Напредни керамички материјали за тешке услове рада

Користимо колачиће да побољшамо ваше искуство. Ако наставите да претражујете овај сајт, слажете се са нашом употребом колачића. Више информација.
Озбиљна услуга нема званичну дефиницију. Може се сматрати да се односи на радне услове у којима је замена вентила скупа или смањује способност процеса.
Постоји глобална потреба за смањењем трошкова производње процеса како би се побољшала профитабилност у свим индустријама које укључују тешке услове рада. Они се крећу од нафте и гаса и петрохемије до нуклеарне и електричне енергије, прераде минерала и рударства.
Дизајнери и инжењери раде на томе да то постигну на различите начине. Најприкладнији приступ је да се повећа време непрекидног рада и ефикасност кроз ефективну контролу параметара процеса као што су ефективно гашење и оптимизована контрола протока.
Безбедносна оптимизација такође игра виталну улогу, пошто мање замена може довести до безбеднијег производног окружења. Поред тога, компанија покушава да сведе на минимум инвентар опреме, укључујући пумпе и вентиле, и потребно руковање. Истовремено, власници објеката очекују огроман обрт на њиховој имовини. Као резултат, повећан капацитет обраде резултира мањим бројем (али већег пречника) цеви и опреме за исти проток производа и мање бројила.
Ово сугерише да поред тога што морају да буду веће за веће пречнике цеви, појединачне компоненте система морају да издрже продужено излагање тешким окружењима како би се смањила потреба за одржавањем и заменом током рада.
Компоненте, укључујући вентиле и куглице, морају да буду робусне да одговарају жељеној примени, али и да обезбеде продужени радни век. Међутим, главни проблем код већине апликација је тај што су металне компоненте достигле границе својих могућности перформанси. Ово сугерише да дизајнери могу пронађите алтернативе неметалним материјалима, посебно керамичким материјалима, за захтевне сервисне примене.
Типични параметри потребни за рад компоненти у тешким условима рада укључују отпорност на топлотни удар, отпорност на корозију, отпорност на замор, тврдоћу, чврстоћу и жилавост.
Отпорност је кључни параметар јер мање еластичне компоненте могу катастрофално да покваре. Жилавост керамичког материјала се дефинише као отпорност на ширење пукотина. У неким случајевима може се мерити методом удубљења, што резултира вештачки високом вредношћу. -бочни зарезни сноп пружа тачна мерења.
Чврстоћа је повезана са жилавошћу, али се односи на једну тачку у којој материјал катастрофално квари када се примени напон. Обично се назива „модулом руптуре“ и мери се узимањем чврстоће на савијање у три или четири тачке мерење на тест траци.Тест у три тачке даје 1% веће вредности од теста са четири тачке.
Док се тврдоћа може мерити на различитим скалама укључујући Роцквелл и Вицкерс, Вицкерсова скала микротврдоће је веома погодна за напредне керамичке материјале. Тврдоћа варира пропорционално отпорности материјала на хабање.
Код вентила који раде на цикличан начин, замор је главни проблем због непрекидног отварања и затварања вентила. Замор је праг чврстоће изнад којег материјал има тенденцију да пропадне испод своје нормалне чврстоће на савијање.
Отпорност на корозију зависи од радног окружења и медијума који садржи материјал. Многи напредни керамички материјали су бољи од метала у овој области, са изузетком неких материјала на бази цирконијума који „хидротермички деградирају“ када су изложени пари високе температуре.
Геометрија делова, коефицијент топлотног ширења, топлотна проводљивост, жилавост и чврстоћа су под утицајем топлотног удара. Ово је област која промовише високу топлотну проводљивост и жилавост, а самим тим и метални делови ефикасно функционишу. Међутим, напредак у керамичким материјалима сада обезбеђују прихватљив ниво отпорности на топлотни удар.
Напредна керамика се користи дуги низ година и популарна је међу инжењерима за поузданост, инжењерима постројења и дизајнерима вентила који захтевају високе перформансе и вредност. У зависности од специфичних захтева примене, постоје различите појединачне формулације погодне за различите индустрије. Међутим, четири напредне керамике су од значаја у области вентила за тешке услове рада, а укључују силицијум карбид (СиЦ), силицијум нитрид (Си3Н4), глиницу и цирконијум. Материјали вентила и кугличних вентила се бирају на основу специфичних захтева примене.
Постоје два главна облика цирконијума који се користе у вентилима који имају исти коефицијент топлотног ширења и крутости као и челик. Магнезитом делимично стабилизовани цирконијум (Мг-ПСЗ) има највећу отпорност на термички удар и жилавост, док итриј тетрагонални цирконијум поликристални (И-ТЗП) ) је тврђи али склон хидротермалној деградацији.
Силицијум нитрид (Си3Н4) је доступан у различитим формулацијама. Синтеровани силицијум нитрид под притиском гаса (ГППСН) је најчешће коришћени материјал за вентиле и компоненте вентила, који нуди високу тврдоћу и чврстоћу, одличну отпорност на термички удар и термичку стабилност поред просечне жилавости. Поред тога, Си3Н4 пружа одговарајућу замену за цирконијум у окружењима са паром на високим температурама, спречавајући хидротермалну деградацију.
Због малог буџета, спецификације могу да бирају између СиЦ или Алумина. Оба материјала имају високу тврдоћу, али нису јача од цирконијума или силицијум нитрида. Ово показује да су ови материјали добро прилагођени за примене статичких компоненти као што су чауре вентила и седишта, а не лоптице или дискови већег стреса.
Напредни керамички материјали имају нижу жилавост и сличну чврстоћу од металних материјала који се користе у тешким апликацијама сервисних вентила, укључујући хром гвожђе (ЦрФе), волфрам карбид, Хастеллои и Стеллите.
Примене за тешке услуге укључују употребу ротационих вентила као што су лептир вентили, клинови, плутајући куглични вентили и опруге. У таквим применама, Си3Н4 и цирконијум обезбеђују отпорност на топлотни удар, жилавост и снагу да издрже најтежа окружења. Због тврдоће и отпорности на корозију од материјала, животни век компоненти је неколико пута дужи него код металних компоненти. Остале предности укључују карактеристике перформанси вентила током његовог корисног века, посебно у областима где се одржава способност затварања и контрола.
Ово је илустровано применом 65 мм (2,6 ин) вентила кинар/РТФЕ кугле и облоге изложене 98% сумпорне киселине и илменита, који се претвара у пигмент титанијум оксида. Агресивна природа медијума значи да ове компоненте могу траје до шест недеља. Међутим, коришћењем облоге кугличног вентила (Слика 1) произведеног од Нилцра!", заштићеног магнезијумом делимично стабилизованог цирконија (Мг-ПСЗ) који обезбеђује одличну тврдоћу и отпорност на корозију, обезбеђује трогодишњи непрекидни сервис без икаквих хабање које се може детектовати.
У линеарним вентилима, укључујући угаоне, пригушне или глобусне вентиле, цирконијум и силицијум нитрид су погодни и за утикач и за седиште због природе ових производа „тврдог седишта“. Исто тако, алуминијум оксид се може користити у неким облогама и кавезима. Висок степен Заптивање се може постићи одговарајућим куглицама за млевење на седишту вентила.
За чауре вентила, укључујући чеп вентила, улаз и излаз, или чауре за тело, може се користити било који од четири главна керамичка материјала у зависности од захтева примене. Висока тврдоћа и отпорност на корозију материјала су корисни за перформансе и сервис животни век производа.
Узмимо, на пример, лептир вентил ДН150 који се користи у аустралијској рафинерији боксита. Висок садржај силицијум диоксида у медијуму може изазвати висок ниво хабања чаура вентила. Оригиналне облоге и дискови су направљени од 28% легуре ЦрФе и коришћени су само за 8 до 10 недеља. Међутим, са вентилима направљеним од Нилцра!" Цирконијум (Слика 2), радни век је повећан на 70 недеља.
Због своје жилавости и чврстоће, керамика добро функционише у већини апликација вентила. Међутим, њихова тврдоћа и отпорност на корозију доприносе дуговечности вентила. Ово заузврат смањује укупне трошкове животног циклуса смањујући време застоја за резервне делове, смањујући обртни капитал и инвентар, смањујући ручно руковање и побољшавајући безбедност кроз мање цурења.
Употреба керамичких материјала у вентилима високог притиска дуго је била једна од главних брига јер су ови вентили подложни великим аксијалним или торзионим оптерећењима. Међутим, главни играчи у овој области сада развијају дизајн кугли вентила како би побољшали преживљавање погонског обртног момента.
Још једно велико ограничење је величина. Највеће седиште и највећа лопта (Слика 3) произведене од магнезијумом делимично стабилизованог цирконија су ДН500 и ДН250, респективно. Међутим, већина спецификација тренутно преферира керамику за компоненте ових величина.
Иако су се керамички материјали сада показали као прикладан избор, потребно је придржавати се неких једноставних смерница да би се максимизирале њихове перформансе. Керамичке материјале треба прво користити само када је то неопходно да се минимизирају трошкови. Оштре углове и концентрацију напрезања треба избегавати и изнутра и споља.
Свака потенцијална неусклађеност термичког ширења мора се узети у обзир током фазе пројектовања. Да бисте смањили напрезање обруча, потребно је да се керамика држи споља, а не изнутра. На крају, треба пажљиво размотрити потребу за геометријским толеранцијама и завршном обрадом површине, јер може додати значајне и непотребне трошкове.
Пратећи ове смернице и најбоље праксе за одабир материјала и координацију са добављачима од почетка пројекта, може се постићи идеално решење за сваку озбиљну примену услуга.
Ове информације су изведене из материјала, рецензија и адаптација које је обезбедио Морган Адванцед Материалс.
Морган Адванцед Материалс – Тецхницал Церамицс.(28. новембар 2019.).Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације.АЗОМ.Преузето 14. јануара 2022. са хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305.
Морган Адванцед Материалс – Тецхницал Церамицс.”Напредни керамички материјали за тешке услове рада”.АЗОМ.14. јануар 2022..
Морган Адванцед Материалс – Тецхницал Церамицс.“Напредни керамички материјали за тешке апликације“.АЗОМ.хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305.(приступљено 14. јануара 2022.).
Морган Адванцед Материалс – Тецхницал Церамицс.2019. Напредни керамички материјали за тешке апликације.АЗоМ, приступљено 14. јануара 2022, хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305.
У овом интервјуу, АЗоМ разговара са Мохамедом Рахаманом, професором емеритусом науке о материјалима и инжењерингу Универзитета у Мисурију, о биокерамици и њиховој потенцијалној употреби у биомедицинском инжењерству.
АЗоМ је разговарао са др Иоландом Дуарте и Јулиане Моура о њиховом истраживању које узима у обзир присуство екстремофилне флоре на фотонапонским панелима.
АЗоМ је разговарао са професором Андреом Фраталоццхи из КАУСТ-а о свом истраживању које се фокусира на раније непризнате аспекте угља.
Неправилна примена масти може довести до бројних кварова на лежајевима. С обзиром да 40% животног века лежаја није довољно да обезбеди његову инжењерску вредност, недовољно и прекомерно подмазивање су кључне области за праћење. ЛУБЕкперт вам омогућава да користите право мазиво на правом месту на право време.
Ово је стандардна ваљана бакарна фолија компаније ЈКС Ниппон Мининг & Металс са идеалном флексибилношћу и отпорношћу на вибрације.
Антон Паар КСРДинамиц (КСРД) 500 је аутоматизовани вишенаменски рендгенски дифрактометар у праху. То је ефикасан и свестран КСРД уређај.