Materjali taċ-ċeramika Avvanzati għal Applikazzjonijiet ta 'Servizz Ħarx

Aħna nużaw cookies biex intejbu l-esperjenza tiegħek. Billi tkompli tibbrawżja dan is-sit taqbel mal-użu tagħna tal-cookies.Aktar informazzjoni.
Servizz serju m'għandu l-ebda definizzjoni uffiċjali. Jista 'jitqies li jirreferi għal kundizzjonijiet operattivi fejn is-sostituzzjoni tal-valv hija għalja jew tnaqqas il-kapaċità tal-proċess.
Hemm ħtieġa globali li jitnaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni tal-proċess biex tittejjeb il-profittabbiltà fl-industriji kollha li jinvolvu kundizzjonijiet ta 'servizz ħarxa. Dawn ivarjaw minn żejt u gass u petrokimiċi għal ġenerazzjoni nukleari u tal-enerġija, ipproċessar minerali u tħaffir.
Id-disinjaturi u l-inġiniera qed jaħdmu biex jiksbu dan b'modi differenti. L-aktar approċċ xieraq huwa li jiżdiedu l-uptime u l-effiċjenza permezz ta 'kontroll effettiv tal-parametri tal-proċess bħal għeluq effettiv u kontroll tal-fluss ottimizzat.
L-ottimizzazzjoni tas-sikurezza għandha wkoll rwol vitali, peress li inqas sostituzzjonijiet jistgħu jwasslu għal ambjent ta 'produzzjoni aktar sikur. Barra minn hekk, il-kumpanija qed tipprova timminimizza l-inventarju ta' tagħmir, inklużi pompi u valvi, u tqandil meħtieġ. Fl-istess ħin, is-sidien tal-faċilitajiet jistennew fatturat enormi fuq l-assi tagħhom. Bħala riżultat, iż-żieda fil-kapaċità tal-ipproċessar tirriżulta f'inqas (iżda b'dijametru akbar) pajpijiet u tagħmir għall-istess fluss tal-prodott u inqas metri.
Dan jissuġġerixxi li minbarra li għandhom ikunu akbar għal dijametri ta 'pajpijiet usa', il-komponenti tas-sistema individwali jeħtieġ li jifilħu espożizzjoni fit-tul għal ambjenti ħarxa biex inaqqsu l-ħtieġa għal manutenzjoni u sostituzzjoni waqt is-servizz.
Komponenti, inklużi valvi u blalen, jeħtieġ li jkunu robusti biex ikunu adattati għall-applikazzjoni mixtieqa, iżda jipprovdu wkoll ħajja ta' servizz estiż. Madankollu, problema kbira fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet hija li l-komponenti tal-metall laħqu l-limiti tal-kapaċitajiet tal-prestazzjoni tagħhom. Dan jissuġġerixxi li d-disinjaturi jistgħu issib alternattivi għal materjali mhux metalliċi, speċjalment materjali taċ-ċeramika, għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti.
Parametri tipiċi meħtieġa biex joperaw komponenti taħt kundizzjonijiet severi ta 'servizz jinkludu reżistenza għal xokk termali, reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għall-għeja, ebusija, saħħa u toughness.
Ir-reżiljenza hija parametru ewlieni peress li komponenti inqas reżiljenti jistgħu jfallu b'mod katastrofiku. It-toughness ta 'materjal taċ-ċeramika hija definita bħala r-reżistenza għall-propagazzjoni tal-qsim. -sided talja raġġ jipprovdi kejl preċiż.
Is-saħħa hija relatata mat-toughness, iżda tirreferi għall-punt uniku li fih materjal ifalli b'mod katastrofiku meta jiġi applikat l-istress. Huwa komunement imsejjaħ il-"modulu ta' qsim" u jitkejjel billi jittieħed saħħa tal-flessjoni ta' tliet punti jew erba' punti. kejl fuq bar tat-test. It-test ta 'tliet punti jipprovdi valuri 1% ogħla mit-test ta' erba 'punti.
Filwaqt li l-ebusija tista 'titkejjel fuq varjetà ta' skali inklużi Rockwell u Vickers, l-iskala tal-mikroebusija Vickers hija adattata tajjeb għal materjali taċ-ċeramika avvanzati. L-ebusija tvarja fi proporzjon mar-reżistenza għall-ilbies tal-materjal.
F'valvi li joperaw b'mod ċikliku, l-għeja hija problema kbira minħabba l-ftuħ u l-għeluq kontinwu tal-valv. L-għeja hija l-limitu ta 'saħħa li lil hinn minnu materjal għandu t-tendenza li jfalli taħt is-saħħa normali tal-flessjoni tiegħu.
Ir-reżistenza għall-korrużjoni tiddependi fuq l-ambjent operattiv u l-midja li jkun fiha l-materjal. Ħafna materjali taċ-ċeramika avvanzati jaqbżu l-metalli f'dan il-qasam, bl-eċċezzjoni ta 'xi materjali bbażati fuq iż-żirkonja li "jiddegradaw idrotermalment" meta jkunu esposti għal fwar b'temperatura għolja.
Ġeometrija tal-parti, koeffiċjent ta 'espansjoni termali, konduttività termali, toughness, u saħħa huma kollha affettwati minn xokk termali. Din hija żona li tippromwovi konduttività termali għolja u toughness, u għalhekk, il-partijiet tal-metall jiffunzjonaw b'mod effettiv. jipprovdu livelli aċċettabbli ta 'reżistenza għal xokk termali.
Iċ-ċeramika avvanzata intużat għal ħafna snin u hija popolari fost l-inġiniera tal-affidabbiltà, l-inġiniera tal-pjanti u d-disinjaturi tal-valvi li jitolbu prestazzjoni għolja u valur. Skont ir-rekwiżiti speċifiċi tal-applikazzjoni, hemm formulazzjonijiet individwali differenti adattati għal diversi industriji. Madankollu, erba 'ċeramika avvanzata huma ta 'sinifikat fil-qasam tal-valvi ta' servizz severi, u jinkludu karbur tas-silikon (SiC), nitrur tas-silikon (Si3N4), alumina u zirconia.Valve u materjali tal-ballun tal-valv huma magħżula bbażati fuq rekwiżiti ta 'applikazzjoni speċifiċi.
Hemm żewġ forom ewlenin ta 'zirconia użati f'valvi li għandhom l-istess koeffiċjent ta' espansjoni termali u ebusija bħall-azzar. Il-manjesja żirkonja parzjalment stabbilizzata (Mg-PSZ) għandha l-ogħla reżistenza u toughness ta 'xokk termali, filwaqt li yttria tetragonal zirconia polikristallin (Y-TZP) ) hija aktar diffiċli iżda suxxettibbli għal degradazzjoni idrotermali.
Nitrur tas-Silikon (Si3N4) huwa disponibbli f'formulazzjonijiet differenti.Pressjoni tal-Gas Sintered Silicon Nitrude (GPPSN) huwa l-materjal l-aktar użat komunement għal valvi u komponenti tal-valvi, li joffri ebusija u saħħa għolja, reżistenza eċċellenti ta 'xokk termali u stabbiltà termali minbarra toughness medja. Barra minn hekk, Si3N4 jipprovdi sostitut adattat għaż-żirkonja f'ambjenti tal-fwar b'temperatura għolja, u jipprevjeni d-degradazzjoni idrotermali.
Minħabba baġits stretti, l-ispeċifikazzjonijiet jistgħu jagħżlu minn SiC jew Alumina. Iż-żewġ materjali għandhom ebusija għolja, iżda mhumiex aktar b'saħħithom minn zirconia jew nitrur tas-silikon. blalen jew diski tal-istress ogħla.
Materjali taċ-ċeramika avvanzati għandhom toughness aktar baxx u saħħa simili minn materjali metalliċi użati f'applikazzjonijiet severi ta 'valv ta' servizz, inkluż ħadid tal-kromju (CrFe), karbur tat-tungstenu, Hastelloy u Stellite.
Applikazzjonijiet ta 'servizz ħarxa jinvolvu l-użu ta' valvi li jduru bħal valvoli tal-farfett, trunnions, valvoli tal-ballun li jżommu f'wiċċ l-ilma u molol. tal-materjal, il-ħajja tas-servizz tal-komponenti hija bosta drabi ogħla minn dik tal-komponenti tal-metall.Benefiċċji oħra jinkludu l-karatteristiċi tal-prestazzjoni tal-valv matul il-ħajja utli tiegħu, speċjalment f'żoni fejn jinżammu l-kapaċità tal-għeluq u l-kontroll.
Dan huwa muri fl-applikazzjoni ta '65 mm (2.6 in) valv kynar/RTFE ball u inforra esposti għal 98% aċidu sulfuriku u ilmenite, li qed jiġi kkonvertit għal pigment ta' ossidu tat-titanju. In-natura aggressiva tal-medju tfisser li dawn il-komponenti jistgħu jdumu sa sitt ġimgħat.Madankollu, bl-użu ta' trim tal-valv tal-ballun (Figura 1) manifatturat minn Nilcra!", żirkonja parzjalment stabbilizzata tal-manjeżja proprjetarja (Mg-PSZ) li tipprovdi ebusija eċċellenti u reżistenza għall-korrużjoni, tipprovdi servizz bla interruzzjoni ta' tliet snin mingħajr ebda xedd li jista' jinduna.
F'valvi lineari inklużi valvi ta 'angolu, throttle jew globu, zirconia u nitrur tas-silikon huma adattati kemm għall-plagg kif ukoll għas-sedil minħabba n-natura ta' "sedil iebes" ta 'dawn il-prodotti. Bl-istess mod, l-ossidu tal-aluminju jista' jintuża f'xi inforri u gaġeġ. Grad għoli tas-siġillar jista 'jinkiseb billi tqabbel blalen tat-tħin fuq is-sedil tal-valv.
Għall-boxxli tal-valv, inklużi l-plagg tal-valv, id-daħla u l-ħruġ, jew il-boxxli tal-ġisem, kwalunkwe mill-erba 'materjali taċ-ċeramika ewlenin jistgħu jintużaw skont ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni. L-ebusija għolja u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal juru li huma ta' benefiċċju għall-prestazzjoni u s-servizz ħajja tal-prodott.
Ħu, pereżempju, valv tal-farfett DN150 użat f'raffinerija tal-boksajt Awstraljana. Il-kontenut għoli tas-silika tal-midja jista 'jikkawża livelli għoljin ta' xedd fuq il-boxxli tal-valv. Il-inforri u d-diski oriġinali kienu magħmula minn 28% liga CrFe u ntużaw biss għal 8 sa 10 ġimgħat.Madankollu, b'valvi magħmula minn Nilcra!" Zirconia (Figura 2), il-ħajja tas-servizz żdiedet għal 70 ġimgħa.
Minħabba t-toughness u s-saħħa tagħhom, iċ-ċeramika taħdem tajjeb fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-valv. Madankollu, hija l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tagħhom li jikkontribwixxu għall-lonġevità tal-valv. u l-inventarju, it-tnaqqis tal-immaniġġjar manwali, u t-titjib tas-sikurezza permezz ta 'inqas tnixxijiet.
L-użu ta 'materjali taċ-ċeramika f'valvi ta' pressjoni għolja ilu għal żmien twil wieħed mit-tħassib ewlieni minħabba li dawn il-valvi huma soġġetti għal tagħbijiet axjali jew torsjonali għoljin. Madankollu, atturi ewlenin fil-qasam issa qed jiżviluppaw disinji tal-ballun tal-valv biex itejbu s-sopravivenza tat-torque tas-sewqan.
Limitazzjoni ewlenija oħra hija d-daqs.L-akbar sedil u l-akbar ballun (Figura 3) prodotti minn żirkonja parzjalment stabilizzata mill-manjeżja huma DN500 u DN250, rispettivament.Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-ispeċifikazzjonijiet bħalissa jippreferu ċeramika għal komponenti ta 'dawn id-daqsijiet.
Għalkemm il-materjali taċ-ċeramika issa wrew li huma għażla xierqa, jeħtieġ li jiġu segwiti xi linji gwida sempliċi biex jimmassimizzaw il-prestazzjoni tagħhom. Il-materjali taċ-ċeramika għandhom jintużaw biss l-ewwel meta jkun meħtieġ li tiġi minimizzata l-ispiża. Il-kantunieri li jaqtgħu u l-konċentrazzjonijiet tal-istress għandhom jiġu evitati kemm internament kif ukoll esternament.
Kwalunkwe nuqqas ta 'espansjoni termali potenzjali għandu jiġi kkunsidrat matul il-fażi tad-disinn. Biex tnaqqas l-istress taċ-ċrieki, huwa meħtieġ li ċ-ċeramika tinżamm fuq barra, mhux fuq ġewwa. jistgħu jżidu spejjeż sinifikanti u bla bżonn.
Billi ssegwi dawn il-linji gwida u l-aħjar prattiki għall-għażla tal-materjali u l-koordinazzjoni mal-fornituri mill-bidu ta 'proġett, tista' tinkiseb soluzzjoni ideali għal kull applikazzjoni serja ta 'servizz.
Din l-informazzjoni hija derivata minn materjal, reviżjonijiet u adattamenti pprovduti minn Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.(28 ta’ Novembru, 2019).Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta’ servizz esiġenti.AZOM.Irkuprat fl-14 ta’ Jannar, 2022 minn https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.Jannar 14, 2022..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Aċċessat fl-14 ta’ Jannar 2022).
Materjali Avvanzati Morgan – Ċeramika Teknika.2019. Materjali taċ-ċeramika Avvanzati għal Applikazzjonijiet ta' Servizz Harsh.AZoM, aċċessat fl-14 ta' Jannar 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
F'din l-intervista, AZoM titkellem ma' Mohamed Rahaman, Professur Emeritus tax-Xjenza u l-Inġinerija tal-Materjali tal-Università tax-Xjenza u t-Teknoloġija ta' Missouri, dwar il-bijoċeramika u l-użu potenzjali tagħhom fl-inġinerija bijomedika.
AZoM tkellem ma' Dr Iolanda Duarte u Juliane Moura dwar ir-riċerka tagħhom, li tqis il-preżenza ta 'flora estremophile fuq pannelli fotovoltajċi.
AZoM tkellem mal-Professur Andrea Fratalocchi mill-KAUST dwar ir-riċerka tiegħu, li tiffoka fuq aspetti tal-faħam li qabel ma kinux rikonoxxuti.
Applikazzjoni mhux xierqa tal-grass tista 'twassal għal fallimenti numerużi tal-bearing.B'40% tal-ħajja tal-bearing ma tkunx biżżejjed biex tipprovdi l-valur tal-inġinerija tagħha, il-lubrikazzjoni insuffiċjenti u l-lubrikazzjoni eċċessiva huma oqsma ewlenin biex tissorvelja.LUBExpert jippermettilek tuża l-lubrikant it-tajjeb fil-post it-tajjeb fil- ħin it-tajjeb.
Dan huwa fojl tar-ram irrumblat standard ta 'JX Nippon Mining & Metals bi flessibilità ideali u reżistenza għall-vibrazzjoni.
XRDynamic (XRD) 500 ta 'Anton Paar huwa diffractometer tar-raġġi X tat-trab b'ħafna użi awtomatizzati. Huwa apparat XRD effiċjenti u versatili.