استاندارد ایزو 20292 یا ISO 20292:2009 روشی آزمایشگاهی برای سنجش مقاومت آجرهای نسوز متراکم در برابر مذاب کریولیت (Na₃AlF₆) اشباع از فلوئور سدیم در فرآیند تولید آلومینیوم اولیه ارائه می‌کند. این آزمون، توان تحمل نسوز دیواره‌های وان‌الکترولیز یا اسپاتول‌ها را در دمای ۹۵۰ – ۱۰۰۰ °C می‌سنجد و با مقایسه کاهش جرم یا تغییر ابعادی آجر پس از غوطه‌وری، شاخص عددی «مقاومت به کریولیت» را تعیین می‌کند.
دامنه و هدف استاندارد ایزو 20292
استاندارد ایزو 20292 برای «آجرهای نسوز متراکم حاوی آلومینا یا آلومینا-کربن» به کار می‌رود که در سلول‌های هال-هرولت حاشیه وان و کف را می‌پوشانند. هدف آن، انتخاب یا رتبه‌بندی نسوزهایی است که کمترین خوردگی را در تماس طولانی‌مدت با مذاب کریولیتِ پر فلوئور نشان می‌دهند و از نفوذ الکترولیت به آستر کربنی جلوگیری می‌کنند.
محدوده کمی
روش برای کاهش جرم ≤ 20 % طراحی شده است و می‌تواند روی نمونه‌های مکعبی 50 × 20 × 20 mm یا استوانه‌ای Ø20 × 50 mm اعمال شود.
تجهیزات و مواد اصلی
| مورد | مشخصات الزامی | منبع |
|---|---|---|
| بوته نسوز | آلومینای 99 %، حجم ≥ 250 mL | cdn.standards.iteh.ai |
| کریولیت مصنوعی | نسبت NaF/AlF₃ = 1.8 (فلوئور مازاد) | standards.iteh.ai |
| کوره الکتریکی | 960 ± 10 °C با اتمسفر خنثی یا نا‌هوازی | |
| ترازو تحلیلی | دقت 0.001 g | webstore.ansi.org |
| گیره کوارتزی | برای غوطه‌ور سازی و بیرون کشیدن نمونه | cdn.standards.iteh.ai |
روش آزمون (خلاصه گام‌ها)
- خشک‌سازی و توزین اولیه: نمونه در 110 °C به مدت 24 h خشک و وزن m₀ ثبت می‌شود.
- غوطه‌وری: آجر به کمک گیره کوارتزی در کریولیت مذاب 960 °C برای 120 min قرار می‌گیرد.
- سرد کردن و شستشو: نمونه با نیتروژن سرد و سطح آن از رسوبات نمکی پاک می‌شود.
- توزین نهایی: وزن m₁ و در صورت نیاز تغییر ابعاد اندازه‌گیری می‌شود.
- محاسبه مقاومت:
\text{Δm\,(%)}=\frac{m_0-m_1}{m_0}\times100
کاهش جرم کم‌تر نشان‌دهنده مقاومت بیش‌تر است.
معیار تفسیر نتایج
| Δm (%) | تفسیر رایج صنعت آلومینیوم |
|---|---|
| ≤ 2 % | آجر ممتاز؛ مناسب خطوط پر ظرفیت (> 500 kA) |
| 2 – 5 % | کیفیت خوب؛ برای سلول‌های تا 400 kA |
| 5 – 10 % | قابل قبول در شرایط اقتصادی یا سلول کم جریان |
| > 10 % | ریسک بالای خوردگی و نفوذ الکترولیت |
(مقادیر حدودی‌اند؛ هر تولیدکننده ممکن است حدود پذیرش داخلی متفاوت تعیین کند.)
ارتباط با سایر اسناد
| حوزه | استاندارد مرتبط | نحوه همپوشانی |
|---|---|---|
| کیفیت نسوز آلومینا | ISO 12678-1/-2 | آزمون‌های تراکم و چگالی آجر پیش از تست کریولیت |
| خوردگی شیمیایی نسوز | ISO 16200 | آزمون مذاب کلرید‌سدیم؛ برای مقایسه مقاومت چندنمکی |
| عملکرد سلول احیا | ISO 11714 | معیار کیفیت آجر آستر کربنی؛ داده Δm ورودی مدلسازی عمر کف وان است |
وضعیت انتشار و چرخه عمر
- ISO 20292:2009 نسخه جاری و فعال است؛ تاکنون بازنگری رسمی بعدی اعلام نشده است. iso.org
- نسخه‌های ملی: DIN ISO 20292:2009 (آلمان)، BS ISO 20292:2009 (بریتانیا)، GSO ISO 20292:2013 (کشورهای GCC).
کاربردهای عملی و مزایا
- کنترل کیفیت نسوز: تولیدکنندگان آجر پیش از ارسال محصول نتایج Δm را ضمیمه گواهی تحویل می‌کنند و خریداران تشخیص سریع‌تری نسبت به عمر مورد انتظار آستر پیدا می‌کنند.
- بهینه‌سازی فرمولاسیون: افزودن TiB₂ یا تغییر توزیع دانه‌بندی آلومینا برای رسیدن به Δm < 2 % بررسی می‌شود.
- پایش خط تولید آلومینیوم: داده‌های آزمون به همراه اطلاعات دمای وان و ترکیب الکترولیت در نرم‌افزارهای مدلسازی سایش کف وارد می‌شود.
جمع‌بندی استاندارد ایزو 20292
استاندارد ایزو 20292 یا ISO 20292؛ «مواد برای تولید آلومینیوم اولیه — آجرهای نسوز متراکم — تعیین مقاومت در برابر کریولیت»، معیار صنعتی یکپارچه‌ای است که به صاحبان کارگاه‌های آلومینیوم و تولیدکنندگان نسوز اجازه می‌دهد عملکرد آجر را در تماس با کریولیت اضافی فلوئور پیش-بینی و مقایسه کنند. پایبندی دقیق به شرایط آزمون (ترکیب نمک، دما، زمان و آماده‌سازی نمونه) داده‌های قابل‌مقایسه، کاهش خرابی ناگهانی دیواره و بهبود بهره‌وری سلول‌های الکترولیز را تضمین می‌کند.
مطالعه پیشنهادی: استاندارد ایزو 20242-1 چیست؟ یکپارچه‌سازی اتوماسیون صنعتی
مطالعه پیشنهادی: ناندو چیست؟ Notified Bodies و نقش آن‌ها در ارزیابی محصولات
مطالعه پیشنهادی: ثبت نام در وندور لیست شرکت نفت (AVL)
مطالعه پیشنهادی: استاندارد ایزو 21179 چیست؟ تسمه‌های نقاله سبک
