پشم سرامیک چیست؟

پشم در اصطلاح صنعتی یک تجمع مرتب از الیاف با طول و قطر متفاوت است. پشم سرامیک این تعریف را برآورده می سازد و بنابراین تحت عنوان “پشم” پوشش می دهد. آمورف AES و ASW با ذوب کردن مواد خام در یک ذوب بوسیله ذوب شدن مقاومت الکتریکی تولید می شوند.

جت مایع تخلیه شده از گلدان در یک فرآیند دمیدن یا چرخاندن سریع تر می شود و به الیاف با نسبت های طول و قطر متفاوت کشیده می شود.

الیاف مداوم / الیاف نساجی شیشه ای

این فیبرها به وسیله فرآیند رشته ای مستمر با قطر نازل تعریف شده تولید می شوند، تمام الیاف دارای قطر فنی مشخص شده و مورد نیاز هستند. در طی دست زدن فقط الیاف قطر داده شده اما طول های مختلف آزاد می شوند.

کاربرد های عایق حرارتی پشم سرامیک:

– استفاده در عایق کاری دماهای بسیار بالا از جمله کوره ها، بویلرها، توربین های بخار و گاز

–  استفاده به عنوان عایق حرارتی در صنعت خودرو سازی از جمله بدنه، ترمز و …

– عایق کاری لوله ها و داکت های گرم

– استفاده در کشتی ها به عنوان عایق ضدآتش

– استفاده به عنوان عایق حرارتی در بدنه هواپیماها و صنایع هوایی

– استفاده به عنوان پارچه نسوز در لباس های ایمنی و ضدآتش

همچنین پشمِ سرامیک خواص آکوستیکی خوبی از خود نشان می دهد و استفاده از آن در جاهایی که هم نیاز به عایق حرارتی و هم صوتی در لایه های بسیار نازک و سبک، مانند بدنه خودروها، توجیح اقتصادی پیدا می کند.

تاریخچه پشم سرامیک:

انسانها هزاران سال برای آتش سوزی و حرارت دادن فلزات استفاده کرده اند. برای اطمینان از کار ایمن با آتش، برای ذوب کردن و کارکردن فلزات ( برنز ، آهن ) و انتقال فلزات مایع یا گرم مواد مخصوص نسوز مورد نیاز بود.

برای برآورده ساختن کاربردهای متنوع، تعداد زیادی از مواد سنگین مثل آجر نسوز،  مواد عایق حرارتی مثل آجرهای مقاوم در برابر حرارت با وزن سبک و مواد نسوز محکم مخلوط سنگین و سبک وزن توسعه یافته، که برای کاربردهای درجه حرارت خاص استفاده می شود.

با این حال، برای چندین دهه، دیگر متریال های ساختمانی برای عایق حرارتی، پشم شیشه و پشم سنگ مورد استفاده در محدوده کم دما (حدود 200 تا حداکثر 500 درجه سانتیگراد) استفاده شده است.

در دهه 1960 پشم سرامیک نسوز مبتنی بر آلومینیوم سیلیکات در بازار اروپا راه اندازی شد.

با توجه به مقاومت بالا در برابر حرارت و خواص فنی خوب (به عنوان مثال مقاومت در برابر شوک حرارتی و هدایت حرارتی کم)، پشم سرامیک سریعا به مهم ترین انتخاب پیمانکاران برای عایق کاری صنعتی با درجه حرارت بالا تبدیل شد. اگر چه برای معرفی این محصول از اصطلاح پشم سرامیک استفاده می شود، ولی از لحاظ مواد تشکیل دهنده، ویژگی ها و محدودیت های خاص این متریال، استفاده از این نام نادرست است.

استفاده از عایق حرارتی پشم سرامیک باعث ایجاد ساخت و ساز سبک تر و به صرفه تر در زمینه ساخت کوره های صنعتی و دیگر تجهیزات فنی مثل سیستم های گرمایشی و خودرو شد و استفاده از آن بسیاری از مزایای اقتصادی و زیست محیطی را در پی داشت.

مهمترین پیامدهای استفاده از پشم سرامیک ضخامت دیواره های کوچکتر و توده های بتنی با حجم قابل ملاحظه ای پایین تر است.

مقایسه جرم برای پوشش دیوارهای مختلف

در صورتی که بخواهیم در پوشش یک دیوار از سه مدل متریال ساختمانی با شرایط مقاومت دمایی یکسان استفاده نماییم به نتایج زیر از لحاظ مقدار استفاده متریال دست می یابیم:

• پوشش های سنگین وزن: 1500 تا 3500 کیلوگرم در متر مربع،
• پوشش سبک وزن: 500-1000 کیلوگرم در متر مربع،
• پوشش با HTIW: 160-300 کیلوگرم / m³.

پشم عایق بندی شده با درجه حرارت بالا (پشم سرامیک)

پشم عایق بندی شده با درجه حرارت بالا ( پشم سرامیک )، تجمع الیاف با طول های مختلف و قطر است که به صورت مصنوعی از مواد معدنی تولید می شود. گروه پشم سرامیک شامل پشم سیلیکات خاکستری قلیایی غیر آلی (AES) و پشم آلومینو سیلیکات (ASW) و همچنین

پشم پلی کریستالی PCW) ) با دمای طبقه بندی> 1000 درجه سانتیگراد است. علاوه بر تفاوت در ترکیب شیمیایی، الیاف صنعتی در مقایسه با الیاف طبیعی دارای لبه های موازی هستند.

• پشم سیلیکات قلیایی غیرآلی (پشم AES)

همچنین به عنوان پشم شیشه با درجه حرارت بالا (HTGW) شناخته می شود، پشم AES شامل الیاف آمورف است که توسط ذوب ترکیبی از CaO، MgO-، SiO ₂ و ZrO ₂ تولید می شود.

محصولات ساخته شده از AES به طور کلی در دمای کاربرد کمتر از 900 درجه سانتی گراد و در تجهیزات مداوم و تجهیزات خانگی استفاده می شود.

• پشم آلومینو سیلیکات یا پشم سرامیک نسوز (ASW)

پشم آلومینو سیلیکات ، همچنین به عنوان پشم سرامیک نسوز (RCF) شناخته می شود، تشکیل شده از الیاف آمورف تولید شده توسط ذوب ترکیب Al ₂ O ₃ و SiO ₂، معمولا در نسبت وزن 50:50 ترکیب شده و پشم سرامیک نسوز را تشکیل می دهند.

محصولات ساخته شده از پودر آلومینو سیلیکات به طور کلی در دمای کاربرد بیش از 900 درجه سانتیگراد و با استفاده از تجهیزات مداوم و شرایط کاربرد بحرانی استفاده می شود.

• پشم پلی کریستال (PCW)

پشم پلی کریستال شامل الیاف حاوی بیش از %70  Al ₂ O ₃  است. پشم پلی کریستال با روش سل-ژل از محلول های چرخشی آب تولید می شود. الیاف سبز محلول در آب به عنوان یک پیش ماده به دست آمده از طریق عملیات حرارتی متبلور می شوند.

پشم پلی کریستال به طور کلی در دمای کاربرد بیش از 1300 درجه سانتیگراد و در شرایط شیمیایی و کاربرد فیزیکی انتقالی، همچنین در دمای پایین استفاده می شود.

خطرات بهداشتی نکاتی که در زمان استفاده باید مد نظر قرار گیرد.

• گرد و غبار فیبر

با توجه به تجربه کل انسان و یافته های تحقیقات علمی (حیوانات، سلول ها) می توان نتیجه گرفت که ذرات گرد و غبار دراز مدت هر نوع در اصل قادر به ایجاد تومور هستند، در حالیکه آنها به اندازه کافی طولانی، نازک و بیوپرسیده هستند.

با توجه به یافته های علمی، ذرات گرد و غبار ذرات معلق با نسبت طول به قطر بیش از 3:1 ، طول بیش از 5 میکرومتر (0.005 میلی متر)

و قطر کوچکتر از 3 میکرومتر (WHO-Fibers) در نظر گرفته می شوند.

پشم سرامیک حاوی الیاف با قطر و طول متفاوت می باشد. در طی دست زدن به محصولات پشم سرامیک، ممبران فیبر ممکن است منتشر شود. این می تواند شامل الیاف مطابق با تعریف WHO-Fibers باشد. مقدار بستگی به نحوه برخورد با مواد دارد.

غلظت های بالا معمولا در هنگام حذف پشم سرامیک پس از استفاده و همچنین در فعالیت های پایان بخش مکانیکی و در مونتاژ ماژول ها یافت انتشار می یابد. در صورتی که محتویات محصولات پشم سرامیکی توسط اره، سنگ فرز یا ماشینکاری های دیگر منتشر شود، غلظت فیبر هوا در صورت عدم کنترل، بسیار بالا خواهد بود.

عواملی که بر آزادسازی گرد و غبار تاثیر می گذارد عبارت است از: شدت انرژی مورد استفاده در برش یا ضربه به محصول، سطح ناحیه ای که انرژی آن اعمال می شود، و نوع، مقدار و ابعاد مواد مورد استفاده پشم سرامیک.  پراکندگی یا رقیق سازی گرد و غبار تولیدی پشم سرامیک نیز بستگی به اندازه محیط کار و همچنین کیفیت و قدرت تهویه هوا در محل است.