Avtor članka: dr. G.A. Bershidsky
Do konca prejšnjega stoletja so bili radiatorji iz litega železa glavne ogrevalne naprave v Rusiji. Potem so prišli konvektorji na osnovi jeklenih cevi z debelimi stenami in radiatorji iz jeklenih plošč. Drugi materiali za proizvodnjo ogrevalnih naprav se praktično niso uporabljali. Trenutno se jekleni cevovodi, kotli, grelne naprave itd. Še vedno pogosto uporabljajo. Zato so glavne značilnosti omrežne vode za sisteme oskrbe s toploto osredotočene na uporabo jekla. Te lastnosti urejajo "Pravila za tehnično obratovanje elektrarn in omrežij Ruske federacije", v skladu s katerimi je vrednost pH kislosti pH omrežne vode mora biti v območju 8,3-9,5 za zaprte sisteme oskrbe s toploto in 8,3-9,0 za odprte sistemov. Vsebnost raztopljenega kisika ne sme presegati 20 μg / l.
Aluminij že dolgo pritegne pozornost razvijalcev ogrevalne opreme zaradi svojih edinstvenih lastnosti, kot npr visoka toplotna prevodnost, lahkotnost, plastičnost, možnost izdelave grelnih naprav z brizganjem in iztiskanje. Kombinacija teh lastnosti omogoča pridobivanje naprav, ki jih odlikujejo visok prenos toplote, kakovostna zunanja površina in estetski videz, ki ustrezajo sodobni notranjosti. Visoka toplotna prevodnost, 5 -krat večja od toplotne prevodnosti jekla, v kombinaciji z nizko gostoto aluminija (3 -krat lažja od jekla), omogoča pridobivanje lahkega radiatorja z učinkovitimi plavuti.
Vendar pa dve pomembni pomanjkljivosti močno omejujeta področje uporabe aluminijastih radiatorjev. Prvič, radiatorji iz litega aluminija so se izkazali za precej krhke, kar je povzročilo nesreče, zlasti ko so najemnike nepooblaščeno zamenjali robustne konstrukcijske grelne naprave (običajno jekleni konvektorji ali radiatorji iz litega železa) do vizualno privlačnega aluminija radiatorji. Kasneje je bila ta pomanjkljivost odpravljena: zdaj se proizvajajo aluminijasti radiatorji, ki lahko prenesejo pritisk hladilne tekočine, veliko preseganje možnega delovnega tlaka v ogrevalnih sistemih z optimizacijo konfiguracije prereza stebra in povečanjem njihove debeline stene.
Druga pomanjkljivost je povečana zahtevnost aluminijastih radiatorjev glede kakovosti hladilne tekočine, ki jo je treba za zdaj premagati ne uspe: poskusov nanašanja različnih zaščitnih premazov na notranjo površino ni mogoče v celoti prepoznati uspešno. Odpornost aluminija in njegovih zlitin proti koroziji je določena s prisotnostjo ali odsotnostjo na notranji površini gostega filma, sestavljenega iz aluminijevega oksida Al2O.3. Ta film ima amfoterni značaj, torej se raztopi v alkalnih in kislih medijih. Slika 1 prikazuje odvisnost hitrosti korozije aluminija od pH, ki jo je v knjigi navedel T.M. Petrova, V.N. Voronov in B.M. Larina "Tehnologija in organizacija vodno-kemijskega režima jedrskih elektrarn", M., 2012. Slika prikazuje, da ima ta krivulja izrazit minimum. S povečanjem pH z 8,5 na 9,5 se stopnja korozije aluminija poveča za red velikosti (od 0,1 do 1 g / (m2h)). Enako se zgodi, ko se pH zniža s 6,5 na 4,2, vendar v sistemih za oskrbo z ogrevalno vodo takšnih vrednosti pH praktično ni.
Odvisnost hitrosti korozije aluminija od pH medija.
Tako se gosta zaščitna oksidna folija uspešno upira koroziji v območju pH od 6,5 do 8,5. Pri vrednostih pH zunaj tega območja se oksidni film razbije in korozija prodre do velike globine stene, kar povzroči celo skozi luknje. V tem primeru se praviloma najprej pojavijo majhna puščanja. Upoštevajte, da če korozija še ni privedla do izgube tesnosti radiatorja, se zmanjša debelina stene vodi do postopnega zmanjševanja njegove moči in posledično do nesreč zaradi celo rahlega povečanja pritisk. Takšne nesreče so lahko katastrofalne, saj del, oslabljen s korozijo, običajno poči po celotni višini stebra, voda pa poplavi prostore spodnjih tal.
V zvezi s tem se je povsem naravno pojavila ideja, da bi aluminij in jeklo združili v eno strukturo, da bi izkoristili njihove prednosti. Na splošno se bimetali pogosto uporabljajo na različnih tehnoloških področjih. Običajno je ena plast izdelana iz poceni jekla, druga pa iz neželeznih kovin, v tem primeru aluminija. Prvi bimetalni radiatorji so se v Evropi pojavili sredi prejšnjega stoletja. Samo navpični stebri so bili v takšnih radiatorjih bimetalni: jeklene cevi so bile postavljene v brizgalni kalup za prehod hladilne tekočine. V vodoravnih zbiralnikih je bilo hladilno sredstvo v neposrednem stiku z aluminijem.
Takšni hibridni radiatorji (skupni izraz je "polkovinski") se še vedno proizvajajo, čeprav se to ne more šteti za logično zasnova, pri kateri je za en del radiatorja (stolpec) potrebno hladilno sredstvo s pH = 8,3-9,5, za drugega (zbiralniki) pa - 6,5-8,5. To pomeni, da lahko "polkovinski" radiatorji normalno delujejo le v ozkem območju pH od 8,3 do 8,5. To izključuje možnost njihove uporabe v najpogostejših ogrevalnih sistemih v Rusiji z odvisnim priključkom na ogrevalna omrežja, opremljenih s sistemi za pripravo čistilne vode.
Glede na zgoraj navedeno je treba "polkovinske" radiatorje pripisati ne bimetalnim, ampak aluminijastim radiatorjem. Za potrditev ali zavrnitev tega predloga je treba opraviti preskuse za določitev stopnje korozije, ko se pH hladilne tekočine spreminja v širokem območju.
Poleg tega je koeficient toplotnega raztezanja aluminija dvakrat večji od jekla. Zaradi tega se pri spreminjanju temperature hladilne tekočine pojavi napetost med jekleno cevjo in aluminijastimi rebri stebra. Medsebojni premik teh plasti vodi do popuščanja stika med njimi, do povečanja toplotne odpornosti stika in posledično do zmanjšanja prenosa toplote takšnih radiatorjev med delovanjem. Za oceno tega zmanjšanja je treba opraviti pospešen preskus delovanja z izmeničnim prehajanjem vode 20 ° C skozi radiator.0C in 900C (najmanj 250 ciklov) in primerjavo njegovega toplotnega toka pred in po tem "kopičenju".
Trenutno so po zaslugi največjega povpraševanja izboljšani bimetalni radiatorji, katerih vgrajeni deli so varjena konstrukcija jeklenih cevi v obliki črke H. Tako so vodoravni in navpični kanali iz jekla, stik aluminija z vodo pa je izključen. Takšni radiatorji se obnašajo kot jeklo in jih je mogoče uporabiti v običajnih sistemih pri normaliziranem pH = 8,3-9,5. Imajo povečano trdnost, zato so pri njihovi uporabi skoraj izključene nesreče, povezane s prekoračitvijo dovoljenega tlaka, vključno s hidravličnimi udarci.
Treba je opozoriti, da čeprav so bimetalni radiatorji težji od aluminija in "pol-bimetalni", je poraba aluminijeve zlitine tukaj minimalna, saj so iz nje izdelane le tankostenske plavuti.
Bimetalne radiatorje je mogoče razlikovati od "pol-bimetalnih" s pomočjo magneta, ki je pritrjen na priključne luknje.
sklepe
- Bimetalni radiatorji, pri katerem je stik hladilne tekočine z aluminijem izključen, se lahko uporablja v skoraj vseh sistemih za ogrevanje vode.
- Aluminij, vključno s "polkovinskimi" radiatorji, se lahko uporablja v ogrevalnih sistemih z neodvisno povezavo z ogrevalnimi omrežji in v posameznih sistemih s stalnim hladilnim sredstvom.
Koristni video na to temo:
