Когда слышишь про стойкость к налипанию отложений, многие сразу думают о гладких покрытиях или дорогих импортных растворах. Но в реальности всё упирается в структурную целостность материала при циклических температурных нагрузках. Мы в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии с 2024 года как раз через это проходим – не всё, что выглядит устойчивым в лаборатории, выдерживает перепады в печах цементного завода.
В начале работы мы ориентировались на стандартные параметры пористости, пока не столкнулись с историей на одном из металлургических комбинатов. Там поставили керамические вкладыши с идеальными паспортными характеристиками, но через две недели в зоне контакта с расплавом образовался монолитный настыль. Разбирались – оказалось, микротрещины от термоудара работали как центры кристаллизации.
Сейчас при тестировании стойкости к налипанию мы обязательно проводим цикличные испытания: разогрев до 800°C с последующим охлаждением воздухом. Если после 50 циклов поверхность сохраняет однородность – материал имеет шанс. Но и это не гарантия, ведь в реальности добавляются химические взаимодействия с отложениями.
Кстати, о химии. Один из наших неудачных экспериментов с алюмосиликатными составами показал: даже при хорошей термостойкости карбонатные отложения образуют с материалом нестабильные соединения. Пришлось пересматривать подход к пропиткам.
На сайте https://www.xinkexin.ru мы не просто публикуем спецификации, а приводим данные полевых испытаний. Например, для вращающихся печей в цементной промышленности важна не только начальная стойкость к налипанию, но и поведение материала после частичного износа. Иногда поверхность через месяц работы начинает 'держать' отложения лучше, чем былая – из-за изменения шероховатости.
Сейчас мы работаем над модификацией огнеупоров с добавлением дисперсных оксидов. Не буду раскрывать все детали, но суть в создании контролируемой микрошероховатости, которая меняет механизм адгезии. В лаборатории результаты обнадёживают, но на полноценные промышленные испытания отправляем только осенью.
Интересный момент: иногда клиенты просят 'абсолютную' стойкость, но в реальности нужно не предотвратить налипание полностью, а обеспечить лёгкое удаление отложений при чистке. Для этого мы тестируем материалы с разной степенью смачиваемости.
При производстве специальных керамических изделий мы столкнулись с парадоксом: образцы из одной партии показывали разброс по стойкости до 40%. Оказалось, вибрация при прессовке по-разному влияла на распределение модифицирующих добавок. Пришлось пересматривать технологические карты.
Сейчас внедряем систему выборочного контроля каждого двадцатого изделия методом термоциклирования с имитацией отложений. Способ дорогой, но даёт реальную картину. Кстати, именно после этого этапа мы отказались от трёх поставщиков сырья – их материалы давали нестабильные результаты.
Важный момент: при оценке стойкости к налипанию нужно учитывать не только сам материал, но и способ его монтажа. Негерметичные стыки или неправильный тепловой зазор сводят на нет все преимущества даже самого совершенного состава.
В цементной промышленности основной враг – известково-глинистые отложения, в металлургии – шлаки с высоким содержанием оксидов железа. Мы в ООО Шаньдун Синькэсинь Новые Материалы Технологии для каждого случая подбираем разный подход к обеспечению стойкости к налипанию.
Для стекловаренных печей, например, критична стойкость к силикатным налётам. Тут классические огнеупоры часто не работают – нужны материалы с особыми присадками, снижающими поверхностное натяжение. Но и здесь есть подводные камни: некоторые присадки ухудшают механическую прочность при длительном нагреве.
Сейчас ведём переговоры с одним нефтехимическим комбинатом – там проблема с коксованием в теплообменниках. Интересная задача, потому что нужно сочетать стойкость к углеводородным отложениям с устойчивостью к сернистым соединениям. Лабораторные тесты показывают перспективность карбидкремниевых композитов с особой пропиткой.
Раньше мы думали, что главное – максимальная плотность и гладкость поверхности. Практика показала, что иногда лучше работает контролируемая пористость с определённым распределением пор по размеру. Это меняет характер адгезии отложений – они проникают в поверхностный слой иначе.
Сейчас экспериментируем с многослойными структурами: основной слой обеспечивает прочность, а поверхностный – именно ту стойкость к налипанию, которая нужна для конкретных условий. Технология сложная, требует точного контроля при обжиге, но результаты того стоят.
Кстати, один из наших последних проектов – разработка материалов для циклонных теплообменников, где кроме температурных нагрузок есть ещё и абразивный износ. Тут пришлось искать компромисс между твёрдостью и способностью противостоять налипанию. Получилось не идеально, но клиент доволен – межремонтный период увеличился в 1,8 раза.
