استفاده از مواد و الیاف نسوز در صنایع مختلف، اهمیت بسیاری دارد. درواقع بدون استفاده از این مواد و عایق‌های نسوز، کار بسیاری از صنعتگران با مشکل روبرو می‌شود. کوره‌های حرارتی یکی از مکان‌هایی هستند که برای مقاومت در برابر حرارت شدید، به عایق‌های نسوز نیاز دارند. در حال حاضر انواع عایق‌های حرارتی مانند نخ نسوز، کاغذ نسوز، پتوی سرامیکی نسوز و… در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مطلب به معرفی و شرح ویژگی‌های یکی از این عایق‌ها به نام برد سرامیکی می‌پردازیم.
برد سرامیکی چیست؟
برد سرامیکی نوعی عایق یا تخته نسوزی است که از الیاف سرامیکی ساخته می‌شود. ترکیب اصلی برد نسوز سرامیکی، آلومینا سیلیکات است که با دیگر پیوندهای آلی همراه شده است. برای ساخت برد سرامیکی، الیاف را طی مراحل مختلفی رطوبت داده و فشرده می‌کنند.
الیافی که در ساخت برد نسوز سرامیکی به‌کار برده می‌شوند در فضای خلأ شکل می‌گیرند. همچنین در ساخت آن، از چسب‌هایی استفاده می‌شود که استحکام برد سرامیکی را افزایش می‌دهند.
ساختار برد نسوز سرامیکی
همان‌طور که ذکر کردیم الیاف تخته نسوز سرامیکی طی فرایندی فشرده و مرطوب می‌شوند. بدون این الیاف سرامیکی و پیوندهای آلی و غیر آلی، ساخت این برد امکان‌پذیر نخواهد بود. درواقع وجود چسب‌های آلی به میزان استحکام و بهبود عملکرد این محصول کمک می‌کند. برای شکل‌دهی و تعیین ابعاد و ضخامت برد باید آن را خشک کرد که این فرایند در خلأ انجام می‌شود.
انواع تخته نسوز سرامیکی به سه دسته «تخته سرامیکی ضخیم، تخته سرامیکی نازک و تخته سرامیکی DCB» تقسیم می‌شود. بعضی از انواع برد نسوز سرامیکی به‌صورت روکش و توخالی طراحی می‌شوند.
ویژگی‌های تخته سرامیکی
برد یا همان تخته سرامیکی به رنگ سفید، بسیار سبک و با بافت نرمی تولید می‌شود. طراحی این برد به گونه‌ای است که به‌راحتی برش می‌خورد. وزن سبک این محصول نقش مهمی در کارایی آن دارد. هنگام جابجایی و نصب برد نیز شما با مشکل خاصی مواجه نخواهید شد.
برخی از ویژگی‌های بردهای نسوز عبارت‌اند از:
1-تحمل حرارت بالا
مهم‌ترین ویژگی برد یا تخته نسوز سرامیکی، خاصیت عایق بودن آن است. مقاومت این برد در سطح بالایی قرار دارد که با استانداردهای موجود مطابقت دارد. برد سرامیکی تحمل زیادی در بازه دمایی ۱۲۶۰ و ۱۴۵۰ سانتی‌گراد دارد. همچنین هدایت حرارتی الیاف موجود در برد نسوز سرامیکی بسیار کم است. این تخته نسوز هنگامی‌که در معرض حرارت قرار می‌گیرد، مقدار کمی از حرارت را در خود ذخیره می‌کند. عایق‌هایی مانند پتوی سرامیکی هنگامی‌که در برابر حرارت شدید قرار می‌گیرند تا حدودی مقاومت مکانیکی خود را از دست می‌دهند؛ اما برد سرامیکی، مقاومت بسیار خوبی در برابر حرارت بالا دارد.
2-استحکام و مقاومت بالا
از دیگر ویژگی‌های مهم تخته سرامیکی باید به مقاومت آن در برابر مواد شیمیایی اشاره کرد. با استفاده از این عایق نسوز، آسیب‌پذیری سازه در برابر انواع مواد شیمیایی کاهش چشمگیری می‌یابد. البته ذکر این نکته ضروری است که تخته سرامیکی نسبت به بعضی از مواد شیمیایی مانند فسفر یا اسیدسولفوریک واکنش نشان می‌دهد.
این برد در برابر شوک‌های حرارتی و فرسایش گاز داغ و در برابر فلزات آهنی و غیر آهنی مقاومت قابل‌توجهی دارد. از دیگر ویژگی‌های برد نسوز سرامیکی می‌توان به عدم وجود آزبست در ساختار برد، کاهش قابل توجه نویز و انتقال بسیار کم صدا اشاره کرد. قابلیت تراشکاری نیز از دیگر ویژگی‌های این نوع برد نسوز است.
برد سرامیکی یا تخته نسوز چه کاربردی دارد؟
برد نسوز سرامیکی کاربردهای فراوانی دارد که رایج‌ترین مورد استفاده آن عایق‌بندی در کوره‌های صنعتی است. در صنعت از این برد برای عایق کردن بخش‌های مختلف کوره‌های صنعتی مانند سقف یا دیواره استفاده می‌کنند. همچنین این برد در ساخت کوره نیز کاربرد دارد. این تخته نسوز جایگزینی مناسب برای مصالحی مانند آجر یا دیگر عایق‌های قابل استفاده در کوره است.
از خاصیت عایق برد نسوز سرامیکی در تجهیزات صنعتی و حرارتی استفاده می‌شود. دیگ‌های صنعتی، انواع دیگ بخار و… که درجه حرارت بسیار بالایی دارند با استفاده از برد نسوز سرامیکی به‌خوبی عایق می‌شوند. این محصول همچنین برای درزبندی کاربرد دارد.
در صنعت از تجهیزاتی به‌عنوان محافظ یا مانع در مقابل حرارت استفاده می‌کنند که تخته نسوز سرامیکی یکی از این عایق‌های پراستفاده است. با توجه به ویژگی انتقال کم صدا، از این تخته نسوز برای عایق صوتی نیز استفاده می‌شود. مکان‌هایی که در معرض امواج مکانیکی هستند نیز می‌توانند از قابلیت‌های این محصول بهره گیرند. صنایع فولاد، صنایع پتروشیمی، صنایع شیشه‌سازی، کوره‌های زباله‌سوزی، کوره‌های پخت کاشی و… نیز از دیگر مکان‌هایی هستند که برد سرامیکی در آن‌ها کاربرد دارد. از تخته‌های سرامیکی در طلا و جواهرسازی‌ها نیز استفاده می‌شود.
کاربرد تخته سرامیکی در صنایع غیر آهنی
- پوشش کوره ذوب
- محافظت از آستر کوره
- قالب‌های ریخته‌گری
- قابل استفاده در محیط تصفیه برای جداسازی نیتریدها و اکسیدها از ذوب فلزات
کاربرد برد نسوز سرامیکی در صنایع نفت و پتروشیمی
- دیگ‌های بخار و مراکز گرمایشی
- بخش کاتالیست و فیلترها در تصفیه گازهای گرم
- فیلتراسیون دمای بالا در مقابل گازها و مایعات
- راکتورها
- عایق شعله
کاربرد تخته نسوز در صنایع شیمیایی
- آستر کوره‌های اصلاح‌کننده
- کاتالیزور برای ذرات رادیواکتیو
نصب تخته نسوز سرامیکی
این تخته نسوز وزن بسیار کم و بافت نرمی دارد. با ساده‌ترین ابزارها مانند کاتر می‌توان این الیاف سرامیکی را برش داد. قبل از نصب برد که از تکه‌های متعددی تشکیل شده باید آن‌ها را با استفاده از چسب مخصوصی به یکدیگر متصل کرد. این چسب نیز خاصیت نسوز دارد. بعد از مرحله چسباندن، برد سرامیکی را حدود ۲۴ ساعت در دمای محیط قرار می‌دهند تا خشک شود. پس از خشک شدن، تخته نسوز آمادۀ نصب است. هنگام نصب هم می‌توان از چسب نسوز استفاده کرد.
ابعاد استاندارد بردهای سرامیکی ۳۶ در ۴۸ اینچ است که با ضخامت استاندارد یک یا دو اینچ تولید می‌شود. بااین‌حال می‌توان این تخته را با توجه به نیاز مشتری در ابعاد متفاوتی نیز برش داد.
معمولاً تخته‌های سرامیکی با چگالی بالا قدرت و استحکام بیشتری داشته و به‌عنوان عایق نسوز، عملکرد مطلوبی دارند. هر چند این به معنای بی‌کیفیتی برد نسوز سرامیکی با چگالی پایین نیست.
مزایای استفاده از تخته نسوز سرامیکی در عایق کوره
1-تراکم کم
پوشش کوره با الیاف سرامیکی ۷۵ درصد سبک‌تر از پوشش با آجر خواهد بود. همچنین حدود ۹۰ تا ۹۵ درصد نیز از پوشش ریخته‌گری سبک‌تر است. استفاده از محصولات الیاف سرامیکی در پوشش کوره می‌تواند بار ساختار فولاد را کاهش و عمر مفید کوره را افزایش دهد.
2-ظرفیت حرارت کم یا میزان کم گرمای ذخیره‌شده
ظرفیت حرارتی تخته‌های الیاف سرامیکی در حدود نسبت ۱/۱۰ به عایق ریخته‌گری مقاوم‌تر است. ظرفیت حرارتی کم، نقش مؤثری در راه‌اندازی و خاموش شدن کوره دارد که باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی می‌شود.
3-عایق صوتی
فیبر برد سرامیکی می‌تواند فرکانس‌های نویز کمتر از هزار هرتز را کاهش دهد. هنگامی‌که امواج صوتی کمتر از ۳۰۰ هرتز نویز دارند، ظرفیت عایق صوتی این نوع برد بهتر از عایق‌های معمولی است.
4-ضریب هدایت حرارتی پایین
برد نسوز سرامیکی در برابر هدایت حرارتی بسیار مقاوم عمل می‌کند. حساسیت به حرارت بالا، پایداری شیمیایی عالی و… از دیگر مزایای انتخاب برد سرامیکی برای عایق کوره است.
نکات ایمنی هنگام کار با الیاف سرامیکی
- با توجه به مواد و الیافی که در ساختار برد سرامیکی وجود دارد، توصیه می‌شود هنگام استفاده از این برد حتماً از ماسک و دستکش استفاده شود؛ زیرا ممکن است این الیاف باعث حساسیت‌های تنفسی و پوستی شوند.
- هنگام کار از لباس‌هایی با آستین‌بلند و پوشیده استفاده کنید.
- برای جلوگیری از استنشاق گردوغبار، از محافظ چشم و ماسک‌های تنفسی استفاده نمایید.
- پس از دست زدن به مواد الیاف سرامیکی، دست‌های خود را با آب و صابون بشویید.
- بعد از اتمام کار، لباس‌های خود را بشویید.
- هنگام کار از استعمال سیگار، خوردن و آشامیدن خودداری کنید.
- برای تمیز کردن محیط از فیلترهای ذرات معلق با کارایی بالا استفاده کنید. درصورتی‌که استفاده از این فیلترها مانند فیلتر هپا HEPA برای شما مقدور نیست، از ترکیبات مهارکننده گردوغبار استفاده کنید. همچنین کشیدن جاروی مرطوب نیز مؤثر است.
خرید برد سرامیکی
تولیدکنندگان انواع برد نسوز سرامیکی را در ابعاد و گرید متفاوتی تولید می‌کنند و در اختیار مشتریان قرار می‌دهند. معمولاً فروش این محصول به‌صورت برد نسوز با قابلیت تحمل دمای ۱۲۶۰ و ۱۴۳۰ درجه سانتی‌گراد، برد نسوز سرامیکی یک و دو اینچ، تخته نسوز سرامیکی لویانگ و برد نسوز سرامیکی هایتکس انجام می‌شود.
جمع‌بندی
تخته‌های سرامیکی ترکیبی از الیاف سرامیک هستند که به‌طورمعمول با ذوب فلزات غیر آهنی آسیب نمی‌بینند. این تخته‌ها در برابر جوش، شوک حرارتی، سایش و… بسیار مقاوم هستند. به‌راحتی برش می‌خورند و انعطاف‌پذیر هستند. تخته فیبر سرامیکی در برابر اکسیداسیون نیز بسیار مقاوم است. اگر توسط آب، بخار یا روغن مرطوب شوند، خصوصیات فیزیکی و حرارتی آن پس از خشک شدن، کاملاً بازیابی می‌شوند.