أنواع مواد المنفاخ

التصميم والأداء منفاخ يعتمد اختيار المواد المناسبة بشكل كبير. من الفولاذ المقاوم للصدأ إلى البوليمرات المتقدمة، يؤثر اختيار مادة المنفاخ على عوامل أساسية مثل المتانة والمرونة ومقاومة التآكل.

تُقدم هذه المقالة نظرةً مُعمّقةً على مختلف المواد المعدنية وغير المعدنية المُستخدمة عادةً في تطبيقات المنافخ. سنستكشف خصائص ومزايا واعتبارات كل فئة من المواد، مما يُمكّن المهندسين ومديري المشتريات من اتخاذ قراراتٍ مُستنيرة عند اختيار المنافخ لمشاريعهم.

مواد المنفاخ المعدنية

الفولاذ المقاوم للصدأ

يُعدّ الفولاذ المقاوم للصدأ من أكثر المواد استخدامًا في صناعة المنافخ المعدنية، نظرًا لمقاومته الممتازة للتآكل ومتانته وقابليته للتشكيل. يُشكّل محتوى الكروم في الفولاذ المقاوم للصدأ طبقةً خاملة على سطحه، تحميه من الأكسدة والتآكل. تُستخدم عدة أنواع من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع في صناعة المنافخ:

• 304 (UNS: S30400)يحتوي هذا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي على 18% كروم و8% نيكل، مما يوفر مقاومة ممتازة للتآكل وقابلية تشكيل ولحام. ويُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات ذات متطلبات التآكل المعتدلة.
• 304L (UNS: S30403):نوع منخفض الكربون من الفولاذ المقاوم للصدأ 304، يتميز 304L بقابلية لحام مُحسّنة ومقاومة مُحسّنة للتآكل بين الحبيبات. يُستخدم غالبًا في التطبيقات التي تتطلب اللحام أو التعرض لبيئات تآكلية خفيفة.
• 316 (UNS: S31600)مع إضافة الموليبدينوم، يوفر الفولاذ المقاوم للصدأ 316 مقاومةً مُحسَّنةً للتآكل، خاصةً ضد التآكل النقطي والشقوق في البيئات المحتوية على الكلوريد. وهو مناسبٌ للتطبيقات الأكثر تطلبًا، مثل تلك التي تنطوي على مياه البحر أو المواد الكيميائية.
• 316L (UNS: S31603)على غرار 304L، يُحسّن هذا الإصدار منخفض الكربون من الفولاذ المقاوم للصدأ 316 قابلية اللحام ومقاومة التآكل بين الحبيبات. ويُستخدم بكثرة في الإنشاءات الملحومة المعرضة لبيئات تآكلية.
• 321 (UNS: S32100)صُمم هذا الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المُثبَّت بالتيتانيوم لمنع ترسب كربيد الكروم أثناء اللحام أو التعرض لدرجات حرارة عالية. ويحافظ على مقاومته للتآكل وخصائصه الميكانيكية في التطبيقات ذات درجات الحرارة المرتفعة.

سبائك النيكل

تتميز سبائك النيكل بمقاومة استثنائية للتآكل، وقوة تحمل عالية في درجات الحرارة العالية، ومقاومة للأكسدة. وتُستخدم عادةً في المنافخ العاملة في بيئات قاسية، مثل تلك المستخدمة في صناعات الطيران والفضاء، والمعالجة الكيميائية، والنفط والغاز. ومن بين سبائك النيكل الشائعة الاستخدام في المنافخ:

• INCONELمجموعة من السبائك الفائقة الأوستنيتية القائمة على النيكل والكروم، تتميز مواد إنكونيل (مثل إنكونيل 625 وإنكونيل 718) بقوة ممتازة ومقاومة ممتازة للتآكل في درجات الحرارة المرتفعة. تُستخدم هذه المواد في البيئات عالية الحرارة والتآكل، مثل محركات الطائرات النفاثة ومعدات المعالجة الكيميائية.
• HASTELLOYتتميز سبائك النيكل والموليبدينوم هذه (مثل هاستيلوي C-22 وهاستيلوي C-276) بمقاومة فائقة للأحماض المؤكسدة والمختزلة، بالإضافة إلى مقاومة التشقق الناتج عن التآكل الإجهادي. وتُستخدم في بيئات شديدة التآكل، بما في ذلك أنظمة المعالجة الكيميائية ومكافحة التلوث.
• مونيلالمونيل، وهو سبيكة من النيكل والنحاس، يتميز بمقاومة جيدة لمياه البحر وحمض الهيدروفلوريك وحمض الكبريتيك. يُستخدم في التطبيقات البحرية، ومعالجة الأحماض، والصناعات الغذائية والدوائية.

النحاس والبرونز

النحاس الأصفر والبرونز سبائك نحاسية تتميز بمتانة متوسطة، وقابلية تشكيل جيدة، ومقاومة لبعض البيئات التآكلية. النحاس الأصفر، وهو سبيكة من النحاس والزنك، معروف بقابليته للتشغيل الآلي ومقاومته للتآكل الجوي. أما البرونز، المكون عادةً من النحاس والقصدير، فيتميز بمتانة ومقاومة تآكل أعلى مقارنةً بالنحاس الأصفر. تُستخدم هذه المواد غالبًا في تطبيقات أقل تطلبًا أو لأغراض زخرفية.

البريليوم النحاس

نحاس البريليوم سبيكة نحاسية تحتوي على كمية صغيرة من البريليوم، مما يعزز متانتها ومقاومتها للتآكل وتوصيلها الكهربائي بشكل كبير. تُستخدم هذه المادة في المنافخ التي تتطلب مقاومة عالية للتعب، وموصلية حرارية جيدة، ومقاومة للتآكل في البيئات المعتدلة. تُستخدم منافخ نحاس البريليوم بكثرة في التطبيقات الكهربائية والإلكترونية، وكذلك في الأجهزة الدقيقة.

التيتانيوم

يشتهر التيتانيوم وسبائكه بنسبة قوته إلى وزنه الاستثنائية، ومقاومته للتآكل، وتوافقه الحيوي. ويُستخدم في صناعة المنافخ في التطبيقات الفضائية والطبية والبحرية.

الامونيوم

تتميز سبائك الألومنيوم، مثل 5052 و6061، بخفة وزنها وقابليتها للتشكيل الجيد ومتانتها المتوسطة. وتُستخدم منافخ الألومنيوم بكثرة في أنظمة عوادم السيارات، ومعدات التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، والتركيبات الميكانيكية خفيفة الوزن.

مواد المنفاخ غير المعدنية

البولي يوريثين

البولي يوريثان بوليمر متعدد الاستخدامات، معروف بمقاومته الفائقة للتآكل، وقوة تحمله للتمزق، ومرونته. يتحمل التعرض لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية والزيوت والمذيبات. تُعد منافخ البولي يوريثان مثالية للتطبيقات التي تتطلب مرونة ومتانة عالية، مثل أغطية الغبار، والأحذية الواقية، وأختام الآلات.

PVC

كلوريد البولي فينيل (PVC) هو بوليمر حراري بلاستيكي يتميز بمقاومته الكيميائية العالية، ومقاومته للهب، وخصائصه العازلة. تُستخدم منافخ PVC بشكل شائع في أنظمة الأنابيب والقنوات، بالإضافة إلى الأغطية الواقية للآلات. وهي توفر حلاً اقتصاديًا للتطبيقات التي تتطلب مرونة ومتانة متوسطة.

نايلون مطلي بالنيوبرين

توفر منفاخات النايلون المطلية بالنيوبرين مزيجًا من المرونة والقوة والمقاومة الكيميائية. يوفر نسيج النايلون قوة شد عالية، بينما يعزز طلاء النيوبرين المقاومة الكيميائية ومقاومة العوامل الجوية. تُستخدم هذه المنافخ بشكل شائع في التطبيقات الخارجية، مثل الأغطية الواقية لمعدات البناء ومنافذ السفن.

النايلون المغطى بالهيبالون

تتميز منفاخات النايلون المطلية بالهيبالون بمقاومة فائقة للمواد الكيميائية والأوزون والأشعة فوق البنفسجية مقارنةً بالنايلون المطلي بالنيوبرين. كما يوفر طلاء الهيبالون متانة ومقاومة ممتازة للعوامل الجوية، مما يجعلها مثالية للبيئات الخارجية القاسية. وتشمل التطبيقات الشائعة الأغطية الواقية للآلات والمعدات الصناعية المعرضة لأشعة الشمس والأوزون.

الألياف الزجاجية مع الطلاءات

تتميز منفاخات الألياف الزجاجية، ذات الطلاءات المتنوعة، بقوة عالية ومقاومة عالية للحرارة وخصائص عزل. يوفر نسيج الألياف الزجاجية قوة شد ممتازة وثباتًا أبعاديًا، بينما تعزز الطلاءات المقاومة الكيميائية ومقاومة العوامل الجوية. تشمل الطلاءات الشائعة السيليكون، ومادة PTFE، والنيوبرين. تُعد منفاخات الألياف الزجاجية مناسبة تمامًا للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، مثل أنظمة العادم وفواصل التمدد الحراري.