Altnivelaj ceramikaj materialoj por postulataj servaj aplikoj

Ni uzas kuketojn por plibonigi vian sperton. Daŭrigante foliumi ĉi tiun retejon, vi konsentas pri nia uzo de kuketoj. Pliaj informoj.
Ne ekzistas oficiala difino de strikta servo. Ĝi povas esti komprenita kiel operaciaj kondiĉoj kie la valva anstataŭiga kosto estas alta aŭ la pretigkapacito estas reduktita.
Estas tutmonda bezono redukti procezproduktadkostojn por pliigi la profitecon de ĉiuj sektoroj implikitaj en malbonaj servokondiĉoj. Tiuj intervalas de petrolo kaj gaso kaj petrolkemiaj produktoj ĝis nuklea energio kaj elektroproduktado, minerala prilaborado kaj minado.
Dizajnistoj kaj inĝenieroj provas atingi ĉi tiun celon en malsamaj manieroj. La plej konvena metodo estas pliigi funkcian tempon kaj efikecon efike kontrolante procezparametrojn (kiel ekzemple efika ĉesigo kaj optimumigita fluoregado).
Sekureca optimumigo ankaŭ ludas esencan rolon, ĉar redukti anstataŭaĵon povas konduki al pli sekura produktadmedio. Krome, la firmao laboras por minimumigi ekipaĵinventaron, inkluzive de pumpiloj kaj valvoj, kaj la postulatan forigon. Samtempe, instalaĵposedantoj atendas grandegan ŝanĝon en siaj aktivoj. Kiel rezulto, pliigita pretigkapacito rezultigas pli malmultajn pipojn kaj ekipaĵon (sed pli grandajn diametrojn) kaj malpli da instrumentoj por la sama produktfluo.
Ĉi tio indikas, ke krom devi esti pli granda por pli larĝa tubdiametro, ununura sistemkomponento ankaŭ devas elteni longedaŭran eksponiĝon al severaj medioj por redukti la bezonon de funkcia prizorgado kaj anstataŭaĵo.
Komponantoj inkluzive de valvoj kaj valvpilkoj devas esti fortikaj por konveni al la postulata apliko, sed ankaŭ povas disponigi pli longan funkcidaŭron. Tamen, grava problemo kun la plej multaj aplikoj estas ke metalpartoj atingis la limon de sia efikeco. Tio indikas ke dizajnistoj povas trovi alternativojn al ne-metalaj materialoj, precipe ceramikaj materialoj, por postulado de servaplikoj.
Tipaj parametroj postulataj por funkciigi komponentojn sub severaj servkondiĉoj inkludas termikan ŝokon-reziston, korodreziston, lacecreziston, malmolecon, forton kaj fortikecon.
Fortikeco estas ŝlosila parametro, ĉar komponantoj, kiuj estas malpli rezistemaj, povas malsukcesi katastrofe. La fortikeco de ceramikaj materialoj estas difinita kiel la rezisto al fendetdisvastigo. En kelkaj kazoj, ĝi povas esti mezurita uzante la indentmetodon, rezultigante artefarite altajn valorojn. La uzo de unuflanka incizotrabo povas disponigi precizajn mezuradojn.
Forto rilatas al fortikeco, sed rilatas al la ununura punkto ĉe kiu materialo malsukcesas katastrofe kiam streĉo estas aplikata. Ĝi estas ofte referita kiel la "modulo de rompo" kaj estas mezurita elfarante tri-punktan aŭ kvar-punktan fleksadfortmezuradon sur teststango. La tri-punkta testo disponigas valoron kiu estas 1% pli alta ol la kvar-punkta testo.
Kvankam malmoleco povas esti mezurita per diversaj skvamoj inkluzive de Rockwell kaj Vickers, la mikromalmoleca skalo de Vickers estas tre taŭga por progresintaj ceramikaj materialoj. La malmoleco estas rekte proporcia al la eluziĝorezisto de la materialo.
En valvo funkcianta en cikla metodo, laceco estas grava problemo pro la kontinua malfermo kaj fermo de la valvo. Laceco estas la fortsojlo, preter kiu la materialo ofte malsukcesos sub sia normala fleksadforto.
Korodrezisto dependas de la operacia medio kaj la medio enhavanta la materialon. En ĉi tiu kampo, multaj progresintaj ceramikaj materialoj havas avantaĝojn super metaloj, krom "hidrotermika degenero", kiu okazas kiam kelkaj zirkoni-bazitaj materialoj estas eksponitaj al alt-temperatura vaporo.
Parta geometrio, termika ekspansiokoeficiento, varmokondukteco, fortikeco kaj forto estas trafitaj de termika ŝoko. Ĉi tio estas areo favora al alta varmokondukteco kaj fortikeco, do metalaj partoj povas funkcii efike. Tamen, progresoj en ceramikaj materialoj nun disponigas akcepteblajn nivelojn de termika ŝokrezisto.
Altnivela ceramikaĵo estas uzata dum multaj jaroj kaj estas populara inter fidindaj inĝenieroj, plantinĝenieroj kaj valvodezajnistoj, kiuj postulas altan rendimenton kaj valoron. Laŭ specifaj aplikaj postuloj, ekzistas malsamaj individuaj formuliĝoj taŭgaj por larĝa gamo de industrioj. Tamen, kvar altnivelaj ceramikaĵoj estas de granda signifo en la kampo de severaj servovalvoj. Ili inkludas siliciokarbidon (SiC), silicionitruron (Si3N4), aluminon kaj zirkonion. La materialoj de la valvo kaj valva pilko estas elektitaj laŭ la specifaj aplikaj postuloj.
Du ĉefaj formoj de zirkonio estas uzitaj en valvoj, kiuj ambaŭ havas la saman koeficienton de termika ekspansio kaj rigideco kiel ŝtalo. Magneziooksido parte stabiligita zirkonio (Mg-PSZ) havas la plej altan termikan ŝokon reziston kaj fortikecon, dum itriooksido tetragonal zirconia polikristalino (Y-TZP) estas pli malmola kaj pli forta, sed estas sentema al hidrotermika degenero.
Silicia nitruro (Si3N4) havas malsamajn formuliĝojn. Gaspremo sintrita silicionitruro (GPPSN) estas la plej ofte uzita materialo por valvoj kaj valvkomponentoj. Krom ĝia averaĝa fortikeco, ĝi ankaŭ provizas altan malmolecon kaj forton, bonegan termikan ŝokon reziston kaj termikan stabilecon. Krome, Si3N4 estas taŭga anstataŭaĵo por zirkonio en alt-temperaturaj vapormedioj por malhelpi hidrotermikan degeneron.
Kiam la buĝeto estas streĉa, la specifisto povas elekti siliciokarbidon aŭ aluminon. Ambaŭ materialoj havas altan malmolecon, sed ne estas pli malmolaj ol zirkonio aŭ silicionitruro. Ĉi tio montras, ke la materialo estas tre taŭga por senmovaj komponentaj aplikoj, kiel valvaj tegaĵoj kaj valvaj seĝoj, prefere ol valvaj pilkoj aŭ diskoj, kiuj estas submetataj al pli alta streso.
Kompare kun la metalaj materialoj uzataj en severaj servovalvaj aplikoj (inkluzive de ferokromo (CrFe), volframkarbido, Hastelloy kaj Stellite), progresintaj ceramikaj materialoj havas pli malaltan fortikecon kaj similan forton.
Severaj servaplikoj implikas la uzon de rotaciaj valvoj, kiel ekzemple papiliaj valvoj, trunions, ŝvebaj pilkvalvoj, kaj printempaj valvoj. En tiaj aplikoj, Si3N4 kaj zirconia elmontras termikan ŝokon reziston, fortikecon kaj forton por adaptiĝi al la plej postulemaj medioj. Pro la malmoleco kaj koroda rezisto de la materialo, la servodaŭro de la partoj pligrandiĝas plurfoje ol tiu de la metalaj partoj. Aliaj avantaĝoj inkluzivas la funkciojn de la valvo dum ĝia vivdaŭro, precipe en lokoj kie ĝi konservas sian fermkapaciton kaj kontrolon.
Tio estis montrita en aplikiĝo kie 65 mm (2.6 in) valva kinar/RTFE pilko kaj ekskursoŝipo estis eksponitaj al 98% sulfata acido kaj ilmenito, kiu estas transformita al titanoksida pigmento. La koroda naturo de la amaskomunikilaro signifas, ke ĉi tiuj komponantoj povas daŭri ĝis ses semajnoj. Tamen, la uzo de pilkvalvo-tajlado farita de Nilcra!" (Figuro 1), kiu estas proprieta magnezia rusto parte stabiligita zirkonio (Mg-PSZ), havas bonegan malmolecon kaj korodan reziston kaj povas provizi tri jarojn da seninterrompa Servo sen iu ajn konstatebla. eluziĝo.
En liniaj valvoj inkluzive de angulaj valvoj, akceliloj aŭ globvalvoj, zirkonio kaj silicia nitruro taŭgas por valvaj ŝtopiloj kaj valvaj seĝoj, danke al la "malmola sidloko" karakterizaĵoj de ĉi tiuj produktoj. Simile, alumino povas esti uzata por iuj paketoj kaj kaĝoj. Kongruante muelantajn pilkojn sur la valva sidloko, alta grado de sigelado povas esti atingita.
Por valva tegaĵo, inkluzive de valva kerno, enirejo kaj elirejo aŭ valva korpo tegaĵo, iu ajn el la kvar ĉefaj ceramikaj materialoj povas esti uzata laŭ aplikaj postuloj. La alta malmoleco kaj koroda rezisto de la materialo pruvis esti utila laŭ produkta rendimento kaj funkcidaŭro.
Prenu la papilion valvon DN150 uzatan en la aŭstralia baŭksita rafinejo kiel ekzemplo. La alta silicenhavo en la medio provizas altan nivelon de eluziĝo sur la valva tegaĵo. La gasketoj kaj diskoj komence uzitaj estas faritaj el 28% CrFe-alojo kaj povas daŭri nur ok ĝis dek semajnojn. Tamen, kun valvoj faritaj el zirkonio Nilcra!" (Figuro 2), la funkcidaŭro pliiĝis al 70 semajnoj.
Pro ĝia forteco kaj forto, ceramikaĵo funkcias bone en la plej multaj valvaj aplikoj. Tamen, ilia malmoleco kaj koroda rezisto helpas pliigi la servodaŭron de la valvo. Ĉi tio siavice reduktas la koston de la tuta vivociklo reduktante malfunkcion por anstataŭaĵoj, reduktante laborkapitalon kaj stokregistron, minimuman manan uzadon kaj plibonigante sekurecon reduktante elfluadon.
Dum longa tempo, la aplikado de ceramikaj materialoj en altpremaj valvoj estas unu el la ĉefaj zorgoj, ĉar ĉi tiuj valvoj estas submetitaj al altaj aksaj aŭ tordaj ŝarĝoj. Tamen, gravaj ludantoj en ĉi tiu kampo nun disvolvas valvpilkdezajnojn por plibonigi la postviveblecon de veturmomanto.
La alia grava limigo estas skalo. La grandeco de la plej granda valva seĝo kaj plej granda valva pilko (Figuro 3) produktita de parte stabiligita magnezia zirkonio estas DN500 kaj DN250, respektive. Tamen, la plej multaj specifistoj nuntempe preferas ceramikaj komponantoj de ĉi tiuj grandecoj.
Kvankam la ceramika materialo nun pruviĝas esti taŭga elekto, ankoraŭ estas kelkaj simplaj gvidlinioj por sekvi maksimumigi ĝian rendimenton. Ceramikaj materialoj devas esti uzataj unue nur kiam kostoj devas esti minimumaj. Akraj anguloj kaj streĉa koncentriĝo devas esti evititaj kaj interne kaj ekstere.
Ĉiu ebla termika disvastiĝmalkongruo devas esti pripensita dum la dezajnofazo. Por redukti ringan streĉon, la ceramiko devas esti konservita ekstere, ne interne. Fine, la bezono de geometriaj toleremoj kaj surfaca finado devas esti zorge pripensita, ĉar ĉi tiuj signife pliigos nenecesajn kostojn.
Sekvante ĉi tiujn gvidliniojn kaj plej bonajn praktikojn por elekti materialojn kaj kunordigi kun provizantoj ekde la komenco de la projekto, eblas atingi la idealan solvon por ĉiu severa serva aplikaĵo.
Ĉi tiu informo estas derivita de materialoj provizitaj de Morgan Advanced Materials kaj estis reviziitaj kaj adaptitaj.
Morgan Advanced Materials-Teknika Ceramiko. (2019, la 28-an de novembro). Altnivelaj ceramikaj materialoj por postulataj servaj aplikoj. AZoM. Prenite de https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 la 7-an de decembro 2021.
Morgan Advanced Materials-Teknika Ceramiko. "Altnivelaj ceramikaj materialoj por postulataj servaj aplikoj". AZoM. 7 decembro 2021. .
Morgan Advanced Materials-Teknika Ceramiko. "Altnivelaj ceramikaj materialoj por postulataj servaj aplikoj". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Alirite la 7-an de decembro 2021).
Morgan Advanced Materials-Teknika Ceramiko. 2019. Altnivelaj ceramikaj materialoj por postulataj servaj aplikoj. AZoM, vidita la 7-an de decembro 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
AZoM kaj Profesoro Guihua Yu de la Universitato de Teksaso en Aŭstino diskutis pri nova speco de hidroĝela tuko, kiu povas rapide konverti poluitan akvon en puran trinkakvon. Tiu nova procezo povas havi gravan efikon al mildigado de tutmonda akvomanko.
En ĉi tiu intervjuo, AZoM kaj Jurgen Schawe de METTLER TOLEDO parolis pri rapida skananta peceta kalorimetrio kaj ĝiaj diversaj aplikoj.
AZoM parolis kun profesoro Oren Scherman pri sia esplorado pri nova speco de hidroĝelo kiu povas atingi ekstreman kunpremeblecon sub alta premo.
StructureScan Mini XT estas la perfekta ilo por konkreta skanado; ĝi povas precize kaj rapide identigi la profundon kaj pozicion de metalaj kaj nemetalaj objektoj en betono.
Miniflex XpC estas Rentgenfota difraktometro (XRD) dizajnita por kvalitkontrolo en cementfabrikoj kaj aliaj operacioj kiuj postulas retan procezkontrolon (kiel ekzemple medikamentoj kaj baterioj).
Raman Building Block 1064 konsistas el la sekvaj necesaj komponentoj: spektrometro, 1064 nm lasero, specimena sondilo kaj aliaj laŭvolaj akcesoraĵoj.