Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для цяжкіх прымянення

Афіцыйнага вызначэння паслугі няма. Можна лічыць, што гэта спасылаецца на высокі кошт замены клапана або ўмовы працы, якія зніжаюць магутнасць апрацоўкі. Глабальная патрэба ў зніжэнні выдаткаў на тэхналагічную вытворчасць для павышэння прыбытковасці ўсіх сектараў, задзейнічаных у суровых умовах эксплуатацыі. Яны вар'іруюцца ад нафты і газу, 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 важную ролю, таму што скарачэнне колькасці замен можа прывесці да больш бяспечнага вытворчага асяроддзя. Акрамя таго, кампанія працуе над скарачэннем запасаў абсталявання (у тым ліку помпаў і клапанаў) і неабходнай утылізацыі. Пры гэтым уладальнікі аб'ектаў разлічваюць на велізарны абарот сваіх актываў. Такім чынам, павелічэнне магутнасці перапрацоўкі прывядзе да меншай колькасці (але большага дыяметра) труб і абсталявання і меншай колькасці інструментаў для таго ж патоку прадукцыі. Гэта сведчыць аб тым, што ў дадатак да неабходнасці выкарыстоўваць больш буйныя асобныя кампаненты сістэмы для больш шырокіх дыяметраў труб, неабходна таксама вытрымліваць працяглы ўздзеянне суровых умоў, каб знізіць патрабаванні да абслугоўвання і замены падчас эксплуатацыі. Кампаненты, уключаючы клапаны і шарыкі клапанаў, павінны быць трывалымі, каб адпавядаць жаданаму прымяненню, але яны таксама могуць падоўжыць тэрмін службы. Аднак галоўная праблема большасці прыкладанняў заключаецца ў тым, што металічныя дэталі дасягнулі межаў прадукцыйнасці. Гэта сведчыць аб тым, што дызайнеры могуць знайсці альтэрнатыву неметалічным матэрыялам у патрабавальных прылажэннях, асабліва керамічным матэрыялам. Тыповыя параметры, неабходныя для працы кампанентаў у цяжкіх умовах, 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, каб атрымаць штучна высокае значэнне. Выкарыстанне прамяня з аднабаковым разрэзам можа забяспечыць дакладныя вынікі вымярэнняў. Трываласць звязана з трываласцю, але адносіцца да адной кропкі, дзе матэрыял катастрафічна пашкоджваецца пры нагрузцы. Яго звычайна называюць "модулем разрыву" і атрымліваюць шляхам вымярэння трохкропкавай ці чатырохкропкавай трываласці на выгіб на выпрабавальным стрыжні. Значэнне трохбальнага тэсту на 1% вышэй, чым адзнака чатырохбальнага. Хаця для вымярэння цвёрдасці можна выкарыстоўваць многія шкалы, уключаючы цвёрдамер па Роквеллу і цвёрдамер па Віккерсу, шкала мікрацвёрдасці па Віккерсу вельмі падыходзіць для сучасных керамічных матэрыялаў. Цвёрдасць змяняецца прапарцыйна зносаўстойлівасці матэрыялу. У клапанах, якія працуюць у цыклічным рэжыме, стомленасць з'яўляецца галоўнай праблемай з-за пастаяннага адкрыцця і закрыцця клапана. Стомленасць - гэта парог трываласці. За межамі гэтага парога матэрыял мае тэндэнцыю разбурацца пры тэмпературы ніжэйшай за нармальную трываласць на выгіб. Устойлівасць да карозіі залежыць ад працоўнага асяроддзя і асяроддзя, у якім змяшчаецца матэрыял. У дадатак да "гідратэрмічнай дэградацыі", многія перадавыя керамічныя матэрыялы пераўзыходзяць металы ў гэтай галіне, а некаторыя матэрыялы на аснове цырконія будуць падвяргацца "гідратэрмічнай дэградацыі" пасля ўздзеяння пары з высокай тэмпературай. Цеплавы ўдар уплывае на геаметрыю, каэфіцыент цеплавога пашырэння, цеплаправоднасць, глейкасць і трываласць кампанентаў. Гэтая вобласць спрыяе высокай цеплаправоднасці і трываласці, таму металічныя кампаненты могуць эфектыўна функцыянаваць. Аднак удасканаленне керамічных матэрыялаў цяпер забяспечвае прымальны ўзровень устойлівасці да тэрмічнага ўдару. Удасканаленая кераміка выкарыстоўваецца на працягу многіх гадоў і папулярная сярод інжынераў па надзейнасці, інжынераў і распрацоўнікаў арматуры, якія патрабуюць высокай прадукцыйнасці і высокай кошту. Згодна з канкрэтнымі патрабаваннямі прымянення, ён падыходзіць для розных складаў у розных галінах прамысловасці. Аднак чатыры ўдасканаленыя керамікі маюць вялікае значэнне ў галіне строгага абслугоўвання клапанаў, у тым ліку карбід крэмнію (SiC), нітрыд крэмнія (Si3N4), аксід алюмінія і аксід цырконія. Матэрыялы клапана і шара клапана выбіраюцца ў адпаведнасці з патрабаваннямі канкрэтнага прымянення. У клапане выкарыстоўваюцца дзве асноўныя формы дыяксіду цырконія, якія 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 тэтраганальны полікрышталічны аксід цырконія (Y-TZP) больш цвёрды, 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 мае высокую цвёрдасць і трываласць, выдатную ўстойлівасць да тэрмічнага ўдару і тэрмічную стабільнасць. Акрамя таго, у высокатэмпературных паравых асяроддзях Si3N4 можа замяніць дыяксід цырконія для прадухілення гідратэрмальнай дэградацыі. Пры больш строгім бюджэце абагачальная фабрыка можа выбіраць SiC або гліназём. Абодва матэрыялы маюць высокую цвёрдасць, але не цвярдзей дыяксіду цырконія або нітрыду крэмнія. Гэта сведчыць аб тым, што матэрыял вельмі прыдатны для прымянення статычных кампанентаў, такіх як гільзы клапанаў і сядла клапанаў, а не для шароў або дыскаў клапанаў, якія падвяргаюцца большай нагрузцы. У параўнанні з металічнымі матэрыяламі, якія выкарыстоўваюцца ў складаных клапанах (уключаючы ферахром (CrFe), карбід вальфраму, хастэлой і стэліт), удасканаленыя керамічныя матэрыялы маюць меншую цвёрдасць і падобную трываласць. Прымяненне патрабавальных сэрвісных паслуг прадугледжвае выкарыстанне паваротных клапанаў, такіх як дросельныя засаўкі, цапфы, плаваючыя шаравыя краны і спружыны. У такіх прыкладаннях Si3N4 і аксід цырконія валодаюць устойлівасцю да тэрмічнага ўдару, трываласцю і трываласцю і могуць адаптавацца да самых патрабавальных умоў. Дзякуючы цвёрдасці і каразійнай устойлівасці матэрыялу тэрмін службы кампанента ў некалькі разоў перавышае тэрмін службы металічнага кампанента. Іншыя перавагі ўключаюць характарыстыкі прадукцыйнасці на працягу ўсяго тэрміну службы клапана, асабліва ў раёнах, дзе захоўваюцца магчымасці адключэння і кантролю. Гэта было прадэманстравана ў выпадку 65-мм (2,6 цалі) шара і ўкладыша клапана kynar/RTFE, якія падвяргаліся ўздзеянню 98% сернай кіслаты і ільменіту, прычым ільменіт ператвараўся ў пігмент аксіду тытана. Каразійная прырода асяроддзя азначае, што тэрмін службы гэтых кампанентаў можа дасягаць шасці тыдняў. Тым не менш, выкарыстанне сферычнай ашалёўкі клапана (запатэнтаваны аксід магнію, часткова стабілізаваны аксід цырконія (Mg-PSZ)) вытворчасці Nilcra™ (малюнак 1) мае выдатную цвёрдасць і ўстойлівасць да карозіі і дзейнічае на працягу трох гадоў. Перыядычнае абслугоўванне, без выяўленага зносу. У лінейных клапанах (уключаючы вуглавыя клапаны, дросельныя клапаны або шаравыя клапаны), з-за характарыстык "цвёрдага сядла" гэтых прадуктаў, дыяксід цырконія і нітрыд крэмнію падыходзяць як для заглушак клапанаў, так і для сядзенняў клапанаў. Аналагічным чынам, аксід алюмінію можна выкарыстоўваць у некаторых футроўках і клетках. Дзякуючы адпаведнаму шарыку на кальцы сядзення можна дасягнуць высокай ступені ўшчыльнення. Для стрыжня клапана, уключаючы золотниковый клапан, уваходны і выпускны клапан або ўтулку корпуса клапана, можна выкарыстоўваць любы з чатырох асноўных керамічных матэрыялаў у адпаведнасці з патрабаваннямі прымянення. Высокая цвёрдасць і каразійная ўстойлівасць матэрыялу даказалі сваю карысць 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 выклікае высокі ўзровень зносу ўтулак клапанаў. Гільза і дыск клапана, якія выкарыстоўваліся першапачаткова, былі зроблены з 28% сплаву CrFe і праслужылі ўсяго восем-дзесяць тыдняў. Аднак дзякуючы ўвядзенню клапанаў з дыяксіду цырконія Nilcra™ (малюнак 2) тэрмін службы быў павялічаны да 70 тыдняў. Дзякуючы сваёй цвёрдасці і трываласці, кераміка добра працуе ў большасці клапанаў. Аднак менавіта іх цвёрдасць і ўстойлівасць да карозіі дапамагаюць падоўжыць тэрмін службы клапана. У сваю чаргу, гэта 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 высокім восевым або круцільным нагрузкам. Аднак асноўныя гульцы ў гэтай галіне распрацоўваюць канструкцыі шара клапана, якія паляпшаюць жывучасць крутоўнага моманту спрацоўвання. Іншым важным абмежаваннем з'яўляецца памер. Памер самага вялікага сядла клапана і самага вялікага шара клапана (малюнак 3), вырабленых з часткова стабілізаванага аксіду магнію, складае DN500 і DN250 адпаведна. Аднак большасць сучасных спецыфікатараў аддаюць перавагу выкарыстоўваць кераміку для вырабу дэталяў, памеры якіх не перавышаюць гэтых памераў. Нягледзячы на ​​тое, што цяпер даказана, што керамічныя матэрыялы з'яўляюцца прыдатным выбарам, усё яшчэ ёсць некалькі простых рэкамендацый, якіх неабходна прытрымлівацца, каб максымізаваць іх прадукцыйнасць. Керамічныя матэрыялы варта выкарыстоўваць у першую чаргу толькі ў тым выпадку, калі ёсць неабходнасць паменшыць выдаткі. І ўнутры, і звонку варта пазбягаць вострых кутоў і канцэнтрацыі напружання. Любое патэнцыйнае неадпаведнасць цеплавога пашырэння неабходна ўлічваць на этапе праектавання. Для таго, каб паменшыць напружанне абруча, неабходна трымаць кераміку звонку, а не ўнутры. Нарэшце, варта ўважліва разгледзець неабходнасць геаметрычных допускаў і аздаблення паверхні, паколькі гэтыя допускі могуць значна павялічыць непатрэбныя выдаткі. Прытрымліваючыся гэтых рэкамендацый і перадавой практыкі ў выбары матэрыялаў і каардынацыі з пастаўшчыкамі з самага пачатку праекта, можна дасягнуць ідэальнага рашэння для кожнага патрабавальнага сэрвіснага прыкладання. Гэтая інфармацыя была атрымана, разгледжана і адаптавана з матэрыялаў, прадстаўленых Morgan Advanced Materials. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. (28 лістапада 2019 г.). Удасканаленыя керамічныя матэрыялы, прыдатныя для сур'ёзных паслуг. AZoM. Атрымана з https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 26 мая 2021 г. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для сур'ёзных паслуг". AZoM. 26 мая 2021 г. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Удасканаленыя керамічныя матэрыялы для сур'ёзных паслуг". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Прагледжана 26 мая 2021 г.). Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. 2019. Удасканаленыя керамічныя матэрыялы, прыдатныя для сур'ёзных сэрвісных прыкладанняў. AZoM, прагледжана 26 мая 2021 г., https://www.azom.com/article.aspx? ArticleID = 12305. AZoM пагутарыў з дацэнтамі Арда Гозен, Джорджам і Джоан Бэры з Універсітэта штата Вашынгтон. Арда з'яўляецца часткай каманды шматлікіх устаноў, якія займаюцца стварэннем каркасаў з штучных тканін шляхам імітацыі характарыстык чалавечых тканін. У гэтым інтэрв'ю AZoM паразмаўляў з доктарам Цімам Нані і доктарам Адамам Бушэлам з Thermo Fisher Scientific аб сістэме аналізу паверхні Nexsa G2. У гэтым інтэрв'ю AZoM і доктар Хуан Аранеда, кіраўнік аддзела прыкладной хіміі кампаніі Nanalysis, распавялі пра ўсё больш шырокае выкарыстанне і карыснасць ЯМР і пра тое, як дапамагчы аналізу адкладаў літыя. Спектрометр з тлеючым разрадам Leco GDS850 можна выкарыстоўваць для аналізу розных металургічных матэрыялаў. Ён таксама забяспечвае колькаснае прафіляванне глыбіні матэрыялу. Ён мае дыяпазон 120-800 нм і з'яўляецца універсальным. Такарныя цэнтры Hardinge® серыі T і такарныя цэнтры серыі SUPER-PRECISION® T з'яўляюцца прызнанымі лідэрамі на рынку звышдакладных і цяжкіх такарных прылад. Мы выкарыстоўваем файлы cookie, каб палепшыць ваш вопыт. Працягваючы прагляд гэтага вэб-сайта, вы згаджаецеся з выкарыстаннем файлаў cookie. Дадатковая інфармацыя.