ایمنی و بهداشت حرفه ای صنایع هرمزگان

این وبلاگ با هدف برقراری ارتباط موثر بین مسئولین بهداشت حرفه ای شاغل در صنایع استان هرمزگان ایجاد شده است

آشنائی با مواد نسوز و عایقهای حرارتی در صنعت
نویسنده : نیلوفر احمدی - ساعت ۱۱:٥٧ ‎ق.ظ روز شنبه ۸ آبان ۱۳۸٩
 

 

مواد نسوز و دیر گداز به مواد معمولا سرامیکی و غیره فلزی گفته می شود که می توانند در درجه حرارتهای بالا پایدار باشند و مواد نسوز باید قابلیت حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مورد نظر را در درجه حرارتهای بالا و شرایط محیط عمل داشته باشند ......

عایق های حرارتی مصالحی هستند که ساختار داخلی انها جریان حرارت را کاهش میدهد. این مصالح اگر به درستی در محل مناسبی از پوسته خارجی اجرا شوند ، میتوانند صرفه جویی انرژی قابل ملاحظه ای را در طول عمر مفید ساختمان تضمین کنند.......

بقیه مقاله را در ادامه مطلب بخوانید.


مواد نسوز

http://www.azarakhsh-co.com

 

مواد نسوز و دیر گداز به مواد معمولا سرامیکی و غیره فلزی گفته می شود که می توانند در درجه حرارتهای بالا پایدار باشند و مواد نسوز باید قابلیت حفظ خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مورد نظر را در درجه حرارتهای بالا و شرایط محیط عمل داشته باشند .

قدرت پایداری در درجه حرارتهای زیاد اگر چه یک عامل تعیین کننده برای گروه بندی یک ماده به عنوان یک دیر گداز می باشد ولی با این حال انتظار می رود که ماده نسوز در مقابل نیروهای مخرب دیگری که احیانا در شرایط عمل روبرو می شود نیز مقاوم باشد . عوامل مخرب عبارت اند از سایش ، ضربه ، حمله های شیمیایی و بار مکانیکی زیاد مورد استعمال گوناگون مواد نسوز و شدت و ضعیف نیروهای مخرب در شرایط گوناگون استعمال ، لزوم تنوع گسترده محصولات نسوز را برای ارضای آن شرایط روشن می گرداند تعداد محصولات نسوز که با توجه به ترکیبات متنوع و نامحدود مواد دیر گداز مختلف به دست می آید بسیار زیاد می باشد عناصری که در پوسته زمین بطور گسترده یافت می شود و قادرند ترکیباتی نسوز و پایدار بوجود آورند عبارت اند از سیلیسیم Si ، آلومینیوم Al ، منیزیم Mg  کلسیم Ca ، کرم Cr ، زیرکونیم Zr  ، و کربن C  و این عناصر اکسیدهای مفیدی نظیر Sio2 - Al2o3 - Mgo - Zro2  بوجود می آورند که عناصر و اکسیدهای اصلی صنایع نسوز می باشند .

مواد دیر گذاز معمولا نقطه ذوب مشخصی ندارند و غالبا در یک دامنه دمایی کم و بیش باریک ، ذوب یا نرم می شوند ، در نتیجه به جای بیان یک نقطه ذوب مخصوص ، دمای نرم شدن اندازه گیری می شود .

پس بطور کلی می توان محصولاتی را که در دمای بالای 1200 درجه سانتیگراد به کار برده می شوند را می توان به عنوان نسوز توصیف کرد .

آجرهای نسوز در واقع نوعی چینی هستند که از خاکهای نسوز تهیه می‌شود. چینی ، نوعی سرامیک مرغوب است که دارای ساختاری ظریفتر و متراکمتر از سفال است. دمای پخت آجرهای نسوز ، حدود 1500 درجه سانتی‌گراد می‌باشد.

کاربردهای آجرهای نسوز

از آجرهای نسوز بدلیل مقاومت حرارتی بالا ، در پوشش درونی کوره‌های صنعتی استفاده می‌شود. آجرهای نسوز انواع مختلفی دارد. باتوجه به نوع ماده استفاده شده در ترکیبات آنها ، گستره‌های مختلفی را تحمل می‌کنند. تا دهه 1960 از کربن و خاک نسوز برای پوشش کوره‌ها استفاده می‌شد، اما امروزه با ساخت انواع آجرهای نسوز از آنها در پوشش داخلی کوره استفاده می‌شود.

آجرهای سیلیسی

قسمت عمده این آجرها را خاک‌های سیلیسی که به کوارتزیت معروف است تشکیل می‌دهد. کوارتزیت شامل 95% SiO2 و به مقدار جزئی Al2O3 ، Fe2O3 ، TiO2 ، K2O و Na2O می‌باشد. از این آجرها در گذشته برای پوشش جدار درونی کوره‌های فولادسازی استفاده می‌شد.

ولی بدلیل رسانایی گرمایی زیاد در نفوذناپذیری در مقابل گازها ، امروزه بیشتر برای پوشش جدار درونی کوره‌های تولید خمیر شیشه در کارخانه‌های شیشه سازی ، کوره‌های کک سازی گازسوز و کوره‌های سرامیک سازی استفاده می‌شود.

آجرهای آلومینیومی

این آجرها ، دارای درصد بالایی از آلومین ( Al2O3) می‌باشند. آنها را از مخلوط کائولن ، بوکسیت و کروندوم که بیش ار 70% آلومین دارد، تهیه می‌کنند دمای پخت این آجرها در حدود 1200 تا 1800 درجه سانتی‌گراد می‌باشد. آجرهای نسوز آلومینیومی برای پوشش جداره درونی کوره‌های ذوب فولاد مصرف می‌شوند.

در مقابل مواد قلیایی مقاومند، بنابراین از آنها برای پوشش جداره درونی کوره‌های سیمان سازی و شیشه‌سازی هم استفاده می‌شود.

 

آجرهای نسوز قلیایی

این آجرها شامل اکسید منیزیم (MgO) و SiO2 به فرمول 2MgO SiO2 می‌باشند. برای تهیه اکسید منیزیم ، کربنات منیزیم طبیعی (ماگنزیت) یا دولومیت را در دمای بین 550 درجه سانتی‌گراد تا 1800درجه سانتی‌گراد حرارت می‌دهند. اضافه کردن مقداری Cr2O3 ( اکسید کروم III ) یا Fe2O3 ( اکسید آهن III ) به مخلوط MgO و SiO2 باعث افزایش مقاومت گرمایی آجرهای نسوز قلیایی می‌شود.

از این آجرها برای پوشش جدار درونی کوره‌های باز در فولادسازی ، کوره‌های دوار در کارخانه‌های سیمان سازی و در قسمتهای بالای کوره‌های ذوب شیشه و صنایع فلزات غیرآهنی ، استفاده می‌شود.

آجرهای نسوز ویژه

این آجرها نوع خاصی از آجرهای نسوز هستند و در صنعت برای منظورهای ویژه‌ای کاربرد دارند. این آجرها از ترکیبات فلزات واسطه می‌شوند. متداولترین آجرهای این گروه عبارتند از:

آجر زیرکونیوم

این آجر از سولفات زیرکونیوم طبیعی با افزودن مقدار کمی آلومین به کوارتز تهیه می‌شود. بیشترین کاربرد آن در ساختن کوره ذوب آلومینیوم ، کوره مخزن شیشه مذاب و کوره‌های دارای دمای بالا می‌باشد. همچنین از ذوب سولفات زیرکونیوم با آهک ناخالصی آن به همراه سیلیکات کلسیم جدا می‌شود و می‌توان ZrO2 (اکسید زیرکونیوم) خالص بدست آورد. با افزودن مقدار 5 درصد وزنی از MgO یا CaO ، بلورهای مکعبی آن تشکیل می‌شود.

ZrO2
مقاومت گرمایی بالایی دارد، بهمین دلیل از آن در ساختن بوته‌های ذوب فلز در صنایع ذوب فولاد و در راکتورهای اتمی به عنوان بازتاب دهتده نوترون استفاده می‌شود.

آجر اکسید کروم - کوروندوم

این آجرها دارای 5 تا 10 درصد اکسید کروم I , II و 90 تا 95 اکسید آلومینیوم (Al2O3) هستند و در مقابل مواد قلیایی مقاوم هستند. از این نوع آجر برای ساختن بخش درونی کوره بلند ذوب آهن استفاده می‌شود.

آجرهای اکسید کروم

دارای 95 درصد Cr2O3 می‌باشد. برای تهیه آن از Cr2O3 سنتزی استفاده می‌شود. این نوع آجر در ساختن کوره ذوب خمیر شیشه مخزن در صنعت شیشه‌سازی مصرف دارند.

 

 یادآوری

بدلیل احتمال وجود کریستالهای سیلیس بصورت آزاد  یعنی SiO2   در فرایند تولید یا کاربرد مواد نسوز  ممکن است کارگران این صنایع در معرض ابتلا  به نوعی  بیماری شغلی ریوی تحت عنوان سیلیکوزیس قرار گیرند .

صنایعی که در آنها احتمال ابتلا به سیلیکوزیس وجود دارد:

  • صنایع آسفالت سازی
  • صنایع سفالگری و سرامیک سازی
  • صنایع سیمان سازی
  • کوزه گری
  • ذوب آهن
  • حفاری بتون
  • مخلوط سازی بتون
  • تخریب
  • صنایع الکتریکی
  • ریخته گری
  • آسیاب کردن
  • Shake out  قطعات ریخته گری شده و.....

 

 

مواد عایق

http://www.armaghankoosha.com

 

عایق های حرارتی مصالحی هستند که ساختار داخلی انها جریان حرارت را کاهش میدهد. این مصالح اگر به درستی در محل مناسبی از پوسته خارجی اجرا شوند ، میتوانند صرفه جویی انرژی قابل ملاحظه ای را در طول عمر مفید ساختمان تضمین کنند.

کیفیت عایق نقش مهمی در موثر بودن عایق کاری حرارتی دارد . عایق باید از نظر خواص مشروحه زیر دارای کیفیت مطلوب ودر حد استاندارد باشد: مقاومت حرارتی زیاد، جذب آب کم، نفوذ پذیری بخارآب کم، دوام زیاد(چنانچه در معرض عوامل جوی قرارگیرد)، پایداری ابعاد بالا،مقاومت زیاد در برابر نیروهای وارده، رفتار مناسب در برابر آتش، ضخامت ،چگالی و ابعاد خطی مناسب. 

ثمر بخشی یک عایق حرارتی، از دید کاهش مصرف انرژی، بستگی به مقاومت حرارتی(مقدارR) آن دارد که معرف مقاومت آن دربرابر جریان حرارت است. هرچه مقدار R بیشتر باشد ، جریان حرارت ودرنتیجه انرژی کاهش خواهد یافت.انتخاب عابق حرارتی مناسب با درنظر گرفتن عوامل ویژه اصلی ودیگر پارامترها ی تعیین کننده، جزییات اجرایی و عوامل تاثیر گذار برروی عملکرد عایق حرارتی، از جمله شرایط اقلیمی،بارهای وارده.... صورت می گیرد.

چند نوع عایق حرارتی تجارتی برای دست یابی به مقاومت حرارتی یا مقدار Rمورد نیاز در دسترس است. انواع اصلی عایق های موجود در کشور پشم شیشه ،پشم سنگ، پشم سرباره، فوم پلیاستایرن و فوم پلی یورتان است. سایر عایق رایج در کشورهای صنعتی عبارتتد از :

1-    عایق های پلیمری نوع فنولیک

 2- عایق باز تابنده ساخته شده از فویل آلومینیوم با حفرات آبی

 

 

انواع عایق های حرارتی

 

1-  عایق فله به صورت الیافی یا دانه ای

مثال های نوعی چنین مصالحی عبارتند از پشم شیشه،پشم سنگ،پشم سرباره،ورمیکولیت متورق وچوب پنبه دانه ای.

 

2- پتویی و نواری

مصالح این گروه انعطاف پذیر بوده و معمولا به صورت رول یا صفحه عرضه میشوند. آنها از مواد آلی یا غیر آلی یا بدون چسباننده های رزینی تشکیل میشوند. بیشترین عایق های مورد استفاده به صورت پتویی از جنس پشم معدنی هستند.

 

3- تخته ها یا دال های صلب

تخته ها یا دال های صلب مانند انواع مختلف تخته های پشم معدنی، فوم پلی یورتان صلب، پلی استایرن و بتن فومی.

 

4-عایق در جا ساخته  (پاشیدنی و دمیدنی )

مانند فوم پلی یورتان و مصالح عایق کاری با چسبا ننده های مایع که آنها را می توان بر روی سطوح پاشید.

مصالح عایق کاری پاشیدنی اغلب در دیوار ساختمان های جدید مصرف می شوند اما همچنین در زیرشیروانی ساختمان ها و همچنین در باسازی ساختمان های قدیمی هم از این روش استفاده میکنند.

 

منشاء عایق های حرارتی

 

مصالح عایق کاری بنابر منشاء آن به چهار دسته زیر تقسیم می شوند:

 

1- منشاء معدنی 

شامل پشم سنگ، پشم سرباره، آزبست، ورمیکولیت، ورق فلزی براق.

مصالح عایق کاری الیاف معدنی آنهایی هستند که از الیاف معدنی مصنوعی حاصل از یک مذاب سیلیکات(شیشه،سنگ یا سرباره) یا بدون چسباننده الیاف ساخته شده اند.این عایق ها نسبتاً ارزان هستند.

 عایق های پشم سنگ و پشم سرباره مقاومت بهتری در برابر آتش نسبت به پشم شیشه دارند.پشم معدنی باعث آلودگی هوای داخل ساختمان نمی شود و برای سلامتی ضرری ندارد. اما باید توجه نمود که پشم شیشه ممکن است حسا سیت (آلرژی) پوستی ایجاد کند.

ممکن است باعث ناراحتی افرادی شود که نسبت به مواد شیمیایی حساسند. از طرف دیگر اکثر پشم های معدنی از فنل فورمالدئید برای اتصال الیاف به یکدیگر استفاده می کنند. این چسباننده هاممکن است در شرایط رطوبت زیاد بوهای ناخوشایند حاصل کنند.

 

2-  منشا پلیمری

عایق ها با منشا پلیمری شامل پلاستیکهای فومی از جمله فوم های پلی یورتان ، و پلی استایرن ولاستیک مصنوعی هستند. عایق های پلیمری صلب نیز شامل سه نوع اصلی فوم فنلیک ، پلی استایرن و پلی یورتان هستند.

 

- تخته فوم پلی استایرن منبسط شده

عایق های فومی EPSترمو پلاستیک هستند ، ودر نتیجه ، آسان تر از پلی یورتان باز یافت میشود. چون به راحتی می توان آن را ذوب نمود وبه فرآوردهای دیگر تغییر داد . ساده ترین روش بازیابی خردکردن   EPS به تکه های کوچک و قالبگیری دوباره آنها به شکل های مورد نظر است.

  

- عایق های اجرا با اسپری پلی یورتان 

این فوم در داخل فضای خالی منبسط می شود و به صورت کاملاً صلب گیرش حاصل می کند.

 

3 - منشا گیاهی

برخی مواد مانند مواد گیاهی سلولی یا فیبری نظیر نی، کاه، ساقه گندم، الیاف گیاهی ، کتان وچوب پنبه می تواننددر ساخت انواع عایق های حرارتی مورد استفاده قراگیرند.مصالح عایق کاری گیاهی از الیاف گیاهی ( شامل ذغال سنگ نارس الیافی، الیاف نارگیل یا الیاف چوب که بصورت شیمیایی و

 مکانیکی فرآوری شده است) با یا بدون چسباننده الیاف تشکیل شده اند.

 

   4- منشاء حیوانی

نظیر مو و پشم حیوان که استفاده از آنها درساختمان محدود است.

  

یادآوری

در صورت استفاده از ترکیبات آزبست در تهیه مواد عایق بیماری شغلی آزبستوزیس در کاربران این نوع مواد افزایش میابد .

 

 موارد استفاده آزبست:

 عایق ها، ترمز، دستکش های نسوز، پتوهای خاموش کننده، کفپوش ها، تولید سیمان، آجر، لباسهای ایمنی، انواع گوناگون مصالح ساختمانی مثل لوله ها و کانالهای انتقال، تهیه  مواد پلاستیکی و حدودا 3000  نوع محصول دیگر.