प्रेस प्लेटन में बैकसाइड हानि को कम करने के लिए सबसे अच्छी इन्सुलेशन सामग्री क्या है?

हीटिंग प्रेस प्लेटन के पीछे के इन्सुलेशन को उच्च तापमान, प्रेस के संपीड़न बल और कभी-कभी यांत्रिक दुरुपयोग से बचना चाहिए; इष्टतम थर्मल प्रतिरोध बनाए रखते हुए। कोई भी सामग्री सभी स्थितियों के लिए सर्वोत्तम नहीं है; यह सब प्रेस की स्थितियों पर निर्भर करता है। प्रेस प्लेटन बैकसाइड हानियों के लिए सर्वोत्तम इन्सुलेशन सामग्री का चयन तापीय चालकता, संपीड़न शक्ति, तापमान रेटिंग और लागत के बीच एक समझौता है। औद्योगिक परिदृश्य पर, तीन सामग्रियां हावी हैं: सिरेमिक फाइबर, कैल्शियम सिलिकेट और एरोजेल। प्रत्येक के अपने फायदे और नुकसान हैं।

एक नज़र में सामग्रियों की तुलना
प्रॉपर्टीसेरेमिक फाइबर (बोर्ड/कंबल) कैल्शियम सिलिकेट बोर्ड एयरजेल कंबल
अधिकतम सतत तापमान 1200 डिग्री + 1000 डिग्री 650 डिग्री (विशेष ग्रेड से 800 डिग्री)
300 डिग्री (W/m·K) पर तापीय चालकता ~0.10–0.15 ~0.08–0.12 ~0.025–0.035
संपीड़न शक्ति (10% विरूपण) कम (50-200 केपीए) उच्च (500-1,500 केपीए) मध्यम (100-400 केपीए, उत्पाद के अनुसार भिन्न होता है)
विशिष्ट गुरुत्व (किग्रा/घनमीटर) 100-300 200-300 150-200
सापेक्ष लागत प्रति एम3 (मोटाई-सामान्यीकृत)निम्न मध्यम उच्च (3-5x कैल्शियम सिलिकेट)
उपयोग के दौरान धूल/फाइबर का निर्वहन महत्वपूर्ण (श्वसन योग्य फाइबर) कम (गैर {{0%) फाइबर) कम (फाइबर लपेटा हुआ)
नमी के प्रति प्रतिरोध अच्छा (गैर{0}}अवशोषक) ख़राब (पानी का अवशोषण, क्षरण) अच्छा (हाइड्रोफोबिक ग्रेड उपलब्ध)
सिरेमिक फाइबर: कम लागत, उच्च तापमान, कम संपीड़न सहनशीलता
सिरेमिक फाइबर (एल्युमिनो - सिलिकेट ऊन) लचीले कंबल या कड़े बोर्ड में पेश किया जाता है। यह 1200 डिग्री और उससे अधिक के तापमान को झेलने में सक्षम है और इसलिए यह बहुत उच्च तापमान वाले प्रेस (उदाहरण के लिए सिंटेड धातु या कांच के निर्माण के लिए) के लिए उपयुक्त है। कम तापीय चालकता और कम वजन कम सामग्री लागत पर उचित इन्सुलेशन प्रदर्शन देते हैं।

लेकिन सिरेमिक फाइबर में सीमित संपीड़न शक्ति होती है। सिरेमिक फाइबर कंबल औद्योगिक प्रेस के सामान्य क्लैंपिंग बलों (सैकड़ों केपीए से कई एमपीए) पर स्थायी रूप से संपीड़ित होते हैं। मोटाई में कमी से R-मान कम हो जाता है और गर्मी का नुकसान बढ़ जाता है। कठोर सिरेमिक फ़ाइबर बोर्ड भार का प्रतिरोध करने में थोड़े बेहतर होते हैं, लेकिन फिर भी उच्च टनभार वाले अनुप्रयोगों में कैल्शियम सिलिकेट का कोई मुकाबला नहीं कर पाते हैं।

संभालने के दौरान बनी सांस लेने योग्य धूल। स्थापना के दौरान पीपीई की आवश्यकता होती है। एनकैप्सुलेशन के बाद यह जोखिम समाप्त हो जाता है। सिरेमिक फाइबर उन स्थितियों के लिए बिल्कुल सही है जहां प्रेस इन्सुलेशन पर थोड़ा दबाव लागू करता है, जैसे नरम सिलिकॉन डायाफ्राम के साथ वैक्यूम लेमिनेशन प्रेस, जहां हल्के कर्तव्य या कम संपीड़न की आवश्यकता होती है।

कैल्शियम सिलिकेट: उच्च संपीड़न प्रेस के लिए द वर्कहॉर्स
कैल्शियम सिलिकेट बोर्ड: प्रबलित रेशों के साथ जलीय कैल्शियम सिलिकेट से बना एक कठोर, उच्च घनत्व वाला इन्सुलेशन। इसमें बहुत अधिक संपीड़न शक्ति है (आमतौर पर 10% विरूपण पर 1-2 एमपीए) और प्रेस प्लैटन इन्सुलेशन के लिए पारंपरिक वर्कहॉर्स है। प्रेस कैल्शियम सिलिकेट पर सैकड़ों टन क्लैंपिंग बल प्रदान करते हैं, इसे बहुत कम संपीड़ित करते हैं, इसलिए वर्षों की सेवा के बाद भी इसका थर्मल प्रदर्शन बरकरार रहता है।

300 डिग्री पर तापीय चालकता 0.08-0.12 W/m·K - सिरेमिक फाइबर से मध्यम रूप से बेहतर। व्यावहारिक रूप से सभी विशिष्ट प्रेस अनुप्रयोगों (लकड़ी के कंपोजिट, रबर वल्केनाइजेशन, सर्किट बोर्ड लेमिनेशन, और कई अन्य) के लिए तापमान रेटिंग 1000 डिग्री तक है।

मुख्य नुकसान जल अवशोषण है। कैल्शियम सिलिकेट झरझरा और जलप्रिय होता है। भाप रिसाव, सफाई स्प्रे या उच्च आर्द्रता से पानी के प्रवेश से बोर्ड की संरचना खराब हो जाएगी और तापीय चालकता बढ़ जाएगी। गीली स्थितियों में कैल्शियम सिलिकेट को सीलबंद धातु जैकेट या नमी अभेद्य कपड़े के कवर से ढका जाना चाहिए। एक और दोष भंगुरता है: सामग्री बिंदु तनाव या प्रभाव के तहत दरार कर सकती है, इसलिए इसे स्थापित करते समय सावधानी से संभाला जाना चाहिए।

उच्च बल, उच्च तापमान प्रेस के मामले में जब इन्सुलेशन सामग्री प्रेस प्लेटन बैकसाइड नुकसान को कम करने की आवश्यकता होती है, तो अधिकांश औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए कैल्शियम सिलिकेट अभी भी पसंद की सबसे अधिक लागत प्रभावी सामग्री है।

एयरजेल ब्लैंकेट न्यूनतम मोटाई में बेहतर प्रदर्शन
एयरजेल ब्लैंकेट एक नैनो-छिद्रित जेल है जिसमें 90-99% हवा होती है, जो सिलिका एयरजेल से बने गैर-बुने हुए ग्लास या सिरेमिक फाइबर से प्रबलित होती है। तापीय चालकता 300 डिग्री पर लगभग 0.025–0.035 W/m·K है, जो कैल्शियम सिलिकेट या सिरेमिक फाइबर की लगभग आधी है। इसका मतलब यह है कि एक एयरजेल कंबल को समान इन्सुलेशन मूल्य प्रदान करने के लिए केवल आधा मोटा होना चाहिए।

कॉम्पैक्ट कैविटी में इंसुलेशन जोड़ने या कुल प्लेटन स्टैक ऊंचाई को कम करने जैसी जगह की कमी वाले प्रेस के लिए एयरजेल एकदम सही उत्तर है। सामग्री कई ग्रेडों में लचीली, हल्की और हाइड्रोफोबिक (जलरोधी) है। कंप्रेसिव ताकत निर्माता के अनुसार अलग-अलग होती है, लेकिन आम तौर पर 10% विरूपण पर 100 से 400 केपीए की सीमा में होती है। कई प्रेस अनुप्रयोगों के लिए यह उपयुक्त है, विशेष रूप से मामूली क्लैंप बलों पर, या जब इन्सुलेशन सीधे लोड नहीं किया जाता है (उदाहरण के लिए हार्ड लोड प्लेट के नीचे)।

मुख्य सीमा व्यय है. वॉल्यूमेट्रिक आधार पर एयरजेल कंबल कैल्शियम सिलिकेट की तुलना में 3-5 गुना अधिक महंगा है। अधिकांश एयरजेल कंबलों को लगातार 650 डिग्री पर रेट किया गया है और कुछ विशेष वस्तुओं को 800 डिग्री पर रेट किया गया है। 650 डिग्री से ऊपर के ग्रेड उच्च तापमान में सीमित हैं। 800 डिग्री से ऊपर के तापमान पर काम करने वाली प्रेस के लिए, कैल्शियम सिलिकेट या सिरेमिक फाइबर की अभी भी आवश्यकता होती है।

माध्यमिक चयन मानदंड
तीन बुनियादी सामग्रियों के अलावा, अन्य पहलू भी हैं जो आदर्श विकल्प निर्धारित करते हैं:

मुख्य चयन मानदंड संपीड़न शक्ति: उच्च टन भार वाले प्रेस (उदाहरण के लिए 5-10 एमपीए पर हाइड्रोलिक लकड़ी पैनल प्रेस) में, संपीड़न शक्ति चयन के लिए मुख्य कारक बन जाती है। कैल्शियम सिलिकेट मानक है. सिरेमिक फाइबर बहुत अधिक संकुचित होता है। एयरजेल विशेष उत्पाद की रेटिंग के आधार पर सीमा रेखा पर हो सकता है। लोड वितरण प्लेटें मदद कर सकती हैं, लेकिन इन्सुलेशन को अंत में बल लेना होगा।

सुरक्षात्मक आवरण: अधिकांश प्रेस प्लेटन इन्सुलेशन पर धातु या कपड़े का आवरण। स्टेनलेस स्टील शीट मेटल जैकेट यांत्रिक टूट-फूट, नमी और संदूषण से बचाते हैं। लचीले फैब्रिक कवर (फाइबरग्लास या सिलिका कपड़ा) जिन्हें रखरखाव के दौरान आसानी से हटाया जा सकता है। एनकेसमेंट थर्मल प्रदर्शन को उल्लेखनीय रूप से ख़राब नहीं करता है बल्कि सेवा जीवन को काफी हद तक बढ़ाता है।

नमी का जोखिम: नमी वाले परिवेश में भाप से गर्म की गई प्लेटों या प्रेस के लिए नमी का प्रतिरोध आवश्यक है। एयरजेल (हाइड्रोफोबिक ग्रेड) और सिरेमिक फाइबर अच्छी तरह से काम करते हैं। कैल्शियम सिलिकेट को एक सीलबंद जैकेट की आवश्यकता होती है; बिना सील किया गया कैल्शियम सिलिकेट नमी को अवशोषित कर लेता है, टूट जाता है, आर - मान खो देता है और तेजी से गर्म करने पर भाप फट सकता है।

धूल और स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं - सिरेमिक फाइबर को काटने और स्थापित करने से सांस लेने योग्य धूल पैदा होती है और श्वसन सुरक्षा के उपयोग की आवश्यकता होती है। कैल्शियम सिलिकेट और एयरजेल कम धूल पैदा करते हैं। स्थापना और आवरणीकरण के बाद सभी सामग्रियां सुरक्षित हैं।

निर्णय रूपरेखा: चयन कैसे करें
विकल्प आम तौर पर मोटाई, लागत और यांत्रिक भार के बीच एक समझौता है। व्यावहारिक विकल्पों का क्रम:

Determine maximum service temperature >800 डिग्री, सिरेमिक फाइबर या कैल्शियम सिलिकेट<650°C, aerogel possible

Measure the clamp pressure or compressive stress on the insulation. If it is >500 केपीए, तो कैल्शियम सिलिकेट की सलाह दी जाती है। यदि यह कम है, तो सिरेमिक फाइबर या एयरजेल का उपयोग किया जा सकता है।

उपलब्ध स्थान का आकलन करें - यदि स्थान सीमित है (जैसे,<25 mm), aerogel has the highest R-value per millimetre.

नमी का ख़तरा - यदि परिवेश गीला है, तो एयरजेल या सिरेमिक फ़ाइबर को प्राथमिकता दें या सीलबंद कैल्शियम सिलिकेट निर्दिष्ट करें।

जीवन चक्र लागत की गणना करें - निरंतर उच्च तापमान संचालन के लिए, एयरजेल की अधिक प्रारंभिक लागत की भरपाई 12-24 महीनों में ऊर्जा बचत से की जा सकती है। कैल्शियम सिलिकेट कम तापमान या कभी-कभार ड्यूटी के लिए सर्वोत्तम है।

निष्कर्ष :
प्रेस प्लेटन के पीछे की ओर आदर्श इन्सुलेशन इसके थर्मल प्रदर्शन और प्रेस की यांत्रिक और पर्यावरणीय आवश्यकताओं के बीच एक समझौता है। कैल्शियम सिलिकेट बोर्ड अभी भी उच्च संपीड़न, मध्यम तापमान अनुप्रयोगों के लिए काम का घोड़ा है। सिरेमिक फाइबर कम लागत वाला है और उच्च तापमान का सामना कर सकता है, लेकिन इसमें कोई संपीड़न शक्ति नहीं है। एयरजेल कंबल प्रीमियम मूल्य पर प्रति इंच मोटाई में उच्चतम थर्मल प्रतिरोध प्रदान करता है, जो तंग जगह या उच्च प्रदर्शन आवश्यकताओं वाले रेट्रोफिट के लिए बिल्कुल सही है। कोई भी सामग्री प्रत्येक प्रेस के लिए उपयुक्त नहीं है। बैकसाइड नुकसान को कम करने के लिए सबसे अधिक लागत प्रभावी तरीका इन्सुलेशन निर्माताओं से परामर्श करना और ऑपरेटिंग तापमान, क्लैंपिंग दबाव, उपलब्ध मोटाई और जलवायु परिस्थितियों को प्रदान करना है।