Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz ħarxa

M'hemm l-ebda definizzjoni ta' servizz formali. Jista 'jitqies li jirreferi għall-ispiża għolja tas-sostituzzjoni tal-valv jew il-kundizzjonijiet tax-xogħol li jnaqqsu l-kapaċità tal-ipproċessar. Il-ħtieġa globali li jitnaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni tal-proċess sabiex tittejjeb il-profittabbiltà tas-setturi kollha involuti f'kundizzjonijiet ta 'servizz ħarxa. Dawn ivarjaw minn żejt u gass, petrokimiċi għal enerġija nukleari u ġenerazzjoni tal-enerġija, ipproċessar tal-minerali u tħaffir fil-minjieri. Id-disinjaturi u l-inġiniera qed jippruvaw jiksbu dan l-għan b'modi differenti. L-aktar metodu xieraq huwa li jiżdiedu l-uptime u l-effiċjenza billi tikkontrolla b'mod effettiv il-parametri tal-proċess (bħal għeluq effettiv u kontroll ottimizzat tal-fluss). L-ottimizzazzjoni tas-sikurezza għandha wkoll rwol vitali, għaliex it-tnaqqis tan-numru ta 'sostituzzjonijiet jista' jwassal għal ambjent ta 'produzzjoni aktar sikur. Barra minn hekk, il-kumpanija qed taħdem biex tnaqqas l-inventarju tat-tagħmir (inklużi pompi u valvi) u r-rimi meħtieġ. Fl-istess ħin, is-sidien tal-faċilitajiet jistennew fatturat kbir mill-assi tagħhom. Għalhekk, żieda fil-kapaċità tal-ipproċessar se tirriżulta f'inqas (iżda b'dijametru akbar) pajpijiet u tagħmir u inqas strumenti għall-istess fluss tal-prodott. Dan juri li, minbarra li jkollok tuża komponenti ta 'sistema individwali akbar għal dijametri usa' tal-pajpijiet, huwa wkoll meħtieġ li tissaporti espożizzjoni fit-tul għal ambjenti ħarxa biex tnaqqas ir-rekwiżiti ta 'manutenzjoni u sostituzzjoni waqt is-servizz. Komponenti inklużi valvi u blalen tal-valvi jeħtieġ li jkunu robusti biex ikunu adattati għall-applikazzjoni mixtieqa, iżda jistgħu wkoll jestendu l-ħajja tagħhom. Madankollu, il-problema ewlenija bil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet hija li l-partijiet tal-metall laħqu l-limiti tal-prestazzjoni tagħhom. Dan jindika li d-disinjaturi jistgħu jsibu alternattivi għal materjali mhux metalliċi f'applikazzjonijiet eżiġenti, speċjalment materjali taċ-ċeramika. Parametri tipiċi meħtieġa biex joperaw komponenti taħt kundizzjonijiet ħorox jinkludu reżistenza għal xokk termali, reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għall-għeja, ebusija, saħħa u toughness. Ir-reżiljenza hija parametru ewlieni, għaliex komponenti li huma inqas reżiljenti jistgħu jfallu b'mod katastrofiku. L-ebusija tal-materjali taċ-ċeramika hija definita bħala r-reżistenza għall-propagazzjoni tal-qsim. F'xi każijiet, jista 'jitkejjel bl-użu tal-metodu ta' indentazzjoni biex jinkiseb valur artifiċjalment għoli. L-użu ta 'raġġ ta' inċiżjoni fuq naħa waħda jista 'jipprovdi riżultati preċiżi tal-kejl. Is-saħħa hija relatata mat-toughness, iżda tirreferi għal punt wieħed fejn materjal ikun katastrofiku bil-ħsara meta jiġi applikat stress. Huwa komunement imsejjaħ il-"modulu ta 'qsim" u jinkiseb billi titkejjel is-saħħa tal-liwi ta' tliet punti jew erba 'punti fuq virga tat-test. Il-valur tat-test ta 'tliet punti huwa 1% ogħla mill-valur tat-test ta' erba 'punti. Għalkemm ħafna skali inklużi tester tal-ebusija Rockwell u tester tal-ebusija Vickers jistgħu jintużaw biex titkejjel l-ebusija, l-iskala tal-mikroebusija Vickers hija adattata ħafna għal materjali taċ-ċeramika avvanzati. L-ebusija tinbidel fi proporzjon mar-reżistenza għall-ilbies tal-materjal. Fil-valvi li joperaw b'mod ċikliku, l-għeja hija t-tħassib ewlieni minħabba l-ftuħ u l-għeluq kontinwu tal-valv. L-għeja hija l-għatba tas-saħħa. Lil hinn minn dan il-limitu, il-materjal għandu t-tendenza li jfalli taħt is-saħħa normali tal-liwi tiegħu. Ir-reżistenza għall-korrużjoni tiddependi fuq l-ambjent operattiv u l-mezz li fih il-materjal. Minbarra "degradazzjoni idrotermali", ħafna materjali taċ-ċeramika avvanzati huma superjuri għal metalli f'dan il-qasam, u ċerti materjali bbażati fuq iż-żirkonja jgħaddu minn "degradazzjoni idrotermali" wara li jkunu esposti għal fwar b'temperatura għolja. Il-ġeometrija, il-koeffiċjent ta 'espansjoni termali, il-konduttività termali, l-ebusija u s-saħħa tal-komponenti huma affettwati minn xokk termali. Din iż-żona twassal għal konduttività termali għolja u toughness, sabiex il-komponenti tal-metall jistgħu jiffunzjonaw b'mod effettiv. Madankollu, l-avvanzi fil-materjali taċ-ċeramika issa jipprovdu livelli aċċettabbli ta 'reżistenza għal xokk termali. Iċ-ċeramika avvanzata intużat għal ħafna snin u hija popolari fost inġiniera ta 'affidabilità, inġiniera tal-pjanti u disinjaturi tal-valvi li jeħtieġu prestazzjoni għolja u valur għoli. Skont rekwiżiti speċifiċi ta 'applikazzjoni, huwa adattat għal formulazzjonijiet differenti f'varjetà ta' industriji. Madankollu, erba 'ċeramika avvanzata huma ta' sinifikat kbir fil-qasam tal-manutenzjoni rigoruża tal-valvi, inklużi karbur tas-silikon (SiC), nitrur tas-silikon (Si3N4), alumina u zirconia. Il-materjali tal-valv u l-ballun tal-valv jintgħażlu skont ir-rekwiżiti speċifiċi tal-applikazzjoni. Il-valv juża żewġ forom ewlenin ta 'zirconia, li għandhom l-istess koeffiċjent ta' espansjoni termali u ebusija bħall-azzar. L-ossidu tal-manjeżju parzjalment stabbilizzat zirconia (Mg-PSZ) għandu l-ogħla reżistenza u toughness ta 'xokk termali, filwaqt li yttria tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) huwa aktar diffiċli, iżda huwa suxxettibbli għal degradazzjoni idrotermali. Nitrur tas-silikon (Si3N4) għandu formulazzjonijiet differenti. Nitrur tas-silikon sinterizzat bil-pressjoni tal-gass (GPPSN) huwa l-aktar materjal użat komunement għall-valvi u l-komponenti tal-valvi. Minbarra l-ebusija medja tiegħu, għandu wkoll ebusija u saħħa għolja, reżistenza eċċellenti għal xokk termali u stabbiltà termali. Barra minn hekk, f'ambjenti tal-fwar b'temperatura għolja, Si3N4 jista 'jissostitwixxi żirkonja biex jipprevjeni d-degradazzjoni idrotermali. B'baġit aktar strett, il-konċentratur jista 'jagħżel minn SiC jew alumina. Iż-żewġ materjali għandhom ebusija għolja, iżda mhumiex aktar diffiċli minn zirconia jew nitrur tas-silikon. Dan juri li l-materjal huwa adattat ħafna għal applikazzjonijiet ta 'komponenti statiċi, bħal inforri tal-valvi u sedili tal-valvi, aktar milli blalen tal-valvi jew diski li huma soġġetti għal stress ogħla. Meta mqabbel mal-materjali tal-metall użati f'applikazzjonijiet ta 'valv eżiġenti (inkluż ferrochrome (CrFe), karbur tat-tungstenu, Hastelloy u Stellite), materjali taċ-ċeramika avvanzati għandhom toughness aktar baxx u saħħa simili. Applikazzjonijiet ta 'servizz impenjattivi jinvolvu l-użu ta' valvi li jduru, bħal valvi tal-farfett, trunions, valvoli tal-ballun li jżommu f'wiċċ l-ilma u molol. F'dawn l-applikazzjonijiet, Si3N4 u zirconia għandhom reżistenza għal xokk termali, toughness u saħħa, u jistgħu jadattaw għall-ambjenti l-aktar impenjattivi. Minħabba l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal, il-ħajja tas-servizz tal-komponent hija bosta drabi dik tal-komponent tal-metall. Benefiċċji oħra jinkludu karatteristiċi ta 'prestazzjoni tul il-ħajja tal-valv, speċjalment f'żoni fejn jinżammu l-kapaċitajiet ta' qtugħ u kontroll. Dan intwera fil-każ ta '65mm (2.6 pulzier) valv kynar/RTFE ball u inforra esposti għal 98% aċidu sulfuriku flimkien ma' ilmenite, l-ilmenite jiġi kkonvertit għal pigment ta' ossidu tat-titanju. In-natura korrużiva tal-midja tfisser li l-ħajja ta 'dawn il-komponenti tista' tkun twila sa sitt ġimgħat. Madankollu, l-użu ta 'trim tal-valv sferiku (żirkonja parzjalment stabilizzata ta' ossidu tal-manjeżju proprjetarju (Mg-PSZ)) manifatturat minn Nilcra™ (Figura 1) għandu ebusija u reżistenza għall-korrużjoni eċċellenti u ġie pprovdut għal tliet snin. Servizz intermittenti, mingħajr l-ebda xedd u kedd li jista’ jinduna. F'valvi lineari (inklużi valvi ta 'angolu, valvi tat-throttle jew valvi tal-globu), minħabba l-karatteristiċi ta' "sedil iebes" ta 'dawn il-prodotti, iż-żirkonja u n-nitrur tas-silikon huma adattati kemm għal plugs tal-valv kif ukoll għal sedili tal-valv. Bl-istess mod, l-alumina tista 'tintuża f'ċerti kisi u gaġeġ. Permezz tal-ballun li jaqbel fuq iċ-ċirku tas-sedil, jista 'jinkiseb grad għoli ta' siġillar. Għall-qalba tal-valv, inkluż valv tar-rukkell, daħla u ħruġ jew bushing tal-korp tal-valv, kwalunkwe wieħed mill-erba 'materjali taċ-ċeramika prinċipali jista' jintuża skont ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni. L-ebusija għolja u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal wrew li huma ta 'benefiċċju f'termini ta' prestazzjoni tal-prodott u ħajja tas-servizz. Ħu l-valv tal-farfett DN150 użat fir-raffinerija tal-boksajt Awstraljana bħala eżempju. Il-kontenut għoli ta 'silika fil-medju jikkawża livelli għoljin ta' xedd fuq il-boxxli tal-valv. L-inforra u d-diska tal-valv użati inizjalment kienu magħmula minn 28% liga CrFe u damu biss minn tmien sa għaxar ġimgħat. Madankollu, minħabba l-introduzzjoni ta 'valvi magħmula minn Nilcra™ zirconia (Figura 2), il-ħajja tas-servizz żdiedet għal 70 ġimgħa. Minħabba t-toughness u s-saħħa tagħha, iċ-ċeramika taħdem tajjeb fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-valvi. Madankollu, hija l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tagħhom li jgħinu biex jestendu l-ħajja tal-valv. Min-naħa tiegħu, dan inaqqas l-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja kollu billi jnaqqas il-ħin ta 'waqfien għal partijiet ta' sostituzzjoni, kapital tax-xogħol imnaqqas u inventarju, immaniġġjar manwali minimu, u sikurezza mtejba permezz ta 'tnixxija mnaqqsa. Għal żmien twil, l-applikazzjoni ta 'materjali taċ-ċeramika f'valvi ta' pressjoni għolja kienet waħda mit-tħassib ewlieni, minħabba li dawn il-valvi huma suġġetti għal tagħbijiet axjali jew torsjonali għoljin. Madankollu, atturi ewlenin f'dan il-qasam qed jiżviluppaw disinji tal-ballun tal-valv li jtejbu s-sopravivenza tat-torque tal-attwazzjoni. Il-limitazzjoni ewlenija l-oħra hija d-daqs. Id-daqs tal-akbar sedil tal-valv u l-akbar ballun tal-valv (Figura 3) prodotti minn zirconia parzjalment stabilizzata tal-manjeżja huma DN500 u DN250, rispettivament. Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-ispeċifikazzjonijiet attwali jippreferu jużaw iċ-ċeramika biex jagħmlu partijiet li d-dimensjonijiet tagħhom ma jaqbżux dawn id-dimensjonijiet. Għalkemm il-materjali taċ-ċeramika issa ġew ippruvati li huma għażla xierqa, għad hemm xi linji gwida sempliċi li jeħtieġ li jiġu segwiti biex timmassimizza l-prestazzjoni tagħhom. Materjali taċ-ċeramika għandhom jintużaw l-ewwel biss jekk ikun hemm bżonn li jitnaqqsu l-ispejjeż. Kemm ġewwa kif ukoll barra għandhom jevitaw kantunieri li jaqtgħu u l-konċentrazzjoni tal-istress. Kwalunkwe nuqqas ta 'espansjoni termali potenzjali għandu jiġi kkunsidrat matul il-fażi tad-disinn. Sabiex titnaqqas l-istress taċ-ċrieki, huwa meħtieġ li ċ-ċeramika tinżamm barra milli ġewwa. Fl-aħħarnett, il-ħtieġa għal tolleranzi ġeometriċi u finitura tal-wiċċ għandha titqies bir-reqqa, peress li dawn it-tolleranzi jistgħu jżidu b'mod sinifikanti l-ispejjeż mhux meħtieġa. Billi ssegwi dawn il-linji gwida u l-aħjar prattiki fl-għażla tal-materjali u l-koordinazzjoni mal-fornituri mill-bidu tal-proġett, tista 'tinkiseb soluzzjoni ideali għal kull applikazzjoni ta' servizz eżiġenti. Din l-informazzjoni ġiet miksuba, riveduta u adattata minn materjali pprovduti minn Morgan Advanced Materials. Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. (28 ta’ Novembru 2019). Materjali taċ-ċeramika avvanzati adattati għal applikazzjonijiet serji ta 'servizz. AZoM. Miġbur minn https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 fis-26 ta' Mejju, 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet serji ta 'servizz". AZoM. 26 ta’ Mejju, 2021. Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. "Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet serji ta 'servizz". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Aċċessat fis-26 ta’ Mejju, 2021). Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. 2019. Materjali taċ-ċeramika avvanzati adattati għal applikazzjonijiet ta 'servizz serji. AZoM, meqjus fis-26 ta' Mejju 2021, https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID = 12305. AZoM tkellem mal-Professuri Assoċjati Arda Gozen, George u Joan Berry minn Washington State University. Arda hija parti minn tim ta 'istituzzjonijiet multipli ddedikati għall-ħolqien ta' scaffolds ta 'tessuti ta' inġinerija billi jimitaw il-karatteristiċi tat-tessuti umani. F'din l-intervista, AZoM tkellem ma' Dr Tim Nunney u Dr Adam Bushell ta 'Thermo Fisher Scientific dwar is-sistema ta' analiżi tal-wiċċ Nexsa G2. F'din l-intervista, AZoM u Dr Juan Araneda, kap tal-kimika applikata ta 'Nanalysis, tkellmu dwar l-użu u l-utilità dejjem akbar ta' NMR u kif jgħinu fl-analiżi tad-depożiti tal-litju. L-ispettrometru ta 'discharge glow GDS850 ta' Leco jista 'jintuża biex janalizza diversi materjali metallurġiċi. Jipprovdi wkoll profil kwantitattiv tal-fond tal-materjal. Għandu firxa ta '120-800 nm u huwa versatili. Iċ-ċentri tat-tidwir tas-serje Hardinge® T u ċ-ċentri tat-tidwir tas-serje SUPER-PRECISION® T huma mexxejja tas-suq rikonoxxuti f'applikazzjonijiet ta 'tidwir ultra-preċiżjoni u iebes. Aħna nużaw cookies biex intejbu l-esperjenza tiegħek. Billi tkompli tibbrawżja din il-websajt, taqbel mal-użu tagħna tal-cookies. Iktar informazzjoni.