فهرست مطالب
معرفی اجمالی پارچه سرامیک
در صنایع مدرن، اغلب موارد با تجهیزات و دستگاه‌هایی سر و کار داریم که در دما‌های بالا کار می‌کنند. دمای بالا می‌تواند اثرات مخربی همراه خود داشته باشد و بنابراین وجود عایق‌ها و مواد ضد حرارتی نسوز یک امر ضروری می‌باشد. در گذشته از پارچه‌های آزبست برای ساخت عایق‌ها و پوشش‌های حرارتی استفاده می‌شد اما امروزه با کشف آلومینا سیلیکات‌ها انقلابی در تولید مواد ضد حرارتی و نسوز ایجاد شده است.
پارچه سرامیکی محصولیست که از کنار هم قرار دادن آلومینا سیلکات و فایبرگلس ساخته می‌شود و امروزه بالاترین میزان تحمل حرارتی را در میان مواد نسوز دارد. در این صفحه می‌خواهیم به معرفی پارچه سرامیک بپردازیم، انواع آن را بشناسیم و نهایتا نگاهی به کاربرد‌های آن در صنایع گوناگون داشته باشیم.
پارچه سرامیکی چیست؟
این نوع پارچه تجمعی از فیبر‌های سرامیکی و از خانواده پارچه نسوز می باشد. در اصل یکی از زیرگروه‌های آلومینا سیلکات می‌باشد که از ذوب پودر آلومینای خالص، پودر سیلیکا و کائولین در داخل حمام آب گرم بدست می‌آید. فیبر‌های سازنده این پارچه رنگ سفید دارند، ساختمان آن‌ها از ذرات غیر بلوری تشکیل شده و شمایل آن‌ها شیشه‌ای می‌باشد.
این فیبر‌ها عایق حرارتی می‌باشند و به همین علت پارچه سرامیکی کاربرد‌های متنوعی در صنایع آهن، پتروشیمی، مهندسی و… دارد. پارچه سرامیکی گاهی حتی می‌تواند حرارتی معادل ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد را نیز تحمل نماید. پارچه‌های سرامیکی در دمای بالا، استقامت نسبتا خوبی دارند و حتی شوک‌های حرارتی نیز تغییری در ساختار آن‌ها ایجاد نمی‌کند.
ویژگی‌های پارچه سرامیکی
علی رغم بسیاری از عایق‌های حرارتی آزبستی، فیبر سرامیکی وزن چندانی ندارد و حتی در گروه فیبر‌های سبک قرار می‌گیرد. حمل و نقل این پارچه‌ها چندان چالش برانگیز نیست و عموما به راحتی انجام می‌پذیرد. پارچه سرامیکی خاصیت اشتعال‌پذیری بسیار پایینی دارد و از این رو ماده‌ای ضد حدیق محسوب می‌گردد.
به عنوان یک عایق حرارتی، عملکرد ضد حرارتی چشمگیری در این فیبر‌ها مشاهده می‌شود و بعضا دیده شده حتی تا دمای ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل می‌کنند. مطالعات مشخص نموده سایر ویژگی‌های عایق، یعنی ذخیره حرارتی و انتقال حرارتی نیز در حد مطلوبی قرار دارند.
نصب این عایق‌ها ساده می‌باشد و با چالش خاصی همراه نیست و مشتریان معمولا می‌توانند بدون کمک فرد متخصص کار نصب را پیش ببرند، هر چند برای انجام کار به صورت دقیق کمک گرفتن از افراد متخصص توصیه می‌شود. چنان چه مشتریان پس از مدتی بخواهند عایق‌ها را تعویض نمایند، با مشکلی مواجه نخواهند شد چرا که این پارچه‌های سرامیکی به گونه‌ای طراحی شده‌اند که مشتری قادر باشد بدون چالش خاصی آن‌ها را جدا نماید.
پارچه‌های سرامیکی همچنین در برابر انواع سایش‌ها از جمله مکانیکی و شیمیایی مقاومت دارند و کم‌ترین میزان آسیب را می‌بینند. ثبات شیمیایی این پارچه‌ها در حد مطلوب می‌باشد و در برابر آلکالین و اسید‌ها مقاومت دارند.
کاربرد‌های پارچه سرامیکی
این پارچه‌ها چنان چه گفته شد تحمل گرمایی بالایی دارند و بنابراین در بسیاری صنایع کاربردی هستند، در زیر به تفکیک کاربرد‌های این پارچه در هر یک از صنایع پرداخته‌ایم:
صنایع ذوب آهن
پارچه‌های سرامیکی در این صنعت، هم می‌توانند به عنوان عایق و هم به عنوان پوشش مورد استفاده قرار گیرند. کوره‌های عملیات حرارتی، بخش جدا نشدنی صنایع ذوب آهن محسوب می‌گردند و این سازه‌ها نیازمند عایق پشتی و پوششی هستند که قادر به تحمل دما‌های بسیار بالا باشد، بنابراین برای ساخت و مهر و موم آن‌ها از فیبر‌های سرامیکی استفاده می‌شود.
صنایع غیر آهنی
در اینجا نیازمند ایجاد یک محیط تصفیه ایزوله هستیم و برای ساخت آن از پارچه‌های سرامیکی کمک می‌گیریم؛ نتیجه این کار جداسازی نیترید و اکسید از فلزات ذوب شده می‌باشد. یک محیط تصفیه ایزوله دیگر نیز خواهیم داشت که برای جداسازی سرباره از مواد مذاب کاربرد دارد. پارچه سرامیکی به منظور مهر و موم میان تجهیزات ریختن فلز نیز استفاده می‌شود و چنان چه در صنایع ذوب آهن گفتیم در اینجا نیز نقش پوشش و روکش را نیز برای کوره‌ها ایفا می‌کند.
صنایع نفت و پتروشیمی
در این صنایع با دیگ‌های بخار و مراکز گرمایشی سر و کار داریم که هدایت حرارتی بالایی دارند و وجود یک عایق ضروری می‌باشد و برای طراحی این عایق از پارچه سرامیکی استفاده می‌شود. پارچه سرامیکی در دستگاه‌های تصفیه گاز داغ نیز کاربرد دارد و در ساختار پایه کاتالیزور و قطعات فیلتر مشاهده می‌شود.
علاوه بر این‌ها، پارچه سرامیکی در راکتور‌ها، کراکر کت‌ها و هدر دیگ بخار نیز استفاده می‌شود. تا اینجا بیشتر از کاربرد‌های ضد حرارتی پارچه سرامیکی گفتیم، اما این پارچه‌ها می‌توانند به عنوان عایق صوتی و ضد اصطکاک نیز کاربرد داشته باشند که در ادامه به آن می‌پردازیم:
مهندسی عمومی
در این جا نقش عایق صوتی بسیار پررنگ می‌باشد و ما شاهد کاربرد‌های وسیع الطیف پارچه سرامیکی در نقش عایق صوتی می‌باشیم. از جمله دستگاه‌هایی که در طراحی آن‌ها از خاصیت عایق صوتی پارچه سرامیکی استفاده می‌شود می‌توان به توربین‌های گازی، اگزوز موتور‌های دیزلی و… اشاره نمود.
صنایع حمل و نقل
به عنوان عایق صوتی و حرکتی کاربرد دارد و در طراحی صفحه اصطکاک ترمز مشاهده می‌شود. مبدل‌های کاتالیزور و لوله‌های خروجی نیز حاوی پارچه‌های سرامیکی می‌باشند.
صنایع لباس‌های نسوز
این پارچه‌ها خاصیت سوزن‌پذیری مطلوبی دارند و برای تولید انواع لباس‌های نسوز، از جمله تجهیزات، دستکش و لباس آتش نشانی کاربرد دارند.
انواع پارچه‌های سرامیک
این پارچه دارای مقاومت حرارتی بسیاری می‌باشد و در مقایسه با سایر مواد نسوز عملکرد بهتری از خود نشان می‌دهد، این مشخصه در کنار انعطاف‌پذیری مطلوب و وزن سبک باعث محبوبیت بالای این محصول شده است. این پارچه در بازار به سه شکل عرضه می‌شود:
نوع بدون سیم
این نوع در مقایسه با دیگر پارچه‌های سرامیکی استحکام کششی و حرارتی پایینی دارد و آستانه تحمل دمای آن معادل 2300 درجه فارن‌هایت (1260 درجه سانتیگراد) می‌باشد.
نوع سیم دار
این نوع با سیم اینکل، فولاد و استیل تقویت شده است و بر خلاف نوع بدون سیم، استحکام کششی بالاتر و تحمل حرارتی مطلوب‌تری دارد. آستانه تحمل حرارتی این نوع حدود 1300 درجه سانتیگراد می‌باشد.
نوع فویل دار
این نوع با یک لایه آلومینیم نازک پوشیده شده است و بیشترین میزان مقاومت حرارتی را در میان پارچه‌های سرامیکی دارد. آستانه تحمل حرارتی این نوع 1320 درجه سانتیگراد می‌باشد.
نتیجه‌گیری
در میان مواد نسوز، پارچه‌های سرامیکی از هر نظر ایده آل می‌باشند. این محصولات بالاترین میزان تحمل گرمایی را دارند و حتی در برابر شوک‌های حرارتی نیز مقاوم می‌باشند. کاربرد‌های گسترده این پارچه‌ها در صنایع گوناگونی مشاهده می‌شود که بسیاری از آن‌ها همچون ذوب آهن و یا نفت، از جمله صنایع حیاتی در جهان مدرن محسوب می‌گردند.
سوالات متداول پارچه سرامیک
- پارچه سرامیک فایبر چه جایگاهی در میان پارچه های نسوز موجود در صنعت دارد؟
به جرات می توان گفت که پارچه سرامیک فایبر یکی از سه پارچه نسوز مهم صنعت به شما می رود. علت این موضوع ویژگی های کم نظیر این پارچه نسوز می باشد. مهمترین ویژگی این پارچه میزان دمای قابل تحمل آن است که 1260 درجه سانتیگراد می باشد.
- از پارچه سرامیک فایبر برای عایق سازی چه تجهیزاتی می توان استفاده نمود؟
باید در نظر داشت که پارچه سرامیک فایبر دارای انعطاف مناسب و قابلیت کشسانی خوبی است. همچنین مقاومت بالای پارچه نسوز سرامیک فایبر در برابر سایش و کشش سبب شده تا بتوان از آن در اکثر شرایط محیطی استفاده کرد.
- تراکم و وزن مخصوص پارچه سرامیک فایبر چگونه است؟
یکی دیگر از فاکتور های مهم پارچه های نسوز میزان تراکم بافت و تار و پود آن ها می باشد. هرچقدر میزان تراکم پارچه سرامیک فایبر نسوز بیشتر باشد، استحکام کششی آن نیز بالاتر خواهد بود. در سمت متقابل تراکم پایین پارچه سرامیک فایبر سبب افزایش انعطاف و حالت پذیری می شود و محصول نهایی سبک تر خواهد بود.
- پارچه نسوز سرامیک فایبر برای افزایش استحکام چگونه تقویت می شود؟
به طور کلی پارچه نسوز سرامیک دارای استحکام کششی بالایی می باشد و به ندرت پیش می آید که در استحکام کششی ضعف نشان بدهد. اما در صورتی که به تقویت این فاکتور در یک پارچه سرامیک فایبر نیاز باشد، به ساختار آن در هنگام بافت پارچه سیم های فولادی افزوده می شود.
- پارچه سرامیک فایبر چیست؟
پارچه سرامیک فایبر یکی از مهم ترین و محبوب ترین پارچه های نسوز به حساب می آید. در واقع 80 درصد این پارچه از الیاف نسوز آلومینا سیلیکات ساخته شده است و 20 درصد باقیمانده را مواد آلی و فیبر نسوز تشکیل می دهد.
- انواع پارچه های سرامیکی نسوز به چه صورت می باشد؟
پارچه سرامیک فایبر در سه دسته پارچه نسوز سرامیکی سیم دار، پارچه نسوز سرامیکی بدون بی سیم و پارچه نسوز سرامیک فایبر نسوز فویل دار تقسیم بندی می شود. در نوع دوم از سیم های نازک استیل یا فولاد و یا اینکنل در ساختار و بافت پارچه سرامیک فایبر استفاده می شود. این سه نوع پارچه دارای ویژگی های منحصر به فردی بوده که در صنایع مختلف به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد.
- چرا از پارچه سرامیک فایبر برای دوخت لباس ها و دستکش های نسوز استفاده می شود؟
پارچه سرامیک فایبر به علت مقاومت فوق العاده ای که در برابر حرارت های بالا از خود نشان می دهد و همچنین عدم ایجاد حساسیت پوستی شدید، به عنوان بهترین و مناسب ترین پارچه نسوز برای دوخت انواع لباس های نسوز، کاور و دستکش های نسوز مورد استفاده قرار می گیرد.
- میزان تحمل دمای پارچه سرامیک فایبر چقدر می باشد؟
پارچه سرامیک فایبر در برابر حرارت و آتش مقاومت بسیار بالایی دارد، به طوری که می تواند 1260 درجه سانتیگراد را به خوبی تحمل کند.
منابع
https://www.gteek.com/Ceramic-fiber-cloth
https://www.ceramaterials.com/product/ceramic-fiber-weaved-cloth/
اینفوگرافی پارچه نسوز سرامیک
