Koristimo kolačiće kako bismo poboljšali vaše iskustvo. Nastavkom pregledavanja ove stranice pristajete na našu upotrebu kolačića. Više informacija.
Ozbiljna usluga nema službenu definiciju. Može se smatrati da se odnosi na radne uvjete u kojima je zamjena ventila skupa ili smanjuje sposobnost procesa.
Postoji globalna potreba za smanjenjem troškova proizvodnog procesa kako bi se poboljšala profitabilnost u svim industrijama koje uključuju teške uvjete rada. Oni se kreću od nafte i plina i petrokemije do nuklearne proizvodnje i proizvodnje električne energije, prerade minerala i rudarstva.
Dizajneri i inženjeri rade na tome da to postignu na različite načine. Najprikladniji pristup je povećati vrijeme neprekidnog rada i učinkovitost kroz učinkovitu kontrolu parametara procesa kao što su učinkovito gašenje i optimizirana kontrola protoka.
Sigurnosna optimizacija također igra vitalnu ulogu, budući da manje zamjena može dovesti do sigurnijeg proizvodnog okruženja. Osim toga, tvrtka pokušava svesti na najmanju moguću mjeru zalihe opreme, uključujući pumpe i ventile, te potrebno rukovanje. U isto vrijeme, vlasnici pogona očekuju ogroman promet na njihovoj imovini. Kao rezultat toga, povećani kapacitet obrade rezultira manjim brojem cijevi (ali većeg promjera) i opremom za isti protok proizvoda i manji broj metara.
Ovo sugerira da osim što moraju biti veće za veće promjere cijevi, pojedinačne komponente sustava moraju izdržati produljenu izloženost oštrim okruženjima kako bi se smanjila potreba za održavanjem i zamjenom tijekom rada.
Komponente, uključujući ventile i kuglice, moraju biti robusne kako bi odgovarale željenoj primjeni, ali također osiguravaju produženi radni vijek. Međutim, glavni problem kod većine primjena je to što su metalne komponente dosegnule granice svojih mogućnosti izvedbe. To sugerira da dizajneri mogu pronaći alternative nemetalnim materijalima, posebno keramičkim materijalima, za zahtjevne servisne primjene.
Tipični parametri potrebni za rad komponenti u teškim uvjetima rada uključuju otpornost na toplinski udar, otpornost na koroziju, otpornost na zamor, tvrdoću, snagu i žilavost.
Otpornost je ključni parametar budući da se manje elastične komponente mogu katastrofalno pokvariti. Žilavost keramičkog materijala definira se kao otpornost na širenje pukotine. U nekim slučajevima može se mjeriti metodom utiskivanja, što rezultira umjetno visokom vrijednošću. -strano zarezana greda pruža točna mjerenja.
Čvrstoća je povezana sa žilavošću, ali se odnosi na jednu točku u kojoj materijal katastrofalno otkazuje kada se primijeni naprezanje. Obično se naziva "modul loma" i mjeri se uzimanjem čvrstoće na savijanje u tri ili četiri točke mjerenje na ispitnoj traci. Test u tri točke daje 1% više vrijednosti od testa u četiri točke.
Dok se tvrdoća može mjeriti na raznim ljestvicama, uključujući Rockwell i Vickers, Vickersova ljestvica mikrotvrdoće je prikladna za napredne keramičke materijale. Tvrdoća varira proporcionalno otpornosti materijala na trošenje.
U ventilima koji rade na ciklički način, zamor je veliki problem zbog neprekidnog otvaranja i zatvaranja ventila. Zamor je prag čvrstoće iznad kojeg materijal ima tendenciju otkazivanja ispod svoje normalne čvrstoće na savijanje.
Otpornost na koroziju ovisi o radnoj okolini i mediju koji sadrži materijal. Mnogi napredni keramički materijali nadmašuju metale u ovom području, s izuzetkom nekih materijala na bazi cirkonijevog oksida koji se "hidrotermalno razgrađuju" kada su izloženi pari visoke temperature.
Geometrija dijela, koeficijent toplinske ekspanzije, toplinska vodljivost, žilavost i čvrstoća su pod utjecajem toplinskog šoka. Ovo je područje koje promiče visoku toplinsku vodljivost i žilavost, pa stoga metalni dijelovi funkcioniraju učinkovito. Međutim, sadašnji napredak u keramičkim materijalima pružiti prihvatljivu razinu otpornosti na toplinski udar.
Napredna keramika koristi se dugi niz godina i popularna je među inženjerima pouzdanosti, inženjerima postrojenja i dizajnerima ventila koji zahtijevaju visoke performanse i vrijednost. Ovisno o specifičnim zahtjevima primjene, postoje različite pojedinačne formulacije prikladne za razne industrije. Međutim, četiri napredne keramike su od značaja u području teških servisnih ventila, a uključuju silicij karbid (SiC), silicij nitrid (Si3N4), aluminij i cirkonij. Materijali za ventile i kuglice ventila odabiru se na temelju specifičnih zahtjeva primjene.
Postoje dva glavna oblika cirkonijeva oksida koji se koriste u ventilima koji imaju isti koeficijent toplinske ekspanzije i krutosti kao čelik. Magnezijev djelomično stabilizirani cirkonijev oksid (Mg-PSZ) ima najveću otpornost na toplinske udare i žilavost, dok itrijev tetragonalni polikristalni cirkonijev oksid (Y-TZP ) je tvrđi, ali sklon hidrotermalnoj degradaciji.
Silicij nitrid (Si3N4) dostupan je u različitim formulacijama. Silicij nitrid sinteriran pod pritiskom plina (GPPSN) je najčešće korišteni materijal za ventile i komponente ventila, koji nudi visoku tvrdoću i čvrstoću, izvrsnu otpornost na toplinski udar i toplinsku stabilnost uz prosječnu žilavost. Osim toga, Si3N4 pruža prikladnu zamjenu za cirkonijev oksid u okruženjima pare visoke temperature, sprječavajući hidrotermalnu degradaciju.
Zbog ograničenih proračuna, specifikatori mogu birati između SiC ili Alumina. Oba materijala imaju visoku tvrdoću, ali nisu jači od cirkonijevog oksida ili silicijevog nitrida. To pokazuje da su ti materijali prikladni za primjene statičkih komponenti kao što su čahure ventila i sjedišta, a ne kuglice ili diskovi većeg stresa.
Napredni keramički materijali imaju nižu žilavost i sličnu čvrstoću od metalnih materijala koji se koriste u teškim servisnim primjenama ventila, uključujući krom željezo (CrFe), volfram karbid, Hastelloy i Stellite.
Oštre primjene uključuju upotrebu rotirajućih ventila kao što su leptir ventili, osovine, plutajući kuglasti ventili i opruge. U takvim primjenama, Si3N4 i cirkonij pružaju otpornost na toplinske udare, žilavost i snagu da izdrže najteža okruženja. Zbog tvrdoće i otpornosti na koroziju materijala, radni vijek komponenti je nekoliko puta veći od metalnih komponenti. Ostale prednosti uključuju karakteristike izvedbe ventila tijekom njegovog korisnog vijeka, posebno u područjima gdje se održava sposobnost zatvaranja i kontrola.
To je ilustrirano u primjeni 65 mm (2,6 in) ventila kynar/RTFE kuglice i obloge izložene 98% sumpornoj kiselini i ilmenitu, koji se pretvara u pigment titan oksida. Agresivna priroda medija znači da ove komponente mogu trajati do šest tjedana. Međutim, upotrebom obruba kuglastog ventila (Slika 1) proizvedenog od Nilcra!", zaštićenog magnezijevog djelomično stabiliziranog cirkonijevog oksida (Mg-PSZ) koji pruža izvrsnu tvrdoću i otpornost na koroziju, pruža trogodišnju neprekinutu uslugu bez ikakvih detektabilno trošenje.
U linearnim ventilima, uključujući kutne, prigušne ili kuglaste ventile, cirkonij i silicijev nitrid prikladni su i za čep i za sjedište zbog prirode ovih proizvoda s "tvrdim sjedištem". Isto tako, aluminijev oksid može se koristiti u nekim košuljicama i kavezima. Visok stupanj brtvljenje se može postići usklađivanjem kuglica za mljevenje na sjedištu ventila.
Za čahure ventila, uključujući čep ventila, ulaz i izlaz ili čahure tijela, može se koristiti bilo koji od četiri glavna keramička materijala ovisno o zahtjevima primjene. Visoka tvrdoća i otpornost na koroziju materijala pokazuju se korisnima za rad i uslugu vijek trajanja proizvoda.
Uzmimo, na primjer, leptir ventil DN150 koji se koristi u australskoj rafineriji boksita. Visok sadržaj silicijevog dioksida u mediju može uzrokovati visoku razinu trošenja na čahurama ventila. Izvorne košuljice i diskovi izrađeni su od 28% CrFe legure i korišteni su samo za 8 do 10 tjedana. Međutim, s ventilima izrađenim od Nilcra!" cirkonija (Slika 2), radni vijek produžio se na 70 tjedana.
Zbog svoje žilavosti i čvrstoće, keramika dobro funkcionira u većini primjena ventila. Međutim, njihova tvrdoća i otpornost na koroziju doprinose dugovječnosti ventila. To zauzvrat smanjuje ukupne troškove životnog ciklusa smanjenjem vremena zastoja za zamjenske dijelove, smanjenjem obrtnog kapitala i inventar, smanjujući ručno rukovanje i poboljšavajući sigurnost kroz manje curenja.
Korištenje keramičkih materijala u visokotlačnim ventilima dugo je predstavljalo jedan od glavnih problema jer su ti ventili podložni velikim aksijalnim ili torzijskim opterećenjima. Međutim, glavni igrači na ovom polju sada razvijaju dizajn kugle ventila kako bi poboljšali preživljavanje pogonskog momenta.
Još jedno veliko ograničenje je veličina. Najveće sjedište i najveća kugla (Slika 3) proizvedene od djelomično stabiliziranog magnezijem cirkonijevog oksida su DN500, odnosno DN250. Međutim, većina specifikacija trenutno preferira keramiku za komponente ovih veličina.
Iako su se keramički materijali sada pokazali kao prikladan izbor, potrebno je slijediti neke jednostavne smjernice kako bi se maksimizirala njihova izvedba. Keramički materijali bi se trebali koristiti prvi samo kada je potrebno minimizirati troškove. Oštre kutove i koncentracije naprezanja treba izbjegavati i unutar i izvana.
Svako potencijalno neusklađenost toplinske ekspanzije mora se uzeti u obzir tijekom faze projektiranja. Kako bi se smanjilo naprezanje obruča, potrebno je držati keramiku izvana, a ne iznutra. Konačno, potrebno je pažljivo razmotriti potrebu za geometrijskim tolerancijama i završnom obradom površine, budući da ovi mogu dodati značajne i nepotrebne troškove.
Slijedeći ove smjernice i najbolju praksu za odabir materijala i koordinaciju s dobavljačima od početka projekta, može se postići idealno rješenje za svaku ozbiljnu uslugu.
Ove su informacije izvedene iz materijala, recenzija i adaptacija koje pruža Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics. (28. studenog 2019.). Napredni keramički materijali za zahtjevne servisne primjene. AZOM. Preuzeto 14. siječnja 2022. s https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.14. siječnja 2022.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Pristupljeno 14. siječnja 2022.).
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, pristupljeno 14. siječnja 2022., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
U ovom intervjuu, AZoM razgovara s Mohamedom Rahamanom, profesorom emeritusom znanosti i inženjerstva na Sveučilištu Missouri za znanost i tehnologiju o biokeramici i njihovoj potencijalnoj upotrebi u biomedicinskom inženjerstvu.
AZoM je razgovarao s dr. Iolandom Duarte i Juliane Moura o njihovom istraživanju koje uzima u obzir prisutnost ekstremofilne flore na fotonaponskim pločama.
AZoM je razgovarao s profesorom Andreom Fratalocchijem s KAUST-a o njegovom istraživanju koje se fokusira na prethodno neprepoznate aspekte ugljena.
Neodgovarajuća primjena masti može dovesti do brojnih kvarova ležajeva. S obzirom na to da 40% životnog vijeka ležaja nije dovoljno da osigura njegovu inženjersku vrijednost, premalo i prekomjerno podmazivanje ključna su područja za praćenje. LUBExpert vam omogućuje da koristite pravo mazivo na pravom mjestu na pravo vrijeme.
Ovo je standardna valjana bakrena folija JX Nippon Mining & Metals s idealnom fleksibilnošću i otpornošću na vibracije.
XRDynamic (XRD) 500 Antona Paara je automatizirani višenamjenski rendgenski difraktometar praha. To je učinkovit i svestran XRD uređaj.
Vrijeme objave: 15. siječnja 2022
