Ընդլայնված կերամիկական նյութեր կոշտ ծառայության կիրառման համար

Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ ձեր փորձը բարելավելու համար: Շարունակելով զննել այս կայքը, դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը: Լրացուցիչ տեղեկություններ:
Լուրջ ծառայությունը չունի պաշտոնական սահմանում: Այն կարելի է համարել որպես գործառնական պայմաններ, որտեղ փականի փոխարինումը թանկ է կամ նվազեցնում գործընթացի հնարավորությունները:
Գոյություն ունի գլոբալ կարիք՝ նվազեցնելու գործընթացների արտադրության ծախսերը՝ բարելավելու շահութաբերությունը բոլոր ոլորտներում, որոնք ներառում են սպասարկման ծանր պայմաններ: Դրանք տատանվում են նավթից և գազից և նավթաքիմիական արտադրությունից մինչև միջուկային և էներգիայի արտադրություն, օգտակար հանածոների վերամշակում և հանքարդյունաբերություն:
Դիզայներներն ու ինժեներները աշխատում են դրան հասնելու համար տարբեր ձևերով: Ամենահարմար մոտեցումը ժամանակի և արդյունավետության բարձրացումն է գործընթացի պարամետրերի արդյունավետ վերահսկման միջոցով, ինչպիսիք են արդյունավետ անջատումը և օպտիմիզացված հոսքի վերահսկումը:
Անվտանգության օպտիմալացումը նույնպես կարևոր դեր է խաղում, քանի որ ավելի քիչ փոխարինումները կարող են հանգեցնել ավելի անվտանգ արտադրական միջավայրի: Բացի այդ, ընկերությունը փորձում է նվազագույնի հասցնել սարքավորումների, այդ թվում՝ պոմպերի և փականների, ինչպես նաև պահանջվող բեռնաթափման պաշարները: Միևնույն ժամանակ, օբյեկտների սեփականատերերը ակնկալում են. Նրանց ակտիվների հսկայական շրջանառությունը: Արդյունքում, վերամշակման հզորության ավելացումը հանգեցնում է նույն արտադրանքի հոսքի համար ավելի քիչ (բայց ավելի մեծ տրամագծով) խողովակների և սարքավորումների և ավելի քիչ մետրերի:
Սա ենթադրում է, որ բացի խողովակների ավելի լայն տրամագծերի համար ավելի մեծ լինելուց, համակարգի առանձին բաղադրիչները պետք է դիմակայեն կոշտ միջավայրի երկարատև ազդեցությանը, որպեսզի նվազեցնեն սպասարկման և փոխարինման կարիքը:
Բաղադրիչները, ներառյալ փականները և գնդիկները, պետք է ամուր լինեն՝ համապատասխանելու համար ցանկալի կիրառմանը, բայց նաև ապահովեն երկար սպասարկման ժամկետ: Այնուամենայնիվ, հավելվածների մեծ մասի հիմնական խնդիրն այն է, որ մետաղական բաղադրիչները հասել են իրենց կատարողական հնարավորությունների սահմաններին: Սա հուշում է, որ դիզայներները կարող են գտնել այլընտրանքներ ոչ մետաղական նյութերին, հատկապես կերամիկական նյութերին, պահանջկոտ ծառայությունների համար:
Ծանր սպասարկման պայմաններում բաղադրիչները գործարկելու համար պահանջվող տիպիկ պարամետրերը ներառում են ջերմային ցնցումների դիմադրություն, կոռոզիոն դիմադրություն, հոգնածության դիմադրություն, կարծրություն, ամրություն և ամրություն:
Ճկունությունը հիմնական պարամետրն է, քանի որ ավելի քիչ ճկուն բաղադրիչները կարող են աղետալիորեն ձախողվել: Կերամիկական նյութի ամրությունը սահմանվում է որպես ճաքերի տարածման դիմադրություն: Որոշ դեպքերում այն ​​կարող է չափվել ներքևման մեթոդով, ինչը հանգեցնում է արհեստականորեն բարձր արժեքի: Օգտագործելով մեկ - միակողմանի խազ ճառագայթը ապահովում է ճշգրիտ չափումներ:
Ուժը կապված է ամրության հետ, բայց վերաբերում է այն մեկ կետին, որտեղ նյութը աղետալիորեն ձախողվում է սթրեսի ժամանակ: Այն սովորաբար կոչվում է «պատռման մոդուլ» և չափվում է երեք կամ չորս բալանոց ճկման ուժով: Չափում փորձարկման գծի վրա: Երեք կետանոց թեստն ապահովում է 1%-ով ավելի բարձր արժեքներ, քան չորս բալանոց թեստը:
Թեև կարծրությունը կարող է չափվել տարբեր մասշտաբներով, ներառյալ Rockwell-ը և Vickers-ը, Vickers միկրոկարծրության սանդղակը լավ հարմար է առաջադեմ կերամիկական նյութերի համար: Կարծրությունը տատանվում է նյութի մաշվածության դիմադրության համեմատ:
Ցիկլային եղանակով աշխատող փականներում հոգնածությունը մեծ խնդիր է փականի շարունակական բացման և փակման պատճառով: Հոգնածությունը ուժի այն շեմն է, որից այն կողմ նյութը հակված է ձախողվել իր սովորական ճկման ուժից ցածր:
Կոռոզիայից դիմադրությունը կախված է գործառնական միջավայրից և նյութը պարունակող միջավայրից: Շատ առաջադեմ կերամիկական նյութեր այս ոլորտում գերազանցում են մետաղներին, բացառությամբ ցիրկոնի վրա հիմնված որոշ նյութերի, որոնք «հիդրոջերմային կերպով քայքայվում են», երբ ենթարկվում են բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու:
Մասի երկրաչափությունը, ջերմային ընդարձակման գործակիցը, ջերմային հաղորդունակությունը, ամրությունը և ուժը ազդում են ջերմային ցնցումների վրա: Սա մի տարածք է, որը նպաստում է բարձր ջերմային հաղորդունակության և ամրության, հետևաբար, մետաղական մասերն արդյունավետ են գործում: Այնուամենայնիվ, այժմ կերամիկական նյութերի առաջընթացը ապահովել ջերմային ցնցումների դիմադրության ընդունելի մակարդակ:
Ընդլայնված կերամիկան օգտագործվում է երկար տարիներ և տարածված է հուսալիության ինժեներների, գործարանների ինժեներների և փականների դիզայներների շրջանում, ովքեր պահանջում են բարձր արդյունավետություն և արժեք: Կախված կիրառման հատուկ պահանջներից, կան տարբեր անհատական ​​ձևակերպումներ, որոնք հարմար են տարբեր ոլորտների համար: Այնուամենայնիվ, չորս առաջադեմ կերամիկա են. Ծանր սպասարկման փականների ոլորտում կարևոր նշանակություն ունեն, և դրանք ներառում են սիլիցիումի կարբիդ (SiC), սիլիցիումի նիտրիդ (Si3N4), կավահող և ցիրկոն։
Գոյություն ունեն ցիրկոնի երկու հիմնական ձևեր, որոնք օգտագործվում են փականներում, որոնք ունեն ջերմային ընդարձակման և կոշտության նույն գործակիցը, ինչ պողպատը: Մագնեզիայի մասամբ կայունացված ցիրկոնիան (Mg-PSZ) ունի ամենաբարձր ջերմային ցնցումների դիմադրությունը և ամրությունը, մինչդեռ իտրիա տետրագոնալ ցիրկոնիան պոլիբյուրեղային (Y-TZP): ) ավելի դժվար է, բայց հակված է հիդրոթերմային քայքայման:
Սիլիցիումի նիտրիդը (Si3N4) հասանելի է տարբեր ձևակերպումներով: Գազի ճնշման սինտրացված սիլիցիումի նիտրիդը (GPPSN) փականների և փականների բաղադրիչների համար ամենից հաճախ օգտագործվող նյութն է, որն առաջարկում է բարձր կարծրություն և ամրություն, գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրություն և ջերմային կայունություն, բացի միջին ամրությունից: Բացի այդ, Si3N4-ը ապահովում է ցիրկոնիային հարմար փոխարինող բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու միջավայրում՝ կանխելով հիդրոթերմային դեգրադացիան:
Սուղ բյուջեի պատճառով սպեցիֆիկատորները կարող են ընտրել SiC-ից կամ ալյումինից: Երկու նյութերն էլ ունեն բարձր կարծրություն, բայց ավելի ամուր չեն, քան ցիրկոնիան կամ սիլիցիումի նիտրիդը: Սա ցույց է տալիս, որ այս նյութերը լավ հարմար են ստատիկ բաղադրիչների կիրառման համար, ինչպիսիք են փականների թփերը և նստատեղերը, այլ ոչ թե ավելի բարձր սթրեսային գնդակներ կամ սկավառակներ:
Ընդլայնված կերամիկական նյութերն ունեն ավելի ցածր ամրություն և նման ուժ, քան մետաղական նյութերը, որոնք օգտագործվում են ծանր սպասարկման փականների կիրառման մեջ, ներառյալ քրոմի երկաթը (CrFe), վոլֆրամի կարբիդը, Hastelloy-ը և Stellite-ը:
Ծանր սպասարկման կիրառությունները ներառում են պտտվող փականների օգտագործումը, ինչպիսիք են թիթեռային փականները, կոճղերը, լողացող գնդիկավոր փականները և զսպանակները: Նման կիրառություններում Si3N4-ը և ցիրկոնիան ապահովում են ջերմային ցնցումների դիմադրություն, ամրություն և ուժ՝ ամենադաժան միջավայրին դիմակայելու համար: Շնորհիվ կարծրության և կոռոզիոն դիմադրության: նյութից բաղադրիչների ծառայության ժամկետը մի քանի անգամ ավելի բարձր է, քան մետաղական բաղադրիչները: Այլ առավելությունները ներառում են փականի աշխատանքի բնութագրերը դրա օգտակար ծառայության ընթացքում, հատկապես այն տարածքներում, որտեղ պահպանվում են փակման հնարավորությունը և վերահսկումը:
Սա պատկերված է 65 մմ (2,6 դյույմ) փականի kynar/RTFE գնդիկի և ներդիրի կիրառմամբ, որը ենթարկվում է 98% ծծմբաթթվի և իլմենիտի, որը վերածվում է տիտանի օքսիդի պիգմենտի: Միջավայրի ագրեսիվ բնույթը նշանակում է, որ այս բաղադրիչները կարող են Այն տևում է մինչև վեց շաբաթ: Այնուամենայնիվ, օգտագործելով Nilcra-ից պատրաստված գնդիկավոր փականի ձևավորումը (Նկար 1), սեփական մագնեզիայով մասամբ կայունացված ցիրկոնիա (Mg-PSZ), որն ապահովում է գերազանց կարծրություն և կոռոզիոն դիմադրություն, ապահովում է եռամյա անխափան ծառայություն՝ առանց որևէ մեկի: նկատելի մաշվածություն:
Գծային փականներում, ներառյալ անկյունային, շնչափող կամ գլոբուս փականները, ցիրկոնիան և սիլիցիումի նիտրիդը հարմար են ինչպես խրոցակի, այնպես էլ նստատեղի համար՝ այս արտադրատեսակների «կոշտ նստատեղի» բնույթի պատճառով: Նմանապես, ալյումինի օքսիդը կարող է օգտագործվել որոշ միջնապատերի և վանդակների մեջ: Բարձր աստիճանի կնքումը կարելի է ձեռք բերել փականի նստատեղի վրա հղկվող գնդերի համապատասխանությամբ:
Փականների թփերի համար, ներառյալ փականի խցանման, մուտքի և ելքի կամ մարմնի թփերի համար, չորս հիմնական կերամիկական նյութերից որևէ մեկը կարող է օգտագործվել կախված կիրառման պահանջներից: Նյութի բարձր կարծրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը օգտակար են աշխատանքի և սպասարկման համար: արտադրանքի կյանքը:
Վերցրեք, օրինակ, DN150 թիթեռային փականը, որն օգտագործվում է ավստրալական բոքսիտային վերամշակման գործարանում: Միջոցների մեջ սիլիցիումի բարձր պարունակությունը կարող է հանգեցնել փականների թփերի մաշվածության բարձր մակարդակի: Բնօրինակ երեսպատումները և սկավառակները պատրաստված էին 28% CrFe խառնուրդից և օգտագործվում էին միայն 8-ից 10 շաբաթ: Այնուամենայնիվ, Nilcra! Zirconia-ից պատրաստված փականներով (Նկար 2) ծառայության ժամկետը ավելացել է մինչև 70 շաբաթ:
Իր ամրության և ամրության պատճառով կերամիկան լավ է աշխատում կափույրների մեծ մասում: Այնուամենայնիվ, դրանց կարծրությունն ու կոռոզիոն դիմադրությունն են, որոնք նպաստում են փականի երկարակեցությանը: Սա իր հերթին նվազեցնում է ընդհանուր կյանքի ցիկլի ծախսերը՝ նվազեցնելով փոխարինող մասերի աշխատանքը, նվազեցնելով շրջանառու կապիտալը: և գույքագրումը, նվազեցնելով ձեռքով բեռնաթափումը և բարելավելով անվտանգությունը ավելի քիչ արտահոսքի միջոցով:
Բարձր ճնշման փականներում կերամիկական նյութերի օգտագործումը երկար ժամանակ եղել է հիմնական մտահոգություններից մեկը, քանի որ այդ փականները ենթակա են բարձր առանցքային կամ ոլորող բեռների: Այնուամենայնիվ, ոլորտի հիմնական խաղացողները այժմ մշակում են փականների գնդակների ձևավորումներ՝ շարժիչի ոլորող մոմենտ ստեղծելու համար:
Մյուս հիմնական սահմանափակումը չափն է: Ամենամեծ նստատեղը և ամենամեծ գնդակը (Նկար 3), որոնք արտադրվում են մասամբ կայունացված ցիրկոնիայից մագնեզիայից, համապատասխանաբար DN500 և DN250 են: Այնուամենայնիվ, որոշիչներից շատերը ներկայումս նախընտրում են կերամիկա այս չափերի բաղադրիչների համար:
Թեև կերամիկական նյութերն այժմ ապացուցված են, որ հարմար ընտրություն են, դրանց արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու համար անհրաժեշտ է հետևել որոշ պարզ ուղեցույցներին: Կերամիկական նյութերը պետք է օգտագործվեն միայն այն դեպքում, երբ դա անհրաժեշտ է նվազագույնի հասցնել ծախսերը: Սուր անկյուններից և լարվածության կոնցենտրացիաներից պետք է խուսափել ինչպես ներքին, այնպես էլ ներքևում: արտաքինից.
Ցանկացած պոտենցիալ ջերմային ընդլայնման անհամապատասխանություն պետք է հաշվի առնել նախագծման փուլում: Օղակի լարվածությունը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է կերամիկա պահել դրսից, ոչ թե ներսից: Վերջապես, երկրաչափական հանդուրժողականությունների և մակերեսի հարդարման անհրաժեշտությունը պետք է ուշադիր դիտարկվի, քանի որ դրանք կարող է ավելացնել զգալի և անհարկի ծախսեր:
Հետևելով այս ուղեցույցներին և նյութերի ընտրության լավագույն փորձին և ծրագրի սկզբից մատակարարների հետ համակարգելուն՝ իդեալական լուծում կարելի է ձեռք բերել յուրաքանչյուր լուրջ ծառայության համար:
Այս տեղեկատվությունը բխում է Morgan Advanced Materials-ի կողմից տրամադրված նյութերից, ակնարկներից և հարմարեցումներից:
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics. (Նոյեմբերի 28, 2019): Ընդլայնված կերամիկական նյութեր պահանջկոտ սպասարկման հայտերի համար.AZOM. Վերցված է 2022 թվականի հունվարի 14-ին https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 կայքից:
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.” Ընդլայնված Կերամիկական Նյութեր կոշտ սպասարկման հավելվածների համար” AZOM.Հունվարի 14, 2022թ.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Մուտք գործած է 2022թ. հունվարի 14):
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.2019. Ընդլայնված կերամիկական նյութեր կոշտ սպասարկման հավելվածների համար: AZoM, հասանելի է 2022 թվականի հունվարի 14-ին, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305:
Այս հարցազրույցում AZoM-ը զրուցում է Միսսուրիի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի նյութերի գիտության և ճարտարագիտության պատվավոր պրոֆեսոր Մոհամեդ Ռահամանի հետ կենսակերամիկայի և կենսաբժշկական ճարտարագիտության մեջ դրանց հնարավոր օգտագործման մասին:
AZoM-ը զրուցել է բժիշկ Իոլանդա Դուարտեի և Ջուլիան Մոուրայի հետ իրենց հետազոտության մասին, որը հաշվի է առնում էքստրեմոֆիլ ֆլորայի առկայությունը ֆոտոգալվանային վահանակների վրա:
AZoM-ը զրուցել է պրոֆեսոր Անդրեա Ֆրատալոկչիի հետ KAUST-ից իր հետազոտության մասին, որը կենտրոնանում է ածխի նախկինում չճանաչված ասպեկտների վրա:
Քսուքի ոչ պատշաճ կիրառումը կարող է հանգեցնել բազմաթիվ առանցքակալների խափանումների: Քանի որ առանցքակալի ծառայության ժամկետի 40%-ը բավարար չէ դրա ինժեներական արժեքը ապահովելու համար, թերյուղումը և գերյուղումը մոնիտորինգի հիմնական ոլորտներն են: LUBExpert-ը թույլ է տալիս օգտագործել ճիշտ քսանյութը ճիշտ տեղում, ճիշտ ժամանակ.
Սա JX Nippon Mining & Metals-ի ստանդարտ գլորված պղնձե փայլաթիթեղ է՝ իդեալական ճկունությամբ և թրթռումային դիմադրությամբ:
Anton Paar's XRDynamic (XRD) 500-ը ավտոմատացված բազմաֆունկցիոնալ փոշի ռենտգենյան դիֆրակտոմետր է: Այն արդյունավետ և բազմակողմանի XRD սարք է: