Фундаментальный закон термодинамики гласит что при соприкосновении двух тел теплота всегда передается от нагретого к холодному а никак не наоборот, так как система стремится к уравновешиванию баланса и переходу в более стабильное состояние с минимальной потенциальной энергией для достижения устойчивого равновесия. На первый взглад холодильное оборудование опровергает этот незыблемый закон, так как перенос тепловой энергии в них осуществляется в обратном порядке, что проще всего понять сразу после начала работы, когда заключенный внутри герметичной камеры воздух имеет одинаковую температуру с наружным, но в процессе работы все сильнее охлаждается, а находящийся в комнате хоть и незначительно но нагревается. Однако разобравшись в нюансах в принципе действия агрегата можно убедиться, что на самом деле никакого противоречия нет. Длов в том, что охлаждение внутреннего теплоизолированного от внешней среды пространства происходит вовсе не из-за теплопередачи кинетической энергии хаотического движения молекул напрямую в нагревающуюся в итоге внутрикомнатную воздушную массу, а расходуется на испарение легкокипящей при обычных условиях жидкости. В ее качестве выступает прошедший через компрессор и сжиженный под высоким давлением газ, например аммиак или фреон, который постоянно циркулирует внутри замкнутой системы трубопровода с изменяющимся на разных сечением. Чтобы аппаратура надежно и исправно работала этот цикл должен осуществляться постоянно на протяжении всего эксплуатационного периода, поэтому никак нельзя допустить хоть малейшей утечки газообразного теплоносителя. Однако при значительном понижении температуры подавляющее большинство металлов приобретают несвойственную при обычных условиях для них хрупкость и в их толще появляются микротрещины, которых оказывается вполне достаточно для вытока хладагента наружу. Чтобы избежать такой неприятности необходимо использовать только избавленные этого изъяна материалы, примером которых может служить бесшовная нержавеющая труба из стали 08Х18Н10.
Почему бесшовная нержавеющая труба из стали 08Х18Н10 не боится глубокого холода
Обычная сталь не обладает криогенными свойствами, однако может их получить при введении в процессе плавки определенных легирующих компонентов в нужной пропорции. В частности бесшовная нержавеющая труба 08Х18Н10 имеет в составе следующие стабилизирующие добавки:
- около 18% хрома;
- 10% никеля;
- небольшие дозы меди, марганца и кремния.
Также на минимизацию хрупкости сильно влияет тщательное удаление из расплава вредных примесей, таких как сера и фосфор, вызывающих хладноломкость и красноломкость. Также принимаются меры по снижению процентного содержания углерода до значений ниже 0,8%, так как полностью избавиться от его присутствия с получением чистого железа довольно затратное занятие.