Výroba vysokoteplotných textílií sa za posledných 40 až 50 rokov výrazne vyvinula. Dnes je na trhu široká ponuka riešení z umelo vyrábaných vlákien, ktoré sú v porovnaní s tradičnými surovinami používanými v minulosti veľmi bezpečné. Medzi moderné možnosti patrí sklenené vlákno, keramické vlákno, oxid kremičitý, hlina, čadič, železo, nehrdzavejúca oceľ alebo ich špecifické kombinácie. Tieto materiály majú rôzne plošné hmotnosti, hmotnosti, hustoty a vlastnosti a podľa konkrétnych požiadaviek a povrchových úprav sa spracúvajú do podoby vlny, šnúr, tkanín, návlekov, trubíc a plstí.
Tkaniny môžu byť opatrené povlakmi z PTFE, vermikulitu, grafitu, hliníkovej fólie, akrylátu, silikónu a neoprénu.
V minulosti bol však hlavnou surovinou na výrobu vysokoteplotných tkanín na celom svete azbest, používaný na protipožiarnu ochranu, zváracie deky a tepelnoizolačné aplikácie. Azbest má viacero výhodných a jedinečných vlastností a keďže sa vyskytuje v prírode, stal sa takmer univerzálnym materiálom. Zdravotné riziká však spôsobili, že dnes je už takmer úplne zastaraný.
Neustále sa vyvíjajú a zdokonaľujú nové technológie, ktoré umožňujú vznik širokej škály moderných izolačných výrobkov. Tieto moderné izolačné produkty dokážu odolávať teplotným výkyvom.
Mnohé žiaruvzdorné tkaniny možno jednoducho upraviť na zákazkové tesnenia a špeciálne izolácie. Medzi oblasti použitia patria výfukové systémy motorov a priemyselné procesné zariadenia.
Podľa požadovanej špecifikácie možno vysokoteplotné tkaniny upraviť tak, aby poskytovali vynikajúcu odolnosť proti oderu, chemikáliám, nečistotám, vetru, hluku a vibráciám.
Vďaka moderným možnostiam rezania vodným lúčom a šitia dokáže popredný výrobca premeniť plsti, deky a tkaniny na tesnenia, dilatačné spoje a izolačné riešenia. Tieto tkaniny možno šiť niťami zo sklenených priadzí alebo kevlaru. Profesionálny výrobný tím môže vyrábať aj rôzne typy laminovaných materiálov na tepelno-akustickú izoláciu.
Tieto tkaniny, ako je tkanina zo sklenených vlákien, kremičitá tkanina, textílie s akrylátovým povlakom a laminované textílie, majú množstvo užitočných aplikácií v komerčnom aj obytnom prostredí. Pozrime sa na ne bližšie.
Základné informácie o vysokoteplotných tkaninách
V posledných desaťročiach prešli vysokoteplotné tkaniny výraznými inováciami. Odkedy boli odhalené zdravotné riziká azbestu, musel priemysel tepelnej izolácie hľadať alternatívy, ktoré uspokoja rastúci dopyt po žiaruvzdorných tkaninách.
V súčasnosti sa žiaruvzdorné tkaniny vyrábajú predovšetkým zo syntetických vlákien, ktoré prekonávajú kedysi očakávanú účinnosť. Tieto žiaruvzdorné tkaniny sú dostupné v rôznych rozmeroch, pričom medzi bežné formy patria dosky, šnúry a trubice.
Vyrábajú sa rôznymi spôsobmi a zároveň sa dodávajú v rozmanitých konfiguráciách z hľadiska hrúbky a šírky. Pozrime sa, ako sa tieto tkaniny používajú.
Komerčné použitie
Vysokoteplotné vláknové izolačné systémy sa stali nepostrádateľnými vo väčšine odvetví po celom svete. Nižšie uvádzame niekoľko príkladov komerčného použitia.
Vojenské obranné aplikácie
Priemyselné izolácie
Hydraulické aplikácie
OOPP (osobné ochranné pracovné prostriedky):
Priemysel a stavebníctvo
Zdravotnícke záchranné služby a hasičský sektor
Automobilový priemysel
Letecký a kozmický priemysel
Kovospracujúci priemysel
Odevný priemysel
Izolácia vo vojenských aplikáciách
Flexibilné snímateľné a vysoko účinné izolačné deky sa používajú už od druhej svetovej vojny. Slúžili najmä na tepelnú izoláciu horúcich potrubí, častí motorov a výfukových častí na vojenských plavidlách a lodiach pobrežnej stráže.
V 70. rokoch sa Organizácia krajín vyvážajúcich ropu (OPEC) dohodla na vývoze ropy do kontinentálnych Spojených štátov. Následne začal priemyselný sektor v Spojených štátoch plánovať využitie snímateľných a opakovane použiteľných izolácií.
V tom čase väčšina komerčných prevádzok nevenovala potrubiam a vnútorným strojným zariadeniam veľkú pozornosť, pokiaľ nebolo bezprostredne ohrozené riadenie procesu alebo kvalita produktu. V súčasnosti môže mať neizolované strojné zariadenie vyžadujúce náročnú údržbu a pracujúce pri 150 °C návratnosť približne jeden rok.
Pri teplotách nad 260 °C, prípadne pri zakrytí ľahkou snímateľnou alebo opakovane použiteľnou izoláciou, sa toto obdobie skracuje na šestnásť až osemnásť týždňov. Moderné tkaniny a výrobné metódy umožňujú jednoduché opakované použitie ľahkých snímateľných diek. V procesoch s teplotami až do 760 °C ich možno použiť viackrát bez vibrácií, ktoré by zvyčajne narušili iné typy izolácie.
Tepelná izolácia
Súčasný trh ponúka vynikajúce možnosti vysokoteplotných textílií, ktoré si ľahko poradia s rôznymi úrovňami zásaditosti vo vysokoteplotných procesoch bez vibrácií alebo otrasov.
K dispozícii sú aj vylepšené varianty vysokoteplotných textílií na výrobu diek určených na úplné odhlučnenie. Flexibilné jednorazové alebo opakovane použiteľné textilné pásy sú len niektorými z aplikácií vysokoteplotných vlákien.
Izolácia horúcich vodičov a hydraulických hadíc
Vysokoteplotné pletené návleky sú vyrobené z kvalitného amorfného oxidu kremičitého, uhlíka alebo kombinácie viacerých ďalších podobných prvkov.
Tieto pletené alebo splietané materiály môžu jednoducho ponúknuť vynikajúce izolačné vlastnosti pre vysokoteplotné a vysokonapäťové vodiče aj vzduchom plnené trubice.
Izolované vodiče, potrubia a trubky sú zvyčajne umiestnené vo vnútri strojov a sú zásadné pre správnu prevádzku systému. Ak má byť zariadenie chránené pred požiarom alebo izolované od zvýšených teplôt, používajú sa na to textílie s vynikajúcimi izolačnými vlastnosťami.
Osobná ochrana a ďalšie použitie
Priemysel a stavebníctvo
Vysokoteplotné tkané textílie sa používajú v priemysle a stavebníctve. Tieto tkané textílie sa využívajú vo forme vysoko žiaruvzdorných závesov a zváracích diek, ktoré chránia obsluhu aj stroje pred iskrami alebo inými zdrojmi tepla, ktoré by mohli spôsobiť požiar.
Továrne môžu počas odstávok, opráv alebo revízií označiť určité časti prevádzky ako nebezpečné. Tieto tkaniny sa následne používajú ako tepelné bariéry na ochranu pracovníkov, ďalších zúčastnených osôb aj zariadenia.
Pri požiari tuku používa väčšina komerčných kuchýň moderné nehorľavé deky na uhasenie plameňov, pretože pridanie vody by požiar iba urýchlilo.
Pri požiari využíva mnoho kín a ďalších priestorov vysokoteplotné tkaniny ako ochranné opatrenie. Nedávny vývoj v oblasti nehorľavých závesov viedol k použitiu materiálu s PU povlakom, ktorý prepúšťa svetlo a zároveň poskytuje ochranu pred dymom.
Zdravotnícke záchranné služby a hasičský sektor
V horúcom prostredí a náročných podmienkach nosia záchranári a hasiči odevy z vysoko žiaruvzdornej vlny. Vo verejnom sektore sa dnes presadzujú špecializované umelé vlákna a zmesi so sklenenými vláknami.
Neustále sa hľadajú inovatívne spôsoby, ako pomôcť chrániť hasičov pred lesnými požiarmi, ku ktorým dochádza po celom svete.
Tkaniny, ako je bavlna, sklenené vlákno, oxid kremičitý, uhlík a plsť, sa používajú samostatne na výrobu obuvi, záster a ďalších osobných tepelne ochranných odevov pre zamestnancov.
Automobilový priemysel
Pri väčšine vozidiel používajú výrobcovia automobilov izolačné a žiaruvzdorné textílie v palivových častiach a výfukových systémoch.
Pri výkonnejších motoroch môžu turbodúchadlá a časti výfuku dosahovať 760 °C. Preto je oddelenie motora a výfukových systémov úžitkových vozidiel, ako sú nákladné súpravy, komerčné traktory a stavebné stroje (žeriavy a pod.), čoraz dôležitejšie.
Moderné pretekárske vozidlá využívajú tkaniny s vynikajúcou izoláciou ako pohodlný a odolný spôsob, ako udržať jazdca v komforte, bezpečí a chráneného počas jazdy na pretekárskej trati.
Letecký a kozmický priemysel
Letecký a kozmický priemysel používa tkaniny, ktoré odolávajú veľmi vysokým teplotám. Lietadlá využívajú izolačné deky na zaistenie bezpečnosti a ochrany všetkého vo vnútri nákladového priestoru. Na výrobu kompozitných materiálov pre lietadlá a dopravné lietadlá sa používa vysokopevnostná tkanina z uhlíkových vlákien.
Mnohé pretlakové lietadlá využívajú horúci odber vzduchu z motora na klimatizáciu, ventiláciu a riadenie ďalších funkcií. Žiaruvzdorné tkaniny poskytujú vysokú úroveň izolácie a bezpečnosti pri izolácii systémov odberu vzduchu v lietadlách vrátane odberných a odpojených potrubí, hadíc, rozvodov, častí motora a výfukov.
Kovospracujúci priemysel
Výrobcovia kovov používajú textílie s vysokoteplotnou izoláciou pre širokú škálu užitočných procesov.
Vysokoteplotné textílie sa spracúvajú na izolačné rohože, ktoré chránia pracovníkov v oceliarňach a zlievarňach pred nadmerným teplom vznikajúcim pri spracovaní tekutých kovov a v blízkosti zariadení citlivých na teplo. Tieto tkaniny sa často používajú aj pri tepelnom spracovaní a žíhaní, kde pomáhajú udržiavať stabilné a riadené chladenie.
Odevný priemysel
Vysokoteplotné textílie sa používajú vo výrobe tam, kde pracovníci potrebujú nosiť odevy s tepelne ochrannými vlastnosťami. Či už sa tieto textílie používajú na obuv, zástery alebo kompletné uniformy, výrazne znižujú horľavosť a poskytujú vynikajúcu ochranu proti vysokým teplotám. Bežné využitie týchto tkaných materiálov je v motoršporte, kde musia pretekárski jazdci a dokonca aj mechanici v boxoch nosiť tepelne ochranné kombinézy.
Horúce potrubie
Horúce potrubia sú neoddeliteľnou súčasťou výroby, či už ide o stavebníctvo, chemické spracovanie alebo dokonca lodnú dopravu. Vysokoteplotné textílie sa používajú na zakrytie potrubí, ktoré by mohli odovzdávať teplo susedným strojom, poškodiť ich alebo ovplyvniť niektoré prebiehajúce operácie. S dôrazom na bezpečnosť na pracovisku však boli zavedené tepelne odolné kryty a podobné riešenia, ktoré pomáhajú predchádzať úrazom zamestnancov a zlepšovať pracovné podmienky.
Bariéry
Vysokoteplotné textílie sa používajú na ochranu personálu pred iskrami a rozstrekom vo forme priemyselných závesov a ďalších typov bariér. Chránia aj pracovníkov pracujúcich v blízkosti strojov s vysokým tepelným výkonom, ako sú pece a motorové zariadenia.
Plsti a deky zo sklenených vlákien
Na trhu sú k dispozícii dva typy vysokoteplotných plstí a rohoží, ktoré sú nehorľavé, bezazbestové a prispôsobiteľné. Ihličkované materiály z E-skla odolávajú teplotám až 650 °C.
Často sa používajú v strojných zariadeniach, pretože E-sklo obmedzuje vibrácie. Kremičité textílie pomáhajú zabezpečiť zariadeniu dostatočnú tepelnú izoláciu a zároveň odolávajú maximálnej trvalej prevádzkovej teplote až 980 °C. Vďaka použitiu pri vysokých teplotách sú tiež dobrou voľbou pre výfukové systémy motorov.
Kompozitné materiály z kremičitých a sklenených vlákien spájajú cenovú výhodnosť sklenených vlákien s materiálovými vlastnosťami kremičitých vlákien. Použitie zahŕňa tepelnú izoláciu a podložky na uvoľnenie napätia pri procesných zariadeniach a výfukových systémoch motorov.
Keďže ide o trvácny materiál, môže pomôcť v aplikáciách, kde sú požadované jednorazové alebo opakovane použiteľné textílie. Možno doplniť popruhy, aby sa zákazkové výrobky ľahko inštalovali a demontovali.
Upravené tkaniny
Tkaniny možno upravovať aj na vysokoteplotné použitie. Tkaniny zo sklenených vlákien so silikónovým povlakom sú dobrou voľbou pre izolačné opláštenie. Okrem tepelnej odolnosti ponúkajú aj odolnosť proti oderu a vodotesné utesnenie. Tkaniny zo sklenených vlákien s PTFE povlakom sa používajú tam, kde je vyžadovaná chemická odolnosť. PTFE je plastový fluoropolymér, ktorý je chemicky inertný voči väčšine kyselín a zásad.
Medzi tepelne upravené materiály patria aj kremičité tkaniny, fólie zo sklenených vlákien a pletené rohože z nehrdzavejúcej ocele. Kremičité tkaniny vyrobené z vysoko čistých, neprašných kremičitých priadzí môžu mať užitočnú pevnosť v ťahu pri 980 °C a bod tavenia 1650 °C.
Aluminizované materiály zo sklenených vlákien poskytujú účinnú parotesnú bariéru proti vlhkosti a ďalším látkam. Tvorené sú striebornými fóliami a filmami laminovanými na materiály zo sklenených vlákien. Pletené nerezové návleky sa skladajú z malých, ale pevných drôtikov z nehrdzavejúcej ocele.
Grafitové tesnenia
Na rozdiel od iných typov tesniacich výrobkov sa mechanické vlastnosti vysokoteplotne spracovaného grafitu so zvyšujúcou sa teplotou zlepšujú. Grafit možno v sendvičovej skladbe kombinovať s ďalšími tesniacimi materiálmi (napríklad fóliami) vo viacvrstvových komponentoch a vytvárať tak zákazkové tepelné tesnenia a izolačné riešenia. Grafit je tiež flexibilný a vysoko odolný, čo sú vhodné vlastnosti pre náročné aplikácie bez plnív alebo spojív, ktoré môžu obmedzovať tesniaci výkon.
Tepelné deky
Kryty ventilácie sa skladajú zo silikónom potiahnutých dosiek zo sklenených vlákien, odolných tkanín a kevlarovej/aramidovej alebo sklenenej šnúry.
Mnohé výrobky používajú patentné gombíky, zatiaľ čo iné využívajú suchý zips ako úplne nekovové riešenie, ktoré nekoroduje. Integrované upevňovacie prvky, ktoré dodávame, sa ľahko pripevňujú a bezpečne držia na mieste, no zároveň ich možno pohodlne zložiť, keď je potrebná údržba motora.
Parné aplikácie
Energetika
Elektrárne využívajú vysokoteplotné textílie vo veľkej miere. Väčšina kondenzačných zariadení používa izolačné rohože na trubky, armatúry a zariadenia.
Parné zariadenia využívajú moderné a na mieru upravené žiaruvzdorné rohože v oblasti turbíny, aby sa zabránilo tvorbe kondenzátu. Generátory, výfukové systémy a systémy poháňané zemným plynom používajú tieto textílie tiež pre ich izolačné vlastnosti.
Potravinársky sektor
Vysokoteplotné tkaniny sa v potravinárskom priemysle používajú na izoláciu pecí a ďalších zariadení, napríklad komínov.
PTFE tkaniny sa používajú na výrobu dopravníkových pásov určených na výrobu spracovaných potravín. Špeciálne impregnované vysokoteplotné textílie z PTFE alebo teflónu sa tiež vo veľkej miere využívajú v spracovateľskom priemysle ako ochrana proti rozstreku chemikálií na ochranu produktov.
Celulózový a papierenský priemysel
Celulózový a papierenský priemysel používa vo svojich procesoch tepelne odolné textílie. Vďaka ochrane proti sálavému teplu a odolnosti voči agresívnym chemikáliám sa tkaniny zo sklenených vlákien impregnované PTFE často používajú ako kryty.
Veľké kotolne produkujú pri výrobe papiera značné množstvo pary na proces sušenia a počas procesu prinášajú aj ďalšie výhody. Snímateľné deky sa tu používajú na to, aby para počas procesu nikoho neohrozila.
Vysokoteplotné izolačné textílie
Vláknová izolácia pomohla oddeliť väčšinu najpevnejších a najzložitejších zariadení, ktoré ľudia vytvorili.
Cieľom na nadchádzajúce roky je ďalej zlepšovať vysokoteplotné vlákna tak, aby odolávali vysokým teplotám, boli chemicky odolné a bezpečné, či už ide o hodvábne vlákno, priadze zo sklenených vlákien, atlasovú väzbu, keramické tkaniny a podobne.
Čo k tomu dodať?
Vysokoteplotné textílie, ako sú tkaniny zo sklenených vlákien, keramické tkaniny vystužené drôtom, povlakované tkaniny a laminované výrobky, sú dnes veľmi žiadané. Tieto produkty ponúkajú vysokú úroveň odolnosti proti teplu, teplotným výkyvom a poruchám elektrických zariadení.
Vysokoteplotne spracované tkaniny sa používajú pri výrobe flexibilných izolačných krytov, potrubných vložiek, krycích dosiek generátorov, krytov armatúr a prírub, zváracích závesov a krytov výfukových potrubí motorov.
Vysokoteplotné tkaniny sú vhodné pre rozsah od 150 °C do 1260 °C. Mnohé sú vyrobené zo žiaruvzdorných priadzí a možno k nim pridávať rôzne prísady a povlaky.
Mnohé odvetvia využívajú tieto tkaniny pri každodenných rutinných činnostiach na ochranu strojov a personálu pred úrazmi súvisiacimi s teplom. Letecký a kozmický priemysel, obrana, zdravotníctvo, mobilná technika, priemysel nehrdzavejúcej ocele a potravinársky priemysel používajú tieto tkaniny denne na ochranu pred náhlymi poruchami elektrických zariadení a tepelným preťažením.
Tieto tkaniny možno použiť aj v odvetviach, ktoré denne využívajú nadmerné množstvo tepla na výrobu rôznych produktov. Žiaruvzdorne spracované tkaniny dokážu udržať teplo mimo chráneného priestoru a chrániť predmety vo vnútri. Sú vhodné na použitie v horúcom prostredí.
