جرم نسوز پلاستیک چیست؟

جرم نسوز پلاستیک چیست؟

مواد نسوز پلاستیک، انواع خاصی از نسوز های یکپارچه و بی‌شکل هستند که شامل مواد پودری و خاک رس پلاستیکی و مقداری نرم کننده هستند که برای متراکم شدن  در محل نصب خود به نیروی ضربه نیاز دارند. این جرم ها در مناطقی که محل نصب شکل مشخصی ندارد، مورد استفاده قرار می‌گیرد. باید توجه داشت که جرم های پلاستیک، مخلوطی از مواد اولیه به شکل نیمه مرطوب هستند و نسبت به سایر نسوزها مانند نسوز های کوبیدنی و ریخته گری رطوبت بیشتری دارند و معمولا برای شکل پذیری بهتر به آنها رس اضافه می‌شود. مواد نسوز پلاستیک قبل از سخت شدن، دارای پلاستیسیته خوبی است و پس از سخت شدن از استحکام خاصی برخوردار است. نسوز پلاستیکی دارای خاصیت تف جوشی خوب، ثبات حجمی و سایر خواص در دمای بالا است. نسوز پلاستیکی را می توان به ورق و بلوک تبدیل کرد. این تکه ها وبلوک ها به ساخت سریع دیواره نسوز کمک میکنند و سپس در محل خود کوبیده می‌شوند. از آنجایی که مواد به صورت بلوک در می‌آیند و نیاز به محافظت دارند، خطر عدم تراکم کافی در محل نصب برای این نوع از جرم های نسوز وجود دارد.

مواد تشکیل دهنده جرم نسوز پلاستیک

جرم های نسوز پلاستیک از سنگدانه های ریز و درشت که اصلی ترین آنها شامل آلومینا بالا، کوراندوم، سیلیس، منیزیم، کروم، زیرکون و پلاستیک کاربید سیلیکون تشکیل می شود. همچنین در ترکیبات نسوزهای پلاستیک، خاک رس های پلاستیک (plastic clays) و چسب ها و افزودنی ها و نرم کننده ها استفاده می‌شود. در ادامه درصد این مواد را در ترکیبات جرم های نسوز پلاستیک مورد بررسی قرار می‌دهیم :

• سنگدانه های نسوز :

معمولا 60 تا 80 درصد از کل جرم مواد نسوز پلاستیک را تشکیل می‌دهند و اغلب شامل آلومینا، سیلیس، منیزیم، کرومیت یا سایر مواد مقاوم در برابر دمای بالا باشد. سنگدانه های نسوز، مقاومت حرارتی اولیه و یکپارچگی ساختاری را در اینگونه از ماتریس‌ها فراهم می کنند.

• خاک رس های پلاستیکی:

10 تا 25 درصد از کل جرم را شامل می شود و از بنتونیت، کائولن، و خاک رس توپ تشکیل می‌شوند همچنین این نوع از خاک رس ها به جرم نسوز انعطاف پذیری می بخشند و  باعث قالب گیری بهتر و چسبندگی راحت تر به سطوح می‌شوند. خاک رس‌های پلاستیکی جزء کلیدی در توده‌های نسوز پلاستیکی هستند که به دلیل خواص ویژه‌شان، از جمله پلاستیسیته بالا، چسبندگی و پایداری حرارتی، در تولید و کاربرد این توده‌ها استفاده می‌شوند. این خاک رس‌ها به توده‌های نسوز کمک می‌کنند تا در محیط‌های صنعتی با دمای بالا عملکرد بهینه‌ای داشته باشند.

• چسب و افزودنی :

5 تا 15 درصد از کل جرم مخلوط نسوز پلاستیک را تشکیل می‌دهند که شامل چسب های آلی، نرم‌کننده‌ها و عوامل نرم‌کننده هستند. چسب های رایج لیگنوسولفونات ها، فسفات ها و سایر مواد شیمیایی هستند که کارایی و خواص اتصال را بهبود می بخشند و موجب افزایش انعطاف پذیری، استحکام پیوند و کارایی توده نسوز می‌شوند.

نقش خاک رس‌های پلاستیکی در جرم‌های نسوز پلاستیکی

خاک رس های پلاستیکی که 10 تا 25 درصد از کل جرم نسوز پلاستیک را شامل می‌شوند، اغلب شامل بنتونیت و کائولن هستند که دارای خاصیت های کلیدی زیر می‌باشند :

پلاستیسیته: گنجاندن خاک رس های پلاستیکی و نرم کننده ها به جرم قوام قابل انعطاف و قالب گیری می دهد و به آن اجازه می دهد با دست یا با ابزار به آن شکل داده و اعمال شود.

چسبندگی: خاصیت چسبندگی خوب برای چسبیدن به پوشش های نسوز موجود، آن را برای کاربردهای تعمیر و نگهداری ایده آل می کند.

مقاومت حرارتی: درصد بالای سنگدانه های نسوز این اطمینان را ایجاد می کند که مواد می توانند در برابر دماهای بالا و شرایط عملیاتی سخت مقاومت کنند.

کاربرد جرم دیر گداز پلاستیک در صنعت

مخلوط‌های نسوز پلاستیک به دلیل مقاومت استثنایی در شرایط سخت در صنایع مختلف ضروری هستند. در صنعت فولاد و آهن، برای پوشش کوره‌های قوس الکتریکی(EAF) ، کوره‌های اکسیژن پایه(BOF) و کوره‌های القایی، و همچنین برای تاندیش‌ها و سیستم‌های رانر برای تحمل دماهای بالا و سایش مکانیکی استفاده می‌شوند. در صنعت سیمان، از جرم های نسوز پلاستیک در کوره‌های دوار، خنک‌کننده‌ها و سیستم‌های پیش گرمکن استفاده می‌شوند که در برابر چرخه حرارتی و سایش مقاومت نشان می‌دهند. صنعت شیشه از آن‌ها در کوره‌های ذوب شیشه و سیستم‌های بازیابی حرارت مانند احیاکننده‌ها و بازیابی‌کننده‌ها برای پایداری حرارتی و مقاومت در برابر شوک حرارتی استفاده می‌کنند. در صنایع پتروشیمی و شیمیایی، توده های نسوز پلاستیکی مخازن راکتور، کوره های زباله سوز و بویلرها را ردیف می کنند و مقاومت شیمیایی و پایداری حرارتی را فراهم می کنند. صنعت فلزات غیرآهنی آنها را در کوره های ذوب، نگهداری و ذوب آلومینیوم، مس و سایر فلزات با حفظ دماهای خاص استفاده می کنند. صنعت سرامیک از آنها برای آسترهای کوره و کوره های عملیات حرارتی مورد استفاده در تولید سرامیک، کاشی و ظروف بهداشتی استفاده می کند. در نهایت، در مدیریت زباله، آنها کوره های زباله سوز و واحدهای تخریب حرارتی را برای کنترل دماهای بالا و محیط های خورنده ردیف می کنند و دوام و ایمنی را تضمین می کنند.

مزیت استفاده از جرم های نسوز پلاستیک نسبت به سایر جرم های نسوز چیست؟

ماتریس‌های نسوز پلاستیکی مزایای متعددی نسبت به سایر انواع جرم‌های نسوز منولیتیک از جمله سهولت نصب، چسبندگی، دوام، انعطاف پذیری در تعمیرات، خواص عایق حرارتی برتر و استحکام مکانیکی بالا دارند. این مزایا آنها را برای طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی ایده آل می کند و عملکرد طولانی مدت و قابل اعتمادی را در شرایط عملیاتی سخت ارائه می دهد.

• سهولت نصب

مواد نسوز پلاستیک بسیار قابلیت قالب‌گیری بالایی دارند و بر خلاف قالب‌های ریخته‌گری یا آجری که ممکن است به قالب‌بندی یا برش گسترده نیاز داشته باشند، به راحتی به شکل هندسی پیچیده و طرح‌های پیچیده درآیند. اعمال ماده نسوز پلاستیک بدون نیاز به قالب بندی دقیق، نصب را ساده می کند و زمان راه اندازی و هزینه کار را کاهش می دهد. این مواد را می توان مستقیماً با دست یا با ابزارهای پنوماتیکی اعمال کرد و از تناسب راحت و تراکم مناسب بدون نیاز به تجهیزات گسترده اطمینان حاصل کرد.

• چسبندگی و اتصال بالا

نسوزهای پلاستیکی به خوبی به لایه‌ها و بسترهای نسوز موجود می‌چسبند و باعث کاهش جداشدگی لایه ها و افزایش یکپارچگی ساختاری می‌شوند. انعطاف پذیری جرم، اتصال عالی بین لایه ها را تضمین می کند، شکاف ها را به حداقل می رساند و پایداری کل پوشش نسوز را افزایش می دهد.

• دوام و طول عمر

مقاومت در برابر شوک حرارتی: نسوزهای پلاستیکی می توانند تغییرات سریع دما را بدون ترک تحمل کنند و برای محیط هایی که در معرض چرخه حرارتی مکرر قرار دارند ایده آل هستند. همچنین این جرم ها مقاومت خوبی در برابر سایش مکانیکی و حملات شیمیایی دارند که باعث افزایش طول عمر پوشش های نسوز می‌شوند.

• انعطاف پذیری در تعمیرات

نسوزهای پلاستیکی برای وصله و تعمیر آسترهای موجود مناسب هستند و امکان تعمیرات موضعی را بدون خرابی زیاد فراهم می کنند. آنها را می‌توان به راحتی با سازه های موجود منطبق کرد تا برای نصب اولیه و تعمیرات بعدی مناسب باشند.

• خواص عایق حرارتی

جرم‌های نسوز پلاستیک، کاهش تلفات حرارتی و بهبود بهره وری انرژی در کوره ها و راکتورها را فراهم می کنند. همچنین، یکپارچگی ساختاری و خواص عایق خود را حتی در دماهای بالا حفظ می کنند و عملکرد ثابت را تضمین می کنند.

• سفارشی سازی و تطبیق پذیری

ماتریس‌های نسوز پلاستیکی را می‌توان برای برآورده کردن الزامات عملیاتی خاص، مانند افزایش مقاومت شیمیایی یا پایداری حرارتی بالاتر، بسته به نیاز در صنعت فرموله کرد.

• استحکام مکانیکی

این مواد دارای مقاومت فشاری بالایی هستند که آنها را برای کاربرد در مناطقی که در معرض تنش مکانیکی قرار دارند مناسب می‌سازد. به علاوه، مواد نسوز پلاستیک قادر به جذب و از بین بردن نیروهای ضربه هستند و احتمال آسیب را در شرایط عملیاتی کاهش می دهند.

هدف از نصب جرم های نسوز پلاستیک

هدف از نصب توده نسوز پلاستیکی ایجاد یک پوشش مقاوم و بادوام است که بتواند در برابر دماهای شدید، سایش مکانیکی و خوردگی شیمیایی در کاربردهای مختلف صنعتی مقاومت کند. اهداف کلیدی عبارتند از:

• نصب یک جرم با تراکم و دانسیته بالا و به صورت یکپارچه

مخلوط‌های نسوز با چگالی بالا به طور محکم بسته بندی می شوند و پوشش را محکم و بادوام می کنند. این تراکم به مقاومت در برابر شرایط سخت داخل کوره ها و پاتیل‌ها کمک می کند.

• اطمینان از عدم وجود درز و شکاف به منظور جلوگیری از نفوذ مواد مذاب

شکاف ها و ترک ها با اجازه دادن به گرما، گازها و مواد شیمیایی برای نفوذ و آسیب به ساختار زیرین می توانند منجر به خرابی شوند. پوشش بدون ترک محافظت کامل را تضمین می کند و عمر نسوز را افزایش می دهد.

• اطمینان از یکسان بودن دانسیته در بالا و پایین جرم نصب شده

دستیابی به چگالی یکسان در بالا و پایین یک توده نسوز پلاستیکی نصب شده به معنای اطمینان از متراکم شدن یکنواخت جرم نسوز  پلاستیک در کل ضخامت آن است. همچنین تضمین می‌کند که آستر در شرایط عملیاتی به طور مداوم و قابل اعتماد عمل می‌کند. این یکپارچگی ساختاری، عملکرد حرارتی و مکانیکی و دوام کلی نصب نسوز را افزایش می دهد.

تفاوت جرم نسوز پلاستیک و جرم نسوز ریخته گری

جرم نسوز پلاستیک مرطوب و قابل قالب‌گیری است که با کوبش به صورت دستی یا ابزار ماشینی اعمال می‌شود، در حالی که ماتریس نسوز ریخته‌گری خشک، با مایع مخلوط شده و در قالب ریخته می‌شود. جرم پلاستیک برای اشکال پیچیده و مناطق با سایش بالا ایده آل است، در حالی که جرم ریخته گری برای سازه های بزرگ و یکنواخت بهتر است. به علاوه، در سیستم های اتصال، جرم پلاستیک می تواند هوا سخت یا گرما سخت باشد، در حالی که جرم ریخته گری نیاز به خشک کردن و پخت کنترل شده دارد.

نحوه ی نصب جرم دیرگداز پلاستیک

آماده سازی سطح :  شامل تمیز کردن برای حذف گرد و غبار و آلاینده ها، ترمیم هرگونه ترک یا آسیب موجود، و مرطوب کردن ملایم سطح برای بهبود چسبندگی می‌باشد.

آماده سازی مواد : مواد نسوز با ورز دادن کامل آن برای دستیابی به انعطاف پذیری ثابت و برش آن به قطعات قابل کنترل آماده می شود.

اعمال ماده نسوز پلاستیک: با لایه‌بندی توده نسوز در بخش‌های نازک، معمولاً چند اینچ آغاز می‌شود. این مواد با دست بسته بندی می شوند تا با سطح مطابقت داشته باشند و سپس با استفاده از ابزارهای پنوماتیک یا دستی فشرده می شوند تا از توزیع یکنواخت و حذف حفره های هوا اطمینان حاصل شود.

فشرده سازی: اعمال فشار یکنواخت برای دستیابی به چگالی ثابت و تمرکز بر لبه ها و گوشه ها برای جلوگیری از نقاط ضعیف. هر لایه قبل از اضافه کردن لایه بعدی کاملاً فشرده می شود.

فرآیند پخت: به نوع دیرگداز بستگی دارد: دیرگدازهای تنظیم کننده هوا در دمای اتاق با تهویه کافی پخت می شوند، در حالی که نسوزهای گیرش حرارتی برای جلوگیری از شوک حرارتی و اطمینان از اتصال مناسب به یک برنامه حرارتی کنترل شده نیاز دارند.

کنترل کیفیت: شامل بازرسی دیرگداز نصب شده از نظر یکنواختی و عدم وجود ترک و انجام آزمایشات لازم برای اطمینان از مطابقت با مشخصات است. مراقبت پس از نصب شامل شلیک اولیه برای دیرگدازهای گرماگیر و اجرای برنامه تعمیر و نگهداری منظم برای بازرسی و ترمیم هرگونه سایش یا آسیب است. این فرآیند کامل تضمین می کند که جرم نسوز در محیط های صنعتی با دمای بالا موثر و قابل اعتماد باقی می ماند.

انواع سیستم های اتصال برای جرم های دیرگداز پلاستیک

تمامی جرم های پلاستیک دارای دو نوع سیستم اتصال هستند که در ادامه به آنها اشاره خواهیم کرد:

سیستم گیرش در هوا (هوا سخت) : سیستم های اتصالی که در هوا گیرش می‌یابند معمولا شامل سیلیکات سدیم یا بایندر های شیمیایی هستند که وقتی در معرض هوا قرار می‌گیرند، با واکنش شیمیایی سخت می‌شوند. این نوع سیستم اتصال بیشتر از مواد قلیایی تشکیل شده که مقاومت به فرسایش اندکی را برای نسوز فراهم می‌کند. باید توجه داشت که این نوع از سیستم اتصال برای مناطقی که نیاز به گیرش سریع جرم و یا در مناطقی که باید از نظر ساخت پایدار باشند مانند ساخت دیوار ضدحریق مناسب است.

سیستم گیرش با حرارت (گرما سخت) : جرم های گیرش کننده با حرارت، از مواد پایه فسفاتی یا مواد شیمیایی دیگری تشکیل می‌شوند که وقتی در معرض دمای بالا 500 درجه سانتی گراد قرار می‌گیرند واکنش داده و سخت می‌شوند. مواد نسوز حاوی این سیستم اتصال معمولا در حین کار پایداری بیشتری داشته و مقاومت به فرسایش بیشتری را از خود نشان می‌دهد. همچنین این سیستم اتصال برای مناطقی که نیاز به ملاتی با دیرگدازی بالاتر دارند(مانند کف کوره BOF)، مورد استفاده واقع می‌شود.

معضلات مرتبط با نصب جرم‌های نسوز پلاستیک

نصب توده نسوز پلاستیکی می تواند با مسائل متعددی مرتبط با ضخامت لایه نسوز، زاویه نصب و کیفیت تجهیزات مورد استفاده برای تراکم مواجه شود. زوایای نامناسب می تواند منجر به اتصال و یکپارچگی ضعیف با سازه های موجود و ایجاد نقاط ضعف و شکاف هایی شود که عملکرد دیرگداز را به خطر می اندازد. تجهیزات با کیفیت بالا برای دستیابی به حداکثر تراکم، به ویژه در اعماق زیاد ضروری است.. بنابراین، توجه دقیق به ضخامت لایه اعمال شده، زوایای نصب صحیح و استفاده از تجهیزات مناسب و به خوبی نگهداری برای تراکم عمیق و کامل برای اطمینان از دوام، اثربخشی و طول عمر پوشش نسوز ضروری است.

• ضخامت لایه های نسوز نصب شده

اطمینان از ضخامت مناسب بسیار مهم است. یک لایه بیش از حد ضخیم می تواند منجر به خشک شدن و ترک ناهموار شود، در حالی که یک لایه خیلی نازک ممکن است عایق و یکپارچگی ساختاری کافی را ایجاد نکند. زاویه نصب نیز نقش مهمی ایفا می کند.

• کیفیت تجهیزات برای اطمینان از کوبش و متراکم کردن حداکثری در عمق زیاد

تجهیزات ناکافی یا نگهداری نامناسب می‌تواند منجر به فشردگی ناکافی، خروج هوا و کاهش چگالی کلی جرم نسوز شود. این محفظه های هوا و مناطق با چگالی کم می توانند به شدت بر توانایی دیرگداز در مقاومت در برابر استرس حرارتی، سایش مکانیکی و حمله شیمیایی تأثیر بگذارند.

• زاویه نصب

باید توجه داشت که جرم های پلاستیک را باید به صورت عمود بر سطح داغ نصب نمود، در غیر این صورت لایه ی نصب شده تمایل دارد تا در جهت موازی با سطح داغ پوسته پوسته شده و جدا گردد. همچنین اعمال جرم نسوز پلاستیک با زاویه نامناسب بر روی سطح موجب عدم تراکم کافی مواد شده و به صورت یکنواخت به عمق سطح نفوذ نمی‌کند.

انبار و نگهداری جرم نسوز پلاستیک

نگهداری جرم نسوز پلاستیک تا زمان استفاده از آن به منظور حفظ کیفیت و کارایی آن ضروری می‌باشد. چند دستورالعمل کلیدی برای ذخیره این مواد نسوز وجود دارد:

• حفظ رطوبت جرم نسوز پلاستیک

توده های نسوز پلاستیکی برای حفظ انعطاف پذیری باید رطوبت خود را حفظ کنند. مواد را در ظروف یا کیسه های محکم در بسته نگهداری کنید تا از خشک شدن آن جلوگیری کنید. اگر جرم نسوز در کیسه ها یا ظروف پلاستیکی مهر و موم شده قرار می گیرد، بهتر است تا زمان استفاده در بسته بندی اصلی خود نگهداری شود. این به حفظ سطح بهینه رطوبت آن کمک می کند.

• نگهداری در محیط خشک و خنک

مواد را در جای خشک و خنک نگهداری کنید. از مناطقی با درجه حرارت شدید اجتناب کنید، زیرا دمای بالا می تواند باعث خشک شدن توده شود، در حالی که دمای انجماد می تواند به یکپارچگی آن آسیب برساند. برای عملکرد بهینه، توده‌های نسوز پلاستیکی باید در شرایط خنک و خشک، به طور ایده‌آل بین 10 تا 25 درجه سانتی‌گراد نگهداری شوند تا انعطاف‌پذیری آنها حفظ شود و از خشک شدن یا آسیب‌دیدگی زودرس جلوگیری شود. جرم نسوز را از نور مستقیم خورشید دور نگه دارید، زیرا می تواند منجر به خشک شدن ناهموار و خراب شدن مواد شود.

• تهویه

برای جلوگیری از تراکم و رشد کپک، از گردش هوای خوب در محل نگهداری اطمینان حاصل کنید. با این حال، برای جلوگیری از خشک شدن مواد نسوز، از جریان بیش از حد هوا به طور مستقیم روی مواد نسوز خودداری کنید.

• مدیریت موجودی

از روش FIOF) first-in, first-out) برای مدیریت موجودی استفاده کنید. این تضمین می کند که ابتدا از مواد قدیمی استفاده می شود و خطر استفاده از مواد تخریب شده را کاهش می دهد. به طور مرتب توده نسوز ذخیره شده را برای بررسی علائم خشک شدن، آلودگی یا آسیب بررسی کنید.

• اقدامات احتیاطی

کیسه ها یا ظروف حاوی جرم نسوز به آرامی  حمل کنید و از عدم پارگی کیسه ها که می تواند مواد را در معرض هوا قرار دهد و باعث خشک شدن آن شود، اطمینان حاصل کنید. اگر فقط بخشی از جرم نسوز استفاده می شود، اطمینان حاصل کنید که مواد باقیمانده به طور محکم مجدداً آب بندی شده اند تا از از دست رفتن رطوبت جلوگیری شود.

قیمت گذاری جرم نسوز پلاستیک

عوامل متعددی از جمله ترکیب مواد، نحوه ی بسته بندی، حمل و نقل، شرایط بازار، عرضه و تقاضا و … در قیمت گذاری جرم نسوز پلاستیک تاثیرگذار می‌باشند. همین امر موجب گستردگی قیمت مخلوط‌های نسوز پلاستیک خواهد شد و برای اطلاع از قیمت دقیق محصول میبایست با مشاوران ما در ارتباط باشید.