teraz sa vyrábajú hliníkové radiátory, ktoré vydržia tlak chladiacej kvapaliny prekročenie možného pracovného tlaku vo vykurovacích systémoch optimalizáciou konfigurácie prierezu kolóny a zvýšením ich hrúbky steny.
Druhou nevýhodou je zvýšená náročnosť hliníkových chladičov na kvalitu chladiacej kvapaliny - ktorú je potrebné zatiaľ prekonať. zlyhá: pokusy o aplikáciu rôznych ochranných povlakov na vnútorný povrch nemožno úplne rozpoznať úspešný. Odolnosť hliníka a jeho zliatin proti korózii je daná prítomnosťou alebo neprítomnosťou hustého filmu pozostávajúceho z oxidu hlinitého Al na vnútornom povrchu2O3. Tento film má amfotérny charakter, to znamená, že sa rozpúšťa v zásaditých aj kyslých médiách. Obrázok 1 ukazuje závislosť rýchlosti korózie hliníka na pH, uvedenú v knihe T.M. Petrova, V.N. Voronov a B.M. Larina „Technológia a organizácia vodno-chemického režimu jadrových elektrární“, M., 2012. Obrázok ukazuje, že táto krivka má výrazné minimum. So zvýšením pH z 8,5 na 9,5 sa rýchlosť korózie hliníka zvyšuje rádovo (od 0,1 do 1 g / (m2h)). To isté sa stane, keď pH klesne zo 6,5 na 4,2, ale v systémoch zásobovania vykurovacou vodou prakticky neexistujú žiadne také hodnoty pH.
Závislosť rýchlosti korózie hliníka na pH média.
Hustý ochranný oxidový film teda úspešne odoláva korózii v rozsahu pH od 6,5 do 8,5. Pri hodnotách pH mimo tohto rozmedzia sa oxidový film rozpadá a korózia preniká do veľkej hĺbky steny, čo spôsobuje dokonca priechodné otvory. V tomto prípade sa spravidla najskôr objavia malé netesnosti. Všimnite si toho, že ak korózia ešte neviedla k strate tesnosti chladiča, zníženiu hrúbky steny vedie k postupnému znižovaniu jeho pevnosti a následne k nehodám v dôsledku dokonca mierneho nárastu tlak. Také nehody môžu byť katastrofálne, pretože časť oslabená koróziou sa zvyčajne roztrhne po celej výške stĺpika a voda zaplaví miestnosti pod ňou ležiacich podlaží.
V tomto ohľade sa celkom prirodzene objavila myšlienka spojiť hliník a oceľ v jednej štruktúre, aby sa využili ich výhody. Bimetaly sa vo všeobecnosti široko používajú v rôznych oblastiach technológie. Jedna vrstva je zvyčajne vyrobená z lacnej ocele a druhá je z neželezných kovov, v tomto prípade z hliníka. Prvé bimetalové radiátory sa objavili v Európe v polovici minulého storočia. V týchto radiátoroch boli bimetalové iba zvislé stĺpce: do vstrekovacej formy na prechod chladiva boli umiestnené oceľové rúrky. V horizontálnych kolektoroch bola chladiaca kvapalina v priamom kontakte s hliníkom.
Takéto hybridné radiátory (bežný termín je „polokovový“) sa stále vyrábajú, aj keď to nemožno považovať za logické konštrukcia, v ktorej je pre jednu časť chladiča (stĺpec) a pre druhú (kolektory) potrebná chladiaca kvapalina s pH = 8,3 -9,5 6,5-8,5. To znamená, že „polokovové“ radiátory môžu fungovať normálne iba v úzkom rozsahu pH od 8,3 do 8,5. To vylučuje možnosť ich použitia v najbežnejších vykurovacích systémoch v Rusku so závislým pripojením k vykurovacím sieťam vybaveným systémami úpravy doplňovacej vody.
Na základe vyššie uvedeného by sa „polokovové“ radiátory nemali pripisovať bimetalovým, ale hliníkovým radiátorom. Na potvrdenie alebo vyvrátenie tohto návrhu je potrebné vykonať testy na stanovenie rýchlosti korózie pri zmene pH chladiacej kvapaliny v širokom rozsahu.
Koeficient tepelnej rozťažnosti hliníka je navyše dvojnásobný ako oceľ. Z tohto dôvodu pri zmene teploty chladiacej kvapaliny vzniká napätie medzi oceľovou rúrkou a hliníkovými rebrami stĺpika. Vzájomné posunutie týchto vrstiev vedie k uvoľneniu kontaktu medzi nimi, k zvýšeniu tepelného odporu kontaktu a v dôsledku toho k zníženiu prenosu tepla takýchto radiátorov počas prevádzky. Na posúdenie tohto zníženia by sa mal vykonať zrýchlený test výkonu striedavým prúdením vody 20 ° C cez chladič.0C a 900C (najmenej 250 cyklov) a porovnaním jeho tepelného toku pred a po tomto „nahromadení“.
V súčasnej dobe je zaslúžene najväčší dopyt po vylepšených bimetalických radiátoroch, ktorých zapustené časti sú zváranou štruktúrou oceľových rúr v tvare H. Horizontálne a vertikálne kanály sú teda vyrobené z ocele a kontakt hliníka s vodou je vylúčený. Takéto radiátory sa správajú ako oceľ a môžu byť použité v bežných systémoch pri normalizovanom pH = 8,3-9,5. Majú zvýšenú pevnosť, preto sú pri ich použití prakticky vylúčené nehody spojené s prekročením prípustného tlaku vrátane hydraulických rázov.
Treba poznamenať, že aj keď sú bimetalické radiátory ťažšie ako hliníkové a „semi-bimetalické“, spotreba hliníkovej zliatiny je tu minimálna, pretože sú z nej vyrobené iba tenkostenné rebrá.
Bimetalové radiátory od „semi-bimetalických“ je možné rozlíšiť pomocou magnetu aplikovaného na spojovacie otvory.
závery
- Bimetalové radiátory, v ktorom je vylúčený kontakt chladiacej kvapaliny s hliníkom, je možné použiť takmer v každom systéme ohrevu vody.
- Hliník, vrátane "polokovových" radiátorov, je možné použiť vo vykurovacích systémoch s nezávislým napojením na vykurovacie siete a v jednotlivých systémoch s permanentným chladivom.
Užitočné video na tému:
