Kodėl dauguma sunkiųjų radiatorių keičiami aukštos temperatūros kasyklose? – Pirkėjo vadovas šilumai atspariems radiatoriams

Kasyklose veikiantys aukštos temperatūros sąlygomis sunkieji krovininiai sunkvežimiai ir krautuvai dažnai per trumpą laiką sunaikina radiatorius – kartais kas 6–12 mėnesių. Kartotinis perkaitimas, šerdies įtrūkimai ir staigus aušinimo skysčio praradimas kasyklų operatoriams kainuoja milijonus dėl prastovų ir keičiamų detalių. Tačiau kodėl standartiniai sunkiųjų sąlygų radiatoriai taip greitai išsikrauna karštomis kasyklinėmis sąlygomis? Ir kokių savybių reikėtų ieškoti renkantis šilumai atsparų radiatorių ekstremalioms sąlygoms? Šiame vadove atsakoma į abu šiuos klausimus.

1. Trys pagrindinės radiatoriaus išsikrovimo priežastys aukštos temperatūros kasyklose

1.1 Terminis nuovargis – tyliasis žudikas

Aukštos temperatūros kasykloje aplinkos oras gali viršyti 50 °C (122 °F). Aušinimo sistema cikliškai veikia nuo ekstremališkai aukštos temperatūros didžiausios apkrovos metu iki santykinai šaltesnių neveikimo laikotarpių. Šis nuolatinis išsiplėtimas ir susitraukimas sukelia įtempimą radiatorių šerdies elementams. Po šimtų ciklų silikono jungtys įtrūksta, vamzdžių ir kolektorių sąsajos silpnėja, o atsiranda maži skylutės nutekėjimai.

Tipiški duomenys:

Standartinis aliumininis radiatorius po tik 500 šilumos ciklų tarp 80 °C ir 105 °C aušinimo skysčio temperatūros patiria matomą vamzdelių deformaciją.

Priešingai, tinkamai suprojektuotas vario ir vario-bronzo radiatorius su giliai plokščiais vamzdeliais gali ištverti daugiau nei 2000 ciklų.

1.2 Aušinimo sistemos perkrova ir nepakankamas šilumos šalinimas

Daugelis kasyklų operatorių mano, kad didesnis variklis automatiškai reiškia pakankamą aušinimo galios. Klaida. Aukštos temperatūros kasyklose radiatorių veiksminga šilumos atidavimo galia mažėja, nes sumažėja oro ir aušalo temperatūrų skirtumas. Pavyzdžiui, radiatorius, kurio naudingumo charakteristikos nustatytos 45 °C aplinkos temperatūrai, 55 °C aplinkos temperatūroje praranda apie 15–20 % savo šilumos atidavimo galios. Jei nepadidinsite šerdies dydžio arba neįsigysite šilumai atsparaus radiatoriaus su didesniu grotelių tankiu ir optimizuotu vamzdelių tarpais, variklis nuolat dirbs per karšta, greičiau suskils aušalo skystis ir paspartės vidinė korozija.

1.3 Vibracija ir rėmo lenkimasis

Kasyklų vežimo keliai retai būna lygūs. Nuolatinė vibracija sujungia vamzdelių ir grotelių sąvaras, o rėmo lenkimasis sukelia nesutapimą tarp radiatoriaus ir ventiliatoriaus apsauginės gaubtelės. Aukštos temperatūros kasyklose metalai jau yra suminkštinti dėl karščio, todėl jie tampa labiau linkę į nuovargio įtrūkimus, veikiami vibracijos.

2. Aukštos temperatūros kasyklų specialūs iššūkiai

Be to, kad būtų išvardyti aukščiau nurodyti trys veiksniai, aukštos temperatūros kasyklose atsiranda dar du unikalūs radiatorių žudikai:

Dulkės + karštis: smulkios dulkės užkimša radiatoriaus plokščių tarpus. Kai jos susijungia su aukšta temperatūra, dulkės iškepama į kietą plėvelę, kurią neįmanoma visiškai pašalinti net naudojant suspaustą orą. Tai nuolatos izoliuoja šerdį.

Žemos kokybės aušinimo skysčio papildymas: nuošaliose kasyklose dažnai naudojamas neapdorotas gręžtinis vanduo, kuris turi didelį mineralų kiekį. Aukštoje temperatūroje mineralai nusėda ant vidinių paviršių, sumažindami šilumos perdavimą iki 30 %.

1 pav.: Radiatoriaus plokštelės užkimštos kasyklos vietovėje surinktomis dulkių dalelėmis.

Alternatyvusis tekstas: Kasyklos r adiatoriaus plokštelės užkimštos kasyklos sunkvežimio sukeltomis dulkių dalelėmis.

3. Kaip pasirinkti tikrai karščiui atsparų radiatorių – pirkėjo patikrinimo sąrašas

Pasirenkant karščiui atsparų radiatorių aukštos temperatūros kasyklose, nedėkite tikėjimo bendrais teiginiais apie „didelės našumo“ įrenginius. Vietoje to patikrinkite šiuos penkis techninius parametrus:

3.1 Šerdies medžiaga

Varis–švinas pranašesnis už aliuminį šilumos laidumo (≈400 W/m·K prieš 235 W/m·K) ir šiluminės nuovargio atsparumo požiūriu. Ekstremaliai aukštai temperatūrai pasirinkite šviną nesudarančią lydiklą su aukštesne lydymosi temperatūra (260 °C).

Aliuminis gali būti naudojamas, jei naudojama suvirinta (ne lituota) šerdies konstrukcija ir storesnės vamzdžių sienelės (mažiausiai 0,6 mm).

3.2 Sklendžių tankis ir raštas

Standartinis: 12–14 sklendžių colyje (FPI). Aukštos temperatūros kasyklose: 8–10 FPI, kad būtų sumažintas užsikimšimas ir pagerinta oro cirkuliacija dulkėtoje aplinkoje.

Nuostovusis sklendžių raštas padidina turbulenciją ir šilumos perdavimą 15–20 %.

3.3 Vamzdžių konstrukcija

Giliai ištraukti vamzdžiai su įmontuotomis sklendžių struktūromis (be atskirų litavimo jungčių) yra atsparesni šiluminiam nuovargiui.

Vamzdžių sienelių storis: mažiausiai 0,5 mm – aliuminiams, 0,45 mm – variniams.

3.4 Galinės baklo konstrukcija

Sukabintos arba deformuotos galinės talpyklos leidžia jas valyti ir remontuoti. Suvirintos talpyklos yra stipresnės, bet sunkiau remontuojamos. aptarnavimas .

Išplėtimo tarpai arba lankstūs montavimo gumos žiedai sumažina įtempimą, kylantį dėl šiluminio išsiplėtimo.

3,5 aušinimo atsarga

Reikalauti bent 20 % aušinimo atsargos virš variklio maksimalaus šilumos atidavimo esant aukščiausiai aplinkos temperatūrai. Pavyzdžiui: jei variklis atiduoda 200 kW šilumos esant 55 °C aplinkos temperatūrai, radiatorių turėtų būti galima aušinti 240 kW.

Pav. 2: Sunkiosios naudotos vario radiatorius karjero sunkvežimiui.

Alternatyvusis tekstas: Vario–vario lydinio radiatoriaus šerdies su prisuktomis plieninėmis talpos ir rėmo dalimis karjero sunkvežimiams.

4. Realus pavyzdys: Auksų kasykla Vakarų Afrikoje

Auksų kasykla Malis (vidutinė aplinkos temperatūra – 48 °C, maksimali – 52 °C) kas 9 mėnesius keisdavo aliumininius radiatorius savo 100 tonų krovininiuose sunkvežimių. Po to, kai buvo pereita prie šilumai atsparaus radiatoriaus su vario–vario lydinio šerdimi, 8 FPI poslinkio grotelėmis ir prisuktomis plieninėmis galinėmis talpos dalimis, tie patys radiatoriai veikia jau 28 mėnesius, reikalingas tik nedidelis valymas. Kasykla taupo po 18 000 JAV dolerių per sunkvežimį kasmet radiatorių keitimo išlaidose.

5. Išvada – investuokite į tikrą šilumai atsparumą

Dauguma sunkiosios krovininės technikos radiatorių aukštos temperatūros kasyklose suyra ne todėl, kad jie „pigu“, o todėl, kad jie suprojektuoti vidutinėms klimatinėms sąlygoms (35 °C aplinkos temperatūra, mažai dulkių, minimalus virpesys). Kai dirbate tikroje karštyje – 50 °C ir aukščiau, dulkių prisotinto ore ir nelygiuose keliuose – jums reikia specialaus karščiui atsparaus radiatoriaus. Naudokite aukščiau pateiktą kontrolinį sąrašą, kad išbandytumėte savo tiekėją. Dar geriau – paprašykite šiluminio ciklo bandymų ataskaitų ir praktinių atvejų tyrimų. Radiatorius, kuris tarnauja 3 metus vietoj 1, apsimoka daug kartų.

Pagrindinė išvada: Nepirkite tik radiatoriaus. Pirkti reikia šiluminio sprendimo, kuris yra suprojektuotas konkrečiai jūsų kasyklos veikimo temperatūrai.