Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse. Genom att fortsätta att surfa på den här sidan godkänner du vår användning av cookies. Mer information.
Seriös service har ingen officiell definition. Det kan ses som hänvisning till driftsförhållanden där ventilbyte är kostsamt eller minskar processkapaciteten.
Det finns ett globalt behov av att minska processproduktionskostnaderna för att förbättra lönsamheten i alla branscher som involverar hårda servicevillkor. Dessa sträcker sig från olja och gas och petrokemikalier till kärnkrafts- och kraftproduktion, mineralbearbetning och gruvdrift.
Designers och ingenjörer arbetar för att uppnå detta på olika sätt. Det lämpligaste tillvägagångssättet är att öka drifttiden och effektiviteten genom effektiv kontroll av processparametrar som effektiv avstängning och optimerad flödeskontroll.
Säkerhetsoptimering spelar också en viktig roll, eftersom färre byten kan leda till en säkrare produktionsmiljö. Dessutom försöker företaget att minimera lagret av utrustning, inklusive pumpar och ventiler, och nödvändig hantering. Samtidigt förväntar sig anläggningsägarna enorm omsättning på sina tillgångar. Som ett resultat resulterar den ökade bearbetningskapaciteten i färre (men större diameter) rör och utrustning för samma produktflöde och färre meter.
Detta tyder på att förutom att behöva vara större för bredare rördiametrar, måste enskilda systemkomponenter tåla långvarig exponering för tuffa miljöer för att minska behovet av underhåll och utbyte under drift.
Komponenter, inklusive ventiler och kulor, måste vara robusta för att passa den önskade applikationen, men också ge förlängd livslängd. Ett stort problem med de flesta applikationer är dock att metallkomponenter har nått gränserna för sin prestanda. Detta tyder på att konstruktörer kan hitta alternativ till icke-metalliska material, särskilt keramiska material, för krävande serviceapplikationer.
Typiska parametrar som krävs för att driva komponenter under svåra driftsförhållanden inkluderar termisk chockbeständighet, korrosionsbeständighet, utmattningsbeständighet, hårdhet, hållfasthet och seghet.
Spänst är en nyckelparameter eftersom mindre fjädrande komponenter kan misslyckas katastrofalt. Ett keramiskt materials seghet definieras som motståndet mot sprickutbredning. I vissa fall kan det mätas med indragningsmetoden, vilket resulterar i ett artificiellt högt värde. -sidig hackstråle ger exakta mätningar.
Styrka är relaterad till seghet, men hänvisar till den enda punkt där ett material misslyckas katastrofalt när påfrestning appliceras. Det kallas vanligen för "brottmodulen" och mäts genom att ta en trepunkts eller fyrapunkts böjhållfasthet mätning på en teststång. Trepunktstestet ger 1 % högre värden än fyrapunktstestet.
Även om hårdhet kan mätas på en mängd olika skalor, inklusive Rockwell och Vickers, är Vickers mikrohårdhetsskala väl lämpad för avancerade keramiska material. Hårdheten varierar i proportion till materialets slitstyrka.
I ventiler som arbetar på ett cykliskt sätt är utmattning ett stort problem på grund av den kontinuerliga öppningen och stängningen av ventilen. Trötthet är den hållfasthetströskel över vilken ett material tenderar att falla under sin normala böjhållfasthet.
Korrosionsbeständigheten beror på driftsmiljön och mediet som innehåller materialet. Många avancerade keramiska material överträffar metaller i detta område, med undantag för vissa zirkoniumoxidbaserade material som "hydrotermiskt bryts ned" när de utsätts för högtemperaturånga.
Delarnas geometri, värmeutvidgningskoefficient, värmeledningsförmåga, seghet och hållfasthet påverkas alla av värmechock. Detta är ett område som främjar hög värmeledningsförmåga och seghet, och därför fungerar metalldelarna effektivt. Men framsteg inom keramiska material nu ger acceptabla nivåer av termisk chockbeständighet.
Avancerad keramik har använts i många år och är populär bland tillförlitlighetsingenjörer, anläggningsingenjörer och ventildesigners som kräver hög prestanda och värde. Beroende på de specifika applikationskraven finns det olika individuella formuleringar som lämpar sig för olika industrier. Däremot är fyra avancerade keramer av betydelse inom området för svåra serviceventiler, och de inkluderar kiselkarbid (SiC), kiselnitrid (Si3N4), aluminiumoxid och zirkoniumoxid. Material för ventiler och ventilkulor väljs utifrån specifika applikationskrav.
Det finns två huvudformer av zirkoniumoxid som används i ventiler som har samma värmeutvidgnings- och styvhetskoefficient som stål.Magnesia partiellt stabiliserad zirkoniumoxid (Mg-PSZ) har den högsta värmechockbeständigheten och segheten, medan yttriumoxid tetragonal zirkoniumoxid polykristallin (Y-TZP) ) är hårdare men benägen för hydrotermisk nedbrytning.
Kiselnitrid (Si3N4) finns i olika formuleringar.Gastrycksintrad kiselnitrid (GPPSN) är det mest använda materialet för ventiler och ventilkomponenter, och erbjuder hög hårdhet och hållfasthet, utmärkt motståndskraft mot termisk stöt och termisk stabilitet förutom genomsnittlig seghet. Dessutom är Si3N4 ett lämpligt substitut för zirkoniumoxid i högtemperatursångmiljöer, vilket förhindrar hydrotermisk nedbrytning.
På grund av snäva budgetar kan specifikationer välja mellan SiC eller Alumina. Båda materialen har hög hårdhet, men är inte starkare än zirkoniumoxid eller kiselnitrid. Detta visar att dessa material är väl lämpade för statiska komponenttillämpningar såsom ventilbussningar och säten, snarare än högre stressbollar eller skivor.
Avancerade keramiska material har lägre seghet och liknande hållfasthet än metalliska material som används i svåra serviceventilapplikationer, inklusive kromjärn (CrFe), volframkarbid, Hastelloy och Stellite.
Kraftiga servicetillämpningar involverar användning av roterande ventiler såsom vridspjällsventiler, tappar, flytande kulventiler och fjädrar. I sådana applikationer ger Si3N4 och zirkoniumoxid värmechockbeständighet, seghet och styrka för att motstå de tuffaste miljöerna. På grund av hårdheten och korrosionsbeständigheten av materialet är komponenternas livslängd flera gånger längre än för metallkomponenter. Andra fördelar inkluderar ventilens prestandaegenskaper under dess livslängd, särskilt i områden där stängningsförmåga och kontroll bibehålls.
Detta illustreras i appliceringen av en 65 mm (2,6 tum) ventil kynar/RTFE kula och liner exponerad för 98 % svavelsyra och ilmenit, som håller på att omvandlas till titanoxidpigment. Mediets aggressiva karaktär gör att dessa komponenter kan varar upp till sex veckor. Men med kulventiltrim (Figur 1) tillverkad av Nilcra!", en egenutvecklad magnesiumoxid, delvis stabiliserad zirkoniumoxid (Mg-PSZ) som ger utmärkt hårdhet och korrosionsbeständighet, ger tre års oavbruten service utan någon spårbart slitage.
I linjära ventiler inklusive vinkel-, trottel- eller klotventiler är zirkoniumoxid och kiselnitrid lämpliga för både plugg och säte på grund av dessa produkters "hårda säte"-karaktär. På samma sätt kan aluminiumoxid användas i vissa foder och burar. av tätning kan uppnås genom att matcha slipkulor på ventilsätet.
För ventilbussningar, inklusive ventilplugg, inlopp och utlopp, eller husbussningar, kan vilket som helst av de fyra huvudsakliga keramiska materialen användas beroende på applikationskraven. Materialets höga hårdhet och korrosionsbeständighet visar sig vara fördelaktigt för prestanda och service produktens livslängd.
Ta till exempel en DN150 fjärilsventil som används i ett australiensiskt bauxitraffinaderi. Den höga kiseldioxidhalten i media kan orsaka höga nivåer av slitage på ventilbussningar. De ursprungliga fodren och skivorna var gjorda av 28 % CrFe-legering och användes endast för 8 till 10 veckor. Men med ventiler gjorda av Nilcra!" Zirconia (Figur 2) ökade livslängden till 70 veckor.
På grund av sin seghet och styrka fungerar keramik bra i de flesta ventilapplikationer. Det är dock deras hårdhet och korrosionsbeständighet som bidrar till ventilens livslängd. Detta minskar i sin tur de totala livscykelkostnaderna genom att minska stilleståndstiden för reservdelar, vilket minskar rörelsekapitalet och inventering, minskad manuell hantering och förbättrad säkerhet genom färre läckor.
Användningen av keramiska material i högtrycksventiler har länge varit ett av de största problemen eftersom dessa ventiler utsätts för höga axiella eller vridande belastningar. Men stora aktörer på området utvecklar nu design av ventilkulor för att förbättra överlevnadsförmågan hos drivmomentet.
En annan stor begränsning är storleken. Den största sitsen och den största kulan (Figur 3) som tillverkas av partiellt stabiliserad zirkoniumoxid är DN500 respektive DN250. De flesta specifikationer föredrar dock för närvarande keramik för komponenter av dessa storlekar.
Även om keramiska material nu har visat sig vara ett lämpligt val, måste några enkla riktlinjer följas för att maximera deras prestanda. Keramiska material bör endast användas först när det är nödvändigt för att minimera kostnaden. Skarpa hörn och spänningskoncentrationer bör undvikas både internt och externt.
Eventuella eventuella termiska expansionsfel måste beaktas under designfasen. För att minska bågspänningen är det nödvändigt att hålla keramiken på utsidan, inte insidan. Slutligen bör behovet av geometriska toleranser och ytbehandling noga övervägas, eftersom dessa kan tillföra betydande och onödiga kostnader.
Genom att följa dessa riktlinjer och bästa praxis för att välja material och samordna med leverantörer från starten av ett projekt, kan en idealisk lösning uppnås för varje seriös serviceapplikation.
Denna information härrör från material, recensioner och anpassningar från Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.(28 november 2019).Avancerade keramiska material för krävande serviceapplikationer.AZOM.Hämtad 14 januari 2022 från https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics."Avancerade keramiska material för hårda serviceapplikationer".AZOM.14 januari 2022..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.”Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Nådd 14 januari 2022).
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, tillgänglig 14 januari 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
I den här intervjun pratar AZoM med Mohamed Rahaman, professor emeritus i materialvetenskap och teknik vid Missouri University of Science and Technology, om biokeramik och deras potentiella användning inom biomedicinsk teknik.
AZoM pratade med Dr. Iolanda Duarte och Juliane Moura om deras forskning, som tar hänsyn till förekomsten av extremofil flora på solcellspaneler.
AZoM pratade med professor Andrea Fratalocchi från KAUST om hans forskning, som fokuserar på tidigare okända aspekter av kol.
Felaktig applicering av fett kan leda till många lagerfel. Eftersom 40 % av lagrets livslängd inte räcker till för att ge dess tekniska värde är undersmörjning och översmörjning nyckelområden att övervaka. LUBExpert låter dig använda rätt smörjmedel på rätt plats vid rätt tid.
Detta är JX Nippon Mining & Metals standardvalsade kopparfolie med idealisk flexibilitet och vibrationsmotstånd.
Anton Paars XRDynamic (XRD) 500 är en automatiserad multifunktionell pulverröntgendiffraktometer. Det är en effektiv och mångsidig XRD-enhet.
Posttid: 2022-jan-15
