放射線は、多くの産業プロセス、特に鋳造工場、鉄工場、ガラス製造などの高温環境を含む多くの産業プロセスの重要な要因です。難治性バインダーは、これらの設定で重要な役割を果たします。これは、耐火物を一緒に保持する能力だけでなく、放射 - 抵抗特性に対しても機能します。難治性バインダーサプライヤーとして、私は産業用具の寿命と効率を確保する上でこれらの特性の重要性を直接目撃しました。
産業環境での放射線を理解する
産業用高温用途では、いくつかの種類の放射線が存在します。熱放射は最も一般的な形であり、温度のために高温のオブジェクトから放出されます。 Stefan -Boltzmann Lawによると、熱放射の強度は、放射体の絶対温度の4番目の出力に比例します。これは、温度がわずかに上昇しても、熱放射の量が大幅に増加する可能性があることを意味します。
いくつかの産業プロセスで遭遇する可能性のある別の種類の放射線は、ガンマ線やX線などの電離放射線です。これらのタイプの放射線は、原子力発電所といくつかの金属処理作業でより一般的に見られます。電離放射線には、原子からしっかりと結合した電子を除去し、イオンを作成するのに十分なエネルギーがあります。これにより、材料の損傷を引き起こす可能性があり、適切に管理されていなければ、労働者に健康リスクをもたらすことさえあります。
放射 - 耐衝撃性バインダーの抵抗特性
熱放射抵抗
耐火性バインダーは、耐火性の裏地を通る過度の熱伝達を防ぐために、良好な熱放射抵抗を持つ必要があります。熱放射抵抗の重要な要因の1つは、バインダーの放射率です。放射率は、完全なブラックボディと比較して、材料が熱放射をどれほど効率的に放出するかの尺度です。放射率が低いということは、材料が熱放射を放出する可能性が低いため、熱伝達に耐えることができることを意味します。
いくつかの高度な耐火性バインダーには、放射率が低い材料が策定されています。例えば、アルミナコランダム高温での放射率が比較的低いため、耐火性バインダーでよく使用されます。バインダーマトリックスに組み込まれると、耐火性ライニングの全体的な放射率を低下させ、それによって熱放射抵抗を改善することができます。
難治性バインダーの密度も、熱放射抵抗に役割を果たします。密度の高いバインダーは、熱放射に対してより連続的な障壁を提供できます。バインダーの多孔性を減らすことにより、耐火性の裏地を通過する熱放射の経路が制限されます。これは、多孔質材料がより多くの空間を持っているためであり、それが放射線による熱伝達のためのチャネルとして機能する可能性があるためです。
電離放射線抵抗
電離放射線に関しては、放射線損傷に抵抗する耐衝撃性バインダーの能力が重要です。材料の放射線損傷の主なメカニズムは、高エネルギー放射粒子による通常の格子位置からの原子の変位です。これは、強度の低下や脆性の増加など、材料の物理的および化学的特性の変化につながる可能性があります。
難治性バインダーの特定の元素と化合物は、電離放射線耐性を高めることができます。マグネシアアルミナスピネル比較的良好な放射 - 耐性特性で知られています。それは、イオン化放射線の影響にある程度ある程度耐えることができる安定した結晶構造を持っています。バインダー内の重元素の存在は、電離放射線を吸収するのにも役立ちます。重元素は、放射線粒子と相互作用する可能性が高く、耐火物の内側を貫通する放射の量を減らすことができます。
放射線に影響する要因 - 抵抗特性
温度
温度は、耐衝撃性バインダーの放射 - 抵抗特性に大きな影響を与えます。高温では、熱放射強度が増加し、バインダーの化学的および物理的特性が変化する可能性があります。たとえば、一部のバインダーは高温で位相遷移を受ける可能性があり、それが放射率と密度に影響を与える可能性があります。さらに、高温は放射線の速度を加速させる可能性があります - 電離放射線の場合に誘発された損傷。
化学組成
耐火性バインダーの化学組成は、その放射 - 抵抗特性を決定する基本要因です。異なる元素と化合物は、放射に対する異なる反応を持っています。たとえば、高レベルのシリカを含むバインダーは、放射線の影響を受けやすい場合があります - アルミナの割合が高い患者と比較して誘導された損傷。バインダーの定式化における添加物とフィラーの選択も、その放射抵抗に大きな影響を与える可能性があります。耐衝撃性化学物質多くの場合、放射抵抗などのバインダーの特定の特性を強化するために使用されます。
曝露時間
耐火性バインダーが放射線にさらされるのが長いほど、放射線を経験する可能性が高くなります - 誘発された損傷。熱放射に長期にわたる曝露は、バインダーの徐々に分解され、その熱断熱性の低下を引き起こす可能性があります。イオン化放射線の場合、長期曝露はバインダーの結晶構造に損傷を蓄積し、機械的強度が大幅に失われる可能性があります。
放射線のテストと評価 - 耐性特性
放射線耐性の観点から耐火性バインダーの品質と性能を確保するために、さまざまなテスト方法が採用されています。熱放射抵抗のために、放射熱伝達セットアップを使用して臨床検査を実施できます。このセットアップでは、難治性バインダーのサンプルが熱放射の制御源にさらされ、サンプルを介した熱伝達が測定されます。サンプルの放射率は、特殊な機器を使用して決定することもできます。
電離放射線耐性の場合、サンプルは放射室の電離放射線の既知の用量にさらされます。暴露後、サンプルの機械的および物理的特性をテストして、放射線の程度を評価します - 誘導された損傷。これらのテストには、強度、硬度、密度の測定値が含まれる場合があります。
放射線の用途と利点 - 耐性耐火バインダー
アプリケーション
放射 - 耐性耐火性バインダーは、さまざまな業界で広く使用されています。鉄鋼産業では、爆風炉、コンバーター、および跡の裏地に使用されています。これらの容器は、鋼製のプロセス中に非常に高い温度と熱放射にさらされています。放射線の使用 - 耐性バインダーは、熱損失を減らし、エネルギー効率を向上させ、耐火性ライニングのサービス寿命を延長するのに役立ちます。
原子力発電所では、リアクターコアやその他の放射線の建設には、電離放射線耐性が良好な耐火性バインダーが不可欠です。それらは、放射線の漏れを防ぎ、周囲の構造を放射線損傷から保護するのに役立ちます。
利点
放射線の使用 - 耐性耐火バインダーにはいくつかの利点があります。第一に、産業プロセスのエネルギー消費を大幅に削減できます。耐火性の裏地を介した熱伝達を最小限に抑えることにより、機器の希望の温度を維持するために必要なエネルギーが少なくなります。第二に、産業事業の安全性を向上させることができます。電離放射線の場合、放射線 - 耐性バインダーは、放射線の有害な影響から労働者と環境を保護するのに役立ちます。最後に、メンテナンスコストを削減できます。放射線 - 耐性バインダーのサービス寿命は長いため、耐衝撃性の裏地交換の頻度が減少します。
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参照
- Incropera、FP、＆Dewitt、DP（2002）。熱と物質移動の基礎。ジョン・ワイリー＆サンズ。
- Tsai、HH（2007）。固体の放射効果。スプリンガー。
- Zink、Ji、およびMartin、RL（1987）。放射線化学：原則と応用。 Wiley-インターサイエンス。