Các chất kết dính hữu cơ là "sự yếu kém chống nhiệt" của lớp lót nhôm.
Các tấm gốm nhôm tự nhiên có khả năng chống nhiệt độ cao tuyệt vời: tấm gốm nhôm α-alumina, thường được sử dụng trong công nghiệp, có điểm nóng chảy là 2054 ° C.Ngay cả trong môi trường nhiệt độ cao 1200-1600 °C, chúng duy trì sự ổn định cấu trúc và sức mạnh cơ học, đáp ứng đầy đủ các yêu cầu của hầu hết các kịch bản công nghiệp nhiệt độ cao.Các tấm gốm không thể trực tiếp được "cắm" vào tường bên trong của ống kim loại và phải dựa vào chất kết dính hữu cơ để dán và cố địnhTuy nhiên, cấu trúc hóa học và tính chất phân tử của các chất kết dính này xác định rằng khả năng chống nhiệt độ của chúng thấp hơn nhiều so với các tấm gốm.
Các thành phần cốt lõi của chất kết dính hữu cơ là các polyme (như nhựa epoxy, acrylates sửa đổi và nhựa phenolic).làm cho polymer trải qua "thảm phân nhiệt": đầu tiên, nó trở nên mềm mại và dính, mất sức gắn kết ban đầu của nó.hoàn toàn mất sức gắn kết của nó.
Ngay cả các chất kết dính hữu cơ chịu nhiệt" được sửa đổi cho các ứng dụng ở nhiệt độ trung bình (như nhựa epoxy biến đổi với chất lấp vô cơ) cũng khó vượt quá 300 °C khi sử dụng lâu dài,và chi phí kết quả tăng đáng kể, khiến chúng khó phổ biến trong lớp lót ống thông thường.
Sự cố dính trực tiếp dẫn đến sự sụp đổ của hệ thống lót.
Trong cấu trúc lớp lót ống nhôm, chất kết dính không chỉ là "đối nối" mà còn là chìa khóa để duy trì tính toàn vẹn và ổn định của lớp lót.Một khi chất kết dính thất bại do nhiệt độ cao, một loạt các vấn đề sẽ xảy ra:
Chất liệu mỏng:Sau khi chất kết dính mềm, độ dính giữa tấm gốm và tường đường ống giảm mạnh.tấm gốm sẽ rơi ra, mất khả năng ăn mòn và bảo vệ mòn.
Nứt lớp lót:Trong quá trình phân hủy nhiệt, một số chất kết dính giải phóng các phân tử khí nhỏ (như carbon dioxide và hơi nước).tạo ra áp suất địa phương, làm cho khoảng trống giữa các tấm gốm mở rộng, dẫn đến nứt toàn bộ lớp lót.
Hư hỏng đường ống:Khi lớp lót tách ra hoặc nứt, môi trường vận chuyển nóng (chẳng hạn như chất lỏng nóng hoặc khí nóng) tiếp xúc trực tiếp với tường ống kim loại.Điều này không chỉ tăng tốc độ ăn mòn ống mà còn có thể làm mềm kim loại ống do tăng nhiệt độ đột ngột, làm tổn hại đến sức mạnh cấu trúc tổng thể của ống.
Tại sao không chọn một dung dịch kết dính bền hơn?
Từ góc độ kỹ thuật, có các phương pháp kết dính có khả năng chống nhiệt cao hơn (như keo vô cơ và hàn).Các giải pháp này có những hạn chế đáng kể trong các ứng dụng lót ống thông thường và không thể thay thế chất kết dính hữu cơ:
|
Giải pháp liên kết
|
Chống nhiệt độ
|
Các hạn chế (không phù hợp với đường ống thông thường)
|
|
Các chất kết dính hữu cơ
|
150 ~ 300 °C (dịch vụ lâu dài)
|
Chống nhiệt độ thấp, nhưng chi phí thấp, thuận tiện để xây dựng và thích nghi với các hình dạng đường ống phức tạp (ví dụ: ống khuỷu tay, ống giảm)
|
|
Các chất kết dính vô cơ
|
600~1200°C
|
Sức gắn kết thấp, độ mỏng cao và nhiệt độ cao cần thiết để làm cứng (300 ~ 500 °C), dễ gây biến dạng các đường ống kim loại
|
|
Ống hàn gốm
|
Tương tự như tấm gốm (1600 °C +)
|
Cần một ngọn lửa mở ở nhiệt độ cao để hàn, có khó khăn xây dựng cực kỳ cao, không thể áp dụng cho các đường ống được lắp đặt và chi phí cao hơn 10 lần so với chất kết dính hữu cơ
|
Tóm lại, chất kết dính hữu cơ cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa chi phí, dễ dàng xây dựng và khả năng thích nghi.Kháng nhiệt hạn chế của họ hạn chế nhiệt độ hoạt động lâu dài của lớp lót ống nhôm khoảng 200 °C.
The core reason alumina pipe linings can only withstand temperatures of 200°C is the performance mismatch between the high-temperature-resistant ceramic sheets and the low-temperature-resistant organic adhesivesĐể đáp ứng yêu cầu gắn kết, chi phí và xây dựng, chất kết dính hữu cơ hy sinh khả năng chống nhiệt, trở thành nút thắt chống nhiệt cho toàn bộ hệ thống lót.Nếu lớp lót ống cần phải chịu nhiệt độ vượt quá 200 °C, các chất kết dính hữu cơ nên được từ bỏ để ủng hộ các ống gốm nhôm tinh khiết (được ngâm toàn bộ mà không có lớp kết dính) hoặc các ống tổng hợp kim loại-gốm,thay vì cấu trúc lót thông thường "bảng gốm + keo hữu cơ".
