Durante o processo de projeto e fabricação de resfriadores de óleo, a escolha dos materiais determina diretamente o desempenho da troca de calor, a resistência à corrosão do óleo, a resistência estrutural e a vida útil do equipamento. Como os resfriadores de óleo precisam estar em contato contínuo com óleo lubrificante ou óleos de processo e operar sob determinadas pressões e temperaturas, seus principais componentes devem equilibrar condutividade térmica, resistência mecânica, resistência à corrosão e capacidade de fabricação para garantir controle de temperatura estável e confiável sob condições operacionais complexas.
O evaporador é o componente principal do resfriador de óleo que entra em contato direto com o óleo. Seu material deve, antes de tudo, ter excelente resistência ao óleo. Os materiais comumente usados incluem aço carbono de alta{2}}qualidade, aço inoxidável e ligas especiais. O aço carbono tem baixo custo e boa condutividade térmica, mas é propenso à corrosão em óleos com alto teor de umidade ou acidez. Portanto, ele é usado principalmente em ambientes de curto-prazo ou baixa{6}}corrosão e requer tratamento de prevenção de ferrugem na superfície. O aço inoxidável tem excelente resistência à corrosão e alta resistência, o que o torna particularmente adequado para ambientes com altas-temperaturas e{9}}umidade elevada ou ambientes com óleo contendo aditivos corrosivos. Embora sua condutividade térmica seja ligeiramente inferior à do aço carbono, essa diferença pode ser compensada pela otimização do projeto do canal de fluxo e do tratamento superficial. Para condições extremamente corrosivas, ligas à base de níquel ou titânio podem ser usadas. Esses materiais mantêm boa estabilidade em ácidos fortes, álcalis fortes e óleos-de alta temperatura, mas são mais caros e são usados principalmente em indústrias especializadas.
A escolha do material do condensador está mais preocupada com a eficiência da troca de calor e com as características do meio de resfriamento. Condensadores-resfriados a água geralmente usam tubos de cobre ou aço inoxidável. Os tubos de cobre têm excelente condutividade térmica, boa processabilidade e boa resistência à corrosão sob condições de resfriamento com água limpa ou amolecida, mas são sensíveis a água contendo cloreto-ou ácida e propensos à corrosão por picadas. Os tubos de aço inoxidável possuem resistência à corrosão ainda maior e podem ser utilizados por longos períodos em água de resfriamento com má qualidade ou impurezas, tornando-os adequados para aplicações que exigem alta durabilidade do equipamento. Condensadores-resfriados a ar geralmente usam ligas de alumínio ou cobre para as aletas e tubos. As ligas de alumínio são leves e têm boa condutividade térmica, e sua superfície geralmente é revestida com um revestimento-resistente à corrosão para melhorar a resistência à umidade e à incrustação. O cobre tem melhor resistência à oxidação em altas temperaturas, mas é relativamente mais pesado e mais caro.
O corpo e a carcaça do compressor são geralmente feitos de ferro fundido ou chapa de aço soldada. O ferro fundido tem boa absorção de choque e resistência ao desgaste, tornando-o adequado para suportar vibrações de alta-frequência durante a operação do compressor. Estruturas de placas de aço soldadas facilitam a fabricação de carcaças grandes ou de formatos especiais e podem ser combinadas com nervuras de reforço internas para aumentar a resistência. As peças móveis internas, como pistões, parafusos e caixas de rolamentos, geralmente são feitas de liga de aço de alta-qualidade e tratadas termicamente-para obter dureza e resistência ao desgaste suficientes, garantindo estabilidade dimensional e de formato sob operação em-alta{7}}velocidade e longo prazo.
O material das vedações é crucial para a confiabilidade operacional do resfriador de óleo. Borrachas resistentes a óleo-comumente usadas incluem borracha nitrílica, borracha fluorada e politetrafluoretileno (PTFE). A borracha nitrílica tem baixo custo e boa resistência a óleos minerais, tornando-a adequada para a maioria dos ambientes petrolíferos convencionais. A borracha fluorada pode ser usada por longos períodos em ambientes-de alta temperatura e em óleos contendo aditivos ou solventes, exibindo excelente resistência ao óleo e ao calor. O PTFE possui excelente inércia química, tornando-o adequado para ambientes extremamente corrosivos ou de alta-limpeza, mas sua elasticidade e resiliência de vedação precisam ser otimizadas com base na estrutura específica.
Tubulações e conectores são normalmente feitos de materiais metálicos compatíveis com o meio com o qual entram em contato, complementados com camadas protetoras de superfície apropriadas. Materiais de soldagem correspondentes devem ser usados para peças soldadas para evitar corrosão eletroquímica causada pela conexão de metais diferentes. Para peças que requerem isolamento ou proteção contra interferência eletromagnética, podem ser usados plásticos de engenharia ou materiais compósitos, mas sua resistência à temperatura e resistência mecânica devem atender às condições de operação.
No geral, a seleção dos principais materiais para resfriadores de óleo é baseada em uma consideração abrangente das propriedades do óleo, temperatura e pressão operacional, ambiente do meio de resfriamento e eficiência econômica. Ao configurar racionalmente materiais com boa condutividade térmica, alta resistência, resistência à corrosão e facilidade de processamento em diferentes componentes, os resfriadores de óleo podem alcançar troca de calor eficiente, durabilidade e operação segura em diversas aplicações industriais, fornecendo uma base sólida de material para lubrificação de equipamentos e controle de temperatura de processo.
