Използваме бисквитки, за да подобрим вашето изживяване. Продължавайки да разглеждате този сайт, вие се съгласявате с използването на бисквитки. Повече информация.
Сериозното обслужване няма официална дефиниция. Може да се разглежда като отнасящо се до работни условия, при които смяната на клапана е скъпа или намалява способността на процеса.
Има глобална необходимост от намаляване на производствените разходи за процес, за да се подобри рентабилността във всички индустрии, включващи тежки условия на обслужване. Те варират от нефт и газ и нефтохимикали до производство на ядрена енергия и електроенергия, обработка на минерали и минно дело.
Дизайнерите и инженерите работят, за да постигнат това по различни начини. Най-подходящият подход е да се увеличи времето за работа и ефективността чрез ефективен контрол на параметрите на процеса, като ефективно спиране и оптимизиран контрол на потока.
Оптимизирането на безопасността също играе жизненоважна роля, тъй като по-малкото замени могат да доведат до по-безопасна производствена среда. Освен това компанията се опитва да сведе до минимум инвентара на оборудване, включително помпи и клапани, както и необходимото боравене. В същото време собствениците на съоръжения очакват огромен оборот на техните активи. В резултат на това увеличеният капацитет за обработка води до по-малко (но с по-голям диаметър) тръби и оборудване за същия продуктов поток и по-малко измервателни уреди.
Това предполага, че в допълнение към необходимостта да бъдат по-големи за по-широки диаметри на тръбите, отделните компоненти на системата трябва да издържат на продължително излагане на тежки среди, за да се намали нуждата от поддръжка и подмяна по време на експлоатация.
Компонентите, включително клапани и топки, трябва да бъдат здрави, за да отговарят на желаното приложение, но също така да осигуряват удължен експлоатационен живот. Въпреки това, основен проблем с повечето приложения е, че металните компоненти са достигнали границите на своите възможности за работа. Това предполага, че дизайнерите могат намерете алтернативи на неметалните материали, особено на керамичните материали, за взискателни сервизни приложения.
Типичните параметри, необходими за работа на компоненти при тежки условия на експлоатация, включват устойчивост на термичен шок, устойчивост на корозия, устойчивост на умора, твърдост, здравина и издръжливост.
Устойчивостта е ключов параметър, тъй като по-малко еластичните компоненти могат да се повредят катастрофално. Устойчивостта на керамичния материал се определя като устойчивост на разпространение на пукнатини. В някои случаи тя може да бъде измерена с помощта на метода на вдлъбнатина, което води до изкуствено висока стойност. -странично назъбена греда осигурява точни измервания.
Якостта е свързана с издръжливостта, но се отнася до единствената точка, в която материалът се разрушава катастрофално, когато се приложи напрежение. Обикновено се нарича „модул на разкъсване“ и се измерва чрез вземане на триточкова или четириточкова якост на огъване измерване върху тестова лента. Триточковият тест осигурява 1% по-високи стойности от четириточковия тест.
Докато твърдостта може да бъде измерена по различни скали, включително Rockwell и Vickers, скалата за микротвърдост на Vickers е много подходяща за усъвършенствани керамични материали. Твърдостта варира в зависимост от устойчивостта на износване на материала.
При вентили, които работят по цикличен начин, умората е основен проблем поради непрекъснатото отваряне и затваряне на клапана. Умората е прагът на якост, над който даден материал има тенденция да се проваля под нормалната си якост на огъване.
Устойчивостта на корозия зависи от работната среда и средата, съдържаща материала. Много усъвършенствани керамични материали превъзхождат металите в тази област, с изключение на някои базирани на цирконий материали, които „хидротермално се разграждат“, когато са изложени на пара с висока температура.
Геометрията на частта, коефициентът на топлинно разширение, топлопроводимостта, издръжливостта и здравината се влияят от термичния шок. Това е област, която насърчава висока топлопроводимост и издръжливост и следователно металните части функционират ефективно. Въпреки това напредъкът в керамичните материали сега осигуряват приемливи нива на устойчивост на термичен удар.
Усъвършенстваната керамика се използва от много години и е популярна сред инженерите по надеждност, инсталационните инженери и дизайнерите на клапани, които изискват висока производителност и стойност. В зависимост от специфичните изисквания на приложението има различни индивидуални формули, подходящи за различни индустрии. Въпреки това, четири модерни керамики са от значение в областта на клапаните за тежко обслужване и те включват силициев карбид (SiC), силициев нитрид (Si3N4), алуминиев оксид и цирконий. Материалите за клапани и сферични клапани се избират въз основа на специфични изисквания за приложение.
Има две основни форми на цирконий, използвани във вентилите, които имат същия коефициент на топлинно разширение и твърдост като стоманата. Магнезиевият частично стабилизиран цирконий (Mg-PSZ) има най-високата устойчивост на термичен шок и издръжливост, докато итриевият тетрагонален циркониев поликристален (Y-TZP) ) е по-твърд, но податлив на хидротермално разграждане.
Силициевият нитрид (Si3N4) се предлага в различни формулировки. Спеченият под налягане силициев нитрид (GPPSN) е най-често използваният материал за клапани и вентилни компоненти, предлагащ висока твърдост и здравина, отлична устойчивост на термичен удар и термична стабилност в допълнение към средната издръжливост. В допълнение, Si3N4 осигурява подходящ заместител на циркония в парни среди с висока температура, предотвратявайки хидротермалното разграждане.
Поради тесните бюджети спецификаторите могат да избират между SiC или Alumina. И двата материала имат висока твърдост, но не са по-здрави от циркониевия или силициевия нитрид. Това показва, че тези материали са много подходящи за приложения на статични компоненти като втулки и седалки на клапани, а не топки или дискове с по-висок стрес.
Усъвършенстваните керамични материали имат по-ниска издръжливост и подобна здравина от металните материали, използвани в приложения с тежки сервизни вентили, включително хромово желязо (CrFe), волфрамов карбид, Hastelloy и Stellite.
Тежките сервизни приложения включват използването на въртящи се вентили, като дроселни клапи, накрайници, плаващи сферични кранове и пружини. В такива приложения Si3N4 и цирконийът осигуряват устойчивост на термичен удар, издръжливост и здравина, за да издържат на най-суровите среди. Благодарение на твърдостта и устойчивостта на корозия на материала, експлоатационният живот на компонентите е няколко пъти по-висок от този на металните компоненти. Други предимства включват работните характеристики на вентила през целия му полезен живот, особено в области, където се поддържа способността за затваряне и контрол.
Това е илюстрирано при прилагането на 65 mm (2,6 инча) вентил kynar/RTFE топка и облицовка, изложени на 98% сярна киселина и илменит, който се превръща в пигмент титанов оксид. Агресивният характер на средата означава, че тези компоненти могат издържат до шест седмици. Въпреки това, използването на облицовка на сферичния кран (Фигура 1), произведена от Nilcra!", патентован магнезиев частично стабилизиран цирконий (Mg-PSZ), който осигурява отлична твърдост и устойчивост на корозия, осигурява тригодишно непрекъснато обслужване без никакви забележимо износване.
В линейните вентили, включително ъглови, дроселни или сферични вентили, циркониевият и силициевият нитрид са подходящи както за щепсел, така и за седло, поради естеството на „твърдото седло“ на тези продукти. По същия начин алуминиевият оксид може да се използва в някои обшивки и клетки. Висока степен на уплътняване може да се постигне чрез съпоставяне на смилащи топки върху леглото на клапана.
За втулки на клапани, включително щепсел на клапан, вход и изход или втулки на тялото, всеки от четирите основни керамични материала може да се използва в зависимост от изискванията на приложението. Високата твърдост и устойчивост на корозия на материала се оказват полезни за производителността и обслужването живот на продукта.
Вземете, например, дроселна клапа DN150, използвана в австралийска бокситна рафинерия. Високото съдържание на силициев диоксид в средата може да причини високи нива на износване на втулките на клапаните. Оригиналните втулки и дискове са направени от 28% CrFe сплав и са използвани само за 8 до 10 седмици. Въпреки това, с клапани, направени от Nilcra!" Zirconia (Фигура 2), експлоатационният живот се увеличава до 70 седмици.
Поради своята издръжливост и здравина, керамиката работи добре в повечето приложения на клапани. Въпреки това, тяхната твърдост и устойчивост на корозия са тези, които допринасят за дълголетието на клапана. Това от своя страна намалява общите разходи за жизнения цикъл чрез намаляване на времето за престой за резервни части, понижаване на оборотния капитал и инвентар, намалявайки ръчното боравене и подобрявайки безопасността чрез по-малко течове.
Използването на керамични материали във вентили за високо налягане отдавна е едно от основните притеснения, тъй като тези клапани са подложени на големи аксиални или торсионни натоварвания. Въпреки това, основните играчи в областта сега разработват дизайни на сферични клапани, за да подобрят устойчивостта на задвижващия въртящ момент.
Друго основно ограничение е размерът. Най-голямата седалка и най-голямата топка (Фигура 3), произведени от частично стабилизиран с магнезий цирконий, са съответно DN500 и DN250. Въпреки това повечето специалисти в момента предпочитат керамика за компоненти с тези размери.
Въпреки че керамичните материали вече са се доказали като подходящ избор, трябва да се следват някои прости насоки, за да се увеличи максимално тяхното представяне. Керамичните материали трябва да се използват първи само когато е необходимо да се минимизират разходите. Острите ъгли и концентрациите на напрежение трябва да се избягват както вътрешно, така и външно.
Всяко потенциално несъответствие на топлинното разширение трябва да се вземе предвид по време на фазата на проектиране. За да се намали напрежението на обръча, е необходимо керамиката да се запази отвън, а не отвътре. И накрая, необходимостта от геометрични толеранси и повърхностна обработка трябва да бъдат внимателно обмислени, тъй като те може да добави значителни и ненужни разходи.
Следвайки тези насоки и най-добри практики за избор на материали и координиране с доставчици от началото на проекта, може да се постигне идеално решение за всяко сериозно приложение за услуга.
Тази информация е извлечена от материали, прегледи и адаптации, предоставени от Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics. (28 ноември 2019 г.). Усъвършенствани керамични материали за взискателни сервизни приложения. AZOM. Изтеглено на 14 януари 2022 г. от https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.14 януари 2022 г..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Достъп до 14 януари 2022 г.).
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, достъпен на 14 януари 2022 г., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
В това интервю AZoM разговаря с Мохамед Рахаман, почетен професор по материалознание и инженерство на Университета за наука и технологии в Мисури, относно биокерамиката и потенциалната им употреба в биомедицинското инженерство.
AZoM разговаря с д-р Йоланда Дуарте и Джулиан Мура за тяхното изследване, което отчита наличието на екстремофилна флора върху фотоволтаични панели.
AZoM разговаря с професор Андреа Фраталочи от KAUST за неговото изследване, което се фокусира върху неразпознати досега аспекти на въглищата.
Неправилното прилагане на грес може да доведе до множество повреди на лагерите. Тъй като 40% от живота на лагерите не са достатъчни, за да осигурят тяхната инженерна стойност, недостатъчното смазване и свръхсмазването са ключови области за наблюдение. LUBExpert ви позволява да използвате правилния лубрикант на точното място в точното време.
Това е стандартното навито медно фолио на JX Nippon Mining & Metals с идеална гъвкавост и устойчивост на вибрации.
XRDynamic (XRD) 500 на Anton Paar е автоматизиран многофункционален прахов рентгенов дифрактометър. Това е ефективно и многофункционално XRD устройство.
Време на публикуване: 15 януари 2022 г
