Gevorderde keramiekmateriaal vir veeleisende dienstoepassings

Ons gebruik koekies om jou ervaring te verbeter. Deur voort te gaan om deur hierdie webwerf te blaai, stem jy in tot ons gebruik van koekies. Meer inligting. Daar is geen amptelike definisie van ernstige diens nie. Dit kan verstaan ​​word as bedryfstoestande waar die klepvervangingskoste hoog is of die verwerkingskapasiteit verminder word. Daar is 'n wêreldwye behoefte om prosesproduksiekoste te verminder ten einde die winsgewendheid van alle sektore wat by swak dienstoestande betrokke is, te verhoog. Dit wissel van olie en gas en petrochemikalieë tot kernkrag en kragopwekking, mineraalverwerking en mynbou. Ontwerpers en ingenieurs probeer hierdie doelwit op verskillende maniere bereik. Die mees geskikte metode is om uptyd en doeltreffendheid te verhoog deur prosesparameters effektief te beheer (soos effektiewe afsluiting en geoptimaliseerde vloeibeheer). Veiligheidsoptimering speel ook 'n belangrike rol, want die vermindering van vervanging kan lei tot 'n veiliger produksie-omgewing. Daarbenewens werk die maatskappy daaraan om toerustingvoorraad, insluitend pompe en kleppe, en die vereiste wegdoening te verminder. Terselfdertyd verwag fasiliteiteienaars 'n groot verskuiwing in hul bates. Gevolglik lei verhoogde verwerkingskapasiteit tot minder pype en toerusting (maar groter deursnee) en minder instrumente vir dieselfde produkstroom. Dit wys dat, benewens dat dit groter moet wees vir 'n groter pypdeursnee, 'n enkele stelselkomponent ook langdurige blootstelling aan strawwe omgewings moet weerstaan ​​om die behoefte aan in-diens onderhoud en vervanging te verminder. Komponente insluitend kleppe en klepballe moet robuust wees om by die verlangde toepassing te pas, maar kan ook 'n langer lewensduur bied. 'n Groot probleem met die meeste toepassings is egter dat metaalonderdele die limiet van hul werkverrigting bereik het. Dit dui daarop dat ontwerpers alternatiewe vir nie-metaalmateriale, veral keramiekmateriale, vir veeleisende dienstoepassings kan vind. Tipiese parameters wat nodig is om komponente onder strawwe dienstoestande te bedryf, sluit in termiese skokweerstand, korrosiebestandheid, moegheidsweerstand, hardheid, sterkte en taaiheid. Veerkragtigheid is 'n sleutelparameter, want komponente wat minder veerkragtig is, kan katastrofies misluk. Die taaiheid van keramiekmateriaal word gedefinieer as die weerstand teen kraakvoortplanting. In sommige gevalle kan dit gemeet word deur die inkepingsmetode te gebruik, wat kunsmatig hoë waardes tot gevolg het. Die gebruik van 'n enkelsydige insnydingsbalk kan akkurate metings verskaf. Sterkte hou verband met taaiheid, maar verwys na die enkele punt waar 'n materiaal katastrofies misluk wanneer spanning toegepas word. Dit word algemeen na verwys as die "breukmodulus" en word gemeet deur 'n drie- of vierpunt buigsterktemeting op 'n toetsstaaf uit te voer. Die driepunttoets verskaf 'n waarde wat 1% hoër is as die vierpunttoets. Alhoewel hardheid gemeet kan word met 'n verskeidenheid van skale insluitend Rockwell en Vickers, is die Vickers mikrohardheid skaal baie geskik vir gevorderde keramiek materiale. Die hardheid is direk eweredig aan die slytvastheid van die materiaal. In 'n klep wat in 'n sikliese metode werk, is moegheid 'n groot probleem as gevolg van die voortdurende oop- en toemaak van die klep. Moegheid is die sterkte drumpel, waarbuite die materiaal sal dikwels misluk onder sy normale buig sterkte. Die weerstand teen korrosie hang af van die bedryfsomgewing en die medium wat die materiaal bevat. In hierdie veld het baie gevorderde keramiekmateriale voordele bo metale, behalwe vir "hidrotermiese degradasie", wat plaasvind wanneer sommige sirkonia-gebaseerde materiale aan hoë-temperatuur stoom blootgestel word. Onderdeel geometrie, termiese uitsettingskoëffisiënt, termiese geleidingsvermoë, taaiheid en sterkte word deur termiese skok beïnvloed. Dit is 'n gebied wat bevorderlik is vir hoë termiese geleidingsvermoë en taaiheid, sodat metaalonderdele doeltreffend kan funksioneer. Vooruitgang in keramiekmateriale bied egter nou aanvaarbare vlakke van termiese skokweerstand. Gevorderde keramiek word al vir baie jare gebruik en is gewild onder betroubaarheidsingenieurs, aanlegingenieurs en klepontwerpers wat hoë werkverrigting en waarde vereis. Volgens spesifieke toepassingsvereistes is daar verskillende individuele formulerings wat geskik is vir 'n wye reeks industrieë. Vier gevorderde keramiek is egter van groot belang op die gebied van ernstige dienskleppe. Dit sluit silikonkarbied (SiC), silikonnitried (Si3N4), alumina en sirkonium in. Die materiaal van die klep en klepbal word gekies volgens die spesifieke toepassingsvereistes. Twee hoofvorme van sirkonia word in kleppe gebruik, wat albei dieselfde koëffisiënt van termiese uitsetting en styfheid as staal het. Magnesiumoksied gedeeltelik gestabiliseerde sirkoon (Mg-PSZ) het die hoogste termiese skokweerstand en taaiheid, terwyl yttrium tetragonale sirkonium polikristallyne (Y-TZP) harder en sterker is, maar vatbaar is vir hidrotermiese degradasie. Silikonnitried (Si3N4) het verskillende formulerings. Gasdruk gesinterde silikonnitried (GPPSN) is die mees gebruikte materiaal vir kleppe en klepkomponente. Benewens sy gemiddelde taaiheid, bied dit ook hoë hardheid en sterkte, uitstekende termiese skokweerstand en termiese stabiliteit. Daarbenewens, in hoë-temperatuur stoom omgewings, Si3N4 is 'n geskikte plaasvervanger vir sirkonium, wat hidrotermiese afbraak kan voorkom. Wanneer die begroting min is, kan die spesifiseerder silikonkarbied of alumina kies. Albei materiale het 'n hoë hardheid, maar is nie taaier as sirkonium of silikonnitried nie. Dit wys dat die materiaal baie geskik is vir statiese komponenttoepassings, soos klepvoerings en klepsitplekke, eerder as klepballe of -skywe wat aan hoër spanning onderhewig is. In vergelyking met die metaalmateriale wat in harde dienskleptoepassings gebruik word (insluitend ferrochroom (CrFe), wolframkarbied, Hastelloy en Stellite), het gevorderde keramiekmateriale 'n laer taaiheid en soortgelyke sterkte. Ernstige dienstoepassings behels die gebruik van roterende kleppe, soos vlinderkleppe, tape, drywende kogelkleppe en veerkleppe. In sulke toepassings vertoon Si3N4 en sirkonium hitteskokweerstand, taaiheid en sterkte om by die mees veeleisende omgewings aan te pas. As gevolg van die hardheid en korrosiebestandheid van die materiaal, word die lewensduur van die onderdele verskeie kere verhoog in vergelyking met metaalonderdele. Ander voordele sluit in die werkverrigting-eienskappe van die klep oor sy leeftyd, veral in gebiede waar dit sy toemaakvermoë en beheer behou. Dit word gedemonstreer in 'n toepassing waar 'n 65 mm (2.6 duim) klep kynar/RTFE bal en voering blootgestel word aan 98% swaelsuur en ilmeniet, wat na titaanoksiedpigment omgeskakel word. Die korrosiewe aard van die media beteken dat die lewensduur van hierdie komponente so lank as ses weke kan wees. Die gebruik van kogelklepafwerking gemaak deur Nilcra™ (Figuur 1), wat 'n eie magnesiumoksied gedeeltelik gestabiliseerde sirkoniumoxide (Mg-PSZ) is, het uitstekende hardheid en weerstand teen korrosie, en kan drie jaar se ononderbroke diens lewer sonder enige waarneembare slytasie. In lineêre kleppe, insluitend hoekkleppe, smoorkleppe of aardkleppe, as gevolg van die "harde seël" eienskappe van hierdie produkte, is sirkonia en silikonnitried geskik vir klepproppe en klepsitplekke. Net so kan alumina vir sommige pakkings en hokke gebruik word. Deur slypballetjies op die klepsitplek te pas, kan 'n hoë mate van verseëling bereik word. Vir klepvoering, insluitend klepkern, inlaat en uitlaat of klepliggaamvoering, kan enige een van die vier hoofkeramiekmateriale volgens toepassingsvereistes gebruik word. Die hoë hardheid en korrosiebestandheid van die materiaal was voordelig in terme van produkprestasie en dienslewe. Neem die DN150-vlinderklep wat in die Australiese bauxietraffinadery gebruik word as 'n voorbeeld. Die hoë silika-inhoud in die medium sorg vir 'n hoë vlak van slytasie op die klepvoering. Die pakkies en skywe wat aanvanklik gebruik is, is van 28% CrFe-legering gemaak en het net agt tot tien weke gehou. Met kleppe gemaak van Nilcra™-sirkonium (Figuur 2), het die dienslewe egter tot 70 weke toegeneem. As gevolg van sy taaiheid en sterkte, werk keramiek goed in die meeste kleptoepassings. Dit is egter hul hardheid en korrosiebestandheid wat help om die lewensduur van die klep te verhoog. Dit verminder op sy beurt die koste van die hele lewensiklus deur stilstand vir vervangingsonderdele te verminder, bedryfskapitaal en voorraad te verminder, minimale handhantering en veiligheid te verbeter deur lekkasie te verminder. Vir 'n lang tyd was die aanwending van keramiekmateriaal in hoëdrukkleppe een van die hoofprobleme, want hierdie kleppe is onderhewig aan hoë aksiale of torsieladings. Groot spelers in hierdie veld ontwikkel egter nou klepbalontwerpe om die oorlewingbaarheid van dryfkrag te verbeter. Die ander groot beperking is skaal. Die grootte van die grootste klepsitplek en grootste klepbal (Figuur 3) wat uit gedeeltelik gestabiliseerde sirkoniumoxide met magnesiumoksied vervaardig word, is onderskeidelik DN500 en DN250. Die meeste spesifiseerders verkies egter tans keramiek vir komponente onder hierdie groottes. Alhoewel daar nou bewys is dat keramiekmateriaal 'n geskikte keuse is, moet 'n paar eenvoudige riglyne gevolg word om hul werkverrigting te maksimeer. Keramiekmateriaal moet eers eers gebruik word wanneer koste tot die minimum beperk moet word. Skerp hoeke en streskonsentrasie moet beide binne en buite vermy word. Enige potensiële termiese uitsetting-wanaanpassing moet tydens die ontwerpfase in ag geneem word. Om hoepelspanning te verminder, moet die keramiek buite gehou word, nie binne nie. Laastens moet die behoefte aan geometriese toleransies en oppervlakafwerking noukeurig oorweeg word, aangesien dit onnodige koste aansienlik sal verhoog. Deur hierdie riglyne en beste praktyke vir die keuse van materiaal te volg en met verskaffers te koördineer vanaf die begin van die projek, kan 'n ideale oplossing vir elke harde dienstoepassing bereik word. Hierdie inligting is afgelei van materiaal verskaf deur Morgan Advanced Materials en is hersien en aangepas. Morgan Advanced Materials-Tegniese Keramiek. (2019, 28 November). Gevorderde keramiekmateriaal vir veeleisende dienstoepassings. AZoM. Onttrek van https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 op 7 Julie 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Gevorderde keramiekmateriaal vir veeleisende dienstoepassings". AZoM. 7 Julie 2021. . Morgan Advanced Materials-Tegniese Keramiek. "Gevorderde keramiekmateriaal vir veeleisende dienstoepassings". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Besoek op 7 Julie 2021). Morgan Advanced Materials-Tegniese Keramiek. 2019. Gevorderde keramiekmateriaal vir veeleisende dienstoepassings. AZoM, bekyk op 7 Julie 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. AZoM en Camfil se Britse besturende direkteur David Moulton het die maatskappy se lugfiltrasie-oplossings bespreek en hoe hulle kan help om 'n veiliger werksomgewing vir mense in die konstruksiebedryf te bied. In hierdie onderhoud het AZoM en ELTRA produkbestuurder dr. Alan Klostermeier gepraat oor vinnige en betroubare O/N/H ontleding van hoë monstergewigte. In hierdie onderhoud het AZoM en Chuck Cimino, Senior Produkbestuurder by Lake Shore Cryotronics, die voordele van hul M81-sinkroniseringsbronmetingstelsel bespreek. Zeus Bioweb™ is 'n tegnologie wat PTFE elektrospin in polimeervesels met uiters klein diameters wat wissel van nanometer tot mikrometer. METTLER TOLEDO se STARe termiese analise sagteware bied ongelooflike buigsaamheid en onbeperkte evalueringsmoontlikhede.