آنکر نسوز (مشخصات، کاربرد، نکات خرید)

در طی سالیان گذشته افزایش استفاده از سوخت های جایگزین به ویژه در صنایع سیمان باعث ایجاد مناطق مختلفی در خط تولید مواد دیرگداز شده است که بعلت دمای کاری بالا و همچنین وجود سولفات و کلر تخریب مواد نسوز تسریع می‌یابد. به دلیل اهمیت نگهداری از جرم یا لایه نسوز لازم است به انتخاب نوع آنکر نسوز توجه گردد. در مقاله پیش رو قصد داریم به معرفی این قطعه مهم در صنعت دیرگداز و نقش آن بپردازیم.

آنکر نسوز چیست؟

 آنکر نسوز (Refractory Anchor) ماده‌ای از جنس سرامیک یا فلز است که برای نصب الیاف سرامیکی نسوز بر روی جداره کوره‌ها و تقویت عایق‌های بدون شکل (مونولیتیک) و ثابت نگه داشتن آجر دیرگداز مورد استفاده قرار  می‌گیرد.

این امر باعث می‌شود تا میزان و سطح تماس جرم یا لایه ی دیرگداز و جداره کوره افزایش یابد و تخریب و ریزش دیرگدازها به تعویق بیفتد. بنابراین انتخاب نوع، شکل و جنس آنکرها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است.

انواع آنکرهای نسوز

به طور کلی آنکرها از نظر جنس به دو دسته‌ی سرامیکی و فلزی تقسیم بندی می‌شوند که به نوع سرامیکی آن‌ها کاپلاک می‌گویند.

آنکر فلزی

آنکرهای فلزی از جنس استیل دیرگداز بوده و معمولا در دمای کمتر از 1100 درجه سانتیگراد مورد استفاده قرار می‌گیرند. ضخامت و شکل آنکر فلزی به موارد زیر بستگی دارد:

• نوع ماده ی نسوز
• صخامت لایه یا جرم نسوز
• دمای کاری
• نوع محیط شیمیایی

در صورتی که آنکر از خواص مکانیکی مطلوبی برخوردار نباشد تخریب جزیی یا کلی آنکر اتفاق می‌افتد. استفاده از قطعات با گرید پایین منجر به تخریب زودهنگام شده و هزینه‌ی تعمیر آن بالا می‌رود. زیرا آنکرها بخشی از مواد نسوز هستند و باید در انتخاب آن‌ها دقت بسیاری شود.

کاپلاک سرامیکی

در دمای کاری بیش از 1100 درجه سانتیگراد یا وجود شرایط خوردگی، بهتر است از کاپلاک‌های سرامیکی (Ceramic Cuplock) استفاده گردد. این قطعات معمولا از جنس آلومینا، زیرکن و آلومینا سیلیکات هستند و در کوره‌های صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، فولاد، چینی بهداشتی و سرامیک استفاده می‌شوند.  از مزیت های استفاده از کاپلاک سرامیکی می‌توان به نصب آسان، تحمل بار بالا و امکان افزایش ضخامت لایه دیرگداز نام برد.

در برخی موارد، به جای انکر سرامیکی یا فلزی، از آجر به عنوان انکر استفاده میکنند که تصویر آن در ادامه آورده شده است:

ویژگی‌های انکر نسوز

• مقاومت در برابر اکسیداسیون و حملات شیمیایی
• عدم تغییر شکل در دمای بالا و تنش مکانیکی
• داشتن بازه دمایی وسیع ( 1600-800 درجه سانتیگراد)

روش نصب انکر

نحوه نصب و یکپارچگی این قطعات بر عملکرد آن‌ها تاثیر به سزایی دارد.  بر خلاف آنکرهای فلزی، آنکرهای سرامیکی را نمی‌توان بوسیله جوشکاری و اتصال مستقیم به جداره متصل نمود. در نتیجه استفاده از این آنکرها مستلزم به کاربردن نگهدارنده و پیچ است. برای نصب کاپلاک ابتدا میل‌های پیچدار را به جداره جوش می‌دهند و پس از نصب لایه‌ی دیرگداز، کاپلاک به پیچ متصل می‌شود.

5

دقیــقه مطالعه

پتوی نسوز یا سرامیکی (مشخصات و کاربرد و تولید)

عایق‌های سرامیکی به دلیل مقاومت حرارتی بالا و دانسیته کم کاربردهای متنوعی در صنا...

پارامترهای موثر در عملکرد آنکر

از عوامل مهم در عملکرد و کیفیت نصب آنکرها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• انبساط حرارتی

به طور کلی میزان انبساط حرارتی آنکر از دیرگداز بیشتر است. این امر باعث ایجاد ترک و در نتیجه تخریب دیرگداز می‌گردد. بنابراین برای جلوگیری از این امر لازم است کل قطعه را با موادی نظیر قیر یا پلیمر پوشش داد. این عمل باعث می‌شود در پس سوخت این مواد در دمای کمتر، فضا و حفرات خالی ایجاد گردد. گاهی از درپوش های پلاستیکی در نوک قطعه استفاده می‌شود اما این امر فقط برای جبران انبساط طولی مفید است نه انبساط در همه ابعاد. بنابراین لازم است تمام قطعه را پوشش داد.

• خواص مکانیکی

یکی از راه های بهبود خواص مکانیکی این قطعات، خم کردن آن به وسیله دستگاه CNC است. با استفاده از این دستگاه می‌تواند طرح‌های مختلفی را بدون صرف هزینه بالا ایجاد نمود.

• فاصله بین قطعات

معمولا در هر متر مربع چهار تا شش قطعه نصب می‌شود و فاصله مطلوب آنکرها بین 15 تا 40 سانتیمتر است.  استفاده بیش از حد از این قطعات به دلیل افزایش ترک‌ها باعث تخریب دیرگداز می‌گردد.

در جدول زیر ارتباط بین ضخامت پوشش و فاصله قطعات نسوز نشان داده شده است.

• محل نصب

محل نصب آنکرها بر اساس کاربرد، شرایط و وزن جداره متفاوت است. شیوه مطلوب نصب این قطعات باید به گونه ای باشد که با ترسیم این قطعات اشکال مربع و لوزی به وجود آیند و با هم زاویه‌ی نود درجه ایجاد کنند.

باید توجه داشت که قسمت‌های منحنی‌دار بیشتر در معرض اکسیداسیون قرار دارند. این قطعات به چهار شکل جوشکاری دستی، جوشکاری میخی (Stud welding)، قلاب و بولت نصب می‌گردند.

جوشکاری گل میخی سریع است و هزینه الکترودهای آن پایین است اما برای انجام آن به مهارت بالایی نیازمند است. از آنکرهای قلاب دار برای سقف و دیواره‌ی کوره استفاده می‌گردد.

• محیط نصب

 اطمینان حاصل کنید که محیط نصب عاری از آلودگی، روغن و گرد و غبار باشد تا چسبندگی و نگهداری بهینه را فراهم کند.

• بررسی و نگهداری دوره‌ای

 آنکرها باید به صورت دوره‌ای بررسی و در صورت لزوم تعویض شوند تا از کارایی سیستم عایق حرارتی اطمینان حاصل شود.

اشکال متفاوت آنکر

آنکرها به دو صورت V شکل و Y شکل وجود دارند که به صورت خطوط تکی و دوتایی نصب میگردند. قطعات V شکل در نگه داشتن آسترهای سیمانی، سرامیکی، فولادی و پتروشیمی استفاده می‌شود و قطعات Y شکل در مواردی که نیاز به نصب سریع است مورد استفاده قرار  می‌گیرند.

تولید آنکر نسوز

برای تولید نوع فلزی از روش کشش سرد استفاده می‌شود. در این شرایط استحکام کششی استیل بسیار حاثز اهمیت بوده و باید روش تولید به گونه ای باشد که تنش مکانیکی کاهش یافته و از تشکیل میکروترک‌ها جلوگیری شود.

در تولید قطعات فلزی لازم است که نوک آن‌ها با ماده‌ی پلیمری پوشیده شود تا سوختن آن در دمای بالا باعث ایجاد فضای خالی برای انبساط و انقباض فلز گردد. در غیر اینصورت انبساط فلز باعث ایجاد ترک در دیرگداز می‌گردد.

نکات مهم در خرید آنکر نسوز

1. جنس مواد: جنس آنکر باید با دمای کاری و نوع محیط استفاده سازگار باشد. معمولاً از استیل‌های مقاوم به حرارت یا آلیاژهای خاص استفاده می‌شود.
2. دمای کاری: حداکثر دمای کاری آنکر باید بیشتر از دمای مورد استفاده در فرآیند شما باشد.
3. طراحی و شکل آنکر: طراحی و شکل آنکر باید مناسب با نوع پوشش نسوز و روش نصب باشد. انواع مختلفی از آنکرها وجود دارند که برای کاربردهای مختلف طراحی شده‌اند.
4. مقاومت به خوردگی: در محیط‌هایی که ممکن است آنکر در معرض مواد خورنده قرار گیرد، مقاومت به خوردگی آنکر اهمیت زیادی دارد.
5. استحکام مکانیکی: آنکر باید دارای استحکام مکانیکی کافی برای تحمل وزن و فشار ناشی از پوشش‌های نسوز باشد.

جمع‌بندی

آنکرهای نسوز یکی از اجزای مهم در سیستم‌های عایق حرارتی و نسوز در صنایع مختلف هستند. انتخاب مناسب و نصب صحیح آن‌ها می‌تواند به بهبود عملکرد و افزایش عمر تجهیزات کمک کند. توجه به جنس مواد، دمای کاری، مقاومت به خوردگی و استحکام مکانیکی از جمله نکات مهمی است که باید در خرید و مصرف آنکرهای نسوز مد نظر قرار داد.