Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для патрабавальных службаў

Мы выкарыстоўваем файлы cookie, каб палепшыць ваш вопыт. Працягваючы прагляд гэтага вэб-сайта, вы згаджаецеся з выкарыстаннем файлаў cookie. Дадатковая інфармацыя. Афіцыйнага вызначэння сур'ёзнай паслугі няма. Гэта можна разумець як умовы працы, калі кошт замены клапана высокі або магутнасць апрацоўкі зніжана. Існуе глабальная патрэба ў зніжэнні выдаткаў на працэс вытворчасці, каб павялічыць рэнтабельнасць усіх сектараў, задзейнічаных у дрэнных умовах абслугоўвання. Яны вар'іруюцца ад нафты і газу і нафтахіміі да ядзернай энергетыкі і вытворчасці электраэнергіі, апрацоўкі карысных выкапняў і здабычы карысных выкапняў. Дызайнеры і інжынеры па-рознаму спрабуюць дасягнуць гэтай мэты. Найбольш прыдатным метадам з'яўляецца павелічэнне часу бесперабойнай працы і эфектыўнасці шляхам эфектыўнага кантролю параметраў працэсу (такіх як эфектыўнае адключэнне і аптымізаванае кіраванне патокам). Аптымізацыя бяспекі таксама гуляе жыццёва важную ролю, таму што скарачэнне замены можа прывесці да больш бяспечнага вытворчага асяроддзя. Акрамя таго, кампанія працуе над мінімізацыяй запасаў абсталявання, у тым ліку помпаў і клапанаў, а таксама неабходнай утылізацыі. У той жа час уладальнікі аб'ектаў чакаюць вялізнага зруху ў актывах. У выніку павелічэнне магутнасці апрацоўкі прыводзіць да меншай колькасці труб і абсталявання (але большага дыяметра) і меншай колькасці інструментаў для таго ж патоку прадукцыі. Гэта паказвае, што ў дадатак да таго, каб мець большы памер для больш шырокага дыяметра трубы, адзін кампанент сістэмы таксама павінен вытрымліваць працяглы ўздзеянне цяжкіх умоў, каб знізіць патрэбу ў тэхнічным абслугоўванні і замене падчас эксплуатацыі. Кампаненты, у тым ліку клапаны і шары клапанаў, павінны быць трывалымі, каб адпавядаць патрэбнаму прымяненню, але яны таксама могуць забяспечваць больш працяглы тэрмін службы. Аднак галоўная праблема большасці прыкладанняў заключаецца ў тым, што металічныя дэталі дасягнулі мяжы сваёй прадукцыйнасці. Гэта паказвае на тое, што дызайнеры могуць знайсці альтэрнатыву неметалічным матэрыялам, асабліва керамічным, для патрабавальных сэрвісных прыкладанняў. Тыповыя параметры, неабходныя для працы кампанентаў у цяжкіх умовах эксплуатацыі, ўключаюць устойлівасць да тэрмічнага ўдару, каразійную ўстойлівасць, устойлівасць да стомленасці, цвёрдасць, трываласць і ўстойлівасць. Устойлівасць з'яўляецца ключавым параметрам, таму што менш устойлівыя кампаненты могуць катастрафічна выйсці з ладу. Цвякасць керамічных матэрыялаў вызначаецца як устойлівасць да распаўсюджвання расколін. У некаторых выпадках яго можна вымераць метадам паглыблення, што прыводзіць да штучна завышаных значэнняў. Выкарыстанне прамяня з аднабаковым разрэзам можа забяспечыць дакладныя вымярэнні. Трываласць звязана з трываласцю, але адносіцца да адной кропкі, дзе матэрыял катастрафічна разбураецца пры нагрузцы. Яго звычайна называюць "модулем разрыву" і вымяраюць шляхам трох- або чатырохкропкавага вымярэння трываласці на выгіб на выпрабавальным стрыжні. Трохбальны тэст дае значэнне, якое на 1% вышэй, чым чатырохбальны тэст. Хоць цвёрдасць можна вымераць рознымі шкаламі, уключаючы шкалы Роквелла і Віккерса, шкала мікрацвёрдасці па Віккерсу вельмі падыходзіць для сучасных керамічных матэрыялаў. Цвёрдасць прама прапарцыйная зносаўстойлівасці матэрыялу. У клапане, які працуе цыклічным метадам, стомленасць з'яўляецца асноўнай праблемай з-за бесперапыннага адкрыцця і закрыцця клапана. Стомленасць - гэта парог трываласці, за якім матэрыял часта разбураецца ніжэй сваёй нармальнай трываласці на выгіб. Устойлівасць да карозіі залежыць ад працоўнага асяроддзя і асяроддзя, у якім змяшчаецца матэрыял. У гэтай галіне многія перадавыя керамічныя матэрыялы маюць перавагі перад металамі, за выключэннем «гідратэрмічнай дэградацыі», якая адбываецца, калі некаторыя матэрыялы на аснове дыяксіду цырконія падвяргаюцца ўздзеянню пары з высокай тэмпературай. Цеплавы ўдар уплывае на геаметрыю дэталі, каэфіцыент цеплавога пашырэння, цеплаправоднасць, глейкасць і трываласць. Гэта вобласць, спрыяльная для высокай цеплаправоднасці і трываласці, таму металічныя дэталі могуць эфектыўна функцыянаваць. Аднак удасканаленне керамічных матэрыялаў цяпер забяспечвае прымальны ўзровень устойлівасці да тэрмічнага ўдару. Удасканаленая кераміка выкарыстоўваецца на працягу многіх гадоў і карыстаецца папулярнасцю сярод інжынераў па надзейнасці, інжынераў і распрацоўнікаў арматуры, якія патрабуюць высокай прадукцыйнасці і кошту. У адпаведнасці з канкрэтнымі патрабаваннямі прымянення, існуюць розныя індывідуальныя склады, прыдатныя для шырокага спектру галін прамысловасці. Тым не менш, чатыры ўдасканаленыя керамікі маюць вялікае значэнне ў галіне клапанаў сур'ёзнага абслугоўвання. Яны ўключаюць у сябе карбід крэмнія (SiC), нітрыд крэмнія (Si3N4), аксід алюмінія і аксід цырконія. Матэрыялы клапана і шара клапана выбіраюцца ў адпаведнасці з патрабаваннямі канкрэтнага прымянення. Дзве асноўныя формы дыяксіду цырконія выкарыстоўваюцца ў клапанах, абедзве з якіх маюць такі ж каэфіцыент цеплавога пашырэння і калянасць, што і сталь. Часткова стабілізаваны аксід магнію аксід цырконія (Mg-PSZ) мае самую высокую ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару і трываласць, у той час як полікрышталічны полікрышталічны аксід ітрыю, тэтраганальны аксід цырконія (Y-TZP), больш цвёрды і трывалы, але схільны гідратэрмальнай дэградацыі. Нітрыд крэмнію (Si3N4) мае розныя склады. Спечаны нітрыд крэмнію пад ціскам газу (GPPSN) з'яўляецца найбольш часта выкарыстоўваным матэрыялам для клапанаў і кампанентаў клапанаў. У дадатак да сярэдняй трываласці, ён таксама забяспечвае высокую цвёрдасць і трываласць, выдатную ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару і тэрмічную стабільнасць. Акрамя таго, у высокатэмпературных паравых асяроддзях Si3N4 з'яўляецца прыдатнай заменай дыяксіду цырконія, які можа прадухіліць гідратэрмальную дэградацыю. Калі бюджэт абмежаваны, спецыфікатар можа выбраць карбід крэмнію або аксід алюмінія. Абодва матэрыялы маюць высокую цвёрдасць, але не мацней, чым дыяксід цырконія або нітрыд крэмнія. Гэта сведчыць аб тым, што матэрыял вельмі прыдатны для прымянення статычных кампанентаў, такіх як накладкі клапанаў і сядла клапанаў, а не шарыкі клапанаў або дыскі, якія падвяргаюцца большай нагрузцы. У параўнанні з металічнымі матэрыяламі, якія выкарыстоўваюцца ў цяжкіх умовах эксплуатацыі клапанаў (уключаючы ферахром (CrFe), карбід вальфраму, хастэлой і стэліт), удасканаленыя керамічныя матэрыялы маюць меншую трываласць і падобную трываласць. У цяжкіх умовах абслугоўвання выкарыстоўваюцца паваротныя клапаны, такія як дросельныя засаўкі, цапфы, плаваючыя шаравыя краны і спружынныя клапаны. У такіх прыкладаннях Si3N4 і дыяксід цырконія дэманструюць устойлівасць да тэрмічнага ўдару, трываласць і трываласць, каб адаптавацца да самых патрабавальных умоў. Дзякуючы цвёрдасці і каразійнай стойкасці матэрыялу тэрмін службы дэталяў павялічваецца ў некалькі разоў у параўнанні з металічнымі. Іншыя перавагі ўключаюць у сябе эксплуатацыйныя характарыстыкі клапана на працягу ўсяго тэрміну службы, асабліва ў тых раёнах, дзе ён захоўвае здольнасць зачынення і кантроль. Гэта прадэманстравана ў дадатку, дзе шар і ўкладыш 65 мм (2,6 цалі) клапана kynar/RTFE падвяргаюцца ўздзеянню 98% сернай кіслаты і ільменіту, які ператвараецца ў пігмент аксіду тытана. Каразійная прырода асяроддзя азначае, што тэрмін службы гэтых кампанентаў можа дасягаць шасці тыдняў. Тым не менш, выкарыстанне ашалёўкі шаравога крана вытворчасці Nilcra™ (малюнак 1), якая з'яўляецца запатэнтаваным часткова стабілізаваным аксідам магнію аксідам цырконія (Mg-PSZ), мае выдатную цвёрдасць і ўстойлівасць да карозіі і можа забяспечыць тры гады бесперапыннай службы без якіх-небудзь прыкмет зношанасць. У лінейных клапанах, у тым ліку вуглавых клапанах, дросельных клапанах або шаравых клапанах, з-за характарыстык "цвёрдага ўшчыльнення" гэтых вырабаў аксід цырконія і нітрыд крэмнію падыходзяць для заглушак клапанаў і сядзенняў клапанаў. Аналагічным чынам, аксід алюмінія можна выкарыстоўваць для некаторых пракладак і клетак. Шляхам супастаўлення шліфавальных шароў на сядзенні клапана можна дасягнуць высокай ступені ўшчыльнення. Для футроўкі клапана, у тым ліку стрыжня клапана, уваходнага і выпускнога адтулін або футроўкі корпуса клапана, можна выкарыстоўваць любы з чатырох асноўных керамічных матэрыялаў у адпаведнасці з патрабаваннямі прымянення. Высокая цвёрдасць і каразійная ўстойлівасць матэрыялу аказаліся карыснымі з пункту гледжання характарыстык і тэрміну службы прадукту. У якасці прыкладу возьмем дросельную заслонку DN150, якая выкарыстоўваецца на аўстралійскім баксітаперапрацоўчым заводзе. Высокае ўтрыманне кремнезема ў асяроддзі забяспечвае высокі ўзровень зносу накладкі клапана. Пракладкі і дыскі, якія першапачаткова выкарыстоўваліся, былі зроблены з 28% сплаву CrFe і праслужылі ўсяго восем-дзесяць тыдняў. Аднак з клапанамі, вырабленымі з дыяксіду цырконія Nilcra™ (малюнак 2), тэрмін службы павялічыўся да 70 тыдняў. Дзякуючы сваёй цвёрдасці і трываласці, кераміка добра працуе ў большасці клапанаў. Аднак менавіта іх цвёрдасць і ўстойлівасць да карозіі дапамагаюць павялічыць тэрмін службы клапана. Гэта, у сваю чаргу, зніжае кошт усяго жыццёвага цыклу за кошт скарачэння часу прастою для замены дэталяў, скарачэння абаротнага капіталу і запасаў, мінімальнай ручной апрацоўкі і павышэння бяспекі за кошт памяншэння ўцечак. На працягу доўгага часу прымяненне керамічных матэрыялаў у клапанах высокага ціску было адной з асноўных праблем, таму што гэтыя клапаны падвяргаюцца вялікім восевым або круцільным нагрузкам. Тым не менш, асноўныя гульцы ў гэтай галіне цяпер распрацоўваюць канструкцыі шаравых клапанаў, каб палепшыць жывучасць рухаючага моманту. Іншым важным абмежаваннем з'яўляецца маштаб. Памер самага вялікага сядла клапана і самага вялікага шара клапана (малюнак 3), вырабленых з часткова стабілізаванага дыяксіду цырконія з аксідам магнію, складае DN500 і DN250 адпаведна. Тым не менш, большасць спецыфікатараў у цяперашні час аддаюць перавагу кераміку для кампанентаў ніжэй гэтых памераў. Нягледзячы на ​​тое, што керамічныя матэрыялы цяпер даказаны як прыдатны выбар, трэба прытрымлівацца некаторых простых рэкамендацый, каб максымізаваць іх прадукцыйнасць. Керамічныя матэрыялы варта выкарыстоўваць у першую чаргу толькі тады, калі выдаткі павінны быць мінімальнымі. Варта пазбягаць вострых кутоў і канцэнтрацыі напружання як унутры, так і звонку. Любое патэнцыйнае неадпаведнасць цеплавога пашырэння неабходна ўлічваць на этапе праектавання. Каб паменшыць нагрузку на абручы, кераміку трэба трымаць звонку, а не ўнутры. Нарэшце, варта ўважліва разгледзець неабходнасць геаметрычных допускаў і аздаблення паверхні, бо гэта значна павялічыць непатрэбныя выдаткі. Прытрымліваючыся гэтых рэкамендацый і перадавых практык па выбары матэрыялаў і каардынацыі з пастаўшчыкамі з самага пачатку праекта, можна атрымаць ідэальнае рашэнне для любога сур'ёзнага прымянення паслуг. Гэтая інфармацыя атрымана з матэрыялаў, прадстаўленых Morgan Advanced Materials, і была разгледжана і адаптавана. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. (2019, 28 лістапада). Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для патрабавальных службаў. AZoM. Атрымана з https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 7 ліпеня 2021 г. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для патрабавальных службаў". AZoM. 7 ліпеня 2021 г. . Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для патрабавальных службаў". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Прагледжана 7 ліпеня 2021 г.). Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. 2019. Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для патрабавальных сэрвісных прыкладанняў. AZoM, прагледжана 7 ліпеня 2021 г., https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. AZoM і генеральны дырэктар Camfil у Вялікабрытаніі Дэвід Моўлтан абмеркавалі рашэнні кампаніі для фільтрацыі паветра і тое, як яны могуць дапамагчы забяспечыць больш бяспечныя ўмовы працы для людзей у будаўнічай галіны. У гэтым інтэрв'ю менеджэр па прадуктах AZoM і ELTRA д-р Алан Клостэрмайер распавёў аб хуткім і надзейным O/N/H аналізе высокай масы ўзораў. У гэтым інтэрв'ю AZoM і Чак Чыміно, старшы менеджэр па прадуктах Lake Shore Cryotronics, абмеркавалі перавагі іх сістэмы вымярэння крыніцы сінхранізацыі M81. Zeus Bioweb™ - гэта тэхналогія, якая дазваляе электрапрадзець PTFE ў палімерныя валакна надзвычай малых дыяметраў ад нанаметраў да мікраметраў. Праграмнае забеспячэнне для цеплавога аналізу STARe МЕТТЛЕР ТАЛЕДА забяспечвае неверагодную гнуткасць і неабмежаваныя магчымасці ацэнкі.