ساخت کوره آزمایشگاهی

در زمینه‌ی تحقیقات علمی و آزمایش‌های صنعتی، کوره‌های آزمایشگاهی ابزارهای بسیار اساسی و حیاتی محسوب می‌شوند. این دستگاه‌ها نقش مهمی در انجام آزمایش‌ها، سنتز مواد، تصفیه ترکیبات، و ایجاد شرایط حرارتی خاص برای مطالعات علمی دارند. 
کوره‌های آزمایشگاهی، در محیط‌های علمی، پژوهشی، و صنعتی برای تولید، تصفیه، و آزمایش مواد مورد استفاده قرار می‌گیرند. با توجه به انواع گسترده‌ای از آزمایشات و تحقیقات انجام شده در این زمینه‌ها، نیاز به کوره‌هایی با ویژگی‌ها و قابلیت‌های مختلف احساس می‌شود.
ساخت کوره آزمایشگاهی نیز به عنوان یک فرآیند پیچیده و فنی مطرح است. از مواد اولیه تا طراحی دقیق و اجزای داخلی، هر جزئی از ساخت یک کوره آزمایشگاهی نیازمند دقت و دانش فنی است. 

کوره آزمایشگاهی و انواع آن 

کوره‌ها به دلیل نیاز به دمای خاص برای تست نمونه‌ها و سمپل‌ها در آزمایشگاه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
آزمایشگاه، یک محیط منظم و سازماندهی شده است که برای اجرای تست‌ها و آزمایش‌های مختلف بر روی نمونه‌های مختلف کالاها استفاده می‌شود. در این محیط، کیفیت و استانداردهای مرتبط با آزمایشات بررسی می‌شود و نتایج به¬دست آمده از طریق مراحل تست، نمره قبولی یا عدم قبولی را برای نمونه‌ها تعیین می‌کنند.
با توجه به نیاز به آزمایش در دمای 900 درجه و استفاده از قطعات کوچک در آزمایشگاه‌ها، کوره‌ها با ابعاد مناسب برای آزمایشگاه‌ها طراحی و تولید می‌شوند، که علاوه بر ایجاد دمای مورد نیاز، ابعاد کوچک آنها امکان قرارگیری و تست نمونه‌ها را فراهم می‌کند.

کوره مافلی یا کوره الکتریکی

در کوره‌های مافلی، مافل‌ها شامل یک جداره نازک دیرگداز سیلیکون کاربیدی هستند و المنت‌ها در محفظه‌های عایقی قرار می‌گیرند تا با شعله مستقیم در تماس نباشند. این جداره‌ها هدایت حرارتی خوبی دارند و به روش‌های صفحه‌ای و لوله‌ای در ساختمان کوره استفاده می‌شوند. با‌این‌حال، در کوره‌های مافلی، کف کوره معمولا گرم‌تر از قسمت‌های دیگر است.
اجزا تشکیل‌دهنده کوره مافلی شامل محدوده دمایی مشخص، المنت‌های حرارتی که می‌توانند از آلومینیوم و یا کاربید سیلیکون باشند، منطقه گرمایش که از تخته فیبر سرامیکی یا تخته زیرکونیوم سرامیکی ساخته شده و به‌عنوان عایق مورد استفاده قرار می‌گیرد، و کنترل‌کننده دما که از انواع دیجیتال با کنترل‌کننده‌های PID استفاده می‌شود.

کوره لولهای

کوره لوله‌ای نوعی کوره آزمایشگاهی است که برای انجام آزمایش‌های مختلف در آزمایشگاه‌ها استفاده می‌شود. این کوره‌ها از یک محفظه استوانه‌ای شکل تشکیل شده‌اند که در داخل آن کویل‌های گرمایشی قرار‌گرفته‌اند.
کوره‌های لوله‌ای در محدوده‌های دمایی مختلفی تولید می‌شوند. دمای حداکثری کوره‌های لوله‌ای معمولا بین ۵۰۰ تا ۱۱۰۰ درجه سانتیگراد است.
کوره‌های لوله‌ای در آزمایشگاه‌های مختلف برای کاربردهای مختلفی استفاده می‌شوند. از‌جمله کاربردهای کوره‌های لوله‌ای می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
•    سنتز مواد شیمیایی
•    تصفیه ترکیبات معدنی
•    سنتز مواد آلی
•    خشک کردن و استریل کردن
•    آزمایشهای فیزیکی

کوره خلاء آزمایشگاهی

کوره وکیوم نوعی کوره آزمایشگاهی است که در آن مواد تحت شرایط خلاء و حرارت بالا قرار می‌گیرند. حرارت‌دهی
در شرایط خلاء باعث حذف اکسیژن و نیتروژن می¬گردد. به¬علاوه عدم حضور هوا سبب ممانعت از انتقال حرارت به روش همرفتی می¬شود. پس از ایجاد خلاء و با توجه به نوع فرآیند گاز مناسب به روند فرآیند تزریق می¬گردد.
به¬عنوان مثال، در فرایند کربونیزه‌کردن با تزریق فشار جزیی از گاز استیلن به محفظه، باعث کربونیزه شدن سطح مواد تحت عملیات حرارتی می‌شود. با تزریق گازی بی‌اثر مانند آرگون، مواد تحت عملیات حرارتی را به دماهای پایین‌تر از تغییرات متالوژیک (زیر ۲۰۰ درجه سانتیگراد) می‌برند که باعث خنک‌شدن قطعات و کوره می‌شود.

طراحی و ساخت کوره آزمایشگاهی

طراحی و ساخت کوره فرآیندی چند مرحله‌ای است که ابتدا با طراحی آغاز می‌شود. طراحی کوره شامل مشخص کردن حجم و دمای آن است.
حجم تعیین می‌کند که چه مقدار ماده در داخل کوره قرار می‌گیرد. دما نیز تعیین می‌کند که کوره برای چه کاربردهایی استفاده می‌شود.
پس از طراحی، مواد مورد نیاز برای ساخت فراهم می‌شوند. مواد مورد نیاز برای ساخت کوره آزمایشگاهی عبارتند از:
•    محفظه داخلی: محفظه داخلی از جنس آجر نسوز، سیمان نسوز و پنبه نسوز ساخته میشود. این محفظه برای جلوگیری از اتلاف حرارت و آلودگی مواد در معرض گرما، عایق کاری شده است.
•    المنتهای گرمایشی: المنتهای گرمایشی از جنس فلزی مانند آلومینیوم یا فولاد ساخته میشوند. این المنتها با استفاده از برق، گرما تولید میکنند.
•    ترموستات: ترموستات وظیفه تنظیم دمای کوره را بر عهده دارد.
•    ترمومتر: ترمومتر دمای کوره را نشان میدهد.
•    تایمر: تایمر زمان گرم شدن و سرد شدن کوره را کنترل میکند.
در مرحله بعد، مونتاژ کوره انجام می‌شود. مونتاژ کوره شامل مراحل زیر است:
•    ساخت محفظه داخلی: محفظه داخلی کوره آزمایشگاهی از ورق فلزی ساخته میشود. سپس، محفظه داخلی با مواد عایق کاری مانند آجر نسوز، سیمان نسوز و پنبه نسوز، پوشانده میشود.
•    نصب المنتهای گرمایشی: المنتهای گرمایشی در اطراف محفظه داخلی کوره نصب میشوند.
•    نصب ترموستات، ترمومتر و تایمر: ترموستات، ترمومتر و تایمر در قسمت جلویی یا بالای کوره نصب میشوند.
•    در نهایت، کوره آزمایش می‌شود تا عملکرد آن بررسی شود. آزمایش این دستگاه شامل مراحل زیر است:
•    افزایش دمای کوره: دستگاه تا دمای مورد نظر، گرم میشود.
•    پایداری دمای کوره: پس از رسیدن کوره به دمای مورد نظر، پایداری دمای کوره بررسی میشود.
•    کاهش دمای کوره: کوره آزمایشگاهی تا دمای محیط، سرد میشود.

مواد و مصالح ساخت کوره الکتریکی

مصالح و مواد مورد استفاده در ساخت کوره با توجه به کاربرد آن انتخاب می‌شوند. برای ساخت کوره‌های سبک و با حجم کمتر، از آجر سبک، پنبه‌های سرامیکی و برد سرامیکی استفاده می‌شود. این مواد سبک‌وزن هستند و عایق حرارتی خوبی دارند.
برای ساخت کوره‌های با حجم زیاد و دمای کاربردی بالاتر از ۱۱۰۰ درجه، از آجرهای دما بالا استفاده می‌شود. این آجرها از جنس مواد نسوز هستند و می‌توانند در دماهای بالا مقاومت کنند. همچنین، در ساخت این کوره‌ها، ضخامت عایق بیشتر در نظر گرفته می‌شود تا از اتلاف حرارت جلوگیری شود.
فریم‌های فلزی کوره‌ها معمولاً از فولاد یا ورق روغنی ساخته می‌شوند. فولاد یک ماده مقاوم است که می‌تواند در برابر دماهای بالا مقاومت کند. ورق روغنی نیز یک ماده عایق حرارتی است که از اتلاف حرارت از بدنه کوره جلوگیری می‌کند.
هرچقدر حجم کوره بیشتر باشد، از پروفیل‌های فلزی قوی‌تری استفاده می‌شود. این امر به دلیل افزایش وزن کوره و نیاز به استحکام بیشتر است.
برای ساخت ریل کف کوره نیز از ناودانی و تیر آهن با قطر کم استفاده می‌شود. این مواد استحکام کافی برای تحمل وزن کوره و نمونه‌های آزمایشگاهی را دارند.

ساخت کوره های آزمایشگاهی چگونه است؟

کوره‌های آزمایشگاهی معمولا حجم کوچکی دارند و از ورق فولادی با ضخامت ۱ تا ۲ میلی‌متر ساخته می‌شوند. این ورق‌ها پس از برش لیزری، خم کاری و شکل‌دهی، با رنگ استاتیک پوشش داده می‌شوند.
در ساخت کوره‌های آزمایشگاهی، معمولا سیستم کنترل و تغذیه برق نیز به‌عنوان بخشی از شاسی کوره در نظر گرفته می‌شود. این سیستم معمولا در قسمت زیرین یا کنار شاسی قرار می‌گیرد.
برای جلوگیری از گرم شدن سیستم کنترل و مدار تغذیه برق، لازم است کمی فاصله هوایی بین این سیستم و سایر اجزای کوره وجود داشته باشد.

طراحی کوره های صنعتی

کوره‌های صنعتی معمولا حجم و دمای بالاتری نسبت به کوره‌های آزمایشگاهی دارند. به همین دلیل، سیستم کنترل این کوره‌ها معمولا در یک جعبه جداگانه قرار می‌گیرد. این جعبه معمولا در کنار کوره، روی دیوار یا پایه نصب می‌شود. در این جعبه، فیوزها، آمپرسنج و سایر دستگاه‌های اندازه‌گیری دقیق قرار می‌گیرند.
مهم‌ترین ویژگی یک کوره آزمایشگاهی، دقت دمادهی آن است. کوره‌های آزمایشگاهی باید بتوانند دما را با دقت بالا و پایداری مناسبی تنظیم کنند.

طراحی و ساخت کوره 1500 درجه

برای ساخت کوره‌های با دمای بالاتر از ۱۲۰۰ درجه، نیاز به عایق‌های بادوام با تحمل حرارتی بالا است. در انتخاب این عایق‌ها باید به مواردی مانند تحمل دمایی، مقاومت سایشی، نفوذ آب، مقاومت در برابر تجزیه شدن، کارایی حرارتی، وزن کلی سیستم و مهمتر از همه میزان آسیب رسانی به سلامتی و محیط زیست توجه کرد.
فریم‌های کوره‌های آزمایشگاهی ۱۵۰۰ درجه باید علاوه بر محافظت از قسمت حرارتی کوره، دوجداره باشند تا گرمای کمتری به قسمت‌های بیرونی دستگاه منتقل شود. این امر برای جلوگیری از آسیب به کاربران کوره ضروری است.
کوره‌های آزمایشگاهی ۱۵۰۰ درجه باید به یک میز و کابینت مخصوص مجهز باشند. این میز و کابینت باید محلی برای قرار دادن لوازم مخصوص کوره مانند دستکش، انبر، عینک و لوازم اپراتور باشد. همچنین، می‌توان بوته‌های جای نمونه و نمونه‌های آزمایش شده را در این محل قرار داد.
محفظه حرارتی داخلی کوره‌های ۱۵۰۰ درجه ممکن است از نظر ابعاد بزرگتر از درب ورودی باشد. دلیل این امر این است که در هنگام باز کردن درب کوره، حرارت کمتری از آن خارج شود و افت دمایی کمتری رخ دهد.

سخن آخر

ساخت کوره آزمایشگاهی یک فرآیندی است که نیازمند دقت، دانش فنی، و استفاده از مواد با کیفیت است. در پایان فرآیند ساخت کوره آزمایشگاهی، اطمینان از عملکرد صحیح و پایدار کوره ضروری است تا نتایج آزمایش‌ها و تست‌ها به درستی ارائه شوند.
به منظور تضمین عملکرد بهینه، تست‌های دقیقی بر روی کوره انجام می‌شود تا اطمینان حاصل شود که دماها و کنترل‌های دیگر به درستی کار می‌کنند و هیچ نقصی در سیستم وجود ندارد.
با توجه به اهمیت کوره در آزمایشگاه، نگهداری و نگهداری منظم از آن ضروری است تا عمر مفید آن به حداکثر برسد و از نظر فنی و ایمنی همواره در وضعیت ایده‌آل قرار داشته باشد.
کوره های آزمایشگاهی و صنعتی ساخت ایران با برند آترا با دما و ظرفیت های متنوع گزینه مناسبی برای آزمایشگاه ها و صنایع متفاوت می باشد که کلیه دستگاه ها شامل یک سال گارانتی و ده سال خدمات پس از فروش می باشند.
شرکت آرکا راد تجارت ARTECO نماینده انحصاری فروش آون و کوره های آزمایشگاهی و نیمه صنعتی آترا در کشور میباشد که از طریق شماره تلفن 02144032040 و فضای مجازی 09397121210 در دسترس می باشد.

سوالات آخر

1. چه مصالحی برای ساخت کوره آزمایشگاهی استفاده می‌شود؟
   موادی مانند فولاد ضدزنگ، کرومیم، آلومینیوم، سیلیکون کارباید، و سرامیک برای ساخت کوره آزمایشگاهی استفاده می‌شود.

2. آیا ساخت کوره‌های آزمایشگاهی باید به استانداردهای خاصی تطابق داشته باشند؟
   بله، کوره‌های آزمایشگاهی باید با استانداردهای مربوطه مانند استانداردهای ایمنی و کیفیت سازگاری داشته باشند.

3. آیا کوره آزمایشگاهی نیاز به نگهداری دارد؟
   بله، کوره آزمایشگاهی نیاز به نگهداری دوره‌ای و عملیات نگهداری و تمیزکاری دارد تا عمر مفید و بهره‌وری آن حفظ شود.

4. آیا کوره آزمایشگاهی قابلیت کنترل دما و زمان را دارد؟
   بله، بیشتر کوره‌های آزمایشگاهی دارای قابلیت کنترل دما و زمان هستند که این امکان را برای کاربر فراهم می‌کند.