วัสดุกระแสหลักสำหรับท่อ B สำหรับหม้อน้ำแบบพับเป็นแผ่นประสานโลหะผสมอลูมิเนียม (ส่วนใหญ่เป็นคอมโพสิตสามชั้น 4343/3003/4343) โดยใช้อลูมิเนียมบริสุทธิ์โลหะผสมอลูมิเนียมหรือสแตนเลสจำนวนเล็กน้อย คุณลักษณะของวัสดุได้รับการออกแบบตามข้อกำหนดหลัก 5 ประการ ได้แก่ การขึ้นรูป การประสาน การกระจายความร้อน การรับแรงกด การป้องกันการกัดกร่อน และน้ำหนักเบา
1、 วัสดุและเกรดหลัก
วัสดุหลัก: อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003 (ซีรีส์ Al Mn) ซึ่งมีความแข็งแรง การขึ้นรูป และการนำความร้อนที่สมดุล เป็นวัสดุหลักของท่อ B
ชั้นการประสาน: อลูมิเนียมอัลลอยด์ 4343 (ระบบ Al Si) ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำ (ประมาณ 577 ℃) ละลายและเติมเต็มช่องว่างระหว่างการบัดกรี ทำให้ได้การเชื่อมต่อที่แน่นหนาระหว่างตัวท่อ สายพานกระจายความร้อน และแผ่นหลัก
โครงสร้างคอมโพสิต: แผ่นคอมโพสิตสามชั้น 4343/3003/4343 โดยมีชั้นประสาน 4343 ชั้นทั้งภายในและภายนอกและชั้นโครงสร้าง 3003 ตรงกลาง ปรับสมดุลคุณสมบัติการประสานและความแข็งแรงของโครงสร้าง
ความหนา: ที่ใช้กันทั่วไป 0.20-0.30 มม. รุ่นบางเฉียบสามารถเข้าถึงได้ถึง 0.18 มม. ทำให้มีน้ำหนักเบาและต้านทานแรงกดได้อย่างสมดุล
2、 ลักษณะสำคัญของวัสดุ
1. ความสามารถในการขึ้นรูป (เข้ากันได้กับเทคโนโลยีการพับ)
ความเหนียวสูง: อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003 มีอัตราการยืดตัวที่ ≥ 20% และสามารถขึ้นรูปเป็นโครงสร้างช่องคู่แบบ B ผ่านการรีดหลายรอบ โดยไม่มีรอยแตกร้าวและการเด้งกลับน้อยที่สุด
สามารถควบคุมการแข็งตัวของงานเย็นได้: ความแข็งแรงจะดีขึ้นหลังจากการขึ้นรูปม้วน โดยไม่จำเป็นต้องผ่านการบำบัดความร้อนในภายหลัง ทำให้กระบวนการง่ายขึ้น
ความแม่นยำของมิติสูง: ความหนาของแผ่นคอมโพสิตมีความสม่ำเสมอ และพิกัดความเผื่อมิติของส่วน B-pipe หลังจากการขึ้นรูปมีขนาดเล็ก ทำให้มั่นใจได้ถึงความสม่ำเสมอในการประกอบ
2. ความสามารถในการปรับตัวในการประสาน (ลักษณะเฉพาะของกระบวนการที่สำคัญ)
ชั้นการประสานจุดหลอมเหลวต่ำ: ชั้นการประสาน 4343 ละลายที่ 577-590 ℃ และสร้างหน้าต่างอุณหภูมิการประสานด้วยสารตั้งต้น 3003 (จุดหลอมเหลว 643 ℃) เพื่อหลีกเลี่ยงการหลอมละลายและการเสียรูปของตัวท่อ
ประสิทธิภาพการบรรจุของเส้นเลือดฝอยที่ดี: วัสดุประสาน 4343 ที่หลอมละลายจะเติมรอยต่อพับ B-tube ครีบของท่อ และช่องว่างของแผ่นหลักของท่อผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอย ก่อให้เกิดข้อต่อประสานที่ต่อเนื่องและหนาแน่น
ข้อบกพร่องในการต่อต้านการประสาน: ชั้นคอมโพสิตมีความแข็งแรงในการยึดเกาะที่แข็งแกร่ง และไม่มีการหลุดล่อนหรือการหลุดลอกระหว่างการบัดกรี ความสามารถในการไหลของวัสดุบัดกรีอยู่ในระดับปานกลาง ช่วยลดการรั่วไหลของบัดกรีและการบัดกรีเสมือน
3. ประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อน (แกนกระจายความร้อน)
ค่าการนำความร้อนสูง: อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003 มีค่าการนำความร้อนประมาณ 190 W/(m · K) ซึ่งใกล้เคียงกับอลูมิเนียมบริสุทธิ์ มีการถ่ายเทความร้อนได้รวดเร็วและต้านทานความร้อนต่ำ
ผนังบางและมีประสิทธิภาพ: ด้วยความหนาของผนังเพียง 0.2-0.3 มม. เส้นทางการนำความร้อนจึงสั้น และประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูงกว่าท่ออัดรีดแบบเดิมถึง 15-20%
โครงสร้างช่องคู่: การพับแบบ B สร้างช่องการไหลอิสระสองช่อง เพิ่มพื้นที่การถ่ายเทความร้อนและปรับปรุงความสม่ำเสมอในการกระจายความร้อน
4. กลศาสตร์และสมรรถนะการรับแรงอัด
ความแข็งแรงสูง: อลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003 มีความต้านทานแรงดึง≥ 140 MPa และความแข็งแรงของผลผลิตที่ ≥ 70 MPa ซึ่งตรงตามข้อกำหนดแรงดันภายในของหม้อน้ำ (0.2-0.5 MPa)
ความต้านทานต่อแรงดันการระเบิดสูง: ข้อต่อพับของท่อ B ได้รับการประสานเพื่อสร้างแท่งเสริมโครงสร้าง และแรงดันการระเบิดสูงกว่าท่อเชื่อมที่มีความหนาของผนังเท่ากันถึง 20-30%
ป้องกันความเมื่อยล้าจากการสั่นสะเทือน: อลูมิเนียมอัลลอยด์มีความเหนียวที่ดีและเหมาะสำหรับสภาพการสั่นสะเทือนเช่นรถยนต์และเครื่องจักรก่อสร้าง สามารถใช้งานได้นานโดยไม่แตกร้าว
5. ความต้านทานการกัดกร่อนและความทนทาน
ความต้านทานการกัดกร่อนของสารตั้งต้น: 3003 ประกอบด้วย Mn ซึ่งก่อตัวเป็นฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่น ทนทานต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศและสารหล่อเย็น
การป้องกันการกัดกร่อนแบบคอมโพสิต: ผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์บางรายการใช้เทคโนโลยีคอมโพสิตหลายชั้น MULTICLAD ® ซึ่งมีชั้นป้องกันการกัดกร่อนในตัว การทดสอบสเปรย์เกลือ SWAAT สามารถทำได้ถึง 100 วันโดยไม่มีการรั่วไหล และอายุการใช้งานเพิ่มขึ้นมากกว่า 30%
ไม่มีการเคลือบผิวเพิ่มเติม: โครงสร้างคอมโพสิตมาพร้อมกับคุณสมบัติป้องกันการกัดกร่อน และไม่จำเป็นต้องชุบสังกะสี ลดต้นทุน และปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงความร้อน
6. น้ำหนักเบาและประสิทธิภาพทางเศรษฐกิจ
การลดน้ำหนักอย่างเห็นได้ชัด: เบากว่าท่อเหล็กทั่วไป 60-70% และเบากว่าท่ออะลูมิเนียมอัดขึ้นรูป 15-20% ซึ่งช่วยลดน้ำหนักของยานพาหนะ/อุปกรณ์ทั้งหมด
การเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน: การขึ้นรูปม้วนแผ่นคอมโพสิตแทนที่การอัดขึ้นรูปและการเชื่อม ด้วยการใช้วัสดุสูง กระบวนการน้อยลง และลดต้นทุนรวม 5-20%
รีไซเคิลได้: อลูมิเนียมอัลลอยด์สามารถรีไซเคิลได้ 100% และตรงตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม
3、 การเปรียบเทียบวัสดุอื่นๆ (การใช้งานที่จำกัด)
อลูมิเนียมบริสุทธิ์ (1050/1060): มีค่าการนำความร้อนดีกว่าและขึ้นรูปได้ดีเยี่ยม แต่มีความแข็งแรงต่ำ ใช้สำหรับแผงระบายความร้อนขนาดเล็กแรงดันต่ำเท่านั้น
สแตนเลส (304/316): ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิสูง แบริ่งแรงดันสูงมาก แต่มีค่าการนำความร้อนต่ำ น้ำหนักมาก ต้นทุนสูง ใช้สำหรับสภาพการทำงานพิเศษเท่านั้น (เช่น อุณหภูมิสูง การกัดกร่อนอย่างรุนแรง)
โลหะผสมทองแดง: มีค่าการนำความร้อนที่ดีที่สุด แต่มีน้ำหนักมาก มีราคาแพง และมีแนวโน้มที่จะเกิดออกซิเดชัน และโดยพื้นฐานแล้วถูกแทนที่ด้วยโลหะผสมอลูมิเนียม
4、 ข้อควรพิจารณาที่สำคัญสำหรับการเลือกใช้วัสดุ
แรงดันใช้งาน: สำหรับแรงดันปานกลางและสูง (>0.3 MPa) แนะนำให้ใช้เพลตคอมโพสิต 3003+4343 เพื่อให้มั่นใจถึงความแข็งแรงในการบัดกรีและความต้านทานแรงดัน
ประสิทธิภาพการกระจายความร้อน: จัดลำดับความสำคัญของอลูมิเนียมอัลลอยด์ 3003 ที่มีผนังบาง ให้สมดุลการนำความร้อนและน้ำหนักเบา
สภาพแวดล้อมการกัดกร่อน: เลือกวัสดุป้องกันการกัดกร่อนคอมโพสิตหลายชั้นสำหรับสภาพแวดล้อมของสารหล่อเย็น/สเปรย์เกลือเพื่อยืดอายุการใช้งาน
ต้นทุนและขนาดชุด: เลือกบอร์ดคอมโพสิตมาตรฐาน 4343/3003/4343 สำหรับปริมาณมากและสถานการณ์ทั่วไปโดยมีความคุ้มค่าสูงสุด
