ورقهای نسوز کلینگریت را از پودر آزبست تولید نموده و برای مهار غبار آزبست در آن و افزایش انعطاف پذیری، پودر آزبست را با انواع رزینهای لاستیکی مانند NBR، SBR و NR ترکیب مینمایند. امروزه، از آنجا که وجود غبار سمی آزبست، محدودیتهای گستردهای را برای محصولات تولید شده از آن به دنبال داشته است، در برخی موارد، از جایگزینهای مناسبی برای آزبست در تولید ورقهای کلینگریت استفاده میگردد.
همانگونه که میدانید، مواد نسوز با توان مقاومتی بالای خود در برابر گرما، فشار، کشش، سایش و عوامل شیمیایی، ماندگاری و فرم خود را به خوبی حفظ نموده و بههمین خاطر، به عنوان یک عایق کارآمد و موثر برای محافظت از شفتها و یا قطعات گوناگون دیگر استفاده میشوند.
ورق نسوز ، به عنوان یکی از اعضای این خانواده بزرگ، معمولاً از ترکیب چند ماده ساخته میشوند و میتوان آنها را یکی از پرکاربردترین انواع مواد نسوز موجود، بهویژه در نیروگاهها و صنایع پتروشیمی در نظر گرفت. این ورقها در عرصههای گوناگون صنعت و غالباً به عنوان عایق حرارتی و همین طور، تولید واشر مورد استفاده قرار میگیرند.
علت این کاربرد گسترده در میان حوزههای گوناگون صنعت این است که ورقهای نسوز، در کنار کارایی مطلوب در حوزه آببندی، جزو کم هزینهترین ابزار عایق بندی نیز هستند.
ورقهای نسوز بین دو قطعه از یک مجموعه که میتواند عامل نشتی باشد، قرار میگیرند و به عنوان یک مانع فیزیکی، با درزگیری تجهیزات، مانع از خروج سیالات به خارج میشوند. همچنین، ورقهای نسوز، برای کنترل فشار بین دو قطعه که تحت فشار قرار دارند نیز بهکار گرفته میشود. به این ترتیب، انواع ورقهای نسوز، با افزایش طول عمر و ماندگاری قطعات، در طول زمان، هزینههای تعمیر و نگهداری را به شدت کاهش خواهند داد.
همانگونه که پیشتر ذکر شد، کاربرد اصلی ورقههای نسوز، ممانعت از نشت موادی است که معمولاً به صورت مایع میباشد. برای رسیدن به این هدف، باید تمامی قسمتهای خالی بین دو قطعه، با ورق نسوز و یا واشر تولید شده از آن، پر شود. به همین منظور، انعطاف پذیری و استحکام ورقههای نسوز، باید متناسب با دما و فشار موجود در محیط باشد تا آببندی به بهترین حالت ممکن انجام شود.
اگرچه امروزه تنوع وسیعی از ورقهای تولید شده از مواد نسوز مختلف در بازار وجود دارد اما وجود تناسب میان ویژگیهای هر یک از این ورقها و شرایط موجود در محیط عایق بندی برای رسیدن به نتیجه مطلوب بسیار ضروری است.
در صورت عدم توجه به این موضوع، علاوه بر بروز مشکل در کیفیت آب بندی، امکان صدمه دیدن تجهیزات نیز وجود خواهد داشت.
بنابراین همواره توصیه میشود تا میزان دقیق تحمل حرارتی، مقاومت شیمیایی، خواص مکانیکی، میزان استحکام و مقاومت ورقهای نسوز در برابر فشارهای وارد شده، پیش از خریداری ورق برای عایق بندی و وجود هماهنگی میان این ویژگیهای و شرایط محیط عایق بندی به طور کامل بررسی گردد.
ورق نسوز کلینگریت ، یکی از محصولات نسوز خاص است که به دلیل ویژگیهای خیره کننده خود، امکان به کارگیری در حوزههای به خصوصی از صنعت را دارد.
ماده اولیه برای تولید این ورق نسوز، همان طور که در ابتدای این مقاله عنوان شد، پودر آزبست میباشد.
آزبست در اواخر قرن نوزده میلادی، توسط یک دانشمند اتریشی و به شکل واشرهایی نرم اما محکم به بازار معرفی گردید. طولی نکشید که محصولات تولید شده از الیاف آزبست، راه خود را به داخل تمامی کارخانهها و برای عایق بندی لکثر تجهیزات صنعتی مختلف پیدا نمودند. الیاف بلند، محکم و در هم تنیده آزبست، با شکل عجیب و شمشیری مانند آن، علاوه بر افزایش تحمل حرارتی و مقاومت شیمیایی آزبست، آن را در برابر آب و روغنها نفوذ ناپذیر نموده و باعث صرفه جویی چشمگیری در مصرف انرژی میگردد.
با وجود قیمت مقرون به صرفه و مزایای فراوانی که برای آزبست ذکر شد، به دلیل مراجعات متعدد افرادی که با آن تماس داشتند به مراکز درمانی و داشتن علائم مشابه در اواخر قرن 20، متخصصین دست به مطالعات گستردهای در این حوزه زدند و نتیجه گرفتند که غبار بسیار ریز و سمی آزبست، با ورود و تخریب سیستم تنفسی در هنگامی که آزبست بریده یا خراشیده میشود، موجب بروز بیماریهای خطرناک ریوی همچون سرطان ریه و آزبستوز میگردد. در پی این یافتهها، استفاده از محصولات تولید شده از الیاف آزبست، به دلیل خطرناک بودن برای سلامت انسان و تخریب محیط زیست، با محدودیتهای جدی روبرو گردید. و به کارگیری آن تنها در مواردی مجاز اعلام گردید که در تماس مستقیم با انسان و یا طبیعت نباشد.
اگرچه در بسیاری موارد، محصولات نسوز با مواد اولیه دوستدار محیط زیست تولید میشوند که ویژگیهای مشابه با آزبست دارند اما همچنان، در برخی موارد، صنعتگران، به دلایل گوناگون ترجیح میدهند تا از محصولات تولید شده از آزبست استفاده نمایند و این امر، محدودیتهایی برای استفاده از آنها به دنبال خواهد داشت.
ورق نسوز کلینگریت که یکی از انواع محصولات تولید شده از آزبست است، در قالب چهار محصول تولید و به بازار عرضه میگردد:
- ورق کلینگریت بدون سیم
- ورق کلینگریت سیمدار که با هدف افزایش استحکام ورق، با سیم فولادی و یا ضد زنگ تقویت شده
- ورق کلینگریت گرافیتی بدون سیم که برای مهار نسبی غبار آزبست و افزایش تحمل حرارتی، به گرافیت آغشته شده
- ورق کلینگریت گرافیتی سیمدار
ساخت ورق کلینگریت، چند مرحله دارد. در مرحله اول، الیاف آزبست را تبدیل به پودر نموده و برای مهار نسبی غبار خطرناکش و همچنین، کاهش اصطکاک در محصول نهایی، آن را با کمی روغن سیلیکون ترکیب مینمایند. خمیر سفید به دست آمده از این فرایند، تا حد زیادی شکننده است. برای رفع این مشکل و انعطاف پذیر کردن خمیر، آن را با یکی از انواع رزینهای لاستیکی مانند NBR، SBR و یا NR مخلوط مینمایند. افزودن این رزینها، تحمل حرارتی و مقاومت محصول را در برابر فشار هم بهبود خواهد بخشید. در قدم بعدی، خمیر به دست آمده از ترکیب پودر آزبست، روغن سیلیکون و رزین لاستیکی را در یک کوره 500 درجه سانتیگرادی گرم میکنند تا از ترکیب کامل همه مواد با هم اطمینان حاصل کنند. در نهایت نیز، خمیر را تا دمای 100 درجه سانتیگراد خنک نموده و توسط دستگاه پرس، آماده سازی مینمایند.
همان طور که پیشتر اشاره گردید، گاهی برای مهار بیشتر غبار آزبست و بهبود تحمل حرارتی، این ورق را با یک لایه گرافیت میپوشانند و در برخی موارد نیز، افزایش مقاومت محصول در برابر فشار و بهبود استحکام آن، ورق کلینگریت را با سیم تقویت مینمایند. برای افزودن سیم به ورق کلینگریت، پیش از مرحله پرس، سیمهای فولادی و یا استیل را روی سطح ورق پخش میکنند. ابعاد ورق کلینگریت، در حالت معمولی 1.5 در 1.5 متر و ضخامت آن بین 0.5 تا 6 میلیمتر است.
اگرچه امروزه شرکتهای تولید کننده متعددی همچون اکسترا، فرنزلیت و بروگمن، ورق کلینگریت تولید میکنند اما نام این محصول را از شرکت آلمانی کلینگر گرفتهاند که اولین و معروفترین تولید کننده ورق نسوز کلینگریت میباشد.
همان طور که گفته شد، ورق نسوز کلینگریت، در نهایت ترکیب سه ماده اصلی، یعنی آزبست، روغن سیلیکون و رزین لاستیکی میباشد و این امر موجب شده تا این محصول از ویژگیهای منحصر به فردی برخوردار باشد. در ادامه، به برخی از برجستهترین ویژگیهای ورق کلینگریت اشاره خواهیم کرد:
- ورق کلینگریت، مقاومت بالایی در برابر فشارهای وارد شده بر قطعات دارد که تا حدود 6 مگا پاسکال در نوع بدون سیم و 10 مگا پاسکال در نوع سیمدار آن میرسد.
- تحمل دما در این محصول بالا بوده و در ورق نسوز کلینگریت بدون سیم، 550 درجه سانتیگراد و در ورق نسوز کلینگریت سیمدار، در حدود 600 درجه سانتیگراد میباشد.
- ورقهای کلینگریت، ساختار و ثبات ابعادی خود را در دماهای پایین تا دمای منفی 100 درجه سانتیگراد حفظ مینمایند.
- این ورق نسوز، عملکرد مثبت و بازده بالایی در محیطهای نیمه اسیدی از خود نشان میدهد.
- عملکرد مطلوب در مجاورت انواع مواد نفتی، آب، بخار، الکل و حتی گازها، یکی دیگر از مزایای استفاده از این نوع از ورقهای نسوز است.
- ورق نسوز کلینگریت غیر قابل اشتعال بوده و در مجاورت آتش، دود سمی تولید نمیکند.
- این محصول در برابر اشعه ماورا بنفش نیز از مقاومت قابل توجهی برخوردار است.
در بیشتر مواقع، ورق کلینگریت را به عنوان واشر و با توجه به تحمل حرارتی بالایش، برای آب بندی در محیطهایی به کار میبرند که دارای آب داغ یا روغن باشد. نیروگاهها و صنایع پتروشیمی هم از وجود این ورقها برای عایق بندی استفاده مینمایند. البته نباید فراموش کرد که وجود آزبست در ترکیبات ورق کلینگریت، استفاده از آن در محیطهایی که در تماس مستقیم با انسان است محدود میسازد.
برای حل این مشکل و امکان به کارگیری ورق کلینگریت در محیطهای مختلف، امروزه تولید کنندههای بسیاری، اقدام به جایگزینی آزبست با مواد نسوز دیگر در ساخت این محصول و تولید ورق کلینگریت بدون آزبست نمودهاند که ویژگیهایی مشابه آزبست داشته باشند. به این ترتیب، ورقهای کلینگریت بدون آزبست که از موادی همچون فایبرگلاس، کربن، آرامید، سرامیک، کولار و غیره تولید میشوند، علاوه بر تلاش برای حفظ سلامت بشر و محیط زیست، امکان استفاده از این محصول در محیطهای عمومی و بهداشتی را نیز میسر خواهند نمود. دو نمونه پر کاربرد از ورقهای کلینگریت بدون آزبست، ورق تاپ گرافیت و ورق گرافیت تنجید هستند که در ادامه، نگاهی کوتاه بر ویژگیها و کاربردهای آنها خواهیم انداخت.
ورق تاپ گرافیت، در واقع همان ورق نسوز گرافیت است اما به منظور بهبود بخشیدن به ویژگیهای مثبت آن، از جمله انعطافپذیری، ثبات شیمیایی، انتقال حرارتی و غیره، با افزودن مواد نسوز دیگری همچون فایبرگلاس تقویت شده است.
گرافیت، به عنوان ماده اصلی در تولید ورق تاپ گرافیت، یکی از گونههای پرکاربرد کربن در صنایع گوناگون است. گرافیت بهکار گرفته شده در صنایع، از نوع آمورف عنصر کربن میباشد و از مهمترین ویژگیهای این عضو از خانواده بزرگ کربن، میتوان به مقاومت حرارتی بالا و رسانایی الکتریکی اشاره نمود. مقاومت در برابر فشار و مهار آن، و نفوذ ناپذیری در برابر اشعهها، در کنار روانکاری مطلوب، ماندگاری و عمر طولانی و همچنین، ضد زنگ بودن، از دیگر مزایای گرافیت میباشد. الیاف کربن به واسطه ضریب انبساط و مقاومت کششی بالاتر در مقایسه با الیاف نسوز دیگر، کاربرد گستردهای در صنایع مختلف، از جمله تولید شیلدهای حرارتی دارد. از سوی دیگر، استحکام در برابر خستگی، و مقاومت در برابر مواد شیمیایی و اشعههای ایکس و فرابنفش، از دیگر شاخصههای کربن هستند که آن را مناسب ساخت شیلدهای مقاومتی نظامی نیز ساخته است.
باید در نظر داشت که لایه لایه بودن الیاف گرافیت خالص، یکی از ویژگیهای مثبت آن به شمار میرود؛ چرا که اتصال این لایهها به یکدیگر توسط غبار گرافیت، باعث افزایش تحمل حرارتی و قدرت عایق بندی بهتر خواهد شد. گرافیت، علاوه بر توان مقاومت حرارتی بالایش که بسیار حائز اهمیت است، ویژگیهای برجسته دیگری نیز دارد. برای مثال، این ماده با ضریب اصطکاک پایین خود، مقاومت بالایی در برابر کشش و فشارهای مکانیکی داشته و همینطور، ضد زنگ میباشد. همچنین، گرافیت جزو مواد نسوزی شمرده میشود که در محیطهای شیمیایی، ساختار خود را بهخوبی حفظ نموده و از سوی دیگر، در برابر اشعههای خطرناک نیز، از مقاومت بازدارنده برخوردار است. همین امر، گرافیت را حتی برای استفاده به عنوان عایق تجهیزات حساسی از جمله رآکتورهای اتمی نیز مناسب میسازد. علاوه بر اینها مقاومت بسیار بالای گرافیت در برابر اکسیداسیون و زنگ زدگی را نمیتوان نادیده گرفت؛ به طوری که اکسیداسیون گرافیت، از حدود 752 درجه فارنهایت (معادل 400 درجه سانتیگراد) آغاز میگردد.
در ورق نسوز گرافیت خالص، خلوص پودر گرافیت استفاده شده، به بیش از 90 درصد میرسد. گرچه میزان بالای گرافیت، موجب شکنندگی ورقهای نسوز گرافیتی میشود اما سبکی این محصول، و همچنین مقاومت آن در برابر گازها و اغلب اشعهها، این ورق نسوز را در میان ورقهای نسوز پرطرفدار در صنایع پتروشیمی و نیروگاهها قرار داده است. از سوی دیگر، گرافیت، با دارا بودن شاخصههای چشمگیری همچون خاصیت پوششدهی مناسب، مقاومت بالا در برابر حرارت، داشتن ثبات شیمیایی مطلوب و تحمل فشار بالا، در صنایع گوناگونی از جمله متالوژی و هوا و فضا نیز به کار گرفته میشود.
ورق تاپ گرافیت، در واقع همان ورق نسوز گرافیت خالص و با همان ویژگیهای منحصر به فرد میباشد اما با هدف تقویت برخی از قابلیتهای مثبت در این ورقها، از جمله انعطافپذیری، ثبات شیمیایی، انتقال حرارتی و غیره، عموماً آن را با فایبرگلاس و اندکی لاستیک تقویت مینمایند. به همین دلیل، این نوع از ورقهای نسوز، در عین حفظ فشردگی و داشتن وزن کم، از انعطافپذیری بیشتری نسبت به ورق نسوز گرافیت خالص برخوردار میباشد. علاوه بر این، ورق نسوز تاپ گرافیت، در مقابل خوردگی حاصل از همجواری با مواد اسیدی و قلیایی هم تحمل و بازده بالایی دارد. در واقع، مقاومت شیمیایی این نوع از ورقهای نسوز، چنان بالا است که از آن، با عنوان ورق ضد اسید هم یاد شده است. از سوی دیگر، رسانایی حرارتی این محصول و مقاومت آن در مقابل گرما به طرز چشمگیری بالا میباشد. پایین بودن ضریب اصطکاک ورق تاپ گرافیت، از دیگر ویژگیهای قابل توجه این نوع از ورقهای نسوز میباشد. در کنار تمام مزایای ورق تاپ گرافیت، باید این نکته را هم اضافه کرد که ضریب انبساط این محصول، به میزان زیادی پایین است. در مجموع، ورق تاپ گرافیت، قادر به تحمل دماهای بالا تا 800 درجه سانتیگراد بوده و ساختار خود را در دماهای پایین تا منفی 40 درجه سانتیگراد حفظ مینماید.
با توجه به ویژگیها و مشخصات ذکر شده برای ورق تاپ گرافیت، عجیب نیست که این نوع از ورقهای نسوز، در برخی صنایع خاص از جمله انرژی اتمی کاربرد زیادی دارد. علاوه بر این، کارخانجات صنعتی، صنایع خودروسازی و همچنین تولید ماشینآلات، به طور گستردهای از ورق تاپ گرافیت برای عایقبندی قطعات خود استفاده مینمایند. این ورقهای نسوز که بهعلت دارا بودن گرافیت، کاملاً غیر سمی و دوستدار محیط زیست نیز میباشد، برای درزگیری و عایقبندی حرارتی صنایع شیمیایی و صنایع دارویی هم کاربرد فراوانی دارد. صنایع متالورژی و تهیه آفتکشها، از دیگر صنایعی هستند که از مزایای متعدد ورقهای نسوز تاپ گرافیت بهره میبرند.
یکی دیگر از انواع ورقهای نسوز پر کاربرد در صنعت که مجدداً از گرافیت تهیه و تولید میشود، ورق گرافیت خالصی میباشد که با فویل فلزی تقویت شده است و با نام ورق گرافیت تنجید شناخته میگردد. به این معنا که در میان دو لایه ورق گرافیت انعطافپذیر، یک ورق فولاد ضد زنگ، از طریق فشار یا چسباندن قرار گرفته است.
همان طور که قبلتر اشاره شد، گرافیت خالص به دلیل وجود میزان بالای کربن در آن، که بین 95 تا 99 درصد است، به تنهایی نرم و شکننده خواهد بود. بنابراین، اگرچه مقاومت حرارتی آن بالا بوده و تا 600 درجه سانتیگراد میرسد، ترکیب آن با مواد دیگر، مقاومت مکانیکی آن را بهبود خواهد بخشید. از آن جا که گرافیت خالص بسیار شکننده است، استفاده از ورق استیل در میان دو لایه گرافیت، به بهبود تحمل حرارتی و خواص مکانیکی و مقاومت در برابر فشار، کمک فراوانی مینماید. ورق گرافیت تنجید، از ورقهای گرافیت تقویت شده با فویل، تنجید و یا توری فلزی ساخته میشود. همانگونه که اشاره شد، این امر، موجب افزایش مقاومت مکانیکی و ماندگاری این ورقها میگردد.
ورق نسوز گرافیت تنجید، با چسباندن و یا اتصال مکانیکی ورقهای گرافیت انعطافپذیر به صفحه فلزی (ورق فلز مسطح و یا توری ورق فولادی ضد زنگ) تولید میگردد. این ورق، قابلیت انعطافپذیری خوب، خاصیت آببندی عالی و ماندگاری بالایی دارد. این نوع از ورقهای گرافیت تقویت شده با نامهای ورق گرافیت تنجید و یا ورق گرافیت کامپوزیت نیز شناخته میشود.
مقاومت گرمایی ورق گرافیت تنجید، به 1022 درجه فارنهایت (معادل550 درجه سانتیگراد) میرسد. این درحالی است که این ورقها، ثبات ابعادی و ساختار خود را تا دمای منفی 328 درجه فارنهایت (معادل منفی 200 درجه سانتیگراد) نیز حفظ میکنند. مقاومت این ورقها در برابر فشار نیز بالا بوده و به 200 بار میرسد. همچنین ورق نسوز گرافیت تقویت شده با تنجید، دارای عملکرد مثبتی در محیطهای شیمیایی میباشد. ورقهای گرافیت تنجید، در برابر خوردگی اسیدها، قلیاها، ترکیبات ارگانیک و محلولهای نمکی بسیار مقاوم هستند. به همین علت است که این محصول، یکی از گزینههای مناسب برای استفاده در صنایع عمومی، معدن، پتروشیمی، خمیر و کاغذ به شمار میآید.
از ورق نسوز گرافیت تنجید برای ساخت انواع واشرهای آببندی استفاده میشود. واشر ساخته شده با ورق گرافیت تقویت شده با ورقه استیل، خاصیتهای ویژهای داشته و به همین دلیل در موارد گوناگونی همچون عایق بندی لولههای اگزوز، پمپها، ژنراتورها، مبدلهای حرارتی، دستگاههای فشار، واشر سیلندر موتور و غیره به کار گرفته میشود.
این ورقها از قابلیت فشرده سازی و انعطاف پذیری خوبی برخوردار هستند. علاوه بر این، مقاومت بالایی در برابر خوردگی و کشیدگی داشته و در انواع شیرآلات و لولهها و پمپهای موتور دیزل استفاده میشوند.
در مجموع، میتوان به موارد زیر، به عنوان مهمترین ویژگیهای ورق گرافیت تنجید اشاره نمود:
- این محصول، تحمل حرارتی بسیار بالایی داشته و برای استفاده در دماهای بین منفی 200 تا مثبت 500 درجه سانتیگراد، در شرایط محیطی خشک و بازه دمایی منفی 200 تا مثبت 650 در شرایط محیطی مرطوب مناسب خواهد بود.
- مقاومت ورق نسوز گرافیت تنجید در برابر فشار قابل توجه بوده و تا 200 بار میرسد.
- این نوع از ورقهای نسوز، از خواص مکانیکی خوبی بهره مند بوده و در برابر کشش مقاوم است.
- یکی از مزایای ورق گرافیت تنجید، خاصیت الاستیسیته آن میباشد.
- این محصول، از انعطافپذیری خوبی برخوردار است.
- ورق گرافیت تنجید دارای عمر طولانی و ماندگاری بالایی است و با محافظت از قطعات مختلف، هزینههای تعمیر و نگهداری تجهیزات را به طرز چشمگیری کاهش میدهد.
- این ورقها مقاومت بالایی در برابر اکسیداسیون داشته و ضد زنگ هستند.
- ورق نسوز گرافیت تنجید، عملکرد مثبت و بازده بالایی در محیطهای اسیدی و قلیایی داشته و به علت مقاومت شیمیایی مطلوب، قابل بهکارگیری در بازه PH صفر تا 14 میباشد.
- مقاومت این محصول در برابر شوک حرارتی، یکی دیگر از مزایای ورق گرافیت تنجید است.
وجود ویژگیهای منحصر به فرد فراوان، موجب کاربردهای گوناگون ورق نسوز گرافیت تقویت شده با فویل فلزی گردیده است که در ادامه، به برخی از مهمترین آنها اشاره خواهیم کرد:
یکی از عمدهترین استفادههای ورق گرافیت تنجید، همانند دیگر انواع ورقهای نسوز، تولید واشرهای آب بندی میباشد. این واشرها میتوانند در سر سیلندرها، سیستمهای بخار، پتروشیمی، شیمیایی و دیگر محیطهایی که دما و فشار بالا دارند، بهکار گرفته شود. از دیگر زمینههای کاربرد این ورقهای نسوز تقویت شده، عایقبندی موتورها، اگزوز و چرخه بخار است. همچنین، ورق گرافیت کامپوزیت را در معادن نیز مورد استفاده قرار میدهند.
برای خرید این محصولات و یا کسب اطلاعات بیشتر میتوانید با فروشگاه نسوز صنعت پارس تماس گرفته و یا به سایت نسوز صنعت پارس سر بزنید .