ورق نسوز گرافیت خالص

کارخانه ­های صنعتی روز به روز پیچیده­ تر می ­شوند و نیازشان به مواد مورد استفاده در صنایع نسوز نیز افزایش می­ یابد . در فعالیتهایی با دمای بالا رفع کاستی­های تجهیزات و کیفیت بالای محصول نیاز به راهکارهای بهینه ­سازی مواد دارند .

ورق های گرافیتی انعاف­پذیر مقاومت بسیار بالایی از نظر خوردگی در برابر انواع گوناگون اسیدها ، قلیایی­ها و محلولهای نمکی ، ترکیبات ارگانیک و سیالات انتقال حرارت حتی در دمای بالا دارد. واشرهای بریده شده از این نوع ورقها انتخابی عالی برای استفاده در صنایع عمومی ، پتروشیمی ، خمیر و کاغذ ، معدن و کارخانه­های شیمیایی است. ورقهای گرافیتی انعطاف پذیر از گرافیت معدنی ساخته می­شود و حاوی 95 الی 99 درصد کربن است . میزان کربن موجود در ورق تعیین کننده انعطاف ورق است . درصد بیشتر کربن موجود در ساختار ورق باعث انعطاف­پذیری بیشتر در ورق گرافیت خالص می ­شود .

همانطور که در بالا به آن پرداختیم ورقهای گرافیتی دارای مقاومتی بسیار عالی در برابر مواد شیمیایی خورنده ، دمای بالا ، رطوبت و فشار بالا دارند . این ویژگی ­ها باعث شده تا ورق گرافیتی گزینه بسیار خوبی برای کارهای سخت باشد . به علاوه ورق گرافیت های منعطف مقاومت خوبی در برابر مواد ساینده نیز دارند مادامی که ضریب هدایت دمایی بسیار عالی و خاصیت انطباق مواد دارند که در نتیجه یک عایق ممتاز را به ارمغان می ­آورند .

با وارد کردن اتمها و مولکولها به داخل ساختمان گرافیت آن را می­توان به شکل ترکیبات ورقی تبدیل کرد . با استفاده از این ویژگی با اضافه کردن اسید به گرافیت ، گرافیت خالص تولید می­شود . ترکیب وارد شده نسبت به شوک حرارتی در دمای بالا واکنش نشان می­دهد . ماده وارده بخار شده و هر کریستالیت گرافیت را منبسط می­کند .

ورقهای گرافیتی از گرافیت هم جنس ساخته شده که با توری فلزی ، فویل یا تنجید تقویت شده است . به عنوان یک عایق قابلیت های بسیار خوبی دارند مانند مقاومت حرارتی ، روانسازی ، مقاوم در برابر خوردگی و فرسودگی و شکنندگی ندارد . عمر طولانی دارند و کمترین نگهداری تحت سخت­ترین شرایط را نیاز ندارند . واشرهای لبه فلزی از ترمیم ورقهای بریده شده شکل می­گیرند . این ورقها از داخل و از بیرون لبه یک محافظ مخصوص در برابر سوختن و خوردگی است و مقاومت در برابر فشار را افزایش می­دهد .

استفاده گسترده­ای در پتروشیمی ، معدن ، کشتی ، دیگ بخار ، لوله کشی ، پمپ ها و شیرآلات ، فلنج و .. دارد . این ورق برای بخار ، روغنهای معدنی ، روغن انتقال حرارت ، روغن هیدرولیک ، سوخت ، آب ، آب­شور ، آب شیرین و غیره مناسب است .

گرافیتهای انعطاف ­پذیر از تکه­ های گرافیت طبیعی است که چند صد بار منبسط و سبک شده سپس مواد چوب پنبه با ترکیب با اسید سولفوریک و اسید نیتریک ساخته می­شود . آنگاه با فشار به یک ورق تبدیل می­شوند (بدون هیچ ماده اضافی). به علاوه مواد متشکل از گرافیت میتواند با جداسازی تمام مواد به غیر از کربن ساخته شوند . این مواد بسیار در برابر حرارت مقاوم بوده و ذاتا نسوز هستند . ورقهای گرافیتی در محیط های غیراکسید که دما به 2700 درجه سانتیگراد می­رسد کاربرد دارد . در حضور اکسیژن محدودیت استفاده به زیر 420 درجه می­رسد . این ورق ها به جز برخورد با اسیدهای معدنی قوی مقاومت شیمیایی بسیار خوبی را دارند . از مواد گرافیتی اغلب در پالایشگاهها و میادین نفتی (تجهیزات چاههای نفتی) به خاطر مقاومت حرارتی بالا استفاده می­شود . معمولا گرافیت ماده گرانی است اما ترکیب کردن با مواد مختلف سبب شده قیمتی رقابتی نسبت به سایر مواد پیدا کند . هزینه جایگزینی واشرهای گرافیت دوبرابر واشرهای آزبستی است، براساس نیاز به میزان فیبر و هزینه های تولید جایگزین می­شوند .

از نظر ایمنی کار ورقهای گرافیتی بسیار در برابر خوردگی مقاوم هستند و این هزینه های تعمیر و نگهداری تجهیزات را کاهش داده و عمر آن را طولانی­تر می­کند . از همه مهمتر استفاده از این ورقها ایمنی عایق را برای کارکنان و محیط کار بالا می­برد .

ورقهای گرافیت خالص به عنوان ماده نسوز طرفداران بسیاری دارد . ورقهای گرافیتی در اصل به عنوان واشر برای آب­بندی لوله ­های حامل سیالات کاربرد دارد .

ویژگیهایی که باعث می ­شوند این نوع ورق از لحاظ نسوز بودن مورد مناسبی باشند شامل مقاومت حرارتی بالا و بخوبی بر تمام سطوح منطبق می­شود . درجات مختلفی از این ورق برای کاربردهای مختلف وجود دارد . از آنجایی که ورقهای منعطف گرافیتی منفذ دار هستند که به هم متصل می­باشند ، می­توان با مواد مختلفی این منافذ را پوشش داد . به ویژه پلیمرهای مختلف مانند روغنهای معدنی ، روغنهای مصنوعی و غیره را می­توان به گرافیت منعطف اضافه کرد تا کارایی آن را در مصارف حرارتی بهبود بخشد .

ورقهای گرافیت خالص را می­توان بطور کلی از داشتن چند لایه گرافیت و استیل ضدزنگ (معمولا 316 یعنی کروم آستنیتی نیکل ضدزنگ که شامل دو یا سه درصد مولیبدنوم است) یا استیل بدون نیاز به چسب یا رزین شناخته می­شود . ورق های ساخته شده از این نوع در برابر فشار 100 تا 250 بار و دمای بین -250 تا +550 درجه مقاوم هستند . ورقهای گرافیت خالص با مغز خالص تهیه شده از استیل AISI 316L درآمیخته شده است . یک محصول ارزان و ایمن بر اساس مورد مصرف می­توان تهیه کرد .

مقاومت در برابر خوردگی مهمترین ویژگی ورق گرافیت است . فاکتورهای کلیدی مهم خلوص و اکسید شدن گرافیت است . ویژگیهای اکسید شدن بهتر برابر است با از دست دادن قسمت­های کوچکتر. از دست دادن قسمت­های کوچکتر یعنی قابلیت ارتجاعی بیشتر و عایقی مطمئن­تر خواهیم داشت .

در گذشته یکی از ویژگیهای معمول گرافیت این بوده که پسمانده های آن تقریبا همیشه به سطوح میچسبد و نیاز به نیروی کار و زمان دارد تا پس از بستن واشر آن را جدا کنند. روشهای مرسوم آغشته کردن به مواد ضدچسبندگی ویژگیهای گرافیت را از قبیل کارایی به منظور مهر و موم کردن یا ایستادگی در دمای بالا را ضعیف می­کرد که بسیار حائز اهمیت هستند. خاصیت ضدچسبندگی که برای مدتی طولانی پایدار می­ماند را نمیتوان با استفاده از این دستگاهها میسر نمود و این مشکل با اختراع تکنولوژی XP با موفقیت حل شد. ورقهای گرافیتی برای تسهیل عملکرد ورقها و در نهایت عایق یک روکش ضد چسبندگی دارد . در آخرین نسل ورقهای گرافیتی از تکنولوژی ضدچسبندگی XP استفاده می­شود که به معنی کاهش وقفه در کار کارخانه است زیرا واشرها دیگر به فلنج نمی­چسبند و احتمال نشتی کاهش می­یابد چون ورقهای جدید روی سطح تمیز و صاف فلنج بخوبی قرار می­گیرند. ورقهای گرافیتی دارای کیفیت خوبی هستند که می­توان از آن ها در هر صنعتی استفاده نمود . حتی ورقهای گرافیتی با کیفیت بالا با درآمیخته شدن با ضداکسیدها نیز در دمای خاصی مستعد اکسید شدن هستند . اما تکنولوژی XP این امکان را داده تا زمان اکسید شدن را تا مدت زیادی عقب بیاندازد. نقش ضدچسبندگی با تکنولوژی XP در طول زمانی که ورق درحال استفاده است در دماهای مختلف بسیار موثر جلوه می­کند . این تکنولوژِی ته­مانده­های گرافیت را بر روی سطوح کم و برداشتن واشر وتمیز کردن فلنج را آسان تر می­کند . تکنولوژی XP باعث مزایای اقتصادی زیادی شده است . آسانتر شدن برداشتن واشر و حذف شدن تمیز کردن فلنج و صرفه جویی در زمان بسیار با ارزش است . اتصال زبانه و شیار فلنج در هنگام جداسازی باقیمانده های واشر قدیمی امری بسیار حساس است. بررسی­ های انجام شده توسط اپراتورها نشان داده که نشتی­های بوجود آمده ناشی از جداسازی ناقص باقیمانده واشرهای کهنه بوده است. از این رو استفاده از تکنولوژی XP کمک بزرگی در انجام کار به طور مطمئن می­کند .

زمانی که یک اکسید کننده مثل اکسیژن وجود داشته باشد ورق های گرافیت مستعد زنگ زدن در دمای بالا می­شوند. در نتیجه گرافیت به CO₂ تبدیل می­شود . این منجربه از دست دادن توده گرافیت می­شود. شرایطی که باعث افزایش نشتی و حتی خراب شدن واشر می­شود .

بسیار واضح است که ساختار اصلی تشکیل دهنده پکینگ تفلون گرافیت ، تفلون ( PTFE ) و گرافیت است . اما در مورد ترکیب شدن این دو نوع متریال با یکدیگر ، روش های مختلفی برای تولید وجود دارد . اولین روش تولید این پکینگ ، ترکیب رشته های تفلون () که به صورت الیاف در آمده با گریس و گرافیت می باشد . در نوع دوم این محصول ترکیب الیاف گرافیت خالص با تفلون ( PTFE ) را شاهد هستیم . هر دو نوع این محصولات هیچ تفاوتی از لحاظ مشخصات فنی با یکدیگر نخواهند داشت . سومین روش تولید پکینگ تفلون گرافیت ، ترکیب رشته های تفلون ( PTFE ) با رشته های گرافیت می باشد . در این نوع هم تفاوتی در مشخصات فنی با دو نوع دیگر وجود ندارد ؛ اما از نظر ظاهری کاملا محصول متفاوتی را شاهد هستیم .