أثناء عملية التصميم والتصنيع لمبردات الزيت، فإن اختيار المواد يحدد بشكل مباشر أداء التبادل الحراري، ومقاومة تآكل الزيت، والقوة الهيكلية، وعمر الخدمة للمعدات. نظرًا لأن مبردات الزيت تحتاج إلى أن تكون على اتصال مستمر بزيت التشحيم أو زيوت المعالجة وأن تعمل تحت ضغط ودرجة حرارة معينة، فإن مكوناتها الرئيسية يجب أن توازن بين التوصيل الحراري والقوة الميكانيكية ومقاومة التآكل وقابلية التصنيع لضمان التحكم المستقر والموثوق في درجة الحرارة في ظل ظروف التشغيل المعقدة.
المبخر هو المكون الأساسي لمبرد الزيت الذي يتصل بالزيت مباشرة. يجب أن تتمتع مادتها أولاً وقبل كل شيء بمقاومة ممتازة للزيت. تشتمل المواد شائعة الاستخدام على-الفولاذ الكربوني عالي الجودة والفولاذ المقاوم للصدأ والسبائك الخاصة. الفولاذ الكربوني منخفض التكلفة وله موصلية حرارية جيدة، ولكنه عرضة للتآكل في الزيوت ذات المحتوى العالي من الرطوبة أو الحموضة. لذلك، يتم استخدامه غالبًا في بيئات التآكل-قصيرة المدى أو المنخفضة-ويتطلب معالجة لمنع الصدأ السطحي. يتمتع الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة عالية، مما يجعله مناسبًا بشكل خاص لبيئات درجات الحرارة العالية-والرطوبة العالية- أو البيئات النفطية التي تحتوي على إضافات مسببة للتآكل. على الرغم من أن الموصلية الحرارية أقل قليلاً من الفولاذ الكربوني، إلا أنه يمكن تعويض هذا الاختلاف عن طريق تحسين تصميم قناة التدفق ومعالجة السطح. في الظروف شديدة التآكل، يمكن استخدام سبائك أساسها النيكل-أو سبائك التيتانيوم. تحافظ هذه المواد على ثبات جيد في الأحماض القوية والقلويات القوية والزيوت ذات درجات الحرارة العالية-، ولكنها أكثر تكلفة وتستخدم في الغالب في الصناعات المتخصصة.
يهتم اختيار مادة المكثف أكثر بكفاءة التبادل الحراري وخصائص وسط التبريد. تستخدم المكثفات المبردة بالماء عادة أنابيب من النحاس أو الفولاذ المقاوم للصدأ. تتمتع الأنابيب النحاسية بموصلية حرارية ممتازة، وقابلية معالجة جيدة، ومقاومة جيدة للتآكل في ظل ظروف تبريد الماء النظيف أو المخفف، ولكنها حساسة للكلوريد-المحتوي على الماء أو الماء الحمضي وتكون عرضة للتآكل. تتمتع الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بمقاومة أقوى للتآكل ويمكن استخدامها لفترات طويلة في مياه التبريد ذات الجودة الرديئة أو الشوائب، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات التي تتطلب متانة عالية للمعدات. غالبًا ما تستخدم المكثفات المبردة بالهواء سبائك الألومنيوم أو النحاس للزعانف والأنابيب. تتميز سبائك الألومنيوم بخفة الوزن وتتمتع بموصلية حرارية جيدة، وغالبًا ما يتم طلاء سطحها بطبقة مقاومة للتآكل - لتحسين مقاومة الرطوبة والقاذورات. يتمتع النحاس بمقاومة أفضل للأكسدة في درجات الحرارة المرتفعة، ولكنه أثقل نسبيًا وأكثر تكلفة.
يتم تصنيع جسم الضاغط والغلاف بشكل عام من الحديد الزهر أو ألواح الصلب الملحومة. يتمتع الحديد الزهر بقدرة جيدة على امتصاص الصدمات ومقاومة التآكل، مما يجعله مناسبًا لتحمل الاهتزازات ذات التردد العالي- أثناء تشغيل الضاغط. تسهل هياكل الألواح الفولاذية الملحومة تصنيع أغلفة كبيرة أو ذات أشكال خاصة ويمكن دمجها مع أضلاع التسليح الداخلية لزيادة القوة. غالبًا ما تكون الأجزاء المتحركة الداخلية مثل المكابس، والبراغي، ومبيتات المحامل مصنوعة من سبائك فولاذية عالية الجودة-ومعالجتها بالحرارة-للحصول على صلابة كافية ومقاومة التآكل، مما يضمن ثبات الشكل والأبعاد في ظل عملية -عالية السرعة-طويلة الأمد.
تعتبر مادة الأختام أمرًا بالغ الأهمية للموثوقية التشغيلية لمبرد الزيت. تشمل المطاط المقاوم للزيت-شائع الاستخدام مطاط النتريل، ومطاط الفلور، والبولي تترافلوروإيثيلين (PTFE). مطاط النتريل منخفض التكلفة ولديه مقاومة جيدة للزيوت المعدنية، مما يجعله مناسبًا لمعظم البيئات الزيتية التقليدية. يمكن استخدام المطاط الفلوري لفترات طويلة في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة-وفي الزيوت التي تحتوي على مواد مضافة أو مذيبات، مما يوفر مقاومة ممتازة للزيت والحرارة. يمتلك PTFE خمولًا كيميائيًا ممتازًا، مما يجعله مناسبًا للبيئات شديدة التآكل أو عالية النظافة-، ولكن مرونته ومرونة الختم تحتاج إلى تحسين بناءً على الهيكل المحدد.
عادة ما تكون خطوط الأنابيب والموصلات مصنوعة من مواد معدنية متوافقة مع الوسائط التي تتلامس معها، مكملة بطبقات واقية سطحية مناسبة. يجب استخدام مواد اللحام المطابقة للأجزاء الملحومة لتجنب التآكل الكهروكيميائي الناتج عن توصيل المعادن المتباينة. بالنسبة للأجزاء التي تتطلب العزل أو الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي، يمكن استخدام المواد البلاستيكية الهندسية أو المواد المركبة، ولكن يجب أن تتوافق مقاومتها لدرجة الحرارة وقوتها الميكانيكية مع ظروف التشغيل.
بشكل عام، يعتمد اختيار المواد الرئيسية لمبردات الزيت على دراسة شاملة لخصائص الزيت، ودرجة حرارة التشغيل والضغط، وبيئة التبريد المتوسطة، والكفاءة الاقتصادية. من خلال التكوين العقلاني للمواد ذات التوصيل الحراري الجيد، والقوة العالية، ومقاومة التآكل، وسهولة المعالجة على المكونات المختلفة، يمكن لمبردات الزيت تحقيق التبادل الحراري الفعال، والمتانة، والتشغيل الآمن في التطبيقات الصناعية المتنوعة، مما يوفر أساسًا ماديًا متينًا لتزييت المعدات والتحكم في درجة حرارة العملية.
