Materialov, ki jih obdeluje sušilna oprema, je nešteto. Poleg razlik v fizikalno-kemijskih lastnostih različnih materialov in zahtev za izdelke so za oblikovalce ključnega pomena tudi termofizikalne lastnosti materialov med sušenjem in materialne zahteve za opremo sušilnega sistema med segrevanjem. Ta članek predlaga nekaj metod za izbiro materialov v sušilni opremi za referenco oblikovalcev.
Značilnosti sušilne opreme
Do danes je bilo uspešno razvitih na stotine vrst sušilne opreme, od katerih se več kot sto pogosto uporablja v industrijski proizvodnji. Obstajajo tudi različni načini razvrščanja sušilne opreme. Glede na način prenosa toplote v procesu sušenja jih lahko razdelimo na konvekcijske sušilnike (kot so sušilniki z zračnim tokom, sušilniki z razprševanjem, rotacijski hitri sušilniki, sušilniki z zvrtinčeno plastjo itd.), prevodne sušilnike (kot so sušilniki z grabljami, sušilniki z valji) in sušilnike z obsevanjem (kot so sušilniki z mikrovalovno pečico, sušilniki z dalj-infrardečimi žarki). Poleg tega obstajajo sušilne naprave, ki združujejo več načinov prenosa toplote, kot so sušilni stroji.
Velika večina sušilnikov je ne-standardna oprema, predvsem zato, ker vsak sušilnik obdeluje različne materiale in se številni pogoji sušenja spreminjajo glede na material, kar vodi do sprememb v strukturi in materialih sušilnika. Zato je bistveno, da se jasno opredelijo specifični parametri materiala, ki ga je treba sušiti, kot so stanje materiala, vrste vsebnosti vlage, prepustnost, lastnosti materiala med postopkom sušenja, prisotnost korozivnosti, vnetljivosti in eksplozivnosti, nastajanje statične elektrike, posebne zahteve za izdelek in termoobčutljiva temperatura materiala, da se določijo različni parametri sušilnika. Zaradi tega številnih sušilnikov ni mogoče množično-proizvajati; zato je treba pri načrtovanju upoštevati specifičnost materiala in njegovo prilagodljivost delovnim pogojem.
Metoda izbire materialov, ki se uporabljajo v sušilni opremi, je -dobro znana. Material sušilne opreme je ključni element pri stroških sušilne enote, razumna izbira materiala pa je pomembno sredstvo za nadzor cen opreme. Na splošno je treba pri izbiri materialov za sušilno opremo upoštevati naslednje vidike: Zadovoljevanje potreb materiala, ki se obdeluje. Glavna naloga sušilne opreme je sušenje določenega materiala. Ker sušilniki obdelujejo najrazličnejše materiale, ki pokrivajo številna področja, kot so žita, hrana, farmacevtski izdelki, kemikalije, gozdni proizvodi, papir in metalurgija, je število izdelkov nešteto. Zahteve za materiale, ki se sušijo, so zelo različne. Na primer, kemični reagenti, farmacevtski izdelki, elektronski materiali in električni keramični materiali se ne smejo mešati z železovimi ioni med postopkom sušenja; zato se je treba pri izbiri opreme izogibati materialom iz ogljikovega jekla. Nadalje, če vlaga v materialu vsebuje kisline, alkalije, soli ali organska topila, lahko razjeda različne kovinske materiale. Ta korozija se še poveča, zlasti med segrevanjem. Zato je treba ustrezne materiale izbrati glede na značilnosti vsebnosti vlage v materialu.
Kar zadeva izbiro materiala glede na vrsto sušilnika, kot smo že omenili, obstajajo različne vrste sušilnikov, od katerih ima vsak drugačen princip delovanja. Zato je treba to v celoti upoštevati pri izbiri materialov. Na primer, pri sušenju magnezijevega oksida v sušilniku za pretok zraka visoka hitrost materiala v cevi za pretok zraka in trdota magnezijevega oksida povzročita močno obrabo na zavojih sušilne cevi. Zato je treba za to območje oblikovati -odporno strukturo ali material,-odporen proti obrabi. Poleg tega ima nerjavno jeklo znatno nižjo toplotno prevodnost kot ogljikovo jeklo. Zato je treba pri sušilni opremi, kjer je prevodnost primarna metoda prenosa toplote, če je kot glavni material izbrano nerjavno jeklo, območje izmenjave toplote izračunati na podlagi toplotne prevodnosti nerjavečega jekla. Inženirski primeri kažejo, da pri izbiri parnih toplotnih izmenjevalcev nerjavno jeklo zahteva 30 % večjo površino kot ogljikovo jeklo.
Izbira materialov za postopek sušenja se razlikuje glede na material in pogoje sušenja. Nekoč sem oblikoval visoko{1}}temperaturni sušilnik, ki hkrati suši anorganske soli in sproži reakcijo polimerizacije. Zahtevana temperatura zraka za sušenje je bila nad 800 stopinj, zaradi česar je bila potrebna uporaba dragega nerjavečega jekla, odpornega na visoke -temperature. Glede na to, da niso vse sušilne komore v visoko-temperaturnem območju, so izračuni pokazali, da so bili visoko-temperaturno odporni materiali uporabljeni le v visoko-temperaturnem območju. Deluje normalno že več kot eno leto.
Izbira materiala na podlagi okolja namestitve opreme: V mnogih primerih je treba upoštevati zahteve okolja namestitve opreme glede materialov, tudi če so izpolnjeni zgornji pogoji. Če je oprema nameščena v kemični tovarni, je treba skrbno upoštevati korozivnost okolja za opremo, krmilni sistem in električni sistem, da se razvije razumna konstrukcijska rešitev.
Metode zaščite pred korozijo za sušilno opremo: večina sušilne opreme je sestavljena iz varjenih delov, plošč in valjev. Zaščita pred korozijo je potrebna za sušilnike različnih aplikacij. Spodaj je nekaj izkušenj z zaščito materiala pred korozijo in proizvodnimi metodami.
Postopek fosfatiranja-pasivacije: Pri izdelavi vibrirajočih vrtinčastih sušilnikov je 70 % delov izdelanih iz ogljikovega jekla. Dolg pretočni čas med procesi povzroči nastanek velike količine rje na površini, kar zahteva veliko ročnega dela za odstranjevanje rje pred barvanjem. Fosfatira-pasivacija prek elektrokemične reakcije obdela z rjo-prekrite jeklene obdelovance v enem samem koraku in razkrije prvotno kovinsko barvo, hkrati pa tvori gost-protirjavni film. Ta folija lahko zdrži izpostavljenost vlažnemu zraku več kot deset dni, ne da bi zarjavela. Njegovo delovanje je preprosto, izboljšuje delovno okolje, zmanjšuje delovno intenzivnost in prihrani delovno silo in sredstva. Raztopina za-pasiviranje fosfatiranja vsebuje emulgatorje, molibdate, topne fosfate in različne kisline. Ta metoda ni uporabna samo za zgoraj omenjene tipe strojev, ampak se lahko uporablja tudi za zaščito pred korozijo drugih podobnih struktur ali okvirjev.
Uporaba elektrostatičnega prašnega premaza pri izdelavi sušilne opreme: Tradicionalne barve so tekočine, ki vsebujejo velike količine estrov, ketonov in ogljikovodikov, kar povzroča številne težave pri proizvodnji, skladiščenju, transportu in gradnji. So vnetljivi, eksplozivni in zelo nevarni. Zaradi svoje toksičnosti izhlapijo v ozračje in močno onesnažujejo okolje. Zato so domači in mednarodni proizvajalci premazov predani razvoju novih vrst premazov, ki uporabljajo manj ali nič rešitve. Ena takih novih vrst premazov je prašno lakiranje.
Zgornji pokrov vibrirajočega sušilnika z zvrtinčeno plastjo je večinoma izdelan iz hladno{0}}valjanega nerjavečega jekla, kar povzroča visoke stroške. Razlog za uporabo nerjavečega jekla namesto običajnega ogljikovega jekla je, da bo oprema med delovanjem prišla v stik z različnimi korozivnimi materiali in plini, nerjaveče jeklo pa ima odlično odpornost proti koroziji; zato se uporablja hladno{2}}valjano nerjavno jeklo.
Elektrostatično pršenje praškastih premazov iz poliestrske smole na navadno ogljikovo jeklo doseže odpornost proti koroziji, primerljivo z nerjavnim jeklom. Ker je ta vrsta praškastega laka močna, vzdržljiva in ima dobre dekorativne lastnosti ter odlično odpornost na zunanje vremenske vplive in toplotno odpornost, skupaj z odlično odpornostjo proti koroziji, odpornosti proti kredi, sijaju in barvni učinkovitosti, je elektrostatično prašno pršenje popolnoma primerno za zaščito pred korozijo ohišja sušilnika.
Razprava o varjenju avstenitnega nikelj-kromovega nerjavečega jekla Številne komponente sušilne opreme so varjene pločevinaste strukture, pri čemer je večina pločevin 1Cr18Ni9Ti (tip 18-8). Med postopkom varjenja se pogosto pojavijo težave s korozijo in zlomi. To resno vpliva na življenjsko dobo in učinkovitost izdelka. Razlika med avstenitnim nerjavnim jeklom in navadnim ogljikovim jeklom je v njegovi slabi toplotni prevodnosti, velikem koeficientu toplotnega raztezanja pri segrevanju in visoki električni upornosti. Zaradi teh značilnosti so za avstenitno jeklo potrebni posebni postopki varjenja. Interkristalna korozija je eden glavnih problemov visoko legiranega jekla. Medtem ko ima to jeklo visoko odpornost proti koroziji, postopek varjenja to odpornost zmanjša. Oblike korozije pri varjenju avstenitnega jekla vključujejo: celotno, lokalizirano in interkristalno korozijo. Domača tovarna je uvažala sušilno opremo iz tujine. Nepravilne metode varjenja so poškodovale mikrostrukturo okvirja iz nerjavečega jekla vrečastega filtra, kar je povzročilo interkristalno korozijo. Med postopkom sušenja je material vseboval kisle sestavine, ki so povzročile hiter zlom jeklenega okvirja.
Zaključek Ker se je sušilna tehnologija razvila do trenutnega stanja, kot inženirske tehnologije, njen uspeh ni odvisen le od ravni teorije sušenja, ampak tudi tesno od strukture opreme, izbire materiala in proizvodnih metod. Glede na različne dejavnike ima razvoj razumnega proizvodnega načrta velik gospodarski pomen.