Materialele prelucrate de echipamentele de uscare sunt nenumărate. Pe lângă diferențele dintre proprietățile fizico-chimice ale diferitelor materiale și cerințele produsului, proprietățile termofizice ale materialelor în timpul procesului de uscare și cerințele de material pentru echipamentul sistemului de uscare în timpul încălzirii sunt, de asemenea, considerații cheie pentru proiectanți. Acest articol propune câteva metode de selecție a materialelor în echipamentele de uscare pentru referința proiectanților.
Caracteristicile echipamentelor de uscare
Până în prezent, au fost dezvoltate cu succes sute de tipuri de echipamente de uscare, peste o sută fiind utilizate în mod obișnuit în producția industrială. Există, de asemenea, diferite metode de clasificare a echipamentelor de uscare. Pe baza metodei de transfer de căldură în procesul de uscare, acestea pot fi împărțite în uscătoare cu convecție (cum ar fi uscătoare cu flux de aer, uscătoare cu pulverizare, uscătoare rapide rotative, uscătoare cu pat fluidizat etc.), uscătoare prin conductie (cum ar fi uscătoare cu greble, uscătoare cu role) și uscătoare cu radiație (cum ar fi uscătoare cu microunde, uscătoare cu infraroșu îndepărtat). În plus, există echipamente de uscare care combină mai multe metode de transfer de căldură, cum ar fi uscătoare cu palete.
Marea majoritate a uscătoarelor sunt echipamente ne-standard, în principal pentru că fiecare uscător prelucrează materiale diferite și multe condiții de uscare se modifică în funcție de material, ducând la modificări ale structurii și materialelor uscătorului. Prin urmare, este esențial să se definească clar parametrii specifici ai materialului care urmează să fie uscat, cum ar fi starea materialului, tipurile de conținut de umiditate, debitul, caracteristicile materialului în timpul procesului de uscare, prezența corozivității, inflamabilitatea și explozivitatea, generarea de electricitate statică, cerințele specifice ale produsului și temperatura termosensibilă a materialului, pentru a determina diferiții parametri ai uscătorului. Din acest motiv, multe uscătoare nu pot fi produse-în serie; prin urmare, procesul de proiectare trebuie să acorde atenție specificului materialului și adaptabilității acestuia la condițiile de lucru.
Metoda de selecție a materialelor utilizate în echipamentele de uscare este bine-cunoscută. Materialul echipamentului de uscare este un element crucial în costul unității de uscare, iar selecția rezonabilă a materialului este un mijloc important de control al prețurilor echipamentelor. În general, la selectarea materialelor pentru echipamentele de uscare trebuie luate în considerare următoarele aspecte: Satisfacerea nevoilor materialului care este prelucrat. Sarcina principală a echipamentului de uscare este de a usca un anumit material. Deoarece uscătoarele manipulează o mare varietate de materiale, acoperind multe domenii precum cereale, alimente, produse farmaceutice, chimice, produse forestiere, hârtie și metalurgie, numărul de produse este nenumărat. Cerințele pentru materialele care urmează să fie uscate variază foarte mult. De exemplu, reactivii chimici, produsele farmaceutice, materialele electronice și materialele ceramice electrice nu trebuie amestecate cu ioni de fier în timpul procesului de uscare; prin urmare, materialele din oțel carbon ar trebui evitate în alegerea echipamentelor. În plus, dacă umiditatea din material conține acizi, alcalii, săruri sau solvenți organici, poate coroda diferite materiale metalice. Această coroziune este exacerbată, în special în timpul încălzirii. Prin urmare, materialele adecvate trebuie selectate pe baza caracteristicilor conținutului de umiditate din material.
În ceea ce privește selecția materialului în funcție de tipul de uscător, așa cum am menționat mai devreme, există diferite tipuri de uscătoare, fiecare cu un principiu de funcționare diferit. Prin urmare, acest lucru ar trebui luat în considerare pe deplin atunci când alegeți materiale. De exemplu, la uscarea oxidului de magneziu într-un uscător cu flux de aer, viteza mare a materialului din conducta de flux de aer și duritatea oxidului de magneziu provoacă o uzură severă a coturilor conductei de uscare. Prin urmare, o structură-rezistentă la uzură sau un material-rezistent la uzură ar trebui proiectată pentru această zonă. În plus, oțelul inoxidabil are o conductivitate termică semnificativ mai mică decât oțelul carbon. Prin urmare, în echipamentele de uscare în care conducția este metoda principală de transfer de căldură, dacă oțelul inoxidabil este ales ca material principal, aria de schimb de căldură trebuie calculată pe baza conductivității termice a oțelului inoxidabil. Exemplele de inginerie demonstrează că atunci când se selectează schimbătoare de căldură cu abur, oțelul inoxidabil necesită cu 30% mai multă suprafață decât oțelul carbon.
Alegerea materialelor pentru procesul de uscare variază în funcție de material și de condițiile de uscare. Am proiectat odată un uscător la temperatură înaltă-care usucă simultan sărurile anorganice și inițiază o reacție de polimerizare. Temperatura necesară a aerului de uscare a fost peste 800 de grade , ceea ce a necesitat utilizarea unui oțel inoxidabil scump, rezistent la temperatură înaltă-. Cu toate acestea, având în vedere că nu toate camerele de uscare se află în zona de temperatură-înaltă, calculele au arătat că materialele rezistente la temperatură-înaltă au fost utilizate numai în zona cu temperatură-înaltă. Funcționează normal de peste un an.
Selectarea materialelor pe baza mediului de instalare a echipamentului: În multe cazuri, chiar dacă sunt îndeplinite condițiile de mai sus, trebuie luate în considerare cerințele mediului de instalare a echipamentului asupra materialelor. Dacă echipamentul este instalat într-o fabrică chimică, corozivitatea mediului pentru echipament, sistemul de control și sistemul electric trebuie luată în considerare cu atenție pentru a dezvolta o soluție de proiectare rezonabilă.
Metode de protecție împotriva coroziunii pentru echipamentele de uscare: Majoritatea echipamentelor de uscare constă din piese sudate, plăci și cilindri. Tratamentul de protecție împotriva coroziunii este necesar pentru uscătoarele de diferite aplicații. Mai jos sunt câteva experiențe în protecția împotriva coroziunii materialelor și metodele de fabricație.
Procesul de fosfatare-pasivare: la fabricarea uscătoarelor cu pat fluidizat vibrant, 70% din piese sunt realizate din oțel carbon. Timpul lung de răspuns dintre procese are ca rezultat formarea unei cantități mari de rugină pe suprafață, necesitând muncă manuală semnificativă pentru îndepărtarea ruginii înainte de vopsire. Pasivarea-fosfatării, printr-o reacție electrochimică, tratează piesele de prelucrat-de oțel acoperite cu rugină într-o singură etapă, dezvăluind culoarea metalică inițială, formând simultan o peliculă densă anti-antirugină. Acest film poate rezista la expunerea la aer umed timp de peste zece zile fără a rugini. Funcționarea sa este simplă, îmbunătățește mediul de lucru, reduce intensitatea muncii și economisește forță de muncă și resurse. Soluția de fosfatare-pasivare conține emulgatori, molibdați, fosfați solubili și diferiți acizi. Această metodă nu este aplicabilă numai tipurilor de mașini menționate mai sus, ci poate fi utilizată și pentru protecția împotriva coroziunii a altor structuri sau cadre similare.
Aplicarea vopselei electrostatice cu pulbere la fabricarea echipamentelor de uscare: Vopselele tradiționale sunt lichide care conțin cantități mari de esteri, cetone și hidrocarburi, cauzând numeroase probleme în producție, depozitare, transport și construcție. Sunt inflamabile, explozive și foarte nesigure. Datorită toxicității lor, se volatilizează în atmosferă, poluând grav mediul. Prin urmare, producătorii autohtoni și internaționali de acoperiri sunt dedicați dezvoltării de noi tipuri de acoperiri care folosesc mai puțin sau deloc soluție. Un astfel de tip nou de acoperire este acoperirea cu pulbere.
Capacul superior al unui uscător cu pat fluidizat vibrant este în mare parte fabricat din oțel inoxidabil-laminat la rece, ceea ce duce la costuri ridicate. Motivul pentru care se utilizează oțel inoxidabil în loc de oțel carbon obișnuit este că echipamentul va intra în contact cu diverse materiale și gaze corozive în timpul funcționării, iar oțelul inoxidabil are o rezistență excelentă la coroziune; prin urmare, se folosește-oțel inoxidabil laminat la rece.
Pulverizarea electrostatică a straturilor de pulbere din rășină poliesterică pe oțel carbon obișnuit atinge o rezistență la coroziune comparabilă cu oțelul inoxidabil. Deoarece acest tip de acoperire cu pulbere este dur, durabil și are proprietăți decorative bune, precum și rezistență excelentă la intemperii și rezistență la căldură în aer liber, împreună cu rezistență excelentă la coroziune, rezistență la creta, luciu și performanță a culorii, pulverizarea electrostatică cu pulbere este perfect potrivită pentru protecția anticorozivă a carcasei uscătoarelor.
Discuții despre sudarea oțelului inoxidabil cu nichel austenitic-crom Multe componente ale echipamentelor de uscare sunt structuri din tablă sudate, majoritatea foilor fiind 1Cr18Ni9Ti (tip 18-8). Problemele de coroziune și fracturi apar adesea în timpul procesului de sudare. Acest lucru afectează grav durata de viață și performanța produsului. Diferența dintre oțelul inoxidabil austenitic și oțelul carbon obișnuit constă în conductivitatea termică slabă, coeficientul mare de dilatare termică în timpul încălzirii și rezistența electrică ridicată. Datorită acestor caracteristici, sunt necesare procese speciale de sudare pentru oțelul austenitic. Coroziunea intergranulară este una dintre principalele probleme ale oțelului înalt aliat. În timp ce acest oțel în sine are o rezistență ridicată la coroziune, procesul de sudare reduce această rezistență. Formele de coroziune în timpul sudării oțelului austenitic includ: coroziunea globală, localizată și intergranulară. O fabrică autohtonă a importat echipamente de uscare din străinătate. Metodele de sudare necorespunzătoare au deteriorat microstructura cadrului din oțel inoxidabil al filtrului cu sac, provocând coroziune intergranulară. În timpul procesului de uscare, materialul conținea componente acide, ceea ce duce la ruperea rapidă a cadrului de oțel.
Concluzie Pe măsură ce tehnologia de uscare s-a dezvoltat până la stadiul actual, ca tehnologie de inginerie, succesul acesteia depinde nu numai de nivelul teoriei de uscare, ci și îndeaproape de structura echipamentului, selecția materialelor și metodele de fabricație. Luând în considerare diverși factori, dezvoltarea unui plan de producție rezonabil are o importanță economică semnificativă.