bakor.info

Изостатическая керамика в выхлопных системах. Безопасный дымоход

На польском рынке имеется множество сертифицированных трехслойных системных дымоходов из керамики, минераловатной теплоизоляции и блоков из керамзита. Интересным решением являются дымоходные системы, содержащие изостатическую прессованную керамику, обычно называемую «изостатической керамикой». В данной статье представлено влияние использования изостатической прессованной керамики на безопасность использования дымохода.

Предполагается, что использование изостатически прессованной керамики повышает безопасность дымохода, поэтому в статье предпринята попытка проверить этот тезис на основе собственных эмпирических исследований автора. Кроме того, основываясь на литературе и исследованиях других авторов, была подтверждена гипотеза о том, что изостатическая керамика более устойчива к тепловым ударам, чем традиционная керамика.

технология
Технология производства керамических изделий в основном состоит из трех основных этапов: подготовка сырья, формовка, обжиг. Технология производства изостатически прессованных изделий заключается в формовании отливок в прессе, специально разработанном для этой цели. Сырье тщательно высушивается, а затем подается в пресс в виде сухого порошка. Прессуется в формах под очень высоким давлением. После литья, литье идет прямо к обжигу. Этот процесс отличается от гидравлического литья только моментом высыхания. Традиционная керамика формируется из влажной массы, а затем отливки высушиваются и только обжигаются.

Сушка ключей
Процесс сушки имеет решающее значение для свойств конечного продукта. При сушке традиционных керамических изделий вода испаряется с молдингов, оставляя после себя многочисленные поры. Многие из этих пор остаются даже после завершения процесса обжига в виде закрытых и открытых пор, а также микротрещин. Последние вызывают снижение механической и термической прочности изделия и являются основной причиной появления трещин при использовании [1]. В изостатической керамике сушка происходит перед формовкой, поэтому поры и микротрещины, связанные с процессом сушки формовок, не возникают. Это первый фактор, влияющий на увеличение прочности изостатически спрессованной керамики.

Второй фактор напрямую связан с технологией литья. Механическая обработка с одним осевым гидравлическим прессованием (традиционный метод) является удовлетворительной при формовании мелких деталей. Однако при изготовлении длинных труб или сложных деталей трение при трении приводит к неравномерной плотности материала [3]. Это, в свою очередь, вызывает напряжение при работе изделия, а также приводит к появлению микротрещин и, как следствие, повреждению изделия. Однако при изостатическом прессовании сырье сжимается равномерно со всех сторон. Механическое трение практически отсутствует, что приводит к однородной структуре материала. Наибольшим преимуществом изостатического прессования является однородное уплотнение, которое приводит к предсказуемой и повторяющейся усадке во время последующего процесса спекания. Благодаря этому продукт характеризуется высокой механической и термической стойкостью.


свойства
Изостатически спрессованная керамика - это, прежде всего, материал с низким водопоглощением и высокой стойкостью к тепловым ударам. Это делает его идеальным материалом для использования в технологии дымоходов. Основные свойства изостатической прессованной керамики с точки зрения ее пригодности для использования в производстве системных дымоходов будут обсуждаться ниже.

* Абсорбируемость

Значение коэффициента поглощения является производной от плотности и пористости керамического материала. Как описано в предыдущей главе, изостатическая керамика характеризуется меньшей пористостью, чем традиционная пластиковая керамика. Следовательно, очень низкие значения поглощаемости. Согласно испытаниям, согласно EN 13063-2 + A1: 2007, коэффициент поглощения изостатической прессованной керамики может быть ниже 1%. Это очень хороший результат по сравнению с пластиковой керамикой, которая достигает значений до 7%. Низкое значение этого коэффициента оказывает существенное влияние на термостойкость изделия. Если керамика пропитана водой, то после внезапного повышения температуры в ее порах происходит микропаржирование, что приводит к образованию трещин.

* Устойчивость к тепловым ударам и механическим нагрузкам

Керамические материалы, как правило, являются хрупкими материалами, то есть имеют высокую прочность на сжатие, но низкую прочность на растяжение. Основным признаком разрушения керамического материала является образование трещин. Трещины в керамике вызваны механическим напряжением или тепловым ударом. Они появляются в местах пор, микротрещин или неравномерного уплотнения материала [1]. Вот почему правильная керамическая микроструктура так важна. Как уже говорилось ранее, технология производства изостатической керамики обеспечивает ее оптимальную структуру. Это также подтверждается исследованиями, проведенными Институтом керамики и строительных материалов [5]. На основании проведенных экспериментов было обнаружено, что изостатически спрессованные образцы демонстрируют большую механическую прочность, более высокий удельный вес и меньший рост кристаллической фазы по сравнению с гидравлически сформированными керамическими образцами.

* Другие свойства изостатической керамики

В дополнение к этим наиболее важным свойствам изостатическая керамика также характеризуется:

- относительно небольшая теплоемкость,
- малый вес,
- быстрая и простая сборка,
- возможность применения в технологиях реновации,
- устойчивость к конденсату.

Таким образом, изостатически спрессованная керамика - это современный материал очень высокого качества, который идеально подходит для использования в дымоходных технологиях.

Дымоходная система
В этой части будет рассмотрена конструкция дымоходной системы на примере дымохода, построенного на основе изостатической керамики. Дымоход состоит из керамического керамзита, минеральной ваты, подобранной по диаметру дымохода, труб и керамических тройников, изготовленных по изостатической технологии, а также аксессуаров, упакованных в сборочный пакет.

* Изоляция дымохода

В керамических дымоходных системах в основном используется изоляция из минеральной ваты. Это очень популярный изоляционный материал благодаря своим неоспоримым преимуществам, которые включают в себя:

- легкая обработка и сборка,
- хорошая теплоизоляция (коэффициент теплопередачи, лямбда - λ, составляет от 0,031 до 0,045 Вт / м * К) [2],
- негорючий,
- паропроницаемость,
- безвредность.

Однако следует позаботиться о качестве используемой минеральной ваты. Хотя этот материал невоспламеняющийся, клей, используемый при его производстве, может быть разного качества и не всегда соответствует всем стандартам безопасности. Опыт показывает, что адгезив неправильного качества может гореть при относительно низких температурах (даже около 300 ° C), что приводит к повышению температуры снаружи дымохода, а также к разрушению структуры самой изоляции. Стоит обратить особое внимание на источник минеральной ваты: использовать продукцию известных компаний, которые заботятся о качестве своей продукции.

Другим фактором, определяющим функционирование изоляции дымохода, является его толщина. Теплоизоляция увеличивается с увеличением толщины изоляции. Следует отметить, что дымоходные системы на основе тонкостенной изостатической керамики имеют (используя тот же блок) больше места для изоляции, чем системы с толстостенной пластиковой керамикой.

* Керамические корпуса дымоходов

Шасси и материал, из которого оно изготовлено, имеют большое значение для безопасности системы дымоходов. Чаще всего он изготавливается из легкого бетона на основе керамзита, но для его строительства также используются другие материалы, такие как поллитаг . Материал, из которого сделан корпус, имеет ключевое влияние на его коэффициент теплопередачи и прочность. Самым желанным корпусом является тот, который является очень хорошим изолятором и в то же время обладает высокой прочностью на сжатие.
Это может быть, например, оболочка из мелкозернистого и среднезернистого глиняного кирпича, которая позволяет получить λ ~ 0,1 Вт / (м * К). Клейдит представляет собой легкий строительный заполнитель, получаемый путем сжигания легко набухающих глин и глин во вращающихся печах (1200 ° C). Это химически инертный материал без запаха, имеющий высокую теплоизоляцию, устойчивость к химическим и атмосферным факторам, а также к грибам, насекомым и грызунам. Это материал, не содержащий горючих соединений, морозостойкий, обладает низкой абсорбирующей способностью и быстро выделяет влагу [4]. Применяемый нами цементит в фракции 4-8 мм весит 350 кг / м³.
На рынке вы также можете найти дымоходные блоки из полилитага или «тяжелой» керамзита с плотностью, превышающей 700 кг / м³. Двойная насыпная плотность приводит к значительному снижению изоляции корпуса. Все чаще мы встречаем продукцию, выпускаемую местными бетонными заводами, качество и параметры которой оставляют желать лучшего, отсутствие тестов и сертификатов является нормой, важна только цена.
Урожай проблем, возникающих при использовании продукции без сертификата, собирается с первых заморозков. Затем появляются запросы пользователей дымохода: «Что делать, когда стена замерзла и есть обратная тяга?». Корпус является неотъемлемой частью системы дымоходов, отвечающей за ряд его функциональных особенностей. Поэтому его нельзя недооценивать.

Качество и безопасность
Как известно, керамические трещины являются большой проблемой для пользователя дымохода, поскольку они требуют немедленной замены сломанных элементов. Утечки приведут к проникновению влаги в наружные слои дымоходной системы и ее постепенному разложению.

Однако более важным является то, что керамические трещины могут непосредственно угрожать безопасности дымохода. На огневом испытательном стенде проводились испытания со сломанной керамической трубой в дымоходе. Испытательная труба была построена в соответствии с директивами EN 13063-1: 2007. На высоте первого потолка была намеренно установлена ​​керамическая труба с продольным изломом длиной около 20 см. На деревянной конструкции в 50 мм от дымохода, напротив места, где произошла трещина, была измерена температура.
Измерения были также проверены в других частях трубы, где не было трещин в керамике. Были проведены два тепловых испытания дымохода, один для рабочей температуры Т600 (т.е. при 700 ° С для стабилизации температуры снаружи дымохода) и второй для разжижения сажи (то есть 30 минут при 1000 ° С). Результаты измерений приведены в диаграммах. Зеленая линия отражает температуру возле трещины. Красная линия указывает температуры, разрешенные стандартом. Как видите, в обоих тестах температура в области трещины намного выше, чем в других частях дымохода. Хотя во время испытания T600 эта температура все еще находится в безопасном диапазоне, перегрев может привести к трагедии при пожаре сажи.

Отсюда следует, что трещины в керамике оказывают непосредственное влияние на безопасность дымохода. Поэтому необходимо использовать керамику высочайшего качества. Изостатическая керамика, которая менее подвержена образованию трещин по сравнению с традиционной керамикой, обеспечивает большую безопасность для своих пользователей.

суммирование

Следует отметить, что как гипотеза о высокой механической и термической стойкости изостатической керамики была подтверждена положительно, так и тезис о том, что использование изостатической керамики способствует повышению безопасности использования дымоходных систем. Технология производства и уникальные свойства изделий, изготовленных методом изостатического прессования, снижают риск появления трещин внутри дымохода, а также перегрева его поверхности.

д-р Павел Яжиньский

Литература:

1. М. Мадей, « Испытание устойчивости к растрескиванию керамических материалов» , KMIMP AGH, Краков 2010.

2. MIWO - Ассоциация производителей минеральной ваты: Szklana i Skalnej, http://www.miwo.pl/1_39_Wencjiwości.html (30/08/2013).

3. «Теоретические основы изостатического прессования», http://wichary.eu/przemysl/prasy-izostatyczne/theforestical-sistrictive-static (30/08/2013).

4. Портал Повятской инспекции по надзору за строительством, http://www.pinb.pl/index.php?mn=prezgeo&sel1=2433&sel2=p (30/08/2013).

5. «Влияние технологии на отдельные свойства карбидокремниевой керамики» (SIC), под редакцией К. Перковского, Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych, № 7, Варшава-Ополе 2011.

Чтение RSS

Новости


При копирование материалов ссылка на сайт обязательна. Copyright © 2016.