Tinklinės ekrano medžiagos: nuo polimerų iki egzotiškų lydinių

Tinklinio ekrano funkcinė sėkmė labai priklauso nuo jį sudarančios medžiagos cheminių ir fizinių savybių. Nors pynimo geometrija lemia, „kas“ gali praeiti, už sruogų esantis medžiagų mokslas nustato, „kiek ilgai“ ekranas ištvers savo aplinkos sunkumus. Šiuolaikinėje inžinerijoje tinklinių medžiagų spektras išsiplėtė kur kas daugiau nei paprastas plienas, apimantis viską nuo aukštos kokybės polimerų, naudojamų medicininiuose biojutikliuose, iki egzotiškų nikelio{3}}superlydinių, skirtų reaktyvinių variklių pragarams ir giliųjų{4}} jūros naftos gavybai.

Tinkamos medžiagos pasirinkimas yra pradinių pirkimo išlaidų ir ilgalaikių{0}}visų nuosavybės išlaidų pusiausvyros veiksmas. Netinkamas pasirinkimas-, pvz., naudojant standartinį nerūdijantį plieną, kuriame yra daug-chloridų jūroje-, per kelis mėnesius dėl duobių ar įtempių{5}}korozijos įtrūkimų gali atsirasti katastrofiškas konstrukcijos gedimas. Šiame vadove pateikiama išsami techninė tinklelių gamyboje naudojamų medžiagų analizė, suskirstyta į kategorijas pagal jų cheminį atsparumą, terminį stabilumą ir mechaninį stiprumą. Suprasdami metalurginius ir polimerinius šių ekranų pagrindus, inžinieriai gali užtikrinti, kad jų sistemos maksimaliai veiktų ir būtų saugios.

304 klasė: universalus pramonės pagrindas

304 klasės nerūdijantis plienas yra dažniausiai nurodoma tinklinio tinklo medžiaga, kurioje yra 18% chromo ir 8% nikelio. Jo populiarumą lemia puikus „pasyvumas“-sugebėjimas suformuoti savaime-gyjantį chromo oksido sluoksnį, kuris apsaugo pagrindinį metalą nuo oksidacijos. Standartinėmis atmosferos sąlygomis ir švelniomis cheminėmis sąlygomis 304 tinklelis yra tvirtas, ekonomiškas{8}}sprendimas viskam – nuo ​​architektūrinių plokščių iki maisto perdirbimo sietų. Jis išlaiko didelį atsparumą tempimui ir yra lengvai formuojamas, todėl yra idealus pagrindas bendrai pramoninei atrankai, kai ypatinga korozija nėra pagrindinis rūpestis.

316 klasė: skydas nuo chlorido atakos

Dažnai vadinamas jūriniu-nerūdijančiu plienu, 316 klasė yra privalomas atnaujinimas, kai yra chloridų. Kritinis 2–3 % molibdeno pridėjimas iš esmės keičia lydinio atsparumą vietiniam įdubimui. Pakrantės aplinkoje arba nuotekų valymo įrenginiuose druskos ir cheminiai jonai gali sujungti apsauginį 304 plieno oksido sluoksnį, todėl susidaro mikroskopinės skylės. 316 klasės tinklelis atsparus šiai „įdubimų“ ir „plyšių korozijai“, užtikrindamas, kad filtro arba apsauginio ekrano struktūrinis vientisumas išliktų nepakitęs dešimtmečius, kai jis veikia fiziologiniu ar rūgštiniu tirpalu.

Mažas-anglies kiekis (304 l ir 316 l)

Tais atvejais, kai tinklelis turi būti suvirintas, „L“ arba mažai anglies dioksido{0}}klasė yra labai svarbi. Standartinės klasės gali nukentėti nuo „karbido nusodinimo“ suvirinimo procese su dideliu -šilumu, todėl grūdelių ribos tampa pažeidžiamos korozijai. Apribojant anglies kiekį iki 0,03 % ar mažiau, 304 l ir 316 l tinkleliai užtikrina, kad suvirintos sankirtos išliktų tokios pat atsparios korozijai{7}} kaip ir likusi viela. Tai yra esminis reikalavimas sunkiems-suvirintiems ekranams ir sukepintiems filtrų elementams, naudojamiems farmacijos ir branduolinėje pramonėje, kur suvirinimo taško gedimas gali užteršti visą sistemą.

Magnetinės ir ne{1}}magnetinės charakteristikos

Paplitusi klaidinga nuomonė, kad visas nerūdijančio plieno tinklelis yra ne-magnetinis. Nors austenitinės klasės (300 serijos) atkaitintos būsenos yra ne-magnetinės, šaltas-laidos tempimo ir tinklelio pynimo procesas gali sukelti nedidelį magnetinį trauką. Daugeliui programų tai nesvarbu, tačiau jautrioje elektroninėje aplinkoje arba MRT patalpose tai yra -netinkamas dalykas. Ir atvirkščiai, feritinės rūšys mėgsta430 klasėyra sąmoningai magnetiniai. Maisto pramonėje jie naudojami „magnetiniam aptikimui“-, jei tinklelio gabalas nutrūksta ir patenka į maisto liniją, magnetiniai separatoriai gali jį nedelsiant sugauti ir apsaugoti vartotoją.

Nerūdijančio plieno kokybės palyginimo matrica

Nailonas: atsparumo dilimui karalius

Nailono (poliamido) tinklelis yra geriausias pasirinkimas, kai pirmenybė teikiama lankstumui ir atsparumui dilimui, o ne temperatūrai. Nailono sruogos yra neįtikėtinai kietos ir gali atlaikyti didelį mechaninį trynimą, todėl puikiai tinka sijoti abrazyvinius miltelius kasybos ar miltų pramonėje. Be to, nailonas yra „hidrofilinis“, tai reiškia, kad jis sugeria nedidelį kiekį vandens, o tai gali būti pranašumas tam tikruose skysčių atskyrimo procesuose. Kadangi nailono tinklelis nėra -toksiškas ir nesilieja, jis plačiai naudojamas medicininiuose kraujo filtravimo ir laboratorinės diagnostikos rinkiniuose, kur metalo jonai trukdytų atlikti jautrius tyrimus.

Poliesteris: matmenų stabilumas drėgnoje aplinkoje

Skirtingai nei nailonas, poliesterio tinklelis yra „hidrofobinis“-atstumia vandenį ir išlaiko įtempimą bei matmenis net visiškai panardintas. Dėl to jis yra puikus pasirinkimas didelio-tikslumo šilkografijai ir lauko filtravimui, kai reikia vengti „nukritimo“. Poliesteris pasižymi puikiu atsparumu UV spinduliams ir daugumai organinių rūgščių, todėl yra patvari alternatyva metalui nuotekų valymo „filtrų juostoms“. Jo lygus paviršius taip pat leidžia lengvai „išpilti iš pyrago“ pramoninio dumblo sausinimo metu, taip sumažinant prastovos laiką, reikalingą valymui ir regeneravimui.

Polipropilenas: chemijos specialistas

Polipropileno tinklelis vertinamas dėl beveik{0}}visiško atsparumo daugumai rūgščių ir šarmų. Jis yra ypač lengvas ir turi vieną mažiausių drėgmės sugėrimo rodiklių iš bet kurio polimero. Dėl to jis yra pagrindinis cheminių baterijų pramonės (kaip separatorių) ir specializuotos laboratorinės įrangos pagrindas. Tačiau polipropileno lydymosi temperatūra yra palyginti žema (apie . 160 laipsnį) ir yra jautrus UV skilimui, nebent būtų apdorotas. Tai „nišinė“ medžiaga, puikiai tinkanti ekstremalaus pH aplinkoje, kur net aukštos kokybės nerūdijantis plienas ilgainiui surūdija.

PEEK ir pažangūs fluoropolimerai

Reikalingiausiems medicinos ir kosmoso polimerams naudojamos tokios medžiagos kaip PEEK (polieterketonas) arba PTFE (teflonas). PEEK tinklelis gali atlaikyti nuolatinę temperatūrą iki 250 laipsnių ir yra biologiškai suderinamas, todėl tinka ilgalaikiams chirurginiams implantams. PTFE tinklelis iš esmės yra inertiškas, atsparus beveik visoms žinomoms cheminėms medžiagoms, o kartu yra „nelipnus“ paviršius, neleidžiantis atkakliausioms dalelėms apakinti ekrano. Šios medžiagos yra polimerinių tinklelių pasaulio „elitas“, siūlantis cheminių ir šiluminių savybių derinį, kuris užpildo atotrūkį tarp plastikų ir metalų.

Varis, žalvaris ir bronza: laidumas ir ekranavimas

Spalvotųjų metalų tinkleliai-atrenkami pagal jų elektrines ir estetines savybes.Vario tinklelisyra pramonės standartas EMI/RFI ekranavimui; didelis laidumas leidžia išsklaidyti elektromagnetinius trukdžius, apsaugodamas jautrią elektroniką ligoninių MRT kambariuose ir valstybiniuose duomenų centruose.Žalvarinis tinklelis(vario -cinko lydinys) irBronzinis tinklelis(vario-alavo) yra standesni ir atsparesni trinčiai. Šias medžiagas naudoja ne tik techninė paskirtis, bet ir architektai mėgsta „gyvą apdailą“-, laikui bėgant jos patina, nuo ryškiai auksinės iki giliai žemiškos rudos spalvos, suteikdamos pastatų fasadams unikalios estetikos.

Monelis ir Inconel: Superlydiniai

Kai standartinis nerūdijantis plienas pasiekia lūžio tašką, viršų perima nikelio{0}}superlydiniai.Monel(nikelis{0}}varis) specialiai naudojamas dėl atsparumo vandenilio fluorido rūgščiai ir jūros vandeniui, todėl jis yra pagrindinis naftos chemijos perdirbimo gamyklų produktas.Inconel(nikelis-chromas) sukurtas „kraštutamiesiems“-jis išlaiko savo tempimo stiprumą esant tokioms temperatūroms, kuriose plienas taptų minkštas ir tekėtų kaip pūkas. Inconel tinklelis randamas didelio našumo-transporto priemonių išmetimo sistemose ir erdvėlaivių šilumos skyduose. Šias medžiagas sunku austi dėl jų kietumo, tačiau jos nepakeičiamos esant aukštam-karščiui ir aukštam{6}}slėgiui.

Titanas: svorio{0}}prie{1}}jėgos čempionas

Titano tinklelis pasižymi 316 klasės nerūdijančio plieno atsparumu korozijai, bet beveik perpus mažesnio svorio. Jis taip pat yra visiškai biologiškai suderinamas, todėl jis naudojamas kaukolės ir dantų implantams, kur tinklelis atlieka kaulų augimo pagrindą. Aviacijos ir kosmoso sektoriuje titano tinklelis naudojamas variklių nacelėse ir oro įsiurbimo ekranuose, siekiant apsaugoti nuo paukščių susidūrimo ir šiukšlių, tuo pačiu išlaikant kuo mažesnį orlaivio svorį. Dėl savo gebėjimo atlaikyti aukštą temperatūrą ir atsparumą druskų{4}}vandens korozijai, jis yra elitinis specializuotos gėlinimo įrangos ir karinių laivyno komponentų pasirinkimas.

Specialūs lydiniai: Hastelloy ir Duplex

Absoliučiai agresyviausiai cheminei aplinkai,Hastelloytinklelis užtikrina beveik neprilygstamą apsaugos lygį, ypač nuo šlapių chloro dujų ir stipriai oksiduojančių druskų. Tuo tarpuDvipusis nerūdijantis plienastinklelis (pvz., 2205 klasė) sujungia geriausias austenitinio ir feritinio plieno savybes. Jis pasižymi dvigubai didesne takumo riba nei 316 klasė ir pasižymi puikiu atsparumu-korozijos įtrūkimams. Dvipusis tinklelis vis dažniau naudojamas masyviuose struktūriniuose filtravimo įrenginiuose kasybos ir gėlinimo pramonėje, kur sumažinus tinklinio skydo svorį (naudojant plonesnius, tvirtesnius laidus) galima sutaupyti milijonus infrastruktūros išlaidų.

Aplinkos suderinamumo matrica

Šiluminis plėtimasis ir šliaužimas

Naudojant aukštą{0}}temperatūrą, „Šiluminio plėtimosi koeficientas“ (CTE) yra gyvybiškai svarbus. Jei tinklinis ekranas plečiasi skirtingai nei jo atraminis rėmas, jis susvyruos arba plyš. Be to, medžiagos, kurioms esant nuolatinė apkrova aukštoje temperatūroje, kenčia nuo „šliaužimo“-lėtos nuolatinės deformacijos. Inžinieriai turi pasirinkti lydinius, pvz., Inconel arba specializuotą 310S nerūdijantį plieną, pasižymintį dideliu atsparumu valkšnumui, kad tinklelis išlaikytų įtempimą ir atsidarymo dydį per visą naudojimo laiką krosnyje arba variklyje.

Biologinis suderinamumas ir dezinfekavimas

Farmacijos ir maisto pramonėje medžiaga turi būti „inertiška“-ji negali į gaminį patekti cheminių medžiagų ar metalo jonų. Nerūdijantis plienas 316L ir tam tikri polimerai, tokie kaip PEEK, yra aukso standartai. Be to, medžiaga turi atlaikyti CIP (Clean-In-Place) protokolus, kuriuose naudojami aukšto-slėgio garai ir agresyvūs šarminiai valikliai. Norint išvengti bakterijų dauginimosi duobėtų ar korozijos pažeistų laidų sankirtose, būtina pasirinkti medžiagą, kuri gali atlaikyti šiuos kasdienius cheminius „smūgius“ neprarandant paviršiaus lygumo.

Svoris ir struktūrinis stabilumas

Mobiliosioms programoms-nuo nešiojamų filtravimo įrenginių iki kosminių komponentų-svoris yra pagrindinis apribojimas. Nors metalinis tinklelis paprastai yra sunkesnis, jo struktūrinis stabilumas reiškia, kad jam dažnai reikia mažiau atraminio karkaso nei polimeriniam tinklui. Tačiau, jei aplinka leidžia, titano arba aliuminio tinklelis gali užtikrinti reikiamą standumą, kai tik dalis plieno svorio. Medžiagos „specifinis stiprumas“ (stiprumo -svorio ir -svorio santykis) yra pagrindinė metrika, kurią inžinieriai naudoja siekdami sumažinti masę ir užtikrinti, kad ekranas galėtų atlaikyti vėjo apkrovas arba skysčio slėgį.

Galvaninė korozija ir skirtingi metalai

Kritinė medžiagų pasirinkimo klaida yra „galvaninės korozijos“ ignoravimas. Taip atsitinka, kai du skirtingi metalai (pvz., aliuminio rėmas ir nerūdijančio plieno tinklelis) liečiasi drėgnoje aplinkoje. „Mažiau taurusis“ metalas (aliuminis) ims rūdyti greičiau. Kad to išvengtų, inžinieriai turi užtikrinti, kad tinklelis ir jo tvirtinimo detalės būtų iš tos pačios medžiagos, arba būtų atskirti ne-laidia tarpine. Galvaninės serijos supratimas yra būtinas ilgalaikiam-bet kokio lauko ar jūrinio tinklelio įrengimo sveikatai.

„Teisinga“ tinklinio tinklelio medžiaga retai būna pati pigiausia ar stipriausia atskirai; tai tas, kuris pasiekia tobulą pusiausvyrą tarp atsparumo aplinkai ir mechaninės funkcijos. Nuo ekonomiško-nerūdijančio plieno 304 klasės universalumo iki nepaprastų-Inconel ir PEEK našumo galimybių – tinklinių medžiagų įvairovė leidžia rasti sprendimus kiekviename šiuolaikinės pramonės kampelyje.

Galiausiai medžiagų pasirinkimą turėtų lemti kruopštus aplinkos auditas-, nustatantis didžiausias temperatūras, tikslias cheminių medžiagų koncentracijas ir mechanines apkrovas, su kuriomis susidurs ekranas. Nuo pat pradžių investuodami į tinkamą metalurgiją ar polimerą, išvengsite astronominių išlaidų, susijusių su ankstyvu gedimu, aplinkos užteršimu ir neplanuotomis prastovomis. Tinklinių ekranų pasaulyje medžiaga yra pagrindas, ant kurio remiasi visi kiti našumo rodikliai.

Norėdami pamatyti, kaip šios medžiagos susiejamos su konkrečiomis geometrijomis ir konstrukcijos stiliais, grįžkite į pagrindinį straipsnį: