Сравнительная таблица теплопроводности утеплителей: Теплопроводность утеплителей таблица

Сравнительные характеристики утеплителей: таблица

Оглавление:

• Каким требованиям должен отвечать качественный утеплитель для дома?
• Механические свойства утепляющих материалов
• Виды утеплителей
  • Жидкий утеплитель

При строительстве нового дома или капитальном ремонте возникает вопрос о выборе оптимального способа утепления. Для того чтобы после окончания работ не возникало чувство горького сожаления о потраченных впустую средствах и времени, вариант теплоизоляции необходимо подбирать, основываясь на его характеристиках, основных достоинствах и недостатках.

Каким требованиям должен отвечать качественный утеплитель для дома?

На современном строительном рынке представлено огромное многообразие материалов для утепления. Они подразделяются на утеплители для стен, пола, крыши, дверей, качества. Распространенное мнение, что главным критерием при выборе данного стройматериала является плотность, является ошибочным.

Средняя плотность теплоизоляционных материалов достаточна низка в сравнении с большинством строительных материалов, так как значительный объем занимают поры. Плотность современных утеплителей находится в диапазоне от 17 до 400 кг/м 3.

Таблица эффективности применения утеплителей.

Она учитывается, при сравнении характеристики утеплителей, предназначенных для теплоизоляции полов, фундамента и внешней облицовки, для которой не предусмотрен отделочно-декоративный дополнительный защитный слой. Помимо этого, эта характеристика влияет на выбор несущей конструкции и способ крепежа. Все различные материалы могут иметь одинаковую плотность, но обладать разной теплопроводностью.

Важным показателем, который должен повлиять на выбор, является водопоглощение. Само помещение и стены как обычного, так и деревянного дома всегда содержат некоторое количество влаги, которая может конденсироваться и пагубно влиять на качество теплоизоляции. Сорбционная влажность характеристика, показывающая предельный массовый объем влаги в стройматериале, впитываемый из атмосферного слоя или домашнего воздуха. Особенно коэффициент водопоглощения важен при выборе утеплителя, предназначенного для помещений с повышенной влажностью (ванной, санузла, бани и сауны). Этот показатель обязательно следует учесть при выполнении внешней теплоизоляции зданий, расположенных на заболоченной местности или имеющих высокое залегание грунтовых вод. К примеру, экструдированный пенополистирол отличается высокой плотностью, но при этом низким водопоглощением. Значительно снизить водопоглощение минераловатных и стекловолокнистых теплоизоляционных материалов позволяет их гидрофобизация, например, путем введения кремнийорганических добавок.

Высококачественные утепляющие материалы всегда обладают хорошей звукоизоляцией.

Характеристики минеральной ваты.

На долговечность конструкции покрытия влияют также химическая стойкость теплоизоляционного материала (это, как правило, следует учитывать при выборе материалов для утепления покрытий производственных зданий) и его биологическая стойкость.

Также стоит рассмотреть такие физические свойства, как:

1. Паропроницаемость. Этот параметр приобретает значение при монтаже энергосберегающей облицовки в домах с повышенной влажностью и при утеплении крыши,
2. Воздухопроницаемость. Характеристика приобретает значение, если утепляющий материал будет монтироваться в несколько слоев и особенно при теплоизоляции внутри помещения (стены, пол и потолок) и балкона.
3. Горючесть. Необходимо учитывать, если утепляющая облицовка не предусматривает декоративно-защитной отделки. Это правило регламентируется инструкцией по пожарной безопасности.

Механические свойства утепляющих материалов

Выбирая теплоизоляцию для домов, необходимо обратить внимание на механические качества утеплителя:

Характеристики пенопласта и пенополистирола.

1. Прочность отвечает за способность стройматериала сопротивляться деформированию и разрушению при воздействии внешних сил. Она находится в прямой зависимости от структуры и пористости. Жесткий мелкопористый утеплитель является более прочным в сравнении с материалом, имеющим крупные неравномерные поры.
2. Прочность на изгиб и на сжатие должна учитываться при утеплении кровли и конструкции, имеющей сложные геометрические форм, к примеру, мансарды,
3. Морозостойкость отвечает за устойчивость и сохранение эксплуатационных качеств материала в условиях воздействия низких температурных режимов. Проще говоря, это способность материала в насыщенном состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без появления признаков разрушения. В Северных районах долговечность всей конструкции существенно зависит от этой характеристики,
4. Такие характеристики, как упругость, гибкость и сжимаемость различных видов теплоизоляции, влияют на простоту монтажа и на плотность заполнения пустот.

Виды утеплителей

Выбрать идеально подходящий материал для теплоизоляции деревянного дома или квартиры достаточно сложно, так как рекламные слоганы позиционируют каждый продукт, как лучший и инновационный . Сориентироваться в этом многообразии нелегко. К тому же каждый из видов утеплителя подходит для своей конкретной зоны в помещении.

В обязательном порядке следует тщательно изучать характеристики, указанные производителем на упаковке, так как качество утепления напрямую зависит от правильно выбранного теплоизолятора.

Чаще всего используются следующие энергосберегающие материалы:

1. Волокнистая изоляция: минеральная вата, стекловата, шлаковая вата, каменная вата,
2. Полимерная изоляция: пенополистиролы, пенопласты, пенополиэтилены, пенополиуретаны и другие.
3. Фольгированные и жидкие утеплители.

Каждый вид утеплителя стоит рассмотреть отдельно.

Схема устройства фольгированного утеплителя.

1. Минеральная вата. Плиты с минватой предназначены для утепления стеновых перекрытий, полов, крыш. Рулонная минеральная вата используется при теплоизоляции труб, криволинейных объектов и промышленного оборудования. Это негорючий, стойкий к механическим воздействиям, жаростойкий материал. Он отличается низкой теплопроводностью, хорошими звукопоглощением и паропроницаемостью, легко поддается обработке, что значительно облегчает установочные работы. Но он сложен в состыковке и восприимчив к влаге.
2. Экструдированный пенополистирол. Выпускается плитами, толщиной от 5 до 15 см. Этот материал отличается жесткостью и состоит из замкнутых ячеек, внутри которых находится воздух. Он является универсальным по способу применения, но показатели теплопроводности являются самыми низкими по сравнению с другими утеплителями этого вида. К достоинствам экструдированного пенополистирола можно отнести паронепроницаемость и водопоглощение, поэтому материал не создаст благотворной питательной среды для бактерий и грибков. Хорошо подходит для теплоизоляции подвалов, цоколей, плоских крыш, фасадов и полов на грунте.
3. Пенопласт. Пенопласт экологически чистый и нетоксичный материал, отличающийся хорошей звуко- и теплоизоляцией. К его характерным особенностям можно отнести доступную стоимость и безвредность. Как и экструдированный пенополистирол, он абсолютно не подвержен гниению и не создает питательной среды для развития микроорганизмов. К минусам материала можно отнести низкие противопожарные характеристики, поэтому он не рекомендован при утеплении деревянного дома и вентилируемых фасадов бетонных помещений. В основном он используется для теплоизоляции каменных стен, подготовленных под дальнейшее оштукатуривание. К существенным минусам понопласта и пенополистирола относится то, что ими нельзя утеплять постройки из дерева.
4. Отражающая изоляция. Утеплитель фольгированный является сравнительно новым материалом. Его основу составляют вспененный полиэтилен или базальтовая вата, с верхним отражающим слоем из алюминиевой фольги или металлизированной пленки. Отличается о тонкостью, легкостью и гибкостью, хорошо сохраняет тепло, экологичен и экономичен. Это практически единственный утеплитель, который отражает излучение, это является достаточно важным при утеплении производственных и жилых помещений с повышенным радиационным фоном.
5. Фольгированный утеплитель находит свое применение при термоизоляции водоснабжающих и отопительных систем, воздуховодов, саун и бань.

Жидкий утеплитель

Жидкий утеплитель тоже является новым материалом на строительном рынке. Он похож на обыкновенную краску. Жидкая теплоизоляция имеет водную основу с акриловыми полимерами и вспененными керамическими гранулами в составе. Отличается маловесностью, хорошей растяжимостью и фиксацией на любой поверхности. Жидкая теплоизоляция имеет достоинства в виде антикоррозийной защиты поверхности и вывода конденсата. Применяется он при утеплении фасадов, кровель, стен, воздуховодов, трубопроводов, паровых котлов, газопроводов и паропроводов, холодильных камер, промышленных объектов и так далее.

Описание и сравнительная таблица эффективности применения различных утеплителей в строительных конструкциях

На основании вышеперечисленного можно сделать вывод, что каждый термоизолятор по-своему хорош. Важно лишь определиться со сферой использования, в которой он покажет наилучший результат.

Другие статьи

Таблица теплопроводности утеплителей, сравнение характеристик материалов для дома

Современные утеплительные материалы имеют уникальные характеристики и применяются для решения задач определенного спектра. Большинство из них предназначены для обработки стен дома, но есть и специфичные, разработанные для обустройства дверных и оконных проемов, мест стыка кровли с несущими опорами, подвальных и чердачных помещений. Таким образом, выполняя сравнение теплоизоляционных материалов, нужно учитывать не только их эксплуатационные свойства, но и сферу применения.

Главные параметры

Дать оценку качеству материала можно исходя из нескольких основополагающих характеристик. Первая из них – коэффициент теплопроводности, который обозначается символом «лямбда» (ι). Этот коэффициент показывает, какой объем теплоты за 1 час проходит через отрезок материала толщиной 1 метр и площадью 1 м² при условии, что разница между температурами среды на обеих поверхностях составляет 10°С.

Показатели коэффициента теплопроводности любых утеплителей зависят от множества факторов – от влажности, паропроницаемости, теплоемкости, пористости и других характеристик материала.

Чувствительность к влаге

Влажность – это объем влаги, которая содержится в теплоизоляции. Вода отлично проводит тепло, и насыщенная ею поверхность будет способствовать выхолаживанию помещения. Следовательно, переувлажненный теплоизоляционный материал потеряет свои качества и не даст желаемого эффекта. И наоборот: чем большими водоотталкивающими свойствами он обладает, тем лучше.

Паропроницаемость – параметр, близкий к влажности. В числовом выражении он представляет собой объем водяного пара, проходящий через 1 м2 утеплителя за 1 час при соблюдении условия, что разность потенциального давления пара составляет 1Па, а температура среды одинакова.

При высокой паропроницаемости материал может увлажняться. В связи с этим при утеплении стен и перекрытий дома рекомендуется выполнить монтаж пароизоляционного покрытия.

Водопоглощение – способность изделия при соприкосновении с жидкостью впитывать ее. Коэффициент водопоглощения очень важен для материалов, которые используются для обустройства наружной теплоизоляции. Повышенная влажность воздуха, атмосферные осадки и роса могут привести к ухудшению характеристик материала.

Также не рекомендуется применять водопоглощающую изоляцию при отделке ванных комнат, санузлов, кухонь и других помещений с высоким уровнем влажности.

Плотность и теплоемкость

Пористость – выраженное в процентах количество воздушных пор от общего объема изделия. Различают поры закрытые и открытые, крупные и мелкие. Важно, чтобы в структуре материала они были распределены равномерно: это свидетельствует о качестве продукции. Пористость иногда может достигать 50%, в случае с некоторыми видами ячеистых пластмасс этот показатель составляет 90-98%.

Плотность – это одна из характеристик, влияющих на массу материала. Специальная таблица поможет определить оба этих параметра. Зная плотность, можно рассчитать, насколько увеличится нагрузка на стены дома или его перекрытия.

Теплоемкость – показатель, демонстрирующий, какое количество тепла готова аккумулировать теплоизоляция. Биостойкость – способность материала сопротивляться воздействию биологических факторов, например, патогенной флоры. Огнестойкость – противодействие изоляции огню, при этом данный параметр не стоит путать с пожаробезопасностью. Различают и другие характеристики, к которым относятся прочность, выносливость на изгиб, морозостойкость, износоустойчивость.

Коэффициент сопротивления

Также при выполнении расчетов нужно знать коэффициент U – сопротивление конструкций теплопередаче. Этот показатель не имеет никакого отношения к качествам самих материалов, но его нужно знать, чтобы сделать правильный выбор среди разнообразных утеплителей. Коэффициент U представляет собой отношение разности температур с двух сторон изоляции к объему проходящего через нее теплового потока. Чтобы найти теплосопротивление стен и перекрытий, нужна таблица, где рассчитана теплопроводность строительных материалов.

Произвести необходимые вычисления можно и самостоятельно. Для этого толщину слоя материала делят на коэффициент его теплопроводности. Последний параметр — если речь идет об изоляции — должен быть указан на упаковке материала. В случае с элементами конструкции дома все немного сложнее: хотя их толщину можно измерить самостоятельно, коэффициент теплопроводности бетона, дерева или кирпича придется искать в специализированных пособиях.

При этом часто для изоляции стен, потолка и пола в одном помещении используются материалы разного типа, поскольку для каждой плоскости коэффициент теплопроводности нужно рассчитывать отдельно.

Теплопроводность основных видов утеплителей

Исходя из коэффициента U, можно выбрать, какой из видов теплоизоляции лучше использовать, и какую толщину должен иметь слой материала. Расположенная ниже таблица содержит сведения о плотности, паропроницаемости и теплопроводности популярных утеплителей:

Преимущества и недостатки

При выборе теплоизоляции нужно учитывать не только ее физические свойства, но и такие параметры, как легкость монтажа, потребность в дополнительном обслуживании, долговечность и стоимость.

Сравнение самых современных вариантов

Как показывает практика, проще всего осуществлять монтаж пенополиуретана и пеноизола, которые наносятся на обрабатываемую поверхность в форме пены. Эти материалы пластичны, они с легкостью заполняют полости внутри стен постройки. Недостатком вспениваемых веществ является потребность в использовании специального оборудования для их распыления.

Как показывает приведенная выше таблица, достойную конкуренцию пенополиуретану составляет экструдированный пенополистирол. Этот материал поставляются в виде твердых блоков, но с помощью обычного столярного ножа ему можно придать любую форму. Сравнивая характеристики пенных и твердых полимеров, стоит отметить, что пена не образует швов, и это является ее главным преимуществом по сравнению с блоками.

Сравнение ватных материалов

Минеральная вата по свойствам похожа на пенопласты и пенополистирол, однако при этом «дышит» и не горит. Также она обладает лучшей устойчивостью при воздействии влаги и практически не меняет свои качества в процессе эксплуатации. Если стоит выбор между твердыми полимерами и минеральной ватой, лучше отдать предпочтение последней.

У каменной ваты сравнительные характеристики те же, что и у минеральной, но стоимость выше. Эковата имеет приемлемую цену и легко монтируется, но отличается низкой прочностью на сжатие и со временем проседает. Стекловолокно также проседает и, кроме того, осыпается.

Сыпучие и органические материалы

Для теплоизоляции дома иногда применяются сыпучие материалы – перлит и гранулы из бумаги. Они отталкивают воду и устойчивы к воздействию патогенных факторов. Перлит экологичен, он не горит и не оседает. Тем не менее, сыпучие материалы редко применяются для утепления стен, лучше с их помощью обустраивать полы и перекрытия.

Из органических материалов необходимо выделить лен, древесное волокно и пробковое покрытие. Они безопасны для окружающей среды, но подвержены горению, если не пропитаны специальными веществами. Кроме того, древесное волокно подвержено воздействию биологических факторов.

В целом, если учитывать стоимость, практичность, теплопроводность и долговечность утеплителей, то наилучшие материалы для отделки стен и перекрытий – это пенополиуретан, пеноизол и минеральная вата. Остальные виды изоляции обладают специфическими свойствами, так как разработаны для нестандартных ситуаций, а применять такие утеплители рекомендуется только в том случае, если других вариантов нет.

Сравнение теплопроводности меди, алюминия и латуни — Сборник экспериментов

Номер эксперимента: 1769

• Цель эксперимента

  Целью этого эксперимента является использование термочувствительных пленок для визуализации различной динамики теплопроводности в трех различных металлы.

• Теория

  См. теорию в уже описанном эксперименте: Теплопроводность пластика и металла I., Теория.

• Инструменты

  Термочувствительная пленка с температурным диапазоном от 25°С до 30°С, три разные металлические пластины одинакового размера, емкость для горячей воды, чайник.

  • В пробном эксперименте используются медные, алюминиевые и латунные пластины одинаковых размеров; толщина пластин 0,3 мм. (Аналогичные металлические пластины можно приобрести в магазине дизайнерских инструментов). Таблица с теплопроводностями (при 25°C) используемых металлов приведена ниже:

    металл	λ  / Вт·м −1 ·K −1
    медь	386
    алюминий	237
    латунь	120

  • Термочувствительную пленку можно найти в Интернете под названием двусторонняя температурная этикетка . На рисунке 1 показан инструмент, изготовленный специально для этого эксперимента для изучения различной теплопроводности металла — три разные металлические пластины частично покрыты термочувствительной пленкой, что свидетельствует о повышении температуры.

• Процедура

  Закрепите медный, алюминиевый и латунный лист параллельно друг другу (см., например, рис. 1) с помощью лабораторного стенда так, чтобы концы листов находились на несколько сантиметров выше стола (рис. 2). ). Подставьте под эти концы емкость и налейте в нее горячую воду так, чтобы она покрыла концы листов.

  Наблюдайте, как термочувствительные пленки меняют цвет. Температура, представленная цветом, зависит от типа пленки. Пленка, использованная в этом эксперименте, имеет черный цвет при температуре ниже 25 °C. При повышении температуры в интервале от 25°С до 30°С пленка постепенно меняет свой цвет с коричневого, зеленого и синего на темно-синий и, наконец, после превышения 30°С цвет снова меняется на черный.

  Целью такого изменения цвета этих пленок является не попытка точного измерения температуры в конкретной точке, а скорее указание и демонстрация распределения температуры поверхности.

• Пример результата

  Успешно проведенный эксперимент показан на видео ниже. Видео ускорено в 8 раз.

  Очевидно, что медный лист нагревается быстрее всего, за ним следуют алюминий и латунь.

• Технические примечания

  • Не наливать в емкость кипяток, использовать воду температурой 60 °C. При более высоких температурах образуется большое количество горячего пара, который течет вверх, что влияет на измерение с помощью термочувствительных пленок и делает его ненадежным.

  • Указанный выше эффект можно устранить, загнув нижние концы листов под прямым углом. Таким образом, более длинная часть измеряемых металлов может оставаться в горизонтальном положении.

  • Если вы проводите этот эксперимент летом, рекомендуется убедиться, что температура в классе ниже минимальной температуры, измеренной пленкой (здесь 25 °C). Если температура в классе выше, пленка меняет цвет на соответствующую температуру, делая результат менее заметным.

  • Нет необходимости использовать горячую воду для нагрева простыней. Однако всегда нужно следить за тем, чтобы простыни прогревались равномерно.

• Педагогические заметки

  • Описание развития этого эксперимента приводит учащихся к выводу, что «медь нагревается быстрее, чем алюминий» и т. д. Более подготовленные ученики могут сообразить, что мы уже обсуждали «готовность ” вещества на изменение температуры в разрезе удельной теплоемкости c вещества . Эта мысль верна и ее следует принять во внимание – готовность материи изменять свою температуру зависит как от удельной теплоемкости, так и от теплопроводности материи.

    Аргумент о том, что быстрый нагрев медного листа вызван его низкой теплоемкостью, можно легко опровергнуть с помощью приведенной ниже таблицы:

    металл	λ  / Вт·м −1 ·K −1	с  / Дж·кг −1 ·K −1
    медь	386	383
    алюминий	237	896
    латунь	120	384

    Следовательно, если бы решающим фактором была удельная теплоемкость металла, то поведение меди и латуни было бы почти одинаковым (они имеют близкие значения c ), но это явно противоречит эксперименту.

    Если в классе есть действительно одаренные физики, они могут возразить, что этот аргумент не совсем удовлетворителен — листы имеют разную плотность, а значит, и масса, влияющая на величину теплоты, необходимой для нагрева, тоже разная. К счастью, плотности меди и латуни достаточно близки, так что различное поведение этих двух веществ нельзя объяснить иначе, как на основании разной теплопроводности.

  • Эффект разной теплопроводности можно продемонстрировать не только при нагреве металлов, но и при их охлаждении. Дайте всем трем металлам прогреться, например, на радиаторе, пока термочувствительные пленки не станут темно-синими. Затем погрузите концы металлических листов в смесь воды и льда. Медь остывает быстрее всех, за ней следуют алюминий и латунь.

    При интерпретации продолжения эксперимента следует быть осторожным, чтобы не сложилось впечатление, что щиты «высасывают» холод изо льда – всегда следует интерпретировать понижение температуры как отвод тепла.

• Вариант проведения эксперимента

  Чтобы продемонстрировать разницу в теплопроводности трех металлов, можно поступить иначе. Положите листы меди, алюминия и латуни на стол и в середину каждого листа поместите кубик льда. Посмотрите, как быстро тают отдельные кубики (видео ускорено в 32 раза):

  Очевидно, что быстрее всего лед тает на медном листе, а медленнее всего — на латунном. Медь обладает высокой теплопроводностью и поэтому способна постоянно отдавать тепло от периферийных частей листа к месту, охлаждаемому кубиком льда. Эта способность значительно хуже у латунного листа.

  Преимуществом этого эксперимента является возможность обойтись без термочувствительных пленок. Недостатком является то, что это требует больше времени (примерно 15 минут).

Альтернативы меди и алюминию для теплообменников

Во многих отраслях, которые мы обслуживаем, чрезвычайно популярны теплообменники, изготовленные из медных трубок и алюминиевых ребер, и очень часто эти материалы являются отличным выбором. Но медь и алюминий подходят не для всего. В Super Radiator Coils потребности многих наших клиентов часто диктуют нам исследовать и понимать альтернативные материалы.

В этом посте мы опишем четыре материала, которые мы используем для ребер, труб и коллекторов, когда алюминий и медь не лучший выбор — обычно из-за сочетания высоких температур, высокого давления или проблем с коррозией. Мы дадим обзор каждого, плюсы и минусы их соответствующих свойств, а также некоторые приложения, для которых они обычно используются.

1. Нержавеющая сталь и нержавеющие суперсплавы

Плюсы: коррозионная стойкость, долговечность, устойчивость к температуре и давлению

Минусы: характеристики теплопередачи от плохих до умеренных, стоимость

Все три наших завода используют нержавеющую сталь для всего, от труб до коллекторов, ребер и корпусов. Настоящая польза нержавеющей стали заключается в содержании в ней хрома, который делает металл устойчивым к коррозии.

Сплавы из нержавеющей стали могут содержать любое количество элементов, но все они содержат не менее примерно 11% хрома, который образует пассивный слой при воздействии воздуха, что делает нержавеющую сталь очень устойчивой к однородным коррозионным воздействиям. Как правило, чем выше содержание хрома, тем более устойчива нержавеющая сталь к равномерной коррозии.

Это не означает, что нержавеющая сталь полностью не подвержена коррозии. При достаточно высоких концентрациях сильные кислоты, такие как соляная кислота, могут вызывать коррозию нержавеющей стали, как и щелочные растворы, такие как гидроксид натрия.

Источник: «Руководство по выбору и использованию нержавеющей стали». Эти типы нержавеющей стали являются рабочими лошадками для ряда отраслей, включая водоподготовку, нефтегазовую, пищевую промышленность и многие другие.

Несмотря на то, что коррозионная стойкость нержавеющей стали очень хорошая, ее характеристики теплопередачи являются недостатком, поскольку все нержавеющие стали являются проводниками тепла от плохих до умеренных. Их теплопроводность колеблется от 8,1 БТЕ/(фут·ч·°F) для супераустенитных сплавов до 15,1 БТЕ/(фут·ч·°F) для ферритных сплавов. В то время как проводимость нержавеющей стали находится на нижнем уровне, она обычно используется для приложений, в которых превосходная теплопередача является более низким приоритетом, чем такие вещи, как устойчивость к высоким температурам, давлению и коррозии.

Для сравнения характеристик теплопередачи этих материалов мы будем использовать гипотетический теплообменник – водяной змеевик размером 40 x 80 дюймов. Производительность (БТЕ/ч) этого змеевика, изготовленного из трубок из нержавеющей стали 304 и алюминиевых ребер, на 19% меньше, чем у такого же змеевика, изготовленного из медных трубок.

Нержавеющие стали сгруппированы в четыре категории в зависимости от их кристаллической структуры: ферритные, аустенитные, мартенситные и дуплексные.

Коррозионная стойкость нержавеющих сталей дополнительно усиливается молибденом, добавление которого повышает устойчивость к точечной коррозии. Никель также является частым ингредиентом в нержавеющих сплавах. Один материал с повышенным содержанием этих элементов равен 9.0029 AL-6XN® , сверхаустенитный нержавеющий сплав, который мы регулярно используем для изготовления теплообменников, предназначенных для работы в сильнокислых, загрязненных или соленых средах.

Нравится то, что вы читаете? Подпишитесь на наш блог и никогда не пропустите пост!

Его состав указан в таблице ниже. AL-6XN также содержит небольшое количество других элементов, таких как азот, фосфор и марганец, которые повышают твердость стали и способствуют ее коррозионной стойкости.

Еще одна сверхаустенитная нержавеющая сталь, которую мы используем из-за ее высочайшей устойчивости к коррозии, — Hastelloy®. Ряд коррозионностойких и жаропрочных сплавов продается под маркой Hastelloy, наиболее популярным из которых является C-22®. Hastelloy® C-22®, известный своей устойчивостью как к окисляющим, так и к неокисляющим веществам, часто используется в суровых промышленных условиях.

2. Мельхиор

Плюсы: Коррозионная стойкость, долговечность, теплопередача

Минусы: стоимость

Мельхиор, или медно-никелевый сплав, это медный сплав, содержащий никель, а также элементы для повышения прочности, такие как железо – которое также добавляет устойчивость к высоким скоростям потока – и марганец, выполняющий функцию раскислителя при смешивании и литье. Добавление никеля делает мельхиор устойчивым к коррозии, особенно к морской воде в морской среде. Содержание меди в нем обычно колеблется от 60 до 9.0 процентов, но чаще всего мы видим мельхиор в сплавах 90/10 и 70/30, названных по соотношению меди и никеля соответственно. См. разбивку этих двух сплавов ниже.

Мельхиор обладает коррозионной стойкостью благодаря тонкой прочной защитной пленке на поверхности, которая быстро образуется после контакта с чистой морской водой. Для полного формирования требуется примерно два-три месяца, после чего скорость коррозии со временем будет продолжать снижаться.

Мельхиоровые сплавы немного лучше проводят тепло, чем нержавеющие стали, с типичным диапазоном 29БТЕ/(ч × фут × F°) при 200°F для мельхиора 70/30 до 33 БТЕ/(ч × фут × F°) при 200°F для разновидности 90/10. Из металлов, используемых в этом изделии, мельхиор по теплопередаче уступает только меди. Если мы используем тот же гипотетический змеевик из предыдущего раздела, то производительность (БТЕ/ч) мельхиорового водяного змеевика размером 40 x 80 дюймов с алюминиевыми ребрами будет всего на 9% ниже, чем у медно-алюминиевой версии того же змеевика.

Потрясающая коррозионная стойкость мельхиора является его главным преимуществом, что делает его идеально подходящим для морских применений, таких как опреснительные установки и морские нефтегазовые платформы. Другие распространенные области применения мельхиора включают, среди прочего, конденсаторы электростанций, производство пара для судоходства и компоненты систем рекуперации тепла на опреснительных установках.

3. Углеродистая сталь

Плюсы: Характеристики теплопередачи, прочность, универсальность, теплостойкость, стоимость

Минусы: Плохая коррозионная стойкость

Третий материал, который будет использоваться в этой части, — углеродистая сталь. Углеродистая сталь, названная в честь содержания углерода, классифицируется по тому же критерию: низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь. Углеродистая сталь обычно содержит от 0,04% до 1,5% углерода. Другие элементы часто добавляются для улучшения желаемых характеристик, таких как твердость и свариваемость. Мы в основном используем мягкую сталь для теплообменников в основном из-за ее свариваемости, но также частично из-за ее теплопроводности, которая в среднем составляет примерно 26 БТЕ/(час × фут × F°) при 200°F, что ставит ее прямо посередине. металлов, рассмотренных в этом посте. Например, наш теоретический водяной змеевик 80 x 40, изготовленный из углеродистой стали, приводит к снижению производительности на 16% по сравнению с медным змеевиком тех же размеров.

Как и нержавеющая сталь, углеродистая сталь также ценится за способность работать при более высоких температурах, чем медь.

4. Титан

Плюсы: Прочность, коррозионная стойкость

Минусы: Плохая теплопередача, стоимость, доступность, время выполнения заказа, технологичность

Последний металл, который будет рассмотрен в этой статье, — титан. Хотя мы нечасто работаем с ним, время от времени клиенты запрашивают его, или наши инженеры определяют, что это подходящий вариант в зависимости от операционной среды.

Преимущество титана заключается в его прочности и коррозионной стойкости. Он чрезвычайно прочен, что делает его подходящим для промышленных условий. В нелегированной форме прочность титана аналогична прочности стали, но при этом он намного менее плотный, чем сталь, поэтому стоит учитывать, является ли вес важным фактором.

Когда мы работаем с титаном, мы, как правило, используем два типа: класс 1 (согласно ASME SB-338) и класс 2 (согласно ASME SB-861), оба из которых нелегированные, также известные как «коммерчески чистые». Класс 1 находится на нижнем конце спектра прочности в отношении титана. Это также самый мягкий и пластичный из нелегированных разновидностей титана. Марка 1 также предлагает хорошую способность к холодной штамповке и ударную вязкость наряду с превосходной коррозионной стойкостью титана. Из-за этих свойств мы используем титановые трубы класса 1 при изготовлении титановых теплообменников.

Титан класса 2 известен как «рабочая лошадка» титана. Его способность к холодной штамповке и относительная простота изготовления делают его желательным для ряда применений, таких как производство электроэнергии, целлюлозно-бумажная и пищевая промышленность. Марка 2 также обладает хорошей свариваемостью и отличной коррозионной стойкостью. Когда нам нужно изготовить коллекторы из титана, мы используем сорт 2.

С точки зрения теплопередачи титан находится в нижней части спектра с теплопроводностью примерно 12 БТЕ/(час × фут × F°) при 200°. Ф. Титан иногда используется в тех же областях, что и нержавеющая сталь и мельхиор, таких как морские системы, опреснение воды и производство электроэнергии.

Обратитесь к приведенной ниже таблице для сравнения теплопроводности всех металлов, описанных в этом посте, а также для сравнения с медью.

Подводя итог, можно сказать, что помимо меди и алюминия существует множество вариантов материалов, а для теплообменников возможно практически безграничное количество комбинаций материалов.