Materiali ceramichi avanzati per applicazioni di serviziu duru

Ùn ci hè micca una definizione di serviziu formale. Pò esse cunsideratu per riferite à l'altu costu di rimpiazzà a vàlvula o di e cundizioni di travagliu chì riducenu a capacità di trasfurmazioni. A necessità glubale di riduce i costi di produzzione di prucessu per migliurà a prufittuità di tutti i settori implicati in cundizioni di serviziu duri. Quessi varianu da l'oliu è u gasu, a petrochimica à l'energia nucleare è a generazione di energia, u processu minerale è a minera. I disinfettori è l'ingegneri cercanu di ottene stu scopu in modi diffirenti. U metudu più apprupriatu hè di aumentà u uptime è l'efficienza cuntrullendu in modu efficace i paràmetri di u prucessu (cum'è l'arrestu efficace è u cuntrollu di u flussu ottimizatu). L'ottimisazione di a sicurezza ghjoca ancu un rolu vitale, perchè a riduzione di u nùmeru di rimpiazzamenti pò purtà à un ambiente di produzzione più sicuru. Inoltre, a cumpagnia travaglia per riduce l'inventariu di l'equipaggiu (cumprese e pompe è valvole) è l'eliminazione necessaria. À u listessu tempu, i pruprietarii di e facilità aspettanu un fatturatu enormu da i so assi. Dunque, a capacità di trasfurmazioni aumentata risulterà in menu (ma di diametru più grande) tubi è equipaghji è menu strumenti per u stessu flussu di produttu. Questu mostra chì, in più di avè da utilizà cumpunenti di sistema individuali più grandi per diametri di tubi più larghi, hè ancu necessariu di suppurtà l'esposizione prolongata à l'ambienti duri per riduce i bisogni di mantenimentu in serviziu è di rimpiazzamentu. I cumpunenti cumpresi valvule è sfere di valvula deve esse robusti per adattà à l'applicazione desiderata, ma ponu ancu allargà a so vita. Tuttavia, u prublema principali cù a maiò parte di l'applicazioni hè chì e parti metalliche anu righjuntu i so limiti di rendiment. Questu indica chì i diseggiani ponu truvà alternative à i materiali non metallichi in applicazioni esigenti, in particulare i materiali ceramichi. I paràmetri tipici necessarii per uperà cumpunenti in cundizioni duri includenu a resistenza di scossa termale, a resistenza à a corrosione, a resistenza à a fatigue, a durezza, a forza è a tenacità. A resilienza hè un paràmetru chjave, perchè i cumpunenti chì sò menu resistenti ponu fallu catastroficamente. A durezza di i materiali ceramichi hè definitu cum'è a resistenza à a propagazione di crack. In certi casi, pò esse misurata cù u metudu di indentazione per ottene un valore artificiale altu. L'usu di un fasciu di incisione unilaterale pò furnisce risultati di misurazione precisi. A forza hè ligata à a durezza, ma si riferisce à un puntu unicu induve un materiale hè catastròficamente danatu quandu u stress hè appiicatu. Hè cumunimenti chjamatu "modulu di rupture" è hè ottenutu da a misurazione di a forza di curvatura di trè o quattru punti nantu à una barra di prova. U valore di a prova di trè punti hè 1% più altu ch'è u valore di a prova di quattru punti. Ancu s'è parechje scale cumpresi u tester di durezza Rockwell è u tester di durezza Vickers ponu esse aduprate per misurà a durezza, a scala di microdurezza Vickers hè assai adattata per i materiali ceramichi avanzati. A durezza cambia in proporzione à a resistenza à l'usura di u materiale. In i valvuli chì operanu in modu ciclicu, a fatigue hè a preoccupazione principale per l'apertura è a chjusa cuntinua di a valvula. A fatigue hè u limitu di forza. Al di là di stu limitu, u materiale tende à fallu sottu a so forza di curvatura normale. A resistenza à a corrosione dipende da l'ambienti operativi è u mediu chì cuntene u materiale. In più di a "degradazione idrotermale", assai materiali ceramichi avanzati sò superiori à i metalli in questu campu, è certi materiali basati in zirconia subiranu "degradazione idrotermale" dopu esse esposti à vapore à alta temperatura. A geometria, u coefficient di espansione termale, a conduttività termale, a tenacità è a forza di i cumpunenti sò affettati da u scossa termale. Questa zona conduce à una alta conductività termale è durezza, cusì i cumpunenti di metalli ponu funziunà in modu efficace. Tuttavia, l'avanzamenti in i materiali ceramichi avà furnisce livelli accettabili di resistenza di scossa termale. A ceramica avanzata hè stata aduprata per parechji anni è hè populari trà l'ingegneri di affidabilità, l'ingegneri di pianta è i diseggiani di valvule chì necessitanu un altu rendiment è un altu valore. Sicondu esigenze specifiche di l'applicazione, hè adattatu per diverse formulazioni in una varietà di industrii. In ogni casu, quattru ceramichi avanzati sò di grande significazione in u campu di mantenimentu rigurosu di valvule, cumpresi carbure di siliciu (SiC), nitruru di siliciu (Si3N4), allumina è zirconia. I materiali di a valvula è a sfera di a valvula sò scelti secondu e esigenze specifiche di l'applicazione. A valvula usa dui formi principali di zirconia, chì anu u listessu coefficient di espansione termale è rigidità cum'è l'acciaio. A zirconia parzialmente stabilizzata di l'ossidu di magnesiu (Mg-PSZ) hà a più alta resistenza di scossa termale è a tenacità, mentri ittria tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) hè più dura, ma hè suscettibile à a degradazione idrotermale. Nitruru di siliciu (Si3N4) hà diverse formulazioni. U nitruru di siliciu sinterizzatu à pressione di gas (GPPSN) hè u materiale più cumunimenti utilizatu per valvule è cumpunenti di valvula. In più di a so durezza media, hà ancu una alta durezza è forza, una eccellente resistenza di scossa termale è stabilità termale. Inoltre, in ambienti di vapore à alta temperatura, Si3N4 pò rimpiazzà a zirconia per impedisce a degradazione idrotermale. Cù un budgetu più strettu, u cuncentratore pò sceglie da SiC o allumina. I dui materiali anu una durezza alta, ma ùn sò micca più duru di zirconia o nitruru di siliciu. Questu mostra chì u materiale hè assai adattatu per l'applicazioni di cumpunenti statici, cum'è i rivestimenti di valve è i sedi di valvula, piuttostu cà sfere di valve o dischi chì sò sottumessi à un stress più altu. In cunfrontu cù i materiali metallici utilizati in applicazioni di valvula esigenti (cumprese ferrochrome (CrFe), carburu di tungstenu, Hastelloy è Stellite), i materiali ceramichi avanzati anu una resistenza più bassa è una forza simili. L'applicazioni di serviziu esigenti implicanu l'usu di valvole rotative, cum'è valvole a farfalla, perni, valvole a sfera flottante è molle. In tali applicazioni, Si3N4 è zirconia anu resistenza di scossa termale, tenacità è forza, è ponu adattà à l'ambienti più esigenti. A causa di a durezza è a resistenza à a corrosione di u materiale, a vita di serviziu di u cumpunente hè parechje volte quella di u cumpunente metallicu. L'altri benefici includenu e caratteristiche di rendiment nantu à a vita di a valvula, soprattuttu in i zoni induve si mantene e capacità di cut-off è di cuntrollu. Questu hè statu dimustratu in u casu di 65 mm (2.6 inch) valve kynar / RTFE ball and liner esposti à 98% acid sulfuric plus ilmenite, l'ilmenite essendu cunvertitu in pigmentu d'ossidu di titaniu. A natura corrosiva di i media significa chì a vita di sti cumpunenti pò esse longu à sei simani. Tuttavia, l'usu di trim di valvula sferica (una zirconia parzialmente stabilizzata d'ossidu di magnesiu proprietariu (Mg-PSZ)) fabbricata da Nilcra™ (Figura 1) hà una durezza eccellente è resistenza à a corrosione è hè stata furnita per trè anni. Serviziu intermittente, senza alcuna usura rilevabile. In e valvole lineari (cumprese valvole d'angolo, valve di throttle o valve di globu), per via di e caratteristiche di "sede duru" di sti prudutti, zirconia è nitruru di siliciu sò adattati per i tappi di valvula è per i sedi di valvula. In listessu modu, l'alumina pò esse usata in certi linings è cages. Attraversu a bola currispondente nantu à l'anellu di u sediu, pò esse ottenutu un altu gradu di sigillatura. Per u nucleu di a valvula, cumpresa a valvola di spool, l'entrata è l'outlet o u bushing di u corpu di a valvula, qualsiasi di i quattru materiali ceramichi principali ponu esse aduprati secondu i requisiti di l'applicazione. L'alta durezza è a resistenza à a corrosione di u materiale anu dimustratu per esse benefiziu in quantu à u rendiment di u produttu è a vita di serviziu. Pigliate a valvula a farfalla DN150 usata in a raffineria di bauxite australiana per esempiu. L'altu cuntenutu di silice in u mediu provoca un altu livellu di usura nantu à i bushings di valvula. U liner è u discu di valvula utilizatu inizialmente eranu fatti di 28% alliage CrFe è durò solu ottu à deci settimane. In ogni casu, per via di l'intruduzioni di valvule di Nilcra™ zirconia (Figura 2), a vita di serviziu hè stata aumentata à 70 settimane. A causa di a so durezza è forza, a ceramica funziona bè in a maiò parte di l'applicazioni di valvula. Tuttavia, hè a so durezza è a resistenza à a corrosione chì aiutanu à allargà a vita di a valvula. À u turnu, questu riduce u costu di u ciclu di vita tutale riducendu i tempi di inattività per i pezzi di rimpianu, riduzzione di u capitale di travagliu è l'inventariu, una manipulazione manuale minima, è una sicurezza mejorata per via di perdite ridotte. Per un bellu pezzu, l'applicazione di materiali ceramichi in valvule d'alta pressione hè stata una di e prublemi principali, perchè sti valvule sò sottumessi à carichi assiali o torsionali elevati. Tuttavia, i principali attori in questu campu sviluppanu disinni di sfera di valvola chì migliurà a sopravvivenza di u torque di attuazione. L'altra limitazione maiò hè a dimensione. A dimensione di u più grande sediu valve è più grande valve ball (Figura 3) pruduciutu da magnesia zirconia parzialmente stabilizzata sò DN500 è DN250, rispittivamenti. In ogni casu, a maiò parte di i specificatori attuali preferanu usà a ceramica per fà pezzi chì e dimensioni ùn anu micca più di queste dimensioni. Ancu se i materiali ceramichi sò stati pruvati per esse una scelta adattata, ci sò ancu qualchi guida simplici chì deve esse seguitu per maximizà u so rendiment. I materiali ceramichi deve esse usatu prima solu s'ellu ci hè bisognu di riduce i costi. Tant à l'internu è à l'esternu duveranu evità anguli sharp è cuncentrazione di stress. Ogni eventuale discrepanza di espansione termica deve esse cunsiderata durante a fase di cuncepimentu. Per riduce l'estressi di u cercu, hè necessariu di mantene a ceramica fora invece di l'internu. Infine, a necessità di tolleranza geomètrica è finitura di a superficia deve esse cunsiderata currettamente, postu chì queste tolleranze ponu aumentà significativamente i costi inutili. Seguendu queste linee guida è e migliori pratiche in a selezzione di materiali è a coordinazione cù i fornitori da u principiu di u prugettu, una soluzione ideale pò esse ottenuta per ogni applicazione di serviziu esigenti. Questa informazione hè stata ottenuta, rivista è adattata da i materiali furniti da Morgan Advanced Materials. Morgan Advanced Materials-Ceramica Tecnica. (28 nuvembre 2019). Materiali ceramichi avanzati adattati per applicazioni seri di serviziu. AZoM. Retrieved from https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 u 26 May 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Materiali ceramichi avanzati per applicazioni seri di serviziu". AZoM. 26 di maghju di u 2021. Morgan Advanced Materials-Ceramica Tecnica. "Materiali ceramichi avanzati per applicazioni seri di serviziu". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Accessed on May 26, 2021). Morgan Advanced Materials-Ceramica Tecnica. 2019. Materiali ceramichi avanzati adattati per applicazioni di serviziu seriu. AZoM, vistu u 26 di maghju 2021, https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID = 12305. AZoM hà parlatu cù i prufessori assuciati Arda Gozen, George è Joan Berry da a Washington State University. Arda face parte di una squadra di parechje istituzioni dedicate à a creazione di scaffolds di tessuti ingegneriati imitandu e caratteristiche di i tessuti umani. In questa entrevista, AZoM hà parlatu cù u duttore Tim Nunney è u duttore Adam Bushell di Thermo Fisher Scientific nantu à u sistema d'analisi di a superficia Nexsa G2. In questa entrevista, AZoM è u duttore Juan Araneda, capu di a chimica applicata di Nanalysis, hà parlatu di l'usu crescente è l'utilità di NMR è cumu per aiutà l'analisi di i dipositi di lithium. U spettrometru di scarica incandescente GDS850 di Leco pò esse usatu per analizà diversi materiali metallurgichi. Hè ancu furnisce un prufilu di prufundità quantitativa di u materiale. Havi una gamma di 120-800 nm è hè versatile. I centri di tornitura di a serie Hardinge® T è i centri di tornitura di a serie SUPER-PRECISION® T sò i capi di u mercatu ricunnisciuti in applicazioni di tornitura ultra-precisione è dura. Utilizemu i cookies per migliurà a vostra sperienza. Cuntinuendu à navigà in stu situ web, accettate u nostru usu di i cookies. Più infurmazione.