Mga Advanced na Ceramic Materials para sa Malupit na Mga Application sa Serbisyo

Gumagamit kami ng cookies upang mapahusay ang iyong karanasan. Sa pamamagitan ng patuloy na pag-browse sa site na ito sumasang-ayon ka sa aming paggamit ng cookies. Higit pang impormasyon.
Ang seryosong serbisyo ay walang opisyal na kahulugan. Maaari itong isipin na tumutukoy sa mga kondisyon ng pagpapatakbo kung saan ang pagpapalit ng balbula ay magastos o binabawasan ang kakayahan sa proseso.
Mayroong pandaigdigang pangangailangan na bawasan ang mga gastos sa produksyon ng proseso upang mapabuti ang kakayahang kumita sa lahat ng mga industriya na kinasasangkutan ng malupit na mga kondisyon ng serbisyo. Ang mga ito ay mula sa langis at gas at petrochemical hanggang sa nuclear at power generation, pagproseso ng mineral at pagmimina.
Ang mga taga-disenyo at inhinyero ay nagsisikap na makamit ito sa iba't ibang paraan. Ang pinakaangkop na diskarte ay ang pagtaas ng oras at kahusayan sa pamamagitan ng epektibong kontrol sa mga parameter ng proseso tulad ng epektibong pagsara at na-optimize na kontrol sa daloy.
Ang pag-optimize ng kaligtasan ay gumaganap din ng isang mahalagang papel, dahil ang mas kaunting mga kapalit ay maaaring humantong sa isang mas ligtas na kapaligiran sa produksyon. Dagdag pa rito, sinusubukan ng kumpanya na mabawasan ang imbentaryo ng mga kagamitan, kabilang ang mga bomba at balbula, at kinakailangang paghawak. Kasabay nito, inaasahan ng mga may-ari ng pasilidad malaking turnover sa kanilang mga asset.Bilang resulta, ang tumaas na kapasidad sa pagproseso ay nagreresulta sa mas kaunting (ngunit mas malaking diameter) na mga tubo at kagamitan para sa parehong daloy ng produkto at mas kaunting metro.
Iminumungkahi nito na bilang karagdagan sa pagkakaroon upang maging mas malaki para sa mas malawak na diameter ng pipe, ang mga indibidwal na bahagi ng system ay kailangang makatiis ng matagal na pagkakalantad sa malupit na kapaligiran upang mabawasan ang pangangailangan para sa in-service na pagpapanatili at pagpapalit.
Ang mga bahagi, kabilang ang mga balbula at bola, ay kailangang maging matatag upang umangkop sa nais na aplikasyon, ngunit nagbibigay din ng pinahabang buhay ng serbisyo. Gayunpaman, ang isang malaking problema sa karamihan ng mga aplikasyon ay ang mga bahagi ng metal ay umabot sa mga limitasyon ng kanilang mga kakayahan sa pagganap. Iminumungkahi nito na ang mga taga-disenyo ay maaaring humanap ng mga alternatibo sa mga non-metallic na materyales, lalo na ang mga ceramic na materyales, para sa hinihingi na mga aplikasyon ng serbisyo.
Ang karaniwang mga parameter na kinakailangan upang patakbuhin ang mga bahagi sa ilalim ng malubhang kundisyon ng serbisyo ay kinabibilangan ng thermal shock resistance, corrosion resistance, fatigue resistance, tigas, lakas at tigas.
Ang katatagan ay isang pangunahing parameter dahil ang hindi gaanong nababanat na mga bahagi ay maaaring mabigo nang sakuna. Ang tibay ng isang ceramic na materyal ay tinukoy bilang ang paglaban sa pagpapalaganap ng crack. Sa ilang mga kaso, maaari itong masukat gamit ang paraan ng indentation, na nagreresulta sa isang artipisyal na mataas na halaga. Gumagamit ng isang solong -sided notch beam ay nagbibigay ng tumpak na mga sukat.
Ang lakas ay nauugnay sa katigasan, ngunit tumutukoy sa nag-iisang punto kung saan ang isang materyal ay nabigo nang husto kapag inilapat ang stress. Ito ay karaniwang tinutukoy bilang ang "modulus of rupture" at sinusukat sa pamamagitan ng pagkuha ng three-point o four-point flexural strength pagsukat sa isang test bar. Ang three-point test ay nagbibigay ng 1% na mas mataas na mga halaga kaysa sa four-point test.
Bagama't masusukat ang katigasan sa iba't ibang mga kaliskis kabilang ang Rockwell at Vickers, ang Vickers microhardness scale ay angkop na angkop para sa mga advanced na ceramic na materyales. Ang tigas ay nag-iiba ayon sa proporsyon ng wear resistance ng materyal.
Sa mga balbula na gumagana sa isang paikot na paraan, ang pagkapagod ay isang pangunahing problema dahil sa patuloy na pagbukas at pagsasara ng balbula. Ang pagkapagod ay ang threshold ng lakas na higit pa kung saan ang isang materyal ay may posibilidad na mabigo sa ibaba ng normal na flexural na lakas nito.
Ang paglaban sa kaagnasan ay nakasalalay sa kapaligiran ng pagpapatakbo at sa media na naglalaman ng materyal.
Ang bahaging geometry, koepisyent ng thermal expansion, thermal conductivity, toughness, at strength ay apektado lahat ng thermal shock.Ito ay isang lugar na nagpo-promote ng mataas na thermal conductivity at toughness, at samakatuwid, ang mga bahagi ng metal ay gumagana nang epektibo.Gayunpaman, ang pag-unlad sa mga ceramic na materyales ngayon magbigay ng mga katanggap-tanggap na antas ng thermal shock resistance.
Ang mga advanced na ceramics ay ginagamit sa loob ng maraming taon at sikat ito sa mga reliability engineer, plant engineer at valve designer na humihiling ng mataas na performance at value. ng kahalagahan sa larangan ng malubhang mga balbula ng serbisyo, at kasama sa mga ito ang silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si3N4), alumina at zirconia. Pinili ang mga materyales ng balbula at balbula batay sa mga partikular na kinakailangan sa aplikasyon.
Mayroong dalawang pangunahing anyo ng zirconia na ginagamit sa mga valve na may parehong koepisyent ng thermal expansion at stiffness gaya ng steel. Magnesia partially stabilized zirconia (Mg-PSZ) ay may pinakamataas na thermal shock resistance at toughness, habang ang yttria tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP ) ay mas mahirap ngunit madaling kapitan ng hydrothermal degradation.
Available ang Silicon Nitride (Si3N4) sa iba't ibang formulation. Ang Gas Pressure Sintered Silicon Nitride (GPPSN) ay ang pinakakaraniwang ginagamit na materyal para sa mga valve at valve component, na nag-aalok ng mataas na tigas at lakas, mahusay na thermal shock resistance at thermal stability bilang karagdagan sa average na katigasan. Bilang karagdagan, ang Si3N4 ay nagbibigay ng angkop na kapalit para sa zirconia sa mataas na temperatura na mga kapaligiran ng singaw, na pumipigil sa pagkasira ng hydrothermal.
Dahil sa masikip na badyet, maaaring pumili ang mga specifier mula sa SiC o Alumina. Ang parehong mga materyales ay may mataas na tigas, ngunit hindi mas malakas kaysa sa zirconia o silicon nitride. Ipinapakita nito na ang mga materyales na ito ay angkop na angkop para sa mga static na application ng bahagi tulad ng mga valve bushing at upuan, sa halip na mas mataas na stress ball o disc.
Ang mga advanced na ceramic na materyales ay may mas mababang katigasan at katulad na lakas kaysa sa mga metal na materyales na ginagamit sa malubhang mga aplikasyon ng balbula ng serbisyo, kabilang ang chromium iron (CrFe), tungsten carbide, Hastelloy at Stellite.
Kasama sa malupit na mga application ng serbisyo ang paggamit ng mga rotary valve gaya ng butterfly valve, trunnion, floating ball valve at spring. Sa ganitong mga application, ang Si3N4 at zirconia ay nagbibigay ng thermal shock resistance, tigas at lakas upang mapaglabanan ang pinakamahirap na kapaligiran. Dahil sa tigas at paglaban sa kaagnasan ng materyal, ang buhay ng serbisyo ng mga bahagi ay ilang beses na mas mataas kaysa sa mga bahaging metal. Kasama sa iba pang mga benepisyo ang mga katangian ng pagganap ng balbula sa panahon ng kapaki-pakinabang na buhay nito, lalo na sa mga lugar kung saan pinananatili ang kakayahang magsara at kontrol.
Ito ay inilalarawan sa paggamit ng 65 mm (2.6 in) valve kynar/RTFE ball at liner na nakalantad sa 98% sulfuric acid at ilmenite, na ginagawang titanium oxide pigment. Ang agresibong katangian ng medium ay nangangahulugan na ang mga bahaging ito ay maaaring tumatagal ng hanggang anim na linggo.Gayunpaman, gamit ang ball valve trim (Figure 1) na ginawa mula sa Nilcra!", isang proprietary na magnesia na bahagyang nagpapatatag na zirconia (Mg-PSZ) na nagbibigay ng mahusay na tigas at paglaban sa kaagnasan, ay nagbibigay ng tatlong taong Walang tigil na serbisyo nang walang anumang detectable wear.
Sa mga linear valve kabilang ang angle, throttle o globe valve, ang zirconia at silicon nitride ay angkop para sa parehong plug at upuan dahil sa likas na "hard seat" ng mga produktong ito. Gayundin, ang aluminum oxide ay maaaring gamitin sa ilang mga liner at cage. ng sealing ay maaaring makamit sa pamamagitan ng pagtutugma ng mga nakakagiling na bola sa upuan ng balbula.
Para sa mga valve bushing, kabilang ang valve plug, inlet at outlet, o body bushing, alinman sa apat na pangunahing ceramic na materyales ay maaaring gamitin depende sa mga kinakailangan sa aplikasyon. buhay ng produkto.
Kunin, halimbawa, ang isang DN150 butterfly valve na ginagamit sa isang Australian bauxite refinery. Ang mataas na silica content ng media ay maaaring magdulot ng mataas na antas ng pagkasira sa mga valve bushing. 8 hanggang 10 linggo. Gayunpaman, sa mga balbula na gawa sa Nilcra!" Zirconia (Figure 2), ang buhay ng serbisyo ay tumaas sa 70 linggo.
Dahil sa kanilang katigasan at lakas, mahusay na gumagana ang mga keramika sa karamihan ng mga aplikasyon ng balbula. Gayunpaman, ang kanilang tigas at paglaban sa kaagnasan ang nag-aambag sa mahabang buhay ng balbula. Binabawasan naman nito ang pangkalahatang mga gastos sa lifecycle sa pamamagitan ng pagbabawas ng downtime para sa mga kapalit na bahagi, pagpapababa ng working capital at imbentaryo, pagbabawas ng manu-manong paghawak, at pagpapabuti ng kaligtasan sa pamamagitan ng mas kaunting pagtagas.
Ang paggamit ng mga ceramic na materyales sa mga high-pressure valve ay matagal nang isa sa mga pangunahing alalahanin dahil ang mga balbula na ito ay napapailalim sa mataas na axial o torsional load. Gayunpaman, ang mga pangunahing manlalaro sa larangan ay gumagawa na ngayon ng mga disenyo ng balbula upang mapabuti ang kaligtasan ng drive torque.
Ang isa pang pangunahing limitasyon ay ang laki. Ang pinakamalaking upuan at pinakamalaking bola (Figure 3) na ginawa mula sa magnesia na bahagyang na-stabilize na zirconia ay DN500 at DN250, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, karamihan sa mga specifier ay kasalukuyang mas gusto ang mga ceramics para sa mga bahagi ng mga laki na ito.
Bagama't napatunayan na ngayon na angkop na pagpipilian ang mga ceramic na materyales, kailangang sundin ang ilang simpleng alituntunin upang mapakinabangan ang kanilang pagganap. Ang mga ceramic na materyales ay dapat lamang gamitin muna kapag kinakailangan upang mabawasan ang gastos. Ang mga matatalim na sulok at mga konsentrasyon ng stress ay dapat na iwasan kapwa sa loob at panlabas.
Ang anumang potensyal na thermal expansion mismatch ay dapat isaalang-alang sa yugto ng disenyo. Upang mabawasan ang hoop stress, kinakailangan na panatilihin ang ceramic sa labas, hindi sa loob. maaaring magdagdag ng malaki at hindi kinakailangang gastos.
Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga alituntuning ito at pinakamahuhusay na kagawian para sa pagpili ng mga materyales at pakikipag-ugnayan sa mga supplier mula sa simula ng isang proyekto, isang mainam na solusyon ang makakamit para sa bawat seryosong aplikasyon ng serbisyo.
Ang impormasyong ito ay nagmula sa materyal, mga pagsusuri at mga adaptasyon na ibinigay ng Morgan Advanced Materials.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.(Nobyembre 28, 2019).Mga advanced na ceramic na materyales para sa demanding ng mga application ng serbisyo.AZOM.Nakuha noong Enero 14, 2022 mula sa https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.” Advanced Ceramic Materials para sa Malupit na Mga Application sa Serbisyo”.AZOM.Enero 14, 2022..
Morgan Advanced Materials – Technical Ceramics.” Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications”.AZOM.https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.(Na-access noong Enero 14, 2022).
Morgan Advanced Materials – Teknikal na Ceramics.2019. Advanced Ceramic Materials for Harsh Service Applications.AZoM, na-access noong Enero 14, 2022, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
Sa panayam na ito, nakipag-usap ang AZoM kay Mohamed Rahaman, Missouri University of Science and Technology Professor Emeritus of Materials Science and Engineering, tungkol sa bioceramics at ang kanilang potensyal na paggamit sa biomedical engineering.
Nakipag-usap ang AZoM kay Dr. Iolanda Duarte at Juliane Moura tungkol sa kanilang pananaliksik, na isinasaalang-alang ang pagkakaroon ng extremophile flora sa mga photovoltaic panel.
Nakipag-usap ang AZoM kay Propesor Andrea Fratalocchi mula sa KAUST tungkol sa kanyang pananaliksik, na nakatuon sa dati nang hindi nakikilalang mga aspeto ng karbon.
Ang hindi wastong paggamit ng grasa ay maaaring humantong sa maraming pagkabigo sa tindig. Sa 40% ng buhay ng tindig ay hindi sapat upang maibigay ang halaga ng engineering nito, ang underlubrication at labis na pagpapadulas ay mga pangunahing lugar na dapat subaybayan. LUBExpert ay nagpapahintulot sa iyo na gamitin ang tamang pampadulas sa tamang lugar sa Tamang oras.
Ito ang standard na rolled copper foil ng JX Nippon Mining & Metals na may perpektong flexibility at vibration resistance.
Ang XRDynamic (XRD) 500 ni Anton Paar ay isang automated na multipurpose powder X-ray diffractometer. Ito ay isang mahusay at versatile na XRD device.