Mga advanced na ceramic na materyales para sa malupit na mga aplikasyon ng serbisyo

Walang pormal na kahulugan ng serbisyo. Maaari itong isaalang-alang na sumangguni sa mataas na halaga ng pagpapalit ng balbula o ang mga kondisyon sa pagtatrabaho na nagpapababa sa kapasidad ng pagproseso. Ang pandaigdigang pangangailangan na bawasan ang mga gastos sa produksyon ng proseso upang mapabuti ang kakayahang kumita ng lahat ng sektor na kasangkot sa malupit na mga kondisyon ng serbisyo. Ang mga ito ay mula sa langis at gas, petrochemical hanggang sa nuclear power at power generation, pagproseso ng mineral at pagmimina. Sinusubukan ng mga taga-disenyo at inhinyero na makamit ang layuning ito sa iba't ibang paraan. Ang pinakaangkop na paraan ay ang pagtaas ng uptime at kahusayan sa pamamagitan ng epektibong pagkontrol sa mga parameter ng proseso (gaya ng epektibong pagsara at na-optimize na kontrol sa daloy). Ang pag-optimize ng kaligtasan ay gumaganap din ng isang mahalagang papel, dahil ang pagbawas sa bilang ng mga kapalit ay maaaring humantong sa isang mas ligtas na kapaligiran sa produksyon. Bilang karagdagan, ang kumpanya ay nagtatrabaho upang bawasan ang mga kagamitan (kabilang ang mga bomba at balbula) na imbentaryo at kinakailangang pagtatapon. Kasabay nito, inaasahan ng mga may-ari ng pasilidad ang malaking turnover mula sa kanilang mga asset. Samakatuwid, ang pagtaas ng kapasidad sa pagproseso ay magreresulta sa mas kaunting (ngunit mas malaking diameter) na mga tubo at kagamitan at mas kaunting mga instrumento para sa parehong stream ng produkto. Ipinapakita nito na, bilang karagdagan sa kinakailangang gumamit ng mas malalaking indibidwal na bahagi ng system para sa mas malawak na diameter ng tubo, kinakailangan ding magtiis ng matagal na pagkakalantad sa malupit na kapaligiran upang mabawasan ang in-service na pagpapanatili at mga kinakailangan sa pagpapalit. Ang mga bahagi kabilang ang mga balbula at bola ng balbula ay kailangang maging matatag upang umangkop sa nais na paggamit, ngunit maaari rin nilang pahabain ang kanilang buhay. Gayunpaman, ang pangunahing problema sa karamihan ng mga application ay naabot ng mga bahagi ng metal ang kanilang mga limitasyon sa pagganap. Ito ay nagpapahiwatig na ang mga taga-disenyo ay maaaring makahanap ng mga alternatibo sa mga non-metallic na materyales sa hinihingi na mga aplikasyon, lalo na ang mga ceramic na materyales. Ang mga karaniwang parameter na kinakailangan upang mapatakbo ang mga bahagi sa ilalim ng malupit na mga kondisyon ay kinabibilangan ng thermal shock resistance, corrosion resistance, fatigue resistance, tigas, lakas, at tigas. Ang katatagan ay isang pangunahing parameter, dahil ang mga bahagi na hindi gaanong nababanat ay maaaring mabigo nang husto. Ang tibay ng mga ceramic na materyales ay tinukoy bilang ang paglaban sa pagpapalaganap ng crack. Sa ilang mga kaso, maaari itong masukat gamit ang paraan ng indentation upang makakuha ng artipisyal na mataas na halaga. Ang paggamit ng isang single-side incision beam ay maaaring magbigay ng tumpak na mga resulta ng pagsukat. Ang lakas ay nauugnay sa katigasan, ngunit tumutukoy sa isang punto kung saan ang isang materyal ay napinsala nang husto kapag inilapat ang stress. Ito ay karaniwang tinutukoy bilang "modulus of rupture" at nakukuha sa pamamagitan ng pagsukat ng three-point o four-point na lakas ng bending sa isang test rod. Ang halaga ng three-point test ay 1% na mas mataas kaysa sa halaga ng four-point test. Bagama't maraming mga kaliskis kabilang ang Rockwell hardness tester at Vickers hardness tester ay maaaring gamitin upang sukatin ang katigasan, ang Vickers microhardness scale ay napaka-angkop para sa mga advanced na ceramic na materyales. Ang katigasan ay nagbabago sa proporsyon sa wear resistance ng materyal. Sa mga balbula na tumatakbo sa isang paikot na paraan, ang pagkapagod ay ang pangunahing alalahanin dahil sa patuloy na pagbubukas at pagsasara ng balbula. Ang pagkapagod ay ang threshold ng lakas. Sa kabila ng threshold na ito, ang materyal ay may posibilidad na mabigo sa ibaba ng normal na lakas ng baluktot nito. Ang paglaban sa kaagnasan ay depende sa operating environment at sa medium na naglalaman ng materyal. Bilang karagdagan sa "hydrothermal degradation", maraming advanced na ceramic na materyales ang higit na mataas sa mga metal sa larangang ito, at ang ilang partikular na zirconia-based na materyales ay sasailalim sa "hydrothermal degradation" pagkatapos malantad sa mataas na temperatura na singaw. Ang geometry, thermal expansion coefficient, thermal conductivity, tigas at lakas ng mga bahagi ay apektado ng thermal shock. Ang lugar na ito ay kaaya-aya sa mataas na thermal conductivity at tigas, kaya ang mga bahagi ng metal ay maaaring gumana nang epektibo. Gayunpaman, ang mga pagsulong sa mga ceramic na materyales ay nagbibigay na ngayon ng mga katanggap-tanggap na antas ng thermal shock resistance. Ang mga advanced na ceramics ay ginamit sa loob ng maraming taon at sikat ito sa mga reliability engineer, plant engineer, at valve designer na nangangailangan ng mataas na performance at mataas na halaga. Ayon sa mga tiyak na kinakailangan sa aplikasyon, ito ay angkop para sa iba't ibang mga pormulasyon sa iba't ibang mga industriya. Gayunpaman, ang apat na advanced na keramika ay may malaking kahalagahan sa larangan ng mahigpit na pagpapanatili ng mga balbula, kabilang ang silicon carbide (SiC), silicon nitride (Si3N4), alumina at zirconia. Ang mga materyales ng balbula at balbula ng bola ay pinili ayon sa mga tiyak na kinakailangan sa aplikasyon. Gumagamit ang balbula ng dalawang pangunahing anyo ng zirconia, na may parehong koepisyent ng pagpapalawak ng thermal at higpit gaya ng bakal. Ang magnesium oxide na bahagyang na-stabilize na 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. Ang Silicon nitride (Si3N4) ay may iba't ibang pormulasyon. Ang gas pressure sintered silicon nitride (GPPSN) ay ang pinakakaraniwang ginagamit na materyal para sa mga balbula at mga bahagi ng balbula. Bilang karagdagan sa average na katigasan nito, mayroon din itong mataas na tigas at lakas, mahusay na thermal shock resistance at thermal stability. Bilang karagdagan, sa mga kapaligiran ng singaw na may mataas na temperatura, maaaring palitan ng Si3N4 ang zirconia upang maiwasan ang pagkasira ng hydrothermal. Sa mas mahigpit na badyet, ang concentrator ay maaaring pumili mula sa SiC o alumina. Ang parehong mga materyales ay may mataas na tigas, ngunit hindi mas mahirap kaysa sa zirconia o silicon nitride. Ipinapakita nito na ang materyal ay napaka-angkop para sa mga static na application ng bahagi, tulad ng mga valve liners at valve seat, sa halip na mga valve ball o disc na napapailalim sa mas mataas na stress. Kung ikukumpara sa mga metal na materyales na ginagamit sa hinihingi na mga aplikasyon ng balbula (kabilang ang ferrochrome (CrFe), tungsten carbide, Hastelloy at Stellite), ang mga advanced na ceramic na materyales ay may mas mababang tibay at katulad na lakas. Ang hinihingi na mga aplikasyon ng serbisyo ay kinabibilangan ng paggamit ng mga rotary valve, tulad ng mga butterfly valve, trunnion, floating ball valve at spring. Sa ganitong mga aplikasyon, ang Si3N4 at zirconia ay may thermal shock resistance, tibay at lakas, at maaaring umangkop sa mga pinaka-hinihingi na kapaligiran. Dahil sa katigasan at paglaban sa kaagnasan ng materyal, ang buhay ng serbisyo ng bahagi ay ilang beses na sa bahagi ng metal. Kasama sa iba pang mga benepisyo ang mga katangian ng pagganap sa paglipas ng buhay ng balbula, lalo na sa mga lugar kung saan pinananatili ang mga kakayahan sa cut-off at kontrol. Ito ay ipinakita sa kaso ng isang 65mm (2.6 pulgada) na balbula na kynar/RTFE na bola at liner na nakalantad sa 98% sulfuric acid at ilmenite, ang ilmenite ay na-convert sa titanium oxide pigment. Ang kinakaing unti-unti ng media ay nangangahulugan na ang buhay ng mga sangkap na ito ay maaaring hanggang anim na linggo. Gayunpaman, ang paggamit ng spherical valve trim (isang proprietary magnesium oxide na bahagyang na-stabilize na zirconia (Mg-PSZ)) na ginawa ng Nilcra™ (Figure 1) ay may mahusay na tigas at corrosion resistance at naibigay sa loob ng tatlong taon. Paputol-putol na serbisyo, nang walang anumang nakikitang pagkasira. Sa mga linear valve (kabilang ang angle valve, throttle valve o globe valve), dahil sa mga katangian ng "hard seat" ng mga produktong ito, ang zirconia at silicon nitride ay angkop para sa parehong valve plugs at valve seats. Katulad nito, ang alumina ay maaaring gamitin sa ilang mga lining at cage. Sa pamamagitan ng pagtutugma ng bola sa singsing ng upuan, ang isang mataas na antas ng sealing ay maaaring makamit. Para sa core ng balbula, kabilang ang spool valve, inlet at outlet o valve body bushing, maaaring gamitin ang alinman sa apat na pangunahing ceramic na materyales ayon sa mga kinakailangan sa aplikasyon. Ang mataas na tigas at paglaban sa kaagnasan ng materyal ay napatunayang kapaki-pakinabang sa mga tuntunin ng pagganap ng produkto at buhay ng serbisyo. Kunin ang DN150 butterfly valve na ginagamit sa Australian bauxite refinery bilang isang halimbawa. Ang mataas na nilalaman ng silica sa daluyan ay nagdudulot ng mataas na antas ng pagkasira sa mga bushing ng balbula. Ang liner at valve disc na ginamit sa simula ay gawa sa 28% CrFe alloy at tumagal lamang ng walo hanggang sampung linggo. Gayunpaman, dahil sa pagpapakilala ng mga balbula na gawa sa Nilcra™ zirconia (Figure 2), ang buhay ng serbisyo ay nadagdagan sa 70 linggo. Dahil sa tibay at lakas nito, mahusay na gumagana ang mga keramika sa karamihan ng mga aplikasyon ng balbula. Gayunpaman, ito ay ang kanilang katigasan at paglaban sa kaagnasan na tumutulong sa pagpapahaba ng buhay ng balbula. Sa turn, binabawasan nito ang gastos ng buong ikot ng buhay sa pamamagitan ng pagbabawas ng downtime para sa mga kapalit na piyesa, pinababang kapital at imbentaryo, minimal na paghawak ng manwal, at pinahusay na kaligtasan sa pamamagitan ng pinababang pagtagas. Sa mahabang panahon, ang paggamit ng mga ceramic na materyales sa mga high-pressure valve ay 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 larangang ito ay bumubuo ng mga disenyo ng balbula ng bola na nagpapabuti sa kaligtasan ng buhay ng actuation torque. Ang iba pang pangunahing limitasyon ay laki. Ang laki ng pinakamalaking upuan ng balbula at pinakamalaking bola ng balbula (Larawan 3) na ginawa ng magnesia na bahagyang nagpapatatag na zirconia ay DN500 at DN250, ayon sa pagkakabanggit. Gayunpaman, karamihan sa mga kasalukuyang specifier ay mas gustong gumamit ng mga ceramics upang gumawa ng mga bahagi na ang mga sukat ay hindi lalampas sa mga dimensyong ito. Bagama't napatunayang angkop na pagpipilian ang mga ceramic na materyales, mayroon pa ring ilang simpleng alituntunin na kailangang sundin upang mapakinabangan ang kanilang pagganap. Ang mga ceramic na materyales ay dapat gamitin muna lamang kung may pangangailangan na bawasan ang mga gastos. Parehong sa loob at labas ay dapat na maiwasan ang matutulis na sulok at konsentrasyon ng stress. Dapat isaalang-alang ang anumang potensyal na thermal expansion mismatch sa yugto ng disenyo. Upang mabawasan ang stress ng hoop, kinakailangan na panatilihin ang ceramic sa labas kaysa sa loob. Sa wakas, ang pangangailangan para sa mga geometric na pagpapaubaya at pagtatapos sa ibabaw ay dapat na maingat na isaalang-alang, dahil ang mga pagpapaubaya na ito ay maaaring makabuluhang tumaas ang mga hindi kinakailangang gastos. Sa pamamagitan ng pagsunod sa mga alituntuning ito at pinakamahuhusay na kagawian sa pagpili ng mga materyales at pakikipag-ugnayan sa mga supplier mula sa simula ng proyekto, isang mainam na solusyon ang maaaring makamit para sa bawat hinihinging aplikasyon ng serbisyo. Ang impormasyong ito ay nakuha, nasuri at inangkop mula sa mga materyales na ibinigay ng Morgan Advanced Materials. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. (Nobyembre 28, 2019). Mga advanced na ceramic na materyales na angkop para sa mga seryosong aplikasyon ng serbisyo. AZoM. Nakuha mula sa https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 noong Mayo 26, 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Mga advanced na ceramic na materyales para sa mga seryosong aplikasyon ng serbisyo". AZoM. Mayo 26, 2021 . Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Mga advanced na ceramic na materyales para sa mga seryosong aplikasyon ng serbisyo". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Na-access noong Mayo 26, 2021). Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. 2019. Mga advanced na ceramic na materyales na angkop para sa mga seryosong aplikasyon ng serbisyo. AZoM, tiningnan noong Mayo 26, 2021, https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID = 12305. Nakipag-usap ang AZoM kay Associate Professors Arda Gozen, George at Joan Berry mula sa Washington State University. Ang Arda ay bahagi ng isang pangkat ng maraming institusyon na nakatuon sa paglikha ng mga scaffold ng mga engineered na tisyu sa pamamagitan ng paggaya sa mga katangian ng mga tisyu ng tao. Sa panayam na ito, nakipag-usap ang AZoM kay Dr. Tim Nunney at Dr. Adam Bushell ng Thermo Fisher Scientific tungkol sa sistema ng pagsusuri sa ibabaw ng Nexsa G2. Sa panayam na ito, sina AZoM at Dr. Juan Araneda, pinuno ng inilapat na kimika ng Nanalysis, ay nag-usap tungkol sa pagtaas ng paggamit at paggamit ng NMR at kung paano makakatulong sa pagsusuri ng mga deposito ng lithium. Ang GDS850 glow discharge spectrometer ng Leco ay maaaring gamitin upang pag-aralan ang iba't ibang metalurhiko na materyales. Nagbibigay din ito ng quantitative depth profiling ng materyal. Ito ay may saklaw na 120-800 nm at maraming nalalaman. Ang Hardinge® T series turning centers at SUPER-PRECISION® T series turning centers ay kinikilalang mga lider ng merkado sa ultra-precision at hard turning na mga application. Gumagamit kami ng cookies upang mapabuti ang iyong karanasan. Sa pamamagitan ng patuloy na pag-browse sa website na ito, sumasang-ayon ka sa aming paggamit ng cookies. Karagdagang informasiyon.