اواپراتورها به طور گسترده در صنایعی مانند مواد شیمیایی، غذایی، دارویی و بازیافت انرژی استفاده می شوند. بنابراین، انتخاب مواد به طور مستقیم بر مقاومت در برابر خوردگی تجهیزات، راندمان انتقال حرارت، عمر مفید و ایمنی عملیاتی تأثیر می گذارد. از آنجایی که فرآیند تبخیر شامل محیطها، دماها و فشارهای مختلف است، ویژگیهای فیزیکوشیمیایی مواد مختلف، کاربرد و عملکرد آنها را تعیین میکند. انتخاب علمی یک جنبه حیاتی در طراحی و ساخت است.
فولاد کربنی یک ماده معمولی و اقتصادی با استحکام مکانیکی و ماشین کاری خوب است. برای شرایط خوردگی کم با دماها و فشارهای عملیاتی متوسط، مانند تبخیر آب تمیز یا محلولهای نمک با غلظت کم، مناسب است. با این حال، فولاد کربنی مستعد خوردگی در محیطهای اسیدی، قلیایی، یا کلریدی{4}}میباشد که برای محافظت به پوششها یا پوششها نیاز دارد. در غیر این صورت، راندمان انتقال حرارت تحت تأثیر قرار می گیرد و عمر مفید آن کوتاه می شود.
فولاد ضد زنگ، با مقاومت در برابر خوردگی عالی و عملکرد خوب در دمای بالا، به یکی از مواد اصلی برای اواپراتورها تبدیل شده است. فولادهای زنگ نزن آستنیتی مانند 304 و 316L میتوانند در برابر اکثر اسیدهای آلی، قلیاییهای ضعیف و محیطهای کلرید مقاومت کنند{4}}L، حاوی مولیبدن، حتی در برابر خوردگی حفرهای و شکافی مقاومت بیشتری دارد و معمولاً در مواد غذایی، دارویی، و در مواردی که آبشیرینزدایی آب دریا کاربردهای مهمی دارند، استفاده میشود. با این حال، فولاد ضد زنگ رسانایی حرارتی کمتری نسبت به مس و آلومینیوم دارد، که نیازمند یک مبادله{6} بین مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد انتقال حرارت در کاربردهایی با تقاضای انتقال حرارت بالا است.
مس و آلیاژهای مس دارای هدایت حرارتی عالی هستند و به طور قابل توجهی راندمان تبخیر را بهبود می بخشند. آنها برای محیطهای با دمای پایین و فشار کم با محیطهای خورنده نسبتا ضعیف، مانند تبخیرکنندهها در برخی از سیستمهای تبرید و تهویه مطبوع مناسب هستند. با این حال، مس در برابر خوردگی آمونیاک و سولفید مقاوم نیست و کاربرد آن در صنایع شیمیایی را محدود می کند و هزینه آن نسبتاً بالا است.
تیتانیوم به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی، به ویژه در محیط های حاوی یون های کلرید، اسیدهای قوی و قلیایی ها و دماهای بالا مشهور است. این ماده به طور گسترده در تبخیر آب دریا، غلظت قلیایی سوزاننده و تهیه مواد شیمیایی{1} با خلوص بالا استفاده می شود. تیتانیوم چگالی کم و استحکام بالایی دارد، اما گران است و پردازش آن دشوار است، معمولا فقط در شرایط عملیاتی خاص استفاده می شود.
مواد غیرفلزی مانند گرافیت و فلوروپلاستیکها نیز در زمینههای خاص نقش دارند. گرافیت دارای مقاومت در برابر خوردگی و رسانایی حرارتی عالی است که آن را برای محیط های خورنده با دمای بالا مناسب می کند. فلوئوروپلاستیک ها (مانند PTFE) مقاومت در برابر خوردگی عالی و سطحی صاف و مقاوم در مقیاس- ارائه می دهند، اما استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی آنها نسبتاً ضعیف است و بیشتر برای پوشش ها یا پوشش های سطح لوله مبدل حرارتی استفاده می شود.
به طور خلاصه، انتخاب مواد اواپراتور باید به طور جامع ترکیب متوسط، دما و فشار، الزامات انتقال حرارت و کارایی اقتصادی را در نظر بگیرد. با تطبیق دقیق خواص مواد با شرایط عملیاتی، تبادل حرارتی کارآمد و خدمات طولانیمدت-میتوان به دست آورد و در عین حال از عملکرد قابل اعتماد تجهیزات اطمینان حاصل کرد و پایهای محکم برای فرآیندهای مختلف تبخیر صنعتی فراهم کرد.
