Күрделі қызмет көрсету қолданбаларына арналған жетілдірілген керамикалық материалдар

Ресми қызмет анықтамасы жоқ. Оны клапанды ауыстырудың жоғары құнына немесе өңдеу қабілетін төмендететін жұмыс жағдайларына жатқызуға болады. Қызмет көрсетудің қатал шарттарына қатысатын барлық секторлардың табыстылығын арттыру үшін технологиялық өндіріс шығындарын азайтудың жаһандық қажеттілігі. Бұл мұнай мен газдан, мұнай-химиядан атомдық энергия мен электр энергиясын өндіруге, пайдалы қазбаларды өңдеу мен өндіруге дейін. Дизайнерлер мен инженерлер бұл мақсатқа әртүрлі жолдармен жетуге тырысады. Ең қолайлы әдіс - процесс параметрлерін тиімді басқару арқылы жұмыс уақыты мен тиімділікті арттыру (мысалы, тиімді өшіру және оңтайландырылған ағынды басқару). Қауіпсіздікті оңтайландыру да маңызды рөл атқарады, өйткені ауыстырулар санын азайту қауіпсіз өндіріс ортасына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, компания жабдықты (соның ішінде сорғылар мен клапандарды) түгендеу және қажетті кәдеге жаратуды азайту бойынша жұмыс жүргізуде. Бұл ретте нысан иелері өз активтерінен үлкен айналымды күтеді. Сондықтан өңдеу қуатының артуы азырақ (бірақ диаметрі үлкенірек) құбырлар мен жабдықтар мен бірдей өнім ағынына арналған құралдардың аз болуына әкеледі. Бұл кеңірек құбыр диаметрлері үшін үлкенірек жеке жүйе құрамдастарын пайдаланудан басқа, қызмет көрсету және ауыстыру талаптарын азайту үшін қатал ортаға ұзақ әсер ету қажет екенін көрсетеді. Құрамдас бөліктер, соның ішінде клапандар мен клапан шарлары қалаған қолданбаға сай болуы үшін берік болуы керек, бірақ олар сонымен қатар олардың қызмет ету мерзімін ұзартуы мүмкін. Дегенмен, көптеген қолданбалардағы негізгі мәселе - металл бөлшектердің өнімділік шегіне жеткені. Бұл дизайнерлер талап етілетін қолданбаларда, әсіресе керамикалық материалдарда металл емес материалдарға балама таба алатынын көрсетеді. Қиын жағдайларда компоненттерді пайдалану үшін қажетті типтік параметрлерге термиялық соққыға төзімділік, коррозияға төзімділік, шаршауға төзімділік, қаттылық, беріктік және қаттылық жатады. Тұрақтылық негізгі параметр болып табылады, өйткені төзімділігі аз құрамдас бөліктер апатты түрде істен шығуы мүмкін. Керамикалық материалдардың қаттылығы жарықшақтардың таралуына төзімділік ретінде анықталады. Кейбір жағдайларда оны жасанды жоғары мәнді алу үшін шегініс әдісі арқылы өлшеуге болады. Бір жақты кесу сәулесін пайдалану дәл өлшеу нәтижелерін бере алады. Беріктік қаттылықпен байланысты, бірақ кернеу қолданылған кезде материал апатты түрде зақымданатын бір нүктеге қатысты. Ол әдетте «жарылу модулі» деп аталады және сынақ шыбықтың үш немесе төрт нүктелі иілу күшін өлшеу арқылы алынады. Үш баллдық тесттің мәні төрт баллдық сынақтың мәнінен 1% жоғары. Қаттылықты өлшеу үшін көптеген таразыларды, соның ішінде Роквелл қаттылығын тексеру құралын және Викерс қаттылығын тексеру құралын пайдалануға болатынына қарамастан, Викерс микроқаттылық шкаласы озық керамикалық материалдар үшін өте қолайлы. Қаттылық материалдың тозуға төзімділігіне пропорционалды түрде өзгереді. Циклдік түрде жұмыс істейтін клапандарда клапанның үздіксіз ашылуы мен жабылуына байланысты шаршау басты мәселе болып табылады. Шаршау – күштің шегі. Бұл шекті шектен тыс материал қалыпты иілу беріктігінен төмен сәтсіздікке ұшырайды. Коррозияға төзімділік жұмыс ортасына және материалды қамтитын ортаға байланысты. «Гидротермиялық деградациядан» басқа, көптеген жетілдірілген керамикалық материалдар осы салада металдардан жоғары және цирконий негізіндегі кейбір материалдар жоғары температуралы будың әсеріне ұшырағаннан кейін «гидротермиялық деградацияға» ұшырайды. Температуралық соққы геометрияға, жылу кеңею коэффициентіне, жылу өткізгіштікке, беріктікке және компоненттердің беріктігіне әсер етеді. Бұл аймақ жоғары жылу өткізгіштік пен қаттылыққа қолайлы, сондықтан металл компоненттері тиімді жұмыс істей алады. Дегенмен, керамикалық материалдардағы жетістіктер қазір термиялық соққыға төзімділіктің қолайлы деңгейін қамтамасыз етеді. Жетілдірілген керамика көптеген жылдар бойы қолданылып келеді және жоғары өнімділік пен жоғары құндылықты қажет ететін сенімділік инженерлері, зауыт инженерлері және клапан дизайнерлері арасында танымал. Арнайы қолдану талаптарына сәйкес, ол әртүрлі салаларда әртүрлі рецептураларға жарамды. Дегенмен, кремний карбиді (SiC), кремний нитриді (Si3N4), алюминий оксиді және цирконийді қоса алғанда, арматураларға мұқият қызмет көрсету саласында төрт жетілдірілген керамика үлкен маңызға ие. Клапан мен клапан шарының материалдары қолданудың нақты талаптарына сәйкес таңдалады. Клапан цирконияның екі негізгі түрін пайдаланады, оларда болат сияқты термиялық кеңею коэффициенті мен қаттылығы бірдей. Магний оксиді ішінара тұрақтандырылған цирконий (Mg-PSZ) ең жоғары термиялық соққыға төзімділік пен беріктікке ие, ал итрий тетрагональды цирконий поликристалды (Y-TZP) қиынырақ, бірақ гидротермиялық деградацияға бейім. Кремний нитриді (Si3N4) әртүрлі құрамға ие. Газ қысымымен өңделген кремний нитриді (GPPSN) клапандар мен клапан компоненттері үшін ең жиі қолданылатын материал болып табылады. Орташа қаттылықтан басқа, ол жоғары қаттылық пен беріктікке, тамаша термиялық соққыға төзімділікке және термиялық тұрақтылыққа ие. Сонымен қатар, жоғары температуралы бу орталарында Si3N4 гидротермиялық деградацияны болдырмау үшін цирконийді алмастыра алады. Қатты бюджетпен концентратор SiC немесе алюминий тотығын таңдай алады. Екі материалдың да қаттылығы жоғары, бірақ цирконийден немесе кремний нитридінен қиын емес. Бұл материалдың жоғары кернеуге ұшырайтын клапан шарларына немесе дискілерге қарағанда, клапан төсемдері мен клапан орындықтары сияқты статикалық құрамдас қолданбалар үшін өте қолайлы екенін көрсетеді. Клапандарды қажет ететін қолданбаларда қолданылатын металл материалдармен салыстырғанда (соның ішінде феррохром (CrFe), вольфрам карбиді, Хастеллой және стеллит) жетілдірілген керамикалық материалдар төмен беріктікке және ұқсас беріктікке ие. Қызмет көрсетуді талап ететін қосымшалар көбелек клапандар, трюниондар, қалқымалы шарикті клапандар және серіппелер сияқты айналмалы клапандарды пайдалануды қамтиды. Мұндай қолданбаларда Si3N4 және цирконий термиялық соққыға төзімділікке, қаттылыққа және беріктікке ие және ең талап етілетін орталарға бейімделе алады. Материалдың қаттылығы мен коррозияға төзімділігіне байланысты құрамдас бөліктің қызмет ету мерзімі металл құрамдас бөліктен бірнеше есе көп. Басқа артықшылықтарға клапанның қызмет ету мерзімі ішінде өнімділік сипаттамалары жатады, әсіресе ажырату және басқару мүмкіндіктері сақталған жерлерде. Бұл 65 мм (2,6 дюйм) клапанның кинар/RTFE шары мен төсемі 98% күкірт қышқылына және ильменитке әсер еткен жағдайда көрсетілді, ильменит титан оксиді пигментіне айналады. Баспа құралдарының коррозиялық сипаты бұл компоненттердің қызмет ету мерзімі алты аптаға дейін созылуы мүмкін екенін білдіреді. Дегенмен, Nilcra™ (1-сурет) шығарған сфералық клапанның әрлеуін (меншікті магний оксиді жартылай тұрақтандырылған цирконий (Mg-PSZ)) пайдалану тамаша қаттылық пен коррозияға төзімділікке ие және үш жыл бойы қамтамасыз етілген. Кез келген анықталатын тозусыз үзіліссіз қызмет көрсету. Сызықтық клапандарда (оның ішінде бұрыштық клапандар, дроссельдік клапандар немесе глобус клапандары) осы өнімдердің «қатты орындық» сипаттамаларына байланысты цирконий мен кремний нитриді клапан тығындарына да, клапан орындықтарына да жарамды. Сол сияқты, глиноземді белгілі бір төсемдер мен торларда қолдануға болады. Орындық сақинасындағы сәйкес шар арқылы тығыздаудың жоғары дәрежесіне қол жеткізуге болады. Клапанның өзегі, соның ішінде катушка клапаны, кіріс және шығыс немесе клапан корпусының төлкесі үшін төрт негізгі керамикалық материалдардың кез келгенін қолдану талаптарына сәйкес пайдалануға болады. Материалдың жоғары қаттылығы мен коррозияға төзімділігі өнімнің өнімділігі мен қызмет ету мерзімі бойынша тиімді екенін дәлелдеді. Мысал ретінде австралиялық боксит өңдеу зауытында қолданылатын DN150 көбелек клапанын алайық. Ортадағы кремнеземнің жоғары мөлшері клапан төлкелерінің жоғары тозуын тудырады. Бастапқыда пайдаланылған төсем мен клапан дискі 28% CrFe қорытпасынан жасалған және сегізден он аптаға дейін ғана жұмыс істеді. Дегенмен, Nilcra™ циркониясынан жасалған клапандардың енгізілуіне байланысты (2-сурет) қызмет ету мерзімі 70 аптаға дейін ұзартылды. Өзінің қаттылығы мен беріктігіне байланысты керамика клапандардың көпшілігінде жақсы жұмыс істейді. Дегенмен, клапанның қызмет ету мерзімін ұзартуға көмектесетін олардың қаттылығы мен коррозияға төзімділігі. Бұл өз кезегінде бөлшектерді ауыстырудың тоқтап қалу уақытын қысқарту, айналым қаражаты мен тауарлық-материалдық қорларды қысқарту, қолмен жұмыс істеуді азайту және ағып кетуді азайту арқылы қауіпсіздікті жақсарту арқылы бүкіл өмірлік циклдің құнын төмендетеді. Ұзақ уақыт бойы керамикалық материалдарды жоғары қысымды клапандарда қолдану басты мәселелердің бірі болды, өйткені бұл клапандар жоғары осьтік немесе бұралу жүктемелеріне ұшырайды. Дегенмен, осы саладағы негізгі ойыншылар іске қосу моментінің сақталуын жақсартатын клапан шарының конструкцияларын әзірлеуде. Тағы бір маңызды шектеу - бұл өлшем. Магнезия жартылай тұрақтандырылған цирконийден жасалған ең үлкен клапан орны мен ең үлкен клапан шарының өлшемі (3-сурет) сәйкесінше DN500 және DN250 болып табылады. Дегенмен, қазіргі спецификаторлардың көпшілігі өлшемдері осы өлшемдерден аспайтын бөлшектерді жасау үшін керамика пайдалануды жөн көреді. Керамикалық материалдар қазірдің өзінде қолайлы таңдау екендігі дәлелденгенімен, олардың өнімділігін арттыру үшін әлі де бірнеше қарапайым нұсқауларды орындау қажет. Керамикалық материалдарды ең алдымен шығындарды азайту қажет болған жағдайда ғана пайдалану керек. Ішінде де, сыртында да өткір бұрыштардан және стресс шоғырланудан аулақ болу керек. Кез келген ықтимал термиялық кеңею сәйкессіздігі жобалау кезеңінде қарастырылуы керек. Құрсау кернеуін азайту үшін керамиканы ішіне емес, сыртында ұстау керек. Ақырында, геометриялық төзімділік пен бетті әрлеу қажеттілігін мұқият қарастырған жөн, өйткені бұл рұқсат етілген шектеулер қажетсіз шығындарды айтарлықтай арттыруы мүмкін. Жобаның басынан бастап материалдарды таңдау және жеткізушілермен үйлестіру бойынша осы нұсқаулықтар мен үздік тәжірибелерді орындау арқылы әрбір талап етуші қызмет қолданбасы үшін тамаша шешімге қол жеткізуге болады. Бұл ақпарат Morgan Advanced Materials ұсынған материалдардан алынған, қаралған және бейімделген. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. (28 қараша 2019 ж.). Жетілдірілген керамикалық материалдар елеулі қызмет көрсетуге жарамды. AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 2021 жылдың 26 ​​мамырында алынды. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. «Қызметтік қосымшаларға арналған жетілдірілген керамикалық материалдар». AZoM. 26 мамыр, 2021 жыл. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. «Қызметтік қосымшаларға арналған жетілдірілген керамикалық материалдар». AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (2021 жылдың 26 ​​мамырында қол жетімді). Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. 2019. Күрделі қызмет көрсетуге жарамды керамикалық материалдар. AZoM, 2021 жылдың 26 ​​мамырында қаралды, https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID = 12305. AZoM Вашингтон мемлекеттік университетінің доценттері Арда Гозен, Джордж және Джоан Берримен сөйлесті. Арда адам тіндерінің сипаттамаларына еліктеу арқылы инженерлік тіндердің тіректерін жасауға арналған көптеген мекемелер тобының бөлігі болып табылады. Бұл сұхбатта AZoM доктор Тим Нанни және Thermo Fisher Scientific докторы Адам Бушеллмен Nexsa G2 беттік талдау жүйесі туралы сөйлесті. Бұл сұхбатта AZoM және Nanalysis қолданбалы химия бөлімінің меңгерушісі доктор Хуан Аранеда ЯМР-ны қолданудың артуы мен пайдалылығы және литий кен орындарын талдауға қалай көмектесетіні туралы әңгімеледі. Leco компаниясының GDS850 разрядты спектрометрі әртүрлі металлургиялық материалдарды талдау үшін пайдаланылуы мүмкін. Ол сондай-ақ материалдың сандық тереңдігі профилін қамтамасыз етеді. Оның диапазоны 120-800 нм және жан-жақты. Hardinge® T сериялы токарлық орталықтар және SUPER-PRECISION® T сериялы токарлық орталықтар ультра дәлдік пен қатты токарлық қолданбаларда танымал нарық көшбасшылары болып табылады. Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз. Осы веб-сайтты қарауды жалғастыра отырып, сіз cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз. Көбірек ақпарат.