Kõrgtemperatuursete tekstiilide tootmine on viimase 40–50 aasta jooksul märkimisväärselt arenenud. Tänapäeval on turul lai valik tehiskiududest lahendusi, mis on varem kasutatud traditsiooniliste toorainetega võrreldes väga ohutud. Nüüdisaegsete variantide hulka kuuluvad klaaskiud, keraamiline kiud, graniit, savi, basalt, raud, roostevaba teras ja nende erikombinatsioonid. Nendel materjalidel on erinev pindmass, kaal, tihedus ja omadused ning olenevalt konkreetsetest nõuetest ja pinnatöötlusest valmistatakse neist villa, nööre, kangaid, sukki, torusid ja vilte.
Kangad võivad olla kaetud PTFE, vermikuliidi, grafiidi, alumiiniumfooliumi, akrüüli, silikooni või neopreeniga.
Varem oli aga kogu maailmas kõrgtemperatuursete kangaste peamine tooraine asbest, mida kasutati tulekaitseks, keevitustekkide valmistamiseks ja soojusisolatsiooniks. Asbestil on palju kasulikke ja ainulaadseid omadusi ning kuna seda leidub looduses, kujunes sellest peaaegu universaalne materjal. Terviseriskide tõttu on see tänapäeval aga peaaegu täielikult kasutusest kõrvaldatud.
Pidevalt arendatakse ja täiustatakse uusi tehnoloogiaid, mis võimaldavad luua mitmesuguseid nüüdisaegseid isolatsioonitooteid. Need taluvad hästi temperatuurikõikumisi.
Paljudest kuumuskindlatest kangastest saab hõlpsasti valmistada eritellimusel tihendeid ja eriotstarbelisi isolatsioonilahendusi. Kasutusalade hulka kuuluvad mootorite väljalaskesüsteemid ja tööstuslikud protsessiseadmed.
Olenevalt nõutavast spetsifikatsioonist saab kõrgtemperatuurseid kangaid töödelda nii, et need oleksid väga vastupidavad kulumisele, kemikaalidele, mustusele, tuulele, mürale ja vibratsioonile.
Tänapäevaste vesilõikus- ja õmblusvõimaluste abil saab juhtiv tootja valmistada viltidest, tekkidest ja kangastest tihendeid, kompensaatoreid ning isolatsioonilahendusi. Neid kangaid saab õmmelda klaaskiud- või Kevlari niidiga. Professionaalne tootmismeeskond võib valmistada ka mitmesuguseid lamineeritud materjale soojus- ja heliisolatsiooniks.
Sellistel kangastel nagu klaaskiudkangas, ränidioksiidkangas, akrüülkattega tekstiil ja lamineeritud tekstiil on palju kasulikke rakendusi nii äri- kui ka eluruumides. Vaatame neid lähemalt.
Põhiteave kõrgtemperatuursete kangaste kohta
Viimastel aastakümnetel on kõrgtemperatuursed kangad palju edasi arenenud. Pärast asbesti terviseriskide avastamist pidi soojusisolatsioonitööstus leidma alternatiive, et rahuldada kasvavat nõudlust kuumuskindlate kangaste järele.
Tänapäeval valmistatakse kuumuskindlaid kangaid peamiselt sünteetilistest kiududest, mille tõhusus ületab varasemaid ootusi. Neid kuumuskindlaid tekstiile on saadaval eri mõõtmetes ning levinud vormide hulka kuuluvad plaadid, nöörid ja torud.
Neid valmistatakse eri meetoditel ning pakutakse erineva paksuse ja laiusega. Vaatame, kuidas neid kangaid kasutatakse.
Kaubanduslikud kasutusalad
Kõrgtemperatuursed kiudisolatsioonisüsteemid on muutunud enamikus tööstusharudes kogu maailmas asendamatuks. Allpool on toodud mõned näited nende kaubanduslikust kasutamisest.
Sõjalised ja kaitseotstarbelised rakendused
Tööstusisolatsioon
Hüdraulikasüsteemid
Isikukaitsevahendid:
Tööstus ja ehitus
Kiirabiteenused ja päästesektor
Autotööstus
Lennundus- ja kosmosetööstus
Metallitööstus
Rõivatööstus
Isolatsioon sõjalistes rakendustes
Painduvaid eemaldatavaid ja väga tõhusaid isolatsioonitekke on kasutatud alates Teisest maailmasõjast. Neid kasutati peamiselt kuumade torude, mootoriosade ja väljalaskesüsteemi osade soojusisolatsiooniks sõjalaevadel ning rannavalve alustel.
1970. aastatel leppis Naftat Eksportivate Riikide Organisatsioon (OPEC) kokku nafta eksportimises Ameerika Ühendriikide mandriosasse. Seejärel hakkas Ameerika Ühendriikide tööstussektor kavandama eemaldatava ja korduskasutatava isolatsiooni kasutamist.
Sel ajal ei pööranud enamik äriettevõtteid torustikele ega sisemistele masinaseadmetele erilist tähelepanu, välja arvatud juhul, kui protsessi juhtimine või toote kvaliteet oli otseselt ohus. Tänapäeval võib 150 °C juures töötava ja palju hooldust vajava isoleerimata masina isolatsiooni tasuvusaeg olla ligikaudu üks aasta.
Temperatuuril üle 260 °C või kerge eemaldatava või korduskasutatava isolatsiooni paigaldamisel lüheneb see aeg 16–18 nädalani. Nüüdisaegsed kangad ja tootmismeetodid võimaldavad kergeid eemaldatavaid tekke hõlpsasti korduvalt kasutada. Kuni 760 °C temperatuuriga protsessides saab neid mitu korda taaskasutada, ilma et vibratsioon lõhuks isolatsiooni, nagu võib juhtuda teiste isolatsioonitüüpidega.
Soojusisolatsioon
Tänapäeva turul pakutakse väga häid kõrgtemperatuurseid tekstiile, mis taluvad kõrgel temperatuuril toimuvates protsessides erinevat leeliselisust ilma vibreerimata või rappumata.
Saadaval on ka täiustatud kõrgtemperatuursed tekstiilid täielikult heli summutavate tekkide valmistamiseks. Painduvad ühe- või korduskasutatavad tekstiilribad on vaid üks näide kõrgtemperatuursete kiudude kasutusaladest.
Kuumade juhtmete ja hüdrovoolikute isolatsioon
Kõrgtemperatuursed kootud kaitsesukad on valmistatud kvaliteetsest amorfsest ränidioksiidist, süsinikust või mitme muu sarnase aine kombinatsioonist.
Need silmkoelised või punutud materjalid tagavad väga head isolatsiooniomadused kõrge temperatuuriga ja kõrgepingejuhtmetele ning õhuga täidetud torudele.
Isoleeritud juhtmed, torustikud ja torud paiknevad tavaliselt masinate sees ning on süsteemi nõuetekohase töö jaoks hädavajalikud. Kui seadmeid tuleb kaitsta tule eest või isoleerida kõrge temperatuuri mõjust, kasutatakse selleks suurepäraste isolatsiooniomadustega tekstiile.
Isikukaitse ja muud kasutusalad
Tööstus ja ehitus
Kõrgtemperatuurseid kootud tekstiile kasutatakse tööstuses ja ehituses. Nendest valmistatakse väga kuumuskindlaid kardinaid ja keevitustekke, mis kaitsevad töötajaid ning masinaid sädemete või muude tulekahju põhjustada võivate soojusallikate eest.
Tehastes võidakse seisakute, remondi või ülevaatuse ajal tähistada teatud tööpiirkonnad ohtlikena. Neid kangaid kasutatakse siis soojustõkkena, et kaitsta töötajaid, teisi läheduses viibijaid ja seadmeid.
Rasvapõlengu korral kasutatakse enamikus suurköökides leekide kustutamiseks nüüdisaegseid tulekindlaid tekke, sest vee lisamine ainult kiirendaks põlengut.
Paljud kinod ja muud avalikud ruumid kasutavad tulekahju korral kõrgtemperatuurseid kangaid kaitsemeetmena. Tulekindlate kardinate hiljutise arengu tulemusena on kasutusele võetud PU-kattega materjal, mis laseb valgust läbi ja kaitseb samal ajal suitsu eest.
Kiirabiteenused ja päästesektor
Kuumas keskkonnas ja rasketes tingimustes töötavad päästjad ning tuletõrjujad kannavad väga kuumuskindlast villast rõivaid. Avalikus sektoris kasutatakse üha rohkem spetsiaalseid tehiskiude ja klaaskiudu sisaldavaid segusid.
Pidevalt otsitakse uuenduslikke viise, kuidas kaitsta tuletõrjujaid kogu maailmas esinevate metsatulekahjude eest.
Selliseid materjale nagu puuvill, klaaskiud, ränidioksiid, süsinikkiud ja vilt kasutatakse eraldi jalatsite, põllede ning muude töötajatele mõeldud isiklike kuumakaitserõivaste valmistamiseks.
Autotööstus
Autotootjad kasutavad enamikus sõidukites isoleerivaid ja kuumuskindlaid tekstiile kütusesüsteemi osades ning väljalaskesüsteemides.
Suurema võimsusega mootorites võivad turbolaadurid ja väljalaskesüsteemi osad kuumeneda temperatuurini 760 °C. Seetõttu muutub tarbesõidukite, näiteks sadulveokite, põllumajandustraktorite ja ehitusmasinate (kraanade jms) mootori ning väljalaskesüsteemide eraldamine üha olulisemaks.
Nüüdisaegsetes võidusõiduautodes kasutatakse suurepäraste isolatsiooniomadustega kangaid, et hoida sõitjad rajal mugavalt, turvaliselt ja kaitstuna.
Lennundus- ja kosmosetööstus
Lennundus- ja kosmosetööstuses kasutatakse väga kõrget temperatuuri taluvaid kangaid. Lennukites kasutatakse isolatsioonitekke, et tagada kaubaruumis kõige sinna paigutatu ohutus ja kaitse. Lennukite ja reisilennukite komposiitmaterjalide valmistamiseks kasutatakse väga tugevat süsinikkiudkangast.
Paljudes survestatud õhusõidukites kasutatakse mootorist võetavat kuuma õhku kliimaseadme, ventilatsiooni ja muude funktsioonide juhtimiseks. Kuumuskindlad kangad tagavad õhusõidukite õhuvõtusüsteemide, sealhulgas õhuvõtu- ja lahtiühendatud torude, voolikute, jaotustorustike, mootoriosade ning väljalaskesüsteemide isoleerimisel tõhusa isolatsiooni ja ohutuse.
Metallitööstus
Metallitootjad kasutavad kõrgtemperatuurse isolatsiooniga tekstiile paljudes kasulikes protsessides.
Kõrgtemperatuursetest tekstiilidest valmistatakse isolatsioonimatte, mis kaitsevad terasetehaste ja valukodade töötajaid sulametallide töötlemisel tekkiva liigse kuumuse ning kuumatundlike seadmete läheduses valitseva temperatuuri eest. Neid kangaid kasutatakse sageli ka kuumtöötlusel ja lõõmutamisel, kus need aitavad tagada stabiilse ning kontrollitud jahtumise.
Rõivatööstus
Kõrgtemperatuurseid tekstiile kasutatakse tootmises seal, kus töötajad peavad kandma kuumakaitseomadustega rõivaid. Olenemata sellest, kas neid tekstiile kasutatakse jalatsite, põllede või terviklike vormirõivaste valmistamiseks, vähendavad need oluliselt süttivust ja pakuvad suurepärast kaitset kõrge temperatuuri eest. Levinud kasutusala on mootorisport, kus nii võidusõitjad kui ka boksimehaanikud peavad kandma kuumakaitseülikondi.
Kuumad torustikud
Kuumad torustikud on tootmise lahutamatu osa nii ehituses, keemilises töötlemises kui ka laevanduses. Kõrgtemperatuurseid tekstiile kasutatakse selliste torustike katmiseks, mis võivad kanda soojust üle lähedal asuvatele masinatele, neid kahjustada või mõjutada käimasolevaid toiminguid. Tööohutuse parandamiseks on kasutusele võetud kuumuskindlad katted ja sarnased lahendused, mis aitavad vältida töötajate vigastusi ning parandada töötingimusi.
Kaitsetõkked
Kõrgtemperatuurseid tekstiile kasutatakse tööstuskardinate ja muud tüüpi tõketena, et kaitsta töötajaid sädemete ning pritsmete eest. Samuti kaitsevad need töötajaid, kes tegutsevad suure soojusvõimsusega masinate, näiteks ahjude ja mootorseadmete läheduses.
Klaaskiudvildid ja -tekid
Turul on saadaval kaht tüüpi kõrgtemperatuurseid vilte ja matte, mis on mittesüttivad, asbestivabad ning kohandatavad. Nõeltöödeldud E-klaasist materjalid taluvad temperatuuri kuni 650 °C.
Neid kasutatakse sageli masinaseadmetes, sest E-klaas vähendab vibratsiooni. Ränidioksiidtekstiilid tagavad seadmetele piisava soojusisolatsiooni ja taluvad samal ajal pidevat töötemperatuuri kuni 980 °C. Tänu sobivusele kõrgel temperatuuril kasutamiseks on need hea valik ka mootorite väljalaskesüsteemidesse.
Ränidioksiid- ja klaaskiudkomposiitmaterjalid ühendavad klaaskiu soodsa hinna ränidioksiidkiu materjaliomadustega. Kasutusalade hulka kuuluvad protsessiseadmete ja mootorite väljalaskesüsteemide soojusisolatsioon ning pingeleevenduspadjad.
Kuna tegemist on vastupidava materjaliga, sobib see rakendustesse, kus on vaja ühe- või korduskasutatavaid tekstiile. Eritellimusel valmistatud toodetele saab lisada rihmad, et neid oleks lihtne paigaldada ja eemaldada.
Töödeldud kangad
Kangaid saab töödelda ka kõrgtemperatuursetes tingimustes kasutamiseks. Silikoonkattega klaaskiudkangad sobivad hästi isolatsioonikatete valmistamiseks. Lisaks kuumuskindlusele on need kulumiskindlad ja tagavad veekindla tihenduse. PTFE-kattega klaaskiudkangaid kasutatakse seal, kus on vaja keemilist vastupidavust. PTFE on plastist fluoropolümeer, mis on enamiku hapete ja aluste suhtes keemiliselt inertne.
Kuumtöödeldud materjalide hulka kuuluvad ka ränidioksiidkangad, klaaskiudfooliumid ja roostevabast terasest kootud matid. Väga puhtast ja tolmuvabast ränidioksiidlõngast valmistatud kangad võivad säilitada kasuliku tõmbetugevuse temperatuuril 980 °C ning nende sulamispunkt on 1650 °C.
Alumiiniumkattega klaaskiudmaterjalid moodustavad tõhusa aurutõkke niiskuse ja muude ainete vastu. Need koosnevad klaaskiudmaterjalidele lamineeritud hõbedastest fooliumidest ja kiledest. Kootud roostevabast terasest kaitsesukad koosnevad väikestest, kuid tugevatest roostevabast terasest traatidest.
Grafiittihendid
Erinevalt teist tüüpi tihendustoodetest paranevad kõrgtemperatuuril töödeldud grafiidi mehaanilised omadused temperatuuri tõustes. Grafiiti saab mitmekihilistes komponentides kombineerida teiste tihendusmaterjalidega, näiteks fooliumidega, et valmistada eritellimusel termotihendeid ja isolatsioonilahendusi. Grafiit on ka painduv ja väga vastupidav, mistõttu sobib see nõudlikesse rakendustesse ilma täiteainete või sideaineteta, mis võivad tihendusvõimet vähendada.
Termotekid
Ventilatsioonikatted koosnevad silikoonkattega klaaskiudplaatidest, vastupidavatest kangastest ning Kevlari-, aramiid- või klaaskiudnöörist.
Paljudel toodetel kasutatakse trukke, teistel aga takjakinnitust kui täielikult metallivaba ja korrosioonikindlat lahendust. Meie tarnitavaid integreeritud kinnituselemente on lihtne paigaldada ja need püsivad kindlalt paigal, kuid neid saab mootori hooldamiseks mugavalt eemaldada.
Aururakendused
Energeetika
Elektrijaamades kasutatakse kõrgtemperatuurseid tekstiile väga laialdaselt. Enamikus kondensatsiooniseadmetes kasutatakse torude, liitmike ja seadmete isoleerimiseks matte.
Auruseadmetes kasutatakse turbiini piirkonnas nüüdisaegseid eritellimusel valmistatud kuumuskindlaid matte, et vältida kondensaadi teket. Generaatorites, väljalaskesüsteemides ja maagaasil töötavates süsteemides kasutatakse neid tekstiile samuti nende isolatsiooniomaduste tõttu.
Toiduainetööstus
Kõrgtemperatuurseid kangaid kasutatakse toiduainetööstuses ahjude ja muude seadmete, näiteks korstnate isoleerimiseks.
PTFE-kangaid kasutatakse töödeldud toiduainete tootmiseks mõeldud konveierilintide valmistamisel. Spetsiaalselt immutatud PTFE- või teflonkattega kõrgtemperatuurseid tekstiile kasutatakse töötlevas tööstuses laialdaselt ka toodete kaitsmiseks kemikaalipritsmete eest.
Tselluloosi- ja paberitööstus
Tselluloosi- ja paberitööstuses kasutatakse protsessides kuumuskindlaid tekstiile. Tänu kaitsele kiirgussoojuse eest ja vastupidavusele agressiivsete kemikaalide suhtes kasutatakse PTFE-ga immutatud klaaskiudkangaid sageli katetena.
Suured katlamajad toodavad paberi valmistamisel kuivatusprotsessi jaoks märkimisväärses koguses auru, mis annab protsessis ka muid eeliseid. Eemaldatavaid tekke kasutatakse selleks, et aur ei ohustaks protsessi ajal kedagi.
Kõrgtemperatuursed isolatsioonitekstiilid
Kiudisolatsioon on aidanud eraldada paljusid kõige tugevamaid ja keerukamaid seadmeid, mille inimesed on loonud.
Järgmiste aastate eesmärk on kõrgtemperatuurseid kiude veelgi täiustada, et need taluksid kõrget temperatuuri, oleksid kemikaalikindlad ja ohutud, olenemata sellest, kas tegemist on siidkiu, klaaskiudlõnga, satiinkoe või keraamilise kangaga.
Mida veel lisada?
Kõrgtemperatuursed tekstiilid, nagu klaaskiudkangad, traadiga tugevdatud keraamilised kangad, kaetud kangad ja lamineeritud tooted, on tänapäeval väga nõutud. Need tooted on väga vastupidavad kuumusele, temperatuurikõikumistele ja elektriseadmete riketele.
Kõrgtemperatuuril töödeldud kangaid kasutatakse painduvate isolatsioonikatete, toruvooderdiste, generaatorite katteplaatide, liitmike ja äärikute katete, keevituskardinate ning mootorite väljalasketorude katete valmistamiseks.
Kõrgtemperatuursed kangad sobivad kasutamiseks temperatuurivahemikus 150–1260 °C. Paljud neist on valmistatud kuumuskindlatest lõngadest ning neile saab lisada mitmesuguseid lisandeid ja katteid.
Paljud tööstusharud kasutavad neid kangaid igapäevatöös, et kaitsta masinaid ja töötajaid kuumusega seotud vigastuste eest. Lennundus- ja kosmosetööstus, kaitsetööstus, tervishoid, liikurmasinate sektor, roostevaba terase tööstus ning toiduainetööstus kasutavad neid kangaid iga päev kaitseks elektriseadmete ootamatute rikete ja termilise ülekoormuse eest.
Neid kangaid saab kasutada ka tööstusharudes, kus eri toodete valmistamiseks rakendatakse iga päev väga palju soojust. Töödeldud kuumuskindlad kangad suudavad hoida kuumuse kaitstavast piirkonnast eemal ja kaitsta seal asuvaid esemeid. Need sobivad kasutamiseks kuumas keskkonnas.
