Kokia yra geriausia izoliacinė medžiaga, siekiant sumažinti preso plokštelės galinės pusės nuostolius?

Šildymo preso plokštės galinėje dalyje esanti izoliacija turi atlaikyti aukštą temperatūrą, preso gniuždymo jėgą ir kartais mechaninius pažeidimus; visa tai išlaikant optimalią šiluminę varžą. Nė viena medžiaga nėra geriausia visoms sąlygoms; viskas priklauso nuo sąlygų spaudoje. Geriausios izoliacinės medžiagos pasirinkimas preso plokštės galinės pusės nuostoliams sumažinti yra kompromisas tarp šilumos laidumo, gniuždymo stiprio, temperatūros įvertinimo ir kainos. Pramonėje dominuoja trys medžiagos: keramikos pluoštas, kalcio silikatas ir aerogelis. Kiekvienas turi savų privalumų ir trūkumų.

Medžiagų palyginimas iš pirmo žvilgsnio
Property Keraminio pluošto (lenta / antklodė) kalcio silikato plokštės aerogelinės antklodės
Maksimali nuolatinė temperatūra 1200 laipsnių + 1000 laipsniai 650 laipsnių (ypatingi laipsniai iki 800 laipsnių)
Šilumos laidumas esant 300 laipsnių (W/m·K) ~0,10-0,15 ~0,08-0,12 ~0,025-0,035
Atsparumas gniuždymui (10 % deformacija) Mažas (50–200 kPa) Didelis (500–1 500 kPa) Vidutinis (100–400 kPa, skiriasi priklausomai nuo gaminio)
Savitasis svoris (kg/m3) 100-300 200-300 150-200
Santykinė kaina už m3 (storis{1}}normalizuotas) Mažas Vidutinis Aukštas (3–5 x kalcio silikatas)
Dulkių / skaidulų išmetimas naudojimo metu Reikšmingas (įkvėpiamas pluoštas) Mažas (ne{0}}pluoštas) Mažas (pluoštas suvyniotas)
Atsparumas drėgmei Geras (ne{0}}absorbuojantis) Blogas (vandens įsisavinimas, skaidymasis) Geras (galimi hidrofobiniai produktai)
Keramikos pluoštas: maža kaina, aukšta temperatūra, žemas atsparumas suspaudimui
Keramikos pluoštas (aliuminio-silikatinė vata) siūlomas lanksčiose antklodėse arba standžiose lentose. Jis gali atlaikyti 1200 laipsnių ir aukštesnę temperatūrą, todėl tinka labai aukštos temperatūros presams (pvz., sukepinto metalo ar stiklo formavimui). Mažas šilumos laidumas ir mažas svoris užtikrina pagrįstą izoliacijos našumą mažomis medžiagų sąnaudomis.

Tačiau keramikos pluošto gniuždymo stiprumas yra ribotas. Keraminio pluošto antklodės nuolat suspaudžiamos esant normalioms pramoninių presų suspaudimo jėgoms (nuo šimtų kPa iki kelių MPa). Sumažinus storį, sumažėja R{2}}vertė ir padidėja šilumos nuostoliai. Kietos keraminio pluošto plokštės šiek tiek geriau atlaiko apkrovas, bet vis tiek neprilygsta kalcio silikatui, kai naudojamas didelis-tonas.

Įkvepiamos dulkės, susidarančios tvarkymo metu. Montuojant būtina AAP. Po kapsuliavimo ši rizika pašalinama. Keraminis pluoštas puikiai tinka situacijoms, kai presas mažai spaudžia izoliaciją, pavyzdžiui, vakuuminio laminavimo presas su minkštomis silikoninėmis diafragmomis, kur reikalingas lengvas arba mažas suspaudimas.

Kalcio silikatas: didelio{0}}suspaudimo presų darbo arkliukas
Kalcio silikato plokštė: standi, didelio{0}}tankio izoliacija, pagaminta iš vandeningo kalcio silikato su armuojančiais pluoštais. Jis turi labai didelį gniuždymo stiprumą (paprastai 1-2 MPa esant 10 % iškraipymui) ir yra tradicinis presavimo plokščių izoliacijos įrankis. Presai suteikia šimtus tonų kalcio silikato suspaudimo jėgą, suspaudžiant jį labai mažai, todėl jo šiluminė charakteristika išlieka nepakitusi po ilgų eksploatavimo metų.

Šilumos laidumas 0,08-0,12 W/m·K esant 300 laipsnių – vidutiniškai geresnis nei keraminio pluošto. Temperatūros įvertinimas iki 1000 laipsnių, praktiškai visiems tipiniams presavimo darbams (medienos kompozitams, gumos vulkanizavimui, plokščių laminavimui ir daugeliui kitų).

Pagrindinis trūkumas yra vandens absorbcija. Kalcio silikatas yra akytas ir mėgsta vandenį. Vandens patekimas dėl garų nuotėkio, valymo purslų ar didelės drėgmės pablogins plokštės struktūrą ir padidins šilumos laidumą. Drėgnomis sąlygomis kalcio silikatas turi būti uždengtas sandariu metaliniu apvalkalu arba drėgmei nepralaidžiu audeklu. Kitas trūkumas – trapumas: medžiaga gali įtrūkti veikiant taškiniams įtempiams ar smūgiams, todėl montuojant su ja reikia elgtis atsargiai.

Esant didelės jėgos, aukštos temperatūros presams, kai izoliacinės medžiagos presavimo plokštės galinės pusės nuostoliai turi būti kuo mažesni, kalcio silikatas vis dar yra ekonomiškai efektyviausia medžiaga daugeliui pramoninių pritaikymų.

„Airgel“ antklodė puikios kokybės ir minimalaus storio
„Airgel“ antklodė yra nano-akytas gelis, kuriame yra 90–99 % oro, sutvirtintas ne-austiniu stiklo arba keramikos pluoštu, pagamintas iš silicio aerogelio. Šilumos laidumas yra apie 0,025–0,035 W/m·K esant 300 laipsnių, maždaug perpus mažesnis nei kalcio silikato ar keramikos pluošto. Tai reiškia, kad oro gelio antklodė turi būti tik perpus storesnė, kad būtų užtikrinta tokia pati izoliacinė vertė.

„Airgel“ yra puikus atsakymas į presus, kurių erdvė yra ribota, pavyzdžiui, norint pridėti kompaktišką ertmę izoliacija arba sumažinti bendrą plokščių krūvos aukštį. Medžiaga yra lanksti, lengva ir hidrofobinė (atstumianti vandenį-) įvairių rūšių. Atsparumas gniuždymui skiriasi priklausomai nuo gamintojo, bet paprastai yra nuo 100 iki 400 kPa esant 10 % iškraipymui Daugeliui presavimo būdų tai tinka, ypač esant nedidelėms suspaudimo jėgoms arba kai izoliacija nėra tiesiogiai apkraunama (pvz., po kietos apkrovos plokšte).

Pagrindinis apribojimas yra išlaidos. Aerogelinė antklodė tūrio pagrindu yra 3–5 kartus brangesnė nei kalcio silikatas. Dauguma aerogelio antklodžių yra vertinami 650 laipsnių ištisiniu kampu, o kai kurie specialūs gaminiai vertinami 800 laipsnių kampu. Aukštesnėje temperatūroje virš 650 laipsnių yra ribojama. Presams, dirbantiems aukštesnėje nei 800 laipsnių temperatūroje, vis tiek reikia kalcio silikato arba keramikos pluošto.

Antriniai atrankos kriterijai
Be trijų pagrindinių medžiagų, yra ir kitų aspektų, lemiančių idealų pasirinkimą:

Pagrindinis pasirinkimo kriterijus gniuždymo stipris: didelio tonažo presuose (pvz., hidrauliniuose medienos plokščių presuose esant 5-10 MPa), stipris gniuždymui tampa pagrindiniu pasirinkimo veiksniu. Kalcio silikatas yra standartinis. Keramikos pluoštas per daug suspaudžia. Remiantis konkretaus produkto įvertinimu, Airgel gali būti ribinė. Apkrovos paskirstymo plokštės gali padėti, tačiau galiausiai izoliacija turės atimti jėgą.

Apsauginė danga: metalinis arba medžiaginis dangtelis virš daugumos presavimo plokščių izoliacijos. Nerūdijančio plieno skardos striukės apsaugo nuo mechaninio susidėvėjimo, drėgmės ir užteršimo. Lankstūs medžiaginiai užvalkalai (stiklo pluošto arba silicio dioksido audinys), kuriuos priežiūros metu galima lengvai nuimti. Aptvaras reikšmingai nepablogina šiluminių savybių, tačiau žymiai padidina tarnavimo laiką.

Drėgmės poveikis: Atsparumas drėgmei yra būtinas garais{0}}šildomoms plokštelėms ar presams drėgnoje aplinkoje. Gerai veikia aerogelis (hidrofobinės klasės) ir keramikos pluoštas. Kalcio silikatui reikia sandaraus apvalkalo; neužsandarintas kalcio silikatas sugeria drėgmę, įtrūksta, praranda R-vertę ir greitai kaitinant gali sprogti garai.

Dulkės ir sveikatos problemos – Pjaunant ir montuojant keraminį pluoštą susidaro įkvepiamos dulkės, todėl būtina naudoti kvėpavimo takų apsaugą. Kalcio silikatas ir aerogelis gamina mažiau dulkių. Visos medžiagos yra saugios po montavimo ir uždengimo.

Sprendimo pagrindas: kaip pasirinkti
Pasirinkimas paprastai yra kompromisas tarp storio, kainos ir mechaninės apkrovos. Praktinių pasirinkimų seka:

Determine maximum service temperature >800 laipsnių, keramikos pluoštas arba kalcio silikatas<650°C, aerogel possible

Measure the clamp pressure or compressive stress on the insulation. If it is >500 kPa, tada patartina naudoti kalcio silikatą. Jei jis žemesnis, gali būti naudojamas keraminis pluoštas arba aerogelis.

Įvertinkite laisvą erdvę - Jei vietos yra nedaug (pvz.,<25 mm), aerogel has the highest R-value per millimetre.

Drėgmės pavojus - Jei aplinka drėgna, pirmenybę teikite aerogeliui arba keraminiam pluoštui arba nurodykite sandarų kalcio silikatą.

Apskaičiuokite eksploatavimo trukmės -ciklo sąnaudas - Nepertraukiamai dirbant aukštoje temperatūroje didesnę pradinę aerogelio kainą galima kompensuoti energijos taupymu per 12–24 mėnesius. Kalcio silikatas geriausiai tinka žemai temperatūrai arba retkarčiais.

Išvados:
Ideali izoliacija galinėje preso plokštės pusėje yra kompromisas tarp jo šiluminių savybių ir mechaninių bei aplinkosaugos reikalavimų presui. Kalcio silikato plokštė vis dar yra didelio suspaudimo ir vidutinės temperatūros darbo arkliukas. Keraminis pluoštas yra pigus ir gali atlaikyti aukštą temperatūrą, tačiau jis neturi gniuždymo stiprio. „Airgel“ antklodė užtikrina aukščiausią šiluminę varžą vienam storio coliui už puikią kainą, puikiai tinkanti modernizavimui, kai reikia mažos erdvės arba didelio našumo. Nė viena medžiaga nėra tinkama kiekvienam spaudai. Pats ekonomiškiausias būdas sumažinti galinius nuostolius yra pasikonsultuoti su izoliacijos gamintojais ir nurodyti darbinę temperatūrą, suspaudimo slėgį, galimą storį ir klimato sąlygas.