Соединение передовых технологий и эталонов качества в изготовлении радиаторов отопления

Необходимая информация о радиаторах из алюминия и биметалла

По назначению, радиатор – это агрегат, с помощью которого обогревается определенное пространство внутри какого-либо помещения. По конструкции, как правило он состоит из нескольких секций, в каждой из них обращается теплоноситель. По методу производства, специальный сплав алюминия разливается по формам. Эти формы сделаны в виде секций, которые позднее соединяются в единую систему. Никакой трудности в 21 веке в изготовлении радиатора отопления из алюминия возникнуть не должно. Почему казалось бы такой «бытовой» прибор как радиатор отопления, специалисты все-таки относят к высокотехнологичной продукции?

О тонкостях изготовления алюминиевых и биметаллических радиаторов нам расскажут лучшие эксперты в производстве этой продукции и научные консультанты сообщества отрасли отопительных приборов.

Основные виды и особенности современных радиаторов отопления

Всего существует 3 вида радиаторов из алюминия: литые, экструзионные и комбинированные. Для каждого вида есть свои нюансы производства.

Литые радиаторы состоят из цельных вылитых секций сделанных под высоким давлением, при этом каждая такая секция формируется в пресс-форме. Потом они соединяются в единый радиатор с помощью специальных ниппелей. Для герметизации межсекционных стыков используют прокладки из графита или паронита, высокотемпературного силикона или других материалов.

Цельные экструзионные радиаторы изготавливаются из алюминиевых прессованных профилей. По названию видно, что такие профили делаются методом экструзии: сплав алюминия продавливается через формы, после чего все отдельные элементы соединяются между собой с помощью сварки. Такие радиаторы по своей конструкции являются неразборными.

Комбинированные алюминиевые радиаторы сочетают в себе свойства перечисленных выше литых и экструзионных радиаторов. Секции изготавливаются из прессованного профиля, а элементы горизонтальных коллекторов - методом литья под давлением.

Существует также и еще один вид, который обеспечивает стабильное функционирование в условиях высокого рабочего давления — это биметаллические радиаторы. Отличие от цельноалюминиевых заключается в наличии закладного элемента – стального коллектора. Секции такого вида радиатора для центрального отопления состоят из стального сердечника в виде тонкостенных стальных труб (канал для прохода теплоносителя) с наружным оребрением из алюминиевого сплава, выполняющим функцию теплоотдачи. Сделано это для того, чтобы теплоноситель (вода) проходил по коллектору без соприкосновения с алюминием.

При производстве радиаторов в первую очередь ориентируются на требования соответствия ГОСТ 31311-2015 «Приборы отопительные. Общие технические условия»[1].

Самый важный показатель безопасности – статическая прочность, она обеспечивается за счет:

- применения высококачественных алюминиевых чушек;

- использования современных печей плавления и соблюдения технологии приготовления расплава;

- функционирования современных литейных машин и фиксированных режимов литья;

- применения пресс-форм специальной конструкции, обеспечивающей охлаждение и удаление газов;

- наличия лаборатории спектрального анализа для входного контроля сырья и качества расплава;

- работы квалифицированного персонала (в том числе технологов и операторов литейных машин).

В соответствии с ГОСТ Р 53583-2009 «Приборы отопительные. Методы испытаний» [2] в специализированных лабораториях, обладающих необходимым оборудованием для измерения теплоотдачи, прочности и герметичности, проводят необходимые испытания, подтверждающие заявленные производителем потребительские свойства радиатора.

Следует отметить, что обязательная сертификация радиаторов отопления на данный момент отсутствует, поэтому все требования ГОСТ 31311-2005 являются для производителей радиаторов «правилами хорошего тона». Они соблюдаются добросовестными предприятиями-изготовителями на добровольной основе.

Все ли сплавы идентичны?

В ГОСТ 31311-2005 указано, что литые алюминиевые радиаторы должны изготавливаться из сплавов алюминия, обеспечивающих требуемые технологические и конструкционные параметры отливок.

Химический состав сплава алюминия значительно сказывается на теплофизических  и технологических свойствах радиатора. В соответствии с ГОСТ сплав материала шихтуется (формируется) различными добавками для достижения необходимого состава.

Сопряжение производства с технологией играет важную роль. На конкретном производстве должны придерживаться конкретной технологии, разработанной и существующей именно там. Одним из главных факторов, влияющим на качество конечного продукта, является правильное проектирование системы каналов и полостей в пресс-форме, так как алюминиевые сплавы подвержены очень сильному окислению.

Принципиально основа алюминия одна и та же, отличается только количеством компонентов в сплаве. Отдельно взятое производство подбирает определенный сплав под конкретные задачи. В зависимости от выпускаемых моделей радиаторов, химические элементы материала позволяют достигать нужных физико-механических свойств конечного продукта.

Специально под такие задачи на хороших заводах-изготовителях имеется возможность варьировать примеси, добавляемые в сплав алюминия. В первую очередь такими является кремний, повышение содержания которого помогает улучшить литейные свойства сплава, придать ему большую жидкотекучесть. Благодаря этому свойству у изготовителей появляется возможность отлить радиатор с более тонкой шириной ребер. Как результат — уменьшается масса радиатора (площадь поверхности не меняется, но количество используемого материала на изготовление уходит меньше). Однако стоит учитывать, что при такой процедуре уменьшится и теплоотдача.

Какие нормы должны быть предусмотрены при приготовлении расплавов? Это дегазация, контроль температуры расплава и его химического состава.

Какие дефекты могут возникнуть при расплаве чушек и литье готовых изделий (повлияющие на качество продукта и его прочность)? Это:

- поры, насыщение воздухом,

- включения,

- поверхностные дефекты,

- низкая прочность и пластичность,

- раковины, усадка и некоторые другие.

Контроль за какими параметрами должен осуществляться? Для литых радиаторов — это контроль толщины стенок, а при производстве биметаллических — контроль позиционирования закладного элемента.

Технические характеристики радиатора

В первую очередь судить о хорошем качестве радиатора нужно по номинальному тепловому потоку (тепловой отдаче). Тепловой поток  - это мощность тепловой энергии, исходящей от нагревательного прибора. Еще о качестве свидетельствует такая характеристика, как рабочее давление. Рабочее давление – это максимальное избыточное давление в отопительной системе, которое способна выдержать конструкция радиатора.

По ГОСТу 31311-2005, радиаторы должны быть настолько прочными и герметичными, чтобы выдерживать пробное давление, в полтора раза превышающее максимальное рабочее. При этом давление разрушения для литых радиаторов должно превышать максимальное рабочее не менее чем в три раза. Также нормы допустимого отклонения фактического значения существуют и по теплоотдаче.  Устанавливаются они по результатам проведения испытаний. Значение, заявленное изготовителем на упаковке и в сопроводительной документации (в техническом паспорте прибора) должно находиться в пределах от -4% до +5%.

Необходимо помимо этого учитывать ряд факторов, влияющих на значение теплоотдачи отопительного прибора. По данным многолетних исследований лаборатории M.R.T. Миланского политехнического университета (Politecnico di Milano), а также ведущих российских испытательных лабораторий отопительных приборов НИИ сантехники и Витатерм выявилась определенная зависимость тепловой мощности радиатора от материала, формы, толщины, технологии обработки поверхности, и от параметров циркуляции теплоносителя внутри изделия.

Качество и его контроль

Так как отопительные радиаторы в подавляющем большинстве располагаются в жилых и общественных помещениях, другими словами находятся в непосредственной близости от людей, то в связи с этим обстоятельством к их безопасности и качеству должны предъявляться единые нормативно установленные требования.

Еще на этапе изготовления самими производителями осуществляется доскональная проверка качества радиаторов отопления. Контроль на производстве многофакторный  и многоступенчатый.

Первая ступень контроля — контроль качества входит в служебные обязанности  персонала: то есть и у рабочего, и у мастера, и у начальника смены одна из основных мотиваций – именно выпуск качественной продукции.

Вторая ступень контроля – это технологическая служба, которая занимается разработкой технологии производства по каждой производственной операции и заботится о соблюдении утвержденных технологических карт.

Третья степень контроля – специальная служба качества, которая осуществляет непосредственный контроль на каждой стадии производства, а также полный входной контроль материала, из которого будут производиться изделия (спектрографический контроль): выплавить металл хорошего качества без оперативной проверки соответствия химическому составу сплава просто невозможно. Такая проверка по нормам  осуществляется в лабораториях спектрального анализа.

Кроме того, служба качества должна быть оснащена оборудованием для осуществления проверки геометрических размеров секций, толщины стенок, качества резьбы, а также для проверки на герметичность и прочность секций и радиаторов в целом.

В Европе в свою очередь опыт контроля качества производства радиаторов, традиционно перенимается у Италии, как стоящей во главе списка, выпускающего первоклассные отопительные приборы. Европейский изготовитель обязан осуществлять заводской производственный контроль (FPC) для обеспечения соответствия реализуемой продукции основным параметрам Декларации о рабочих характеристиках (DoP) (аналог нашего российского паспорта отопительного прибора). Такая система производственного контроля обеспечивает достижение отличного качества и требуемых технических характеристик продукции на высшем уровне.

Из всего можно заключить, что для производства алюминиевых или биметаллических радиаторов высокого качества, изготовителю необходимо иметь глубокие знания, умения и навыки в широких областях машиностроения, металлургии и металлообработки, надежное современное оборудование и высококвалифицированный персонал.

А параллельно осуществляя строгий контроль качества и соблюдая требования безопасности, можно произвести надежный и энергоэффективный радиатор отопления. При этом очевидно, что, только следуя государственным стандартам, может быть достигнут высокий результат.

Статья была подготовлена специалистами АПРО.

Благодарим за помощь в подготовке данной статьи:

Джанлуиджи Аричи, заместителя председателя Ассоциации производителей оборудования и компонентов для отопительных систем Assotermica;

- Ренцо Маркези, руководителя лаборатории по исследованиям теплотехники M.R.T. (Misure Ricerche Termotecniche) Миланского политехнического университета;

- Клаудио Тарини, лаборатория по исследованиям теплотехники M.R.T. (Misure Ricerche Termotecniche) Миланского политехнического университета;

- Виталия Сасина, генерального директора испытательной лаборатории «Витатерм»;

- Василия Громова, профессора МАН, ученого секретаря НИИ сантехники;

- Германа Бершидского, заместителя генерального директора НИИ сантехники по науке;

- Николая Саливончика, заместителя генерального директора крупнейшего белорусского производства алюминиевых радиаторов;

- Петра Смирнова, директора по стратегическому развитию Промышленной группы Royal Thermo - Campo Di Calore;

- Максима Торунова, заместителя начальника производства Промышленной группы Royal Thermo - Campo Di Calore.

1. Межгосударственный стандарт ГОСТ 31311-2005. Приборы отопительные. Общие технические условия. – М.: «Стандартинформ», 2006.
2. Национальный стандарт РФ ГОСТ Р 53583-2009. Приборы отопительные. Методы испытаний. – М. «Стандартинформ», 2010.

 

 

Источник: TopClimat.ru