با کاربردهای روغن حرارتی در صنایع مختلف بیش‌تر آشنا شوید

روغن مقاوم به حرارت، روغنی با نقطه‌جوش بالا است و به‌عنوان روغن عملیات حرارتی شناخته می‌شود. داشتن نقطه‌جوش بالا سبب می‌شود که این روغن در فرایندهایی با دمای بالا استفاده شود؛ بدون این‌که به جوش آمده و تبدیل به بخار شود. در ادامه با کاربرد روغن حرارتی بیشتر آشنا خواهیم شد.

سیستم و طرز کار روغن حرارتی

روغن حرارتی (thermal oil)، ماده‌ای است که در یک فرایند شیمیایی به‌صورت حد واسط عمل کرده و با ذخیره کردن گرما در خود یک طرف فرایند را خنک می‌کند. انتقال و ذخیره گرما از دیگر کاربردهای این روغن است. این روغن به دلیل داشتن ظرفیت گرمایی ویژه (c) بالا، می‌تواند گرمای نسبتاً زیادی در خود ذخیره کند. همان‌طور که گفته شد، این روغن در دمای بالا بخار نمی‌شود و از آن به عنوان سیال انتقال حرارت استفاده می‌کنند.

اشکال مختلف روغن انتقال حرارت

روغن‌های انتقال حرارت از منظر شیمیایی، انواع مختلفی دارند. از جمله:

• روغن‌های مصنوعی که حاوی ترکیبات آروماتیک هستند.
• سیالات مصنوعی که پایه و اساس آنها گلیکول است.
• روغن‌هایی که اساس آنها نفت بوده و پارافین هستند.

استفاده از روغن انتقال حرارت به‌عنوان سیال انتقال حرارت

از روغن حرارتی به‌عنوان سیال انتقال حرارت در فرایندهای صنعتی استفاده می‌کنند. این روغن علاوه بر ذخیره گرمای یک طرف فرایند و خنک‌کردن آن، باعث انتقال حرارت به‌طرف دیگر فرایند می‌شود؛ ازاین‌رو به آن روغن انتقال حرارت نیز می‌گویند. محدوده دمایی این روغن‌ها بین ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد تا ۴۰۰ درجه سانتی‌گراد بوده و یکی از ویژگی‌های خوب آنها این است که برای عملکرد خوب خود نیازی به تحت‌فشار بودن ندارند.

ویژگی‌های یک روغن انتقال حرارت مرغوب

یک روغن مرغوب بسته به کاربردهای آن، باید معیارهای به‌خصوصی را برآورده کند. از جمله:

• ویسکوزیته (مقاومت در برابر جاری شدن) کم
• پایداری حرارتی قابل‌قبول
• خواص انتقال حرارت خوب
• نقطه اشتعال بالا
• داشتن ظرفیت حرارتی بالا
• مقاومت در برابر اکسیداسیون

مزایای روغن انتقال حرارت

از مهم‌ترین مزایای این روغن در مقایسه با آب (یکی دیگر از سیالات انتقال حرارت)، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• داشتن نقطه‌جوش بسیار بالاتر از آب
• عدم نیاز استفاده از دیگ‌های بخار
• با مرور زمان در سیستم خوردگی ایجاد نمی‌کند. (برخلاف آب)
• در صورت استفاده از آب، در دماهای بالای ۲۰۰ درجه سانتی‌گراد، سیستم باید تحت‌فشار قرار گیرد (به دلیل حد گرمایی پایین آب) که انجام ایمن این عملیات فشار، نیاز به‌دقت بالایی دارد. این در حالی است که در صورت استفاده از روغن نیاز به اعمال فشار زیاد نیست.

معایب روغن انتقال حرارت

برجسته‌ترین معایب این روغن، عبارت‌اند از:

. درصورتی‌که سیستم به طور ناگهانی خاموش شود یا لغزشی در کار سیستم صورت گیرد، باعث گرم‌شدن بیش از حد روغن می‌شود و این گرم‌شدن موجب تبدیل روغن به لجن خواهد شد.
• در صورت نشت روغن ممکن است آتش‌سوزی اتفاق بیفتد.
• طراحی لوله‌ها و محافظ‌ها باید به‌گونه‌ای باشد که از انبساط حرارتی روغن مراقبت کنند.

کاربردهای روغن انتقال حرارت در صنایع و سیستم‌های مختلف

در طی سی‌سال اخیر، این نوع روغن کاربردهای گسترده‌ای در صنایع شیمیایی و صنعت نفت و گاز پیدا کرده است. از جمله:

• سیستم‌های حرارتی خورشیدی، از آن به‌عنوان وسیله و محیط ذخیره‌سازی گرما استفاده می‌کنند. این محیط به نیروگاه‌های تولید برق این امکان را فراهم می‌کند که حتی در نبود نور خورشید هم به تولید برق بپردازند.
• گرمایش بیودیزل برای تولید کاغذ، مقوا و همچنین استخراج فلزات نجیب از روغن مقاوم به حرارت استفاده می‌کند.
• لباس‌شویی‌های صنعتی در بسیاری موارد، کم‌کم در حال جایگزین‌کردن روغن انتقال حرارت به‌جای بخار آب هستند.
. از روغن انتقال حرارت در سیستم ترموستات به‌عنوان انتقال‌دهنده و حامل گرما استفاده می‌شود.
و در صنایعی که به هوای گرم نیاز دارند از بخاری‌های حرارتی روغنی برای تولید هوای گرم استفاده می‌شود.
• برای نگه‌داری و حمل‌ونقل موادی که دمای انجماد پایینی دارند (مثلاً آسفالت) از بخاری‌های حرارتی روغنی استفاده می‌شود. (علی‌الخصوص برای حمل‌ونقل دریایی این مواد)

طرز کار بخاری‌های حرارتی روغنی و دلیل استفاده از آنها

بخاری‌های حرارتی روغنی، در طیف گسترده‌ای از صنایع و به‌منظور تولید گرمای موردنیاز فرایندهای صنعتی گرما خواه استفاده می‌شوند. این بخاری‌ها از ستون‌هایی فلزی تشکیل شده‌اند که روغن داخل آنها وجود داشته و به‌صورت آزادانه در اطراف بخاری جریان دارد. در بخاری یک عنصر حرارتی وجود دارد که روغن را گرم می‌کند.

استفاده از بخاری برای تولید گرما، به نسبت کم‌خطرتر از گرما دادن مستقیم است. در سیستم‌های سیال حرارتی گرما از یک منبع اولیه به یک سیال منتقل می‌شود. این سیال به یک مبدل حرارتی پمپ شده و به‌منظور گرم‌کردن سیال ثانویه می‌تواند مورداستفاده قرار بگیرد؛ بنابراین این روش گرما دادن یک روش غیرمستقیم است.

نصب بخاری به‌صورت عمودی یا افقی

به‌طورکلی نصب افقی باعث دسترسی راحت‌تر به دستگاه به‌منظور انجام عملیات تعمیر و نگهداری است. ولی جای بیش‌تری را نسبت به نصب عمودی، اشغال می‌کند. نصب عمودی باعث می‌شود بخاری جای کم‌تری بگیرد اما از طرفی دسترسی به آن مشکل می‌شود.

آشنایی با روغن عملیات انتقال حرارت

برای انجام عملیات حرارتی روی فولاد، ابتدا باید آن را تا یک دمای مشخص حرارت دهیم. سپس برای مدتی آن را نگه داشته و بعدازاین تحت شرایط انتخابی سرد می‌کنیم. انجام این فرایند باعث می‌شود که هم ساختار متالوگرافیکی فولاد تغییر کند و هم ویژگی‌های فرایند و خواص مکانیکی موردنظر را به دست آورد. عملیات سردکردن فولاد در این فرایند می‌تواند توسط آب یا روغن انجام شود که به روغن مورداستفاده، روغن عملیات حرارتی گویند. از نمونه های روغن عملیات حرارتی می توان به روغن بهران بردبار و روغن بهران مقاوم اشاره کرد.

استفاده از این روغن روی فولاد، علاوه بر این‌که باعث تنش‌زدایی از آن می‌شود، یک‌لایه سخت روی آن و یک‌لایه نرم در مرکز آن ایجاد کرده که باعث مقاومت فولاد در برابر ضربه و عدم شکنندگی آن می‌شود.

نتیجه‌گیری

روغن انتقال حرارت ویژگی‌ها و مزیت‌هایی داشته که باعث وسعت و گستردگی استفاده از آن در صنعت شده است. صنایع گوناگونی وجود دارند که استفاده از این ماده را به دیگر مواد قابل‌استفاده ترجیح داده‌اند؛ بااین‌حال مانند هر چیز دیگری، این روغن نیز معایبی دارد و فراگیری و استفاده صنعتی آن، نمی‌تواند منکر این عیب‌ها باشد. همان‌طور که گفته شد، نشت آن می‌تواند منجر به آتش‌گرفتن شود؛ لذا لازم است هنگام کار با آن، دقت لازم را داشته باشید و به طور مرتب آن را چک و کنترل کنید.