Vi bruger cookies til at forbedre din oplevelse.Ved at fortsætte med at browse på denne side accepterer du vores brug af cookies.Mere information.
Seriøs service har ingen officiel definition. Det kan opfattes som en henvisning til driftsforhold, hvor udskiftning af ventiler er dyrt eller reducerer proceskapaciteten.
Der er et globalt behov for at reducere procesproduktionsomkostningerne for at forbedre rentabiliteten i alle industrier, der involverer barske serviceforhold. Disse spænder fra olie og gas og petrokemikalier til atom- og elproduktion, mineralforarbejdning og minedrift.
Designere og ingeniører arbejder på at opnå dette på forskellige måder. Den mest hensigtsmæssige tilgang er at øge oppetiden og effektiviteten gennem effektiv kontrol af procesparametre såsom effektiv nedlukning og optimeret flowkontrol.
Sikkerhedsoptimering spiller også en afgørende rolle, da færre udskiftninger kan føre til et sikrere produktionsmiljø. Derudover forsøger virksomheden at minimere lagerbeholdningen af udstyr, herunder pumper og ventiler, og påkrævet håndtering. Samtidig forventer anlægsejere enorm omsætning på deres aktiver. Som følge heraf resulterer den øgede forarbejdningskapacitet i færre (men større diameter) rør og udstyr til samme produktflow og færre meter.
Dette tyder på, at ud over at skulle være større for bredere rørdiametre, skal individuelle systemkomponenter modstå langvarig udsættelse for barske miljøer for at reducere behovet for vedligeholdelse og udskiftning under drift.
Komponenter, herunder ventiler og kugler, skal være robuste for at passe til den ønskede applikation, men også give forlænget levetid. Et stort problem med de fleste applikationer er imidlertid, at metalkomponenter har nået grænserne for deres ydeevne. Dette tyder på, at designere evt. finde alternativer til ikke-metalliske materialer, især keramiske materialer, til krævende serviceopgaver.
Typiske parametre, der kræves for at betjene komponenter under strenge driftsforhold, omfatter termisk stødmodstand, korrosionsbestandighed, udmattelsesbestandighed, hårdhed, styrke og sejhed.
Modstandsdygtighed er en nøgleparameter, da mindre elastiske komponenter kan svigte katastrofalt. Et keramisk materiales sejhed defineres som modstanden mod revneudbredelse. I nogle tilfælde kan den måles ved hjælp af indrykningsmetoden, hvilket resulterer i en kunstigt høj værdi.Ved brug af en enkelt -sidet kærvstråle giver nøjagtige målinger.
Styrke er relateret til sejhed, men refererer til det enkelte punkt, hvor et materiale svigter katastrofalt, når der påføres stress. Det omtales almindeligvis som "brudmodulet" og måles ved at tage en tre- eller firepunkts bøjningsstyrke måling på en teststang. Trepunktstesten giver 1 % højere værdier end firepunktstesten.
Mens hårdhed kan måles på en række forskellige skalaer, inklusive Rockwell og Vickers, er Vickers mikrohårdhedsskala velegnet til avancerede keramiske materialer. Hårdheden varierer i forhold til materialets slidstyrke.
I ventiler, der fungerer på en cyklisk måde, er træthed et stort problem på grund af den kontinuerlige åbning og lukning af ventilen. Træthed er den styrketærskel, ud over hvilken et materiale har en tendens til at svigte under sin normale bøjningsstyrke.
Korrosionsbestandighed afhænger af driftsmiljøet og mediet, der indeholder materialet. Mange avancerede keramiske materialer udkonkurrerer metaller på dette område, med undtagelse af nogle zirconiumoxidbaserede materialer, der "hydrotermisk nedbrydes", når de udsættes for højtemperaturdamp.
Delens geometri, termisk udvidelseskoefficient, termisk ledningsevne, sejhed og styrke påvirkes alle af termisk stød. Dette er et område, der fremmer høj varmeledningsevne og sejhed, og derfor fungerer metaldelene effektivt. Men fremskridt inden for keramiske materialer nu give acceptable niveauer af termisk stødmodstand.
Avanceret keramik er blevet brugt i mange år og er populært blandt pålidelighedsingeniører, anlægsingeniører og ventildesignere, som kræver høj ydeevne og værdi. Afhængigt af de specifikke applikationskrav er der forskellige individuelle formuleringer, der egner sig til forskellige industrier. Fire avancerede keramiktyper er dog af betydning inden for svære serviceventiler, og de omfatter siliciumcarbid (SiC), siliciumnitrid (Si3N4), alumina og zirconia. Ventil- og ventilkuglematerialer er udvalgt ud fra specifikke anvendelseskrav.
Der er to hovedformer for zirconia, der anvendes i ventiler, der har den samme termiske udvidelseskoefficient og stivhed som stål.Magnesia delvist stabiliseret zirconia (Mg-PSZ) har den højeste termisk stødmodstand og sejhed, mens yttria tetragonal zirconia polykrystallinsk (Y-TZP) ) er hårdere, men tilbøjelig til hydrotermisk nedbrydning.
Siliciumnitrid (Si3N4) fås i forskellige formuleringer.Gastryksintret siliciumnitrid (GPPSN) er det mest almindeligt anvendte materiale til ventiler og ventilkomponenter, der tilbyder høj hårdhed og styrke, fremragende termisk stødmodstand og termisk stabilitet foruden gennemsnitlig sejhed. Derudover giver Si3N4 en passende erstatning for zirconia i højtemperaturdampmiljøer, hvilket forhindrer hydrotermisk nedbrydning.
På grund af stramme budgetter kan specifikationerne vælge mellem SiC eller Alumina. Begge materialer har høj hårdhed, men er ikke stærkere end zirconia eller siliciumnitrid. Dette viser, at disse materialer er velegnede til statiske komponentapplikationer såsom ventilbøsninger og sæder, snarere end højere stress bolde eller skiver.
Avancerede keramiske materialer har lavere sejhed og lignende styrke end metalliske materialer, der anvendes i svære serviceventilapplikationer, herunder kromjern (CrFe), wolframcarbid, Hastelloy og Stellite.
Barske serviceapplikationer involverer brugen af roterende ventiler, såsom butterflyventiler, tappinde, flydende kugleventiler og fjedre. I sådanne applikationer giver Si3N4 og zirconia termisk stødmodstand, sejhed og styrke til at modstå de hårdeste miljøer. På grund af hårdheden og korrosionsbestandigheden af materialet er komponenternes levetid adskillige gange længere end metalkomponenters. Andre fordele omfatter ventilens ydeevnekarakteristika over dens brugstid, især i områder, hvor lukkeevne og kontrol opretholdes.
Dette er illustreret ved anvendelsen af en 65 mm (2,6 tommer) ventil kynar/RTFE kugle og liner udsat for 98 % svovlsyre og ilmenit, som bliver omdannet til titaniumoxidpigment. Mediets aggressive natur betyder, at disse komponenter kan Holder op til seks uger. Brug af kugleventilbeklædning (Figur 1) fremstillet af Nilcra!", en proprietær delvist stabiliseret zirconia (Mg-PSZ), der giver fremragende hårdhed og korrosionsbestandighed, giver dog en tre-årig uafbrudt service uden nogen sporbart slid.
I lineære ventiler, inklusive vinkel-, drossel- eller kugleventiler, er zirkoniumoxid og siliciumnitrid velegnet til både prop og sæde på grund af disse produkters "hårde sæde" karakter. Ligeledes kan aluminiumoxid bruges i nogle liners og bure. En høj grad af tætning kan opnås ved at matche slibekugler på ventilsædet.
Til ventilbøsninger, inklusive ventilprop, ind- og udløb, eller kropsbøsninger, kan et hvilket som helst af de fire vigtigste keramiske materialer bruges afhængigt af anvendelseskravene. Materialets høje hårdhed og korrosionsbestandighed viser sig at være gavnlig for ydeevnen og servicen produktets levetid.
Tag for eksempel en DN150 sommerfugleventil, der blev brugt i et australsk bauxitraffinaderi. Det høje indhold af silica i mediet kan forårsage høje niveauer af slid på ventilbøsninger. De originale foringer og skiver var lavet af 28 % CrFe-legering og blev kun brugt til 8 til 10 uger. Men med ventiler lavet af Nilcra!" Zirconia (Figur 2) øgedes levetiden til 70 uger.
På grund af deres sejhed og styrke fungerer keramik godt i de fleste ventilapplikationer. Det er dog deres hårdhed og korrosionsbestandighed, der bidrager til ventilens levetid. Dette reducerer igen de samlede livscyklusomkostninger ved at reducere nedetiden for reservedele, hvilket reducerer driftskapitalen og inventar, hvilket reducerer manuel håndtering og forbedrer sikkerheden gennem færre lækager.
Brugen af keramiske materialer i højtryksventiler har længe været en af de største bekymringer, fordi disse ventiler er udsat for høje aksiale eller torsionsbelastninger. Men store aktører på området udvikler nu ventilkugledesigns for at forbedre drivmomentets overlevelsesevne.
En anden væsentlig begrænsning er størrelsen. Det største sæde og den største kugle (Figur 3), der er fremstillet af delvist stabiliseret zirconiumoxid, er henholdsvis DN500 og DN250. De fleste specifikationer foretrækker dog i øjeblikket keramik til komponenter af disse størrelser.
Selvom keramiske materialer nu har vist sig at være et passende valg, skal nogle enkle retningslinjer følges for at maksimere deres ydeevne. Keramiske materialer bør kun bruges først, når det er nødvendigt for at minimere omkostningerne. Skarpe hjørner og spændingskoncentrationer bør undgås både internt og eksternt.
Enhver potentiel termisk ekspansionsmismatch skal overvejes under designfasen. For at reducere bøjlespændingen er det nødvendigt at holde keramikken på ydersiden, ikke indersiden. Endelig bør behovet for geometriske tolerancer og overfladebehandling overvejes nøje, da disse kan tilføje betydelige og unødvendige omkostninger.
Ved at følge disse retningslinjer og bedste praksis for valg af materialer og koordinering med leverandører fra starten af et projekt, kan der opnås en ideel løsning til enhver seriøs serviceanvendelse.
Disse oplysninger er afledt af materiale, anmeldelser og tilpasninger leveret af Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.(28. november 2019).Avancerede keramiske materialer til krævende serviceapplikationer.AZOM.Hentet 14. januar 2022 fra https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics."Avancerede keramiske materialer til hårde serviceapplikationer".AZOM.14. januar 2022..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics."Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications".AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Få adgang 14. januar 2022).
Morgan Advanced Materials – Teknisk keramik.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, tilgået 14. januar 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
I dette interview taler AZoM med Mohamed Rahaman, Missouri University of Science and Technology Professor emeritus i Materials Science and Engineering, om biokeramik og deres potentielle anvendelse i biomedicinsk teknik.
AZoM talte med Dr. Iolanda Duarte og Juliane Moura om deres forskning, som tager højde for tilstedeværelsen af ekstremofil flora på solcellepaneler.
AZoM talte med professor Andrea Fratalocchi fra KAUST om hans forskning, der fokuserer på hidtil ukendte aspekter af kul.
Forkert påføring af fedt kan føre til adskillige lejefejl. Da 40 % af lejets levetid ikke er tilstrækkelig til at give dens tekniske værdi, er undersmøring og oversmøring nøgleområder at overvåge. LUBExpert giver dig mulighed for at bruge det rigtige smøremiddel på det rigtige sted på rigtig tid.
Dette er JX Nippon Mining & Metals' standard rullede kobberfolie med ideel fleksibilitet og vibrationsmodstand.
Anton Paars XRDynamic (XRD) 500 er et automatiseret multifunktionelt pulverrøntgendiffraktometer. Det er en effektiv og alsidig XRD-enhed.
Indlægstid: 15-jan-2022
