Folosim cookie-uri pentru a vă îmbunătăți experiența. Continuând să navigați pe acest site sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor. Mai multe informații.
Serviciul serios nu are o definiție oficială. Poate fi considerat ca referindu-se la condițiile de funcționare în care înlocuirea supapelor este costisitoare sau reduce capacitatea procesului.
Există o nevoie globală de a reduce costurile de producție a proceselor pentru a îmbunătăți profitabilitatea în toate industriile care implică condiții dure de serviciu. Acestea variază de la petrol și gaze și petrochimice până la generarea nucleară și de energie, prelucrarea mineralelor și minerit.
Proiectanții și inginerii lucrează pentru a realiza acest lucru în moduri diferite. Cea mai adecvată abordare este creșterea timpului de funcționare și a eficienței prin controlul eficient al parametrilor procesului, cum ar fi oprirea eficientă și controlul optimizat al fluxului.
Optimizarea siguranței joacă, de asemenea, un rol vital, deoarece mai puține înlocuiri pot duce la un mediu de producție mai sigur. În plus, compania încearcă să minimizeze stocul de echipamente, inclusiv pompe și supape, precum și manipularea necesară. În același timp, proprietarii de unități se așteaptă cifra de afaceri uriașă a activelor lor. Ca urmare, capacitatea de procesare crescută are ca rezultat mai puține (dar cu diametrul mai mare) țevi și echipamente pentru același debit de produs și mai puține contoare.
Acest lucru sugerează că, pe lângă faptul că trebuie să fie mai mari pentru diametre mai largi de țevi, componentele individuale ale sistemului trebuie să reziste la expunerea prelungită la medii dure pentru a reduce nevoia de întreținere și înlocuire în timpul funcționării.
Componentele, inclusiv supapele și bilele, trebuie să fie robuste pentru a se potrivi aplicației dorite, dar să ofere și o durată de viață extinsă. Cu toate acestea, o problemă majoră cu majoritatea aplicațiilor este că componentele metalice au atins limitele capacităților lor de performanță. Acest lucru sugerează că proiectanții pot găsiți alternative la materialele nemetalice, în special materialele ceramice, pentru aplicații de service solicitante.
Parametrii tipici necesari pentru operarea componentelor in conditii severe de utilizare includ rezistenta la socuri termice, rezistenta la coroziune, rezistenta la oboseala, duritatea, rezistenta si tenacitatea.
Reziliența este un parametru-cheie, deoarece componentele mai puțin elastice pot eșua catastrofal. Duritatea unui material ceramic este definită ca rezistență la propagarea fisurilor. În unele cazuri, poate fi măsurată folosind metoda indentării, rezultând o valoare artificial ridicată. Folosind o singură valoare. - fascicul cu crestătură laterală oferă măsurători precise.
Rezistența este legată de tenacitate, dar se referă la punctul unic în care un material cedează catastrofal atunci când se aplică stres. Este denumită în mod obișnuit „modul de rupere” și este măsurată luând o rezistență la încovoiere în trei sau patru puncte. măsurare pe o bară de testare. Testul în trei puncte oferă valori cu 1% mai mari decât testul în patru puncte.
În timp ce duritatea poate fi măsurată pe o varietate de scale, inclusiv Rockwell și Vickers, scara de microduritate Vickers este potrivită pentru materiale ceramice avansate. Duritatea variază proporțional cu rezistența la uzură a materialului.
La supapele care funcționează în mod ciclic, oboseala este o problemă majoră din cauza deschiderii și închiderii continue a supapei. Oboseala este pragul de rezistență dincolo de care un material tinde să cedeze sub rezistența sa normală la încovoiere.
Rezistența la coroziune depinde de mediul de operare și de mediul care conține materialul. Multe materiale ceramice avansate depășesc metalele în acest domeniu, cu excepția unor materiale pe bază de zirconiu care se „degradează hidrotermic” atunci când sunt expuse la abur la temperatură înaltă.
Geometria pieselor, coeficientul de dilatare termică, conductivitatea termică, tenacitatea și rezistența sunt toate afectate de șocul termic. Aceasta este o zonă care promovează conductivitate termică și duritate ridicate și, prin urmare, piesele metalice funcționează eficient. Cu toate acestea, progresele materialelor ceramice acum asigură niveluri acceptabile de rezistență la șoc termic.
Ceramica avansată a fost folosită de mulți ani și este populară printre inginerii de fiabilitate, inginerii de instalații și proiectanții de supape care solicită performanță și valoare ridicate. În funcție de cerințele specifice aplicației, există diferite formulări individuale potrivite pentru diverse industrii. Cu toate acestea, patru ceramice avansate sunt de importanță în domeniul supapelor de serviciu sever și includ carbură de siliciu (SiC), nitrură de siliciu (Si3N4), alumină și zirconiu. Materialele pentru supape și bile sunt selectate pe baza cerințelor specifice ale aplicației.
Există două forme principale de zirconiu utilizate în supape care au același coeficient de dilatare termică și rigiditate ca și oțelul. Zirconia parțial stabilizată cu magnezie (Mg-PSZ) are cea mai mare rezistență și tenacitate la șocuri termice, în timp ce zirconia policristalină tetragonală yttria (Y-TZP) ) este mai greu, dar predispus la degradare hidrotermală.
Nitrura de siliciu (Si3N4) este disponibilă în diferite formulări. Nitrura de siliciu sinterizată la presiunea gazului (GPPSN) este cel mai des utilizat material pentru supape și componente de supapă, oferind duritate și rezistență ridicate, rezistență excelentă la șocuri termice și stabilitate termică pe lângă duritatea medie. În plus, Si3N4 oferă un înlocuitor potrivit pentru zirconiu în medii cu abur cu temperaturi ridicate, prevenind degradarea hidrotermală.
Datorită bugetelor reduse, specificatorii pot alege dintre SiC sau Alumină. Ambele materiale au duritate mare, dar nu sunt mai rezistente decât zirconia sau nitrura de siliciu. Acest lucru arată că aceste materiale sunt potrivite pentru aplicații cu componente statice, cum ar fi bucșele și scaunele supapelor, mai degrabă decât bile sau discuri de stres mai mare.
Materialele ceramice avansate au o duritate mai mică și o rezistență similară decât materialele metalice utilizate în aplicații severe de supape de serviciu, inclusiv fierul de crom (CrFe), carbura de tungsten, Hastelloy și Stellite.
Aplicațiile dure de service implică utilizarea supapelor rotative, cum ar fi supape fluture, trunions, supape cu bilă plutitoare și arcuri. În astfel de aplicații, Si3N4 și zirconia oferă rezistență la șocuri termice, duritate și rezistență pentru a rezista la cele mai dure medii. Datorită durității și rezistenței la coroziune a materialului, durata de viață a componentelor este de câteva ori mai mare decât cea a componentelor metalice. Alte beneficii includ caracteristicile de performanță ale supapei pe durata de viață utilă, în special în zonele în care capacitatea de închidere și controlul sunt menținute.
Acest lucru este ilustrat în aplicarea unei bile kynar/RTFE cu supapă de 65 mm (2,6 inchi) și a căptușelii expuse la 98% acid sulfuric și ilmenit, care este transformată în pigment de oxid de titan. Natura agresivă a mediului înseamnă că aceste componente pot durează până la șase săptămâni. Cu toate acestea, folosind garnitura supapei cu bilă (Figura 1) fabricată din Nilcra!", un zirconiu de magnezie parțial stabilizat (Mg-PSZ) care oferă o duritate excelentă și rezistență la coroziune, oferă un serviciu neîntrerupt de trei ani fără uzura detectabila.
În supapele liniare, inclusiv supapele unghiulare, de accelerație sau cu glob, zirconia și nitrura de siliciu sunt potrivite atât pentru dop, cât și pentru scaun, datorită naturii „sedere dură” a acestor produse. De asemenea, oxidul de aluminiu poate fi utilizat în unele căptușeli și cuști. Un grad ridicat de etanșare poate fi realizată prin potrivirea bilelor de șlefuire pe scaunul supapei.
Pentru bucșele supapelor, inclusiv dopul supapei, intrarea și ieșirea sau bucșele corpului, oricare dintre cele patru materiale ceramice principale poate fi utilizat în funcție de cerințele aplicației. Duritatea ridicată și rezistența la coroziune a materialului se dovedesc a fi benefice pentru performanță și service. durata de viata a produsului.
Să luăm, de exemplu, o supapă fluture DN150 utilizată într-o rafinărie de bauxită din Australia. Conținutul ridicat de silice al mediului poate cauza niveluri ridicate de uzură la bucșele supapelor. Garniturile și discurile originale au fost fabricate din aliaj de 28% CrFe și au fost folosite numai pentru 8 până la 10 săptămâni. Cu toate acestea, cu supape din Nilcra!" Zirconia (Figura 2), durata de viață a crescut la 70 de săptămâni.
Datorită durității și rezistenței lor, ceramica funcționează bine în majoritatea aplicațiilor de supape. Cu toate acestea, duritatea și rezistența la coroziune contribuie la longevitatea supapei. Acest lucru, la rândul său, reduce costurile generale ale ciclului de viață prin reducerea timpului de nefuncționare pentru piesele de schimb, scăzând capitalul de lucru. și inventar, reducând manipularea manuală și îmbunătățind siguranța prin mai puține scurgeri.
Utilizarea materialelor ceramice în supapele de înaltă presiune a fost de mult timp una dintre preocupările majore, deoarece aceste supape sunt supuse unor sarcini axiale sau de torsiune mari. Cu toate acestea, jucătorii majori din domeniu dezvoltă acum modele de bile pentru supape pentru a îmbunătăți supraviețuirea cuplului de antrenare.
O altă limitare majoră este dimensiunea. Cel mai mare scaun și cea mai mare bilă (Figura 3) produse din zirconiu parțial stabilizat cu magnezie sunt DN500 și, respectiv, DN250. Cu toate acestea, majoritatea specificatorilor preferă în prezent ceramica pentru componente de aceste dimensiuni.
Deși materialele ceramice s-au dovedit acum a fi o alegere potrivită, trebuie urmate câteva linii directoare simple pentru a le maximiza performanța. Materialele ceramice ar trebui folosite mai întâi numai atunci când este necesar pentru a minimiza costurile. Colțurile ascuțite și concentrațiile de tensiuni trebuie evitate atât pe plan intern, cât și pe plan extern.
Orice nepotrivire potențială de dilatare termică trebuie luată în considerare în timpul fazei de proiectare. Pentru a reduce stresul cercului, este necesar să păstrați ceramica la exterior, nu la interior. În cele din urmă, necesitatea toleranțelor geometrice și a finisării suprafeței trebuie luată în considerare cu atenție, deoarece acestea poate adăuga costuri semnificative și inutil.
Urmând aceste linii directoare și cele mai bune practici pentru selectarea materialelor și coordonarea cu furnizorii de la începutul unui proiect, se poate obține o soluție ideală pentru fiecare aplicație serioasă de servicii.
Aceste informații sunt derivate din materiale, recenzii și adaptări furnizate de Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.(28 noiembrie 2019).Materiale ceramice avansate pentru aplicații de service exigente.AZOM.Preluat la 14 ianuarie 2022 de la https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.14 ianuarie 2022..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Accesat 14 ianuarie 2022).
Morgan Advanced Materials – Ceramica Tehnica.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, accesat la 14 ianuarie 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
În acest interviu, AZoM discută cu Mohamed Rahaman, profesor emerit de știință și inginerie a materialelor de la Universitatea de Știință și Tehnologie din Missouri, despre bioceramică și utilizarea lor potențială în inginerie biomedicală.
AZoM a vorbit cu dr. Iolanda Duarte și Juliane Moura despre cercetările lor, care țin cont de prezența florei extremofile pe panourile fotovoltaice.
AZoM a vorbit cu profesorul Andrea Fratalocchi de la KAUST despre cercetarea sa, care se concentrează pe aspectele nerecunoscute anterior ale cărbunelui.
Aplicarea incorectă a grăsimii poate duce la numeroase defecțiuni ale rulmentului. Având în vedere că 40% din durata de viață a rulmentului nu este suficientă pentru a-i oferi valoarea inginerească, lubrifierea insuficientă și supraungerea sunt domenii cheie de monitorizat.LUBExpert vă permite să utilizați lubrifiantul potrivit în locul potrivit la locul potrivit. la fix.
Aceasta este folie de cupru laminată standard a JX Nippon Mining & Metals, cu flexibilitate ideală și rezistență la vibrații.
XRDynamic (XRD) 500 de la Anton Paar este un difractometru cu raze X cu pulbere multifuncțional automat. Este un dispozitiv XRD eficient și versatil.
Ora postării: 15-ian-2022
