Za izboljšanje vaše izkušnje uporabljamo piškotke. Z nadaljnjim brskanjem po tej strani se strinjate z našo uporabo piškotkov. Več informacij.
Resna storitev nima uradne definicije. Lahko si predstavljamo, da se nanaša na pogoje delovanja, kjer je zamenjava ventila draga ali zmanjša zmogljivost procesa.
Obstaja globalna potreba po zmanjšanju proizvodnih stroškov procesa za izboljšanje dobičkonosnosti v vseh panogah, ki vključujejo težke delovne pogoje. Ti segajo od nafte in plina ter petrokemičnih proizvodov do jedrske in električne energije, predelave mineralov in rudarstva.
Oblikovalci in inženirji si to prizadevajo doseči na različne načine. Najprimernejši pristop je povečati čas delovanja in učinkovitost z učinkovitim nadzorom procesnih parametrov, kot sta učinkovita zaustavitev in optimiziran nadzor pretoka.
Varnostna optimizacija prav tako igra ključno vlogo, saj lahko manj zamenjav vodi do varnejšega proizvodnega okolja. Poleg tega podjetje poskuša čim bolj zmanjšati zalogo opreme, vključno s črpalkami in ventili, ter zahtevanim rokovanjem. Hkrati lastniki obratov pričakujejo velik promet na njihovih sredstvih. Kot rezultat, povečana predelovalna zmogljivost povzroči manj (vendar večjega premera) cevi in opreme za enak pretok izdelka in manj števcev.
To nakazuje, da morajo biti posamezne komponente sistema poleg tega, da morajo biti večje za širše premere cevi, vzdržati dolgotrajno izpostavljenost težkim okoljem, da zmanjšajo potrebo po vzdrževanju in zamenjavi med obratovanjem.
Komponente, vključno z ventili in kroglami, morajo biti robustne, da ustrezajo želeni uporabi, hkrati pa morajo zagotavljati podaljšano življenjsko dobo. Vendar pa je velika težava pri večini aplikacij ta, da so kovinske komponente dosegle meje svojih zmogljivosti. To nakazuje, da lahko načrtovalci poiščite alternative nekovinskim materialom, zlasti keramičnim materialom, za zahtevne servisne aplikacije.
Tipični parametri, potrebni za delovanje komponent v težkih delovnih pogojih, vključujejo odpornost na toplotni udar, odpornost proti koroziji, odpornost proti utrujenosti, trdoto, moč in žilavost.
Prožnost je ključni parameter, saj lahko manj prožne komponente katastrofalno odpovejo. Žilavost keramičnega materiala je opredeljena kot odpornost proti širjenju razpok. V nekaterih primerih jo je mogoče izmeriti z metodo vdolbine, kar ima za posledico umetno visoko vrednost. stranski zarezni žarek zagotavlja natančne meritve.
Trdnost je povezana z žilavostjo, vendar se nanaša na eno samo točko, na kateri material katastrofalno odpove, ko je uporabljena napetost. Običajno se imenuje "modul pretrganja" in se meri z upoštevanjem tritočkovne ali štiritočkovne upogibne trdnosti meritev na testni palici. Tritočkovni test zagotavlja 1 % višje vrednosti kot štiritočkovni test.
Medtem ko se trdota lahko meri na različnih lestvicah, vključno z Rockwellovo in Vickersovo, je Vickersova mikrotrdotna lestvica zelo primerna za napredne keramične materiale. Trdota se spreminja sorazmerno z odpornostjo materiala proti obrabi.
Pri ventilih, ki delujejo ciklično, je utrujenost velik problem zaradi neprekinjenega odpiranja in zapiranja ventila. Utrujenost je prag trdnosti, nad katerim se material nagiba k porušitvi pod svojo običajno upogibno trdnostjo.
Odpornost proti koroziji je odvisna od delovnega okolja in medija, ki vsebuje material. Številni napredni keramični materiali na tem področju prekašajo kovine, z izjemo nekaterih materialov na osnovi cirkonijevega oksida, ki se "hidrotermično razgradijo", ko so izpostavljeni pari pri visoki temperaturi.
Toplotni šok vpliva na geometrijo delov, koeficient toplotnega raztezanja, toplotno prevodnost, žilavost in trdnost. To je področje, ki spodbuja visoko toplotno prevodnost in žilavost, zato kovinski deli delujejo učinkovito. Vendar pa napredek pri keramičnih materialih zdaj zagotavljajo sprejemljive ravni odpornosti na toplotni udar.
Napredna keramika se uporablja že vrsto let in je priljubljena med inženirji za zanesljivost, inženirji obratov in oblikovalci ventilov, ki zahtevajo visoko zmogljivost in vrednost. Glede na posebne zahteve uporabe obstajajo različne posamezne formulacije, primerne za različne industrije. Vendar pa so štiri napredne keramike pomembnih na področju težkih delovnih ventilov in vključujejo silicijev karbid (SiC), silicijev nitrid (Si3N4), aluminijev oksid in cirkonijev oksid. Materiali za ventile in krogle ventilov so izbrani na podlagi posebnih zahtev uporabe.
V ventilih se uporabljata dve glavni obliki cirkonijevega oksida, ki imata enak koeficient toplotne razteznosti in togosti kot jeklo. Magnezijev delno stabiliziran cirkonijev oksid (Mg-PSZ) ima najvišjo odpornost na toplotne udarce in žilavost, medtem ko itrijev tetragonalni polikristalni cirkonijev oksid (Y-TZP) ) je trši, vendar nagnjen k hidrotermalni razgradnji.
Silicijev nitrid (Si3N4) je na voljo v različnih formulacijah. Plinski sintrani silicijev nitrid (GPPSN) je najpogosteje uporabljen material za ventile in komponente ventilov, ki poleg povprečne žilavosti ponuja visoko trdoto in trdnost, odlično odpornost na toplotne udarce in toplotno stabilnost. Poleg tega Si3N4 zagotavlja ustrezen nadomestek za cirkonij v visokotemperaturnih okoljih s paro in preprečuje hidrotermalno razgradnjo.
Zaradi tesnih proračunov lahko specifikacije izbirajo med SiC ali aluminijevim oksidom. Oba materiala imata visoko trdoto, vendar nista močnejša od cirkonijevega oksida ali silicijevega nitrida. To kaže, da so ti materiali zelo primerni za aplikacije statičnih komponent, kot so puše ventilov in sedeži, namesto žoge ali diski z večjim stresom.
Napredni keramični materiali imajo nižjo žilavost in podobno trdnost kot kovinski materiali, ki se uporabljajo v težkih delovnih ventilih, vključno s kromovim železom (CrFe), volframovim karbidom, hastelloyjem in stelitom.
Težke storitvene aplikacije vključujejo uporabo rotacijskih ventilov, kot so dušilne lopute, zatiči, plavajoči krogelni ventili in vzmeti. V takšnih aplikacijah Si3N4 in cirkonij zagotavljata odpornost na toplotne udarce, žilavost in trdnost, da preneseta najtežja okolja. Zaradi trdote in odpornosti proti koroziji materiala je življenjska doba sestavnih delov nekajkrat višja od življenjske dobe kovinskih sestavnih delov. Druge prednosti vključujejo karakteristike delovanja ventila v njegovi življenjski dobi, zlasti na območjih, kjer se ohrani sposobnost zapiranja in nadzor.
To je ponazorjeno z uporabo 65 mm (2,6 in) ventilske kroglice kynar/RTFE in obloge, izpostavljene 98-odstotni žveplovi kislini in ilmenitu, ki se pretvori v pigment titanovega oksida. Agresivna narava medija pomeni, da lahko te komponente zdržijo do šest tednov. Vendar pa uporaba obrobe krogelnega ventila (slika 1), izdelane iz Nilcra!", lastniškega magnezijevega cirkonijevega oksida (Mg-PSZ), ki zagotavlja odlično trdoto in odpornost proti koroziji, zagotavlja triletno neprekinjeno delovanje brez kakršnega koli zaznavna obraba.
Pri linearnih ventilih, vključno s kotnimi, dušilnimi ali krožnimi ventili, sta cirkonijev oksid in silicijev nitrid primerna tako za čep kot za sedež zaradi narave teh izdelkov s trdim sedežem. Podobno se lahko aluminijev oksid uporablja v nekaterih oblogah in kletkah. Visoka stopnja tesnjenje je mogoče doseči z ujemanjem brusnih krogel na sedežu ventila.
Za puše ventilov, vključno s čepom ventila, dovodom in izstopom ali pušami ohišja, je mogoče uporabiti katerega koli od štirih glavnih keramičnih materialov, odvisno od zahtev uporabe. Visoka trdota in odpornost proti koroziji materiala se izkažeta za koristne za delovanje in storitev življenjsko dobo izdelka.
Vzemimo za primer loputo DN150, ki se uporablja v avstralski rafineriji boksita. Visoka vsebnost silicijevega dioksida v mediju lahko povzroči visoko stopnjo obrabe puš ventilov. Prvotne obloge in diski so bili izdelani iz 28-odstotne zlitine CrFe in so bili uporabljeni samo za 8 do 10 tednov. Z ventili iz Nilcra!" cirkonija (slika 2) pa se je življenjska doba podaljšala na 70 tednov.
Keramika se zaradi svoje žilavosti in trdnosti dobro obnese v večini aplikacij ventilov. Vendar sta njena trdota in odpornost proti koroziji tista, ki prispevata k dolgoživosti ventila. To posledično zmanjša skupne stroške življenjskega cikla z zmanjšanjem izpadov za nadomestne dele in nižjim obratnim kapitalom in inventar, zmanjšanje ročnega ravnanja in izboljšanje varnosti z manj puščanja.
Uporaba keramičnih materialov v visokotlačnih ventilih je že dolgo ena glavnih skrbi, ker so ti ventili izpostavljeni velikim aksialnim ali torzijskim obremenitvam. Vendar glavni akterji na tem področju zdaj razvijajo zasnove krogle ventila za izboljšanje preživetja pogonskega navora.
Druga velika omejitev je velikost. Največji sedež in največja krogla (slika 3), izdelana iz delno stabiliziranega cirkonijevega oksida, sta DN500 oziroma DN250. Vendar večina specifikacij trenutno daje prednost keramiki za komponente teh velikosti.
Čeprav se je zdaj izkazalo, da so keramični materiali ustrezna izbira, je treba upoštevati nekaj preprostih smernic, da povečate njihovo učinkovitost. Keramične materiale je treba najprej uporabiti le, če je treba zmanjšati stroške. Izogibati se je treba ostrim vogalom in koncentracijam napetosti v notranjosti in navzven.
V fazi načrtovanja je treba upoštevati kakršno koli morebitno neskladje pri toplotnem raztezanju. Da bi zmanjšali napetost obroča, je treba ohraniti keramiko na zunanji strani, ne znotraj. lahko povzroči znatne in nepotrebne stroške.
Z upoštevanjem teh smernic in najboljših praks za izbiro materialov in usklajevanje z dobavitelji od začetka projekta je mogoče doseči idealno rešitev za vsako resno storitev.
Te informacije izhajajo iz gradiva, pregledov in prilagoditev, ki jih zagotavlja Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics. (28. november 2019). Napredni keramični materiali za zahtevne storitvene aplikacije. AZOM. Pridobljeno 14. januarja 2022 s https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.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.(Dostopano 14. januarja 2022).
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, dostopno 14. januarja 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
V tem intervjuju se AZoM pogovarja z Mohamedom Rahamanom, zaslužnim profesorjem znanosti o materialih in inženirstvu Univerze za znanost in tehnologijo v Missouriju, o biokeramiki in njeni potencialni uporabi v biomedicinskem inženirstvu.
AZoM se je pogovarjal z dr. Iolando Duarte in Juliane Moura o njuni raziskavi, ki upošteva prisotnost ekstremofilne flore na fotovoltaičnih panelih.
AZoM se je pogovarjal s profesorjem Andreo Fratalocchijem iz KAUST o njegovi raziskavi, ki se osredotoča na prej nepriznane vidike premoga.
Neustrezen nanos masti lahko povzroči številne okvare ležajev. Ker 40 % življenjske dobe ležaja ne zadošča za zagotavljanje njegove tehnične vrednosti, sta premajhno in prekomerno mazanje ključni področji, ki ju je treba spremljati. LUBExpert vam omogoča uporabo pravega maziva na pravem mestu na pravi čas.
To je standardna zvita bakrena folija JX Nippon Mining & Metals z idealno fleksibilnostjo in odpornostjo na vibracije.
XRDynamic (XRD) 500 Antona Paara je avtomatiziran večnamenski praškasti rentgenski difraktometer. Je učinkovita in vsestranska naprava XRD.
Čas objave: 15. januarja 2022
