मांगलिक सेवा अनुप्रयोगों के लिए उन्नत सिरेमिक सामग्री

हम आपके अनुभव को बेहतर बनाने के लिए कुकीज़ का उपयोग करते हैं। इस वेबसाइट को ब्राउज़ करना जारी रखकर, आप कुकीज़ के हमारे उपयोग से सहमत हैं। अधिक जानकारी।
सख्त सेवा की कोई आधिकारिक परिभाषा नहीं है। इसे परिचालन स्थितियों के रूप में समझा जा सकता है जहां वाल्व प्रतिस्थापन लागत अधिक है या प्रसंस्करण क्षमता कम हो गई है।
खराब सेवा स्थितियों में शामिल सभी क्षेत्रों की लाभप्रदता बढ़ाने के लिए प्रक्रिया उत्पादन लागत को कम करने की वैश्विक आवश्यकता है। इनमें तेल और गैस और पेट्रोकेमिकल उत्पादों से लेकर परमाणु ऊर्जा और बिजली उत्पादन, खनिज प्रसंस्करण और खनन तक शामिल हैं।
डिज़ाइनर और इंजीनियर अलग-अलग तरीकों से इस लक्ष्य को हासिल करने की कोशिश कर रहे हैं। प्रक्रिया मापदंडों (जैसे प्रभावी शटडाउन और अनुकूलित प्रवाह नियंत्रण) को प्रभावी ढंग से नियंत्रित करके अपटाइम और दक्षता बढ़ाना सबसे उपयुक्त तरीका है।
सुरक्षा अनुकूलन भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि प्रतिस्थापन को कम करने से सुरक्षित उत्पादन वातावरण बन सकता है। इसके अलावा, कंपनी पंप और वाल्व सहित उपकरण सूची और आवश्यक निपटान को कम करने के लिए काम कर रही है। साथ ही, सुविधा मालिकों को अपनी संपत्ति में भारी बदलाव की उम्मीद है। परिणामस्वरूप, बढ़ी हुई प्रसंस्करण क्षमता के परिणामस्वरूप कम पाइप और उपकरण (लेकिन बड़े व्यास) और समान उत्पाद स्ट्रीम के लिए कम उपकरण बनते हैं।
यह इंगित करता है कि व्यापक पाइप व्यास के लिए बड़ा होने के अलावा, एक एकल सिस्टम घटक को इन-सर्विस रखरखाव और प्रतिस्थापन की आवश्यकता को कम करने के लिए कठोर वातावरण में लंबे समय तक जोखिम का सामना करने की भी आवश्यकता होती है।
वाल्व और वाल्व बॉल सहित घटकों को आवश्यक अनुप्रयोग के अनुरूप मजबूत होने की आवश्यकता है, लेकिन यह लंबे समय तक सेवा जीवन भी प्रदान कर सकता है। हालाँकि, अधिकांश अनुप्रयोगों में एक बड़ी समस्या यह है कि धातु के हिस्से अपने प्रदर्शन की सीमा तक पहुँच चुके हैं। यह इंगित करता है कि डिजाइनर सेवा अनुप्रयोगों की मांग के लिए गैर-धातु सामग्री, विशेष रूप से सिरेमिक सामग्री के विकल्प ढूंढ सकते हैं।
गंभीर सेवा शर्तों के तहत घटकों को संचालित करने के लिए आवश्यक विशिष्ट मापदंडों में थर्मल शॉक प्रतिरोध, संक्षारण प्रतिरोध, थकान प्रतिरोध, कठोरता, ताकत और क्रूरता शामिल हैं।
लचीलापन एक प्रमुख पैरामीटर है, क्योंकि जो घटक कम लचीले होते हैं वे भयावह रूप से विफल हो सकते हैं। सिरेमिक सामग्रियों की कठोरता को दरार प्रसार के प्रतिरोध के रूप में परिभाषित किया गया है। कुछ मामलों में, इसे इंडेंटेशन विधि का उपयोग करके मापा जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप कृत्रिम रूप से उच्च मान प्राप्त होते हैं। एकल-पक्षीय चीरा बीम का उपयोग सटीक माप प्रदान कर सकता है।
ताकत कठोरता से संबंधित है, लेकिन यह उस एकल बिंदु को संदर्भित करता है जिस पर तनाव लागू होने पर कोई सामग्री भयावह रूप से विफल हो जाती है। इसे आमतौर पर "टूटना मापांक" के रूप में जाना जाता है और इसे एक परीक्षण रॉड पर तीन-बिंदु या चार-बिंदु झुकने की शक्ति माप करके मापा जाता है। तीन-बिंदु परीक्षण एक मान प्रदान करता है जो चार-बिंदु परीक्षण से 1% अधिक है।
हालाँकि कठोरता को रॉकवेल और विकर्स सहित विभिन्न पैमानों से मापा जा सकता है, विकर्स माइक्रोहार्डनेस स्केल उन्नत सिरेमिक सामग्रियों के लिए बहुत उपयुक्त है। कठोरता सामग्री के पहनने के प्रतिरोध के सीधे आनुपातिक है।
चक्रीय विधि से चलने वाले वाल्व में वाल्व के लगातार खुलने और बंद होने से थकान एक बड़ी समस्या है। थकान ताकत की सीमा है, जिसके परे सामग्री अक्सर अपनी सामान्य झुकने की ताकत से नीचे विफल हो जाएगी।
संक्षारण प्रतिरोध ऑपरेटिंग वातावरण और सामग्री वाले माध्यम पर निर्भर करता है। इस क्षेत्र में, "हाइड्रोथर्मल डिग्रेडेशन" को छोड़कर, कई उन्नत सिरेमिक सामग्रियों में धातुओं की तुलना में फायदे हैं, जो तब होता है जब कुछ ज़िरकोनिया-आधारित सामग्री उच्च तापमान वाली भाप के संपर्क में आती हैं।
भाग की ज्यामिति, थर्मल विस्तार गुणांक, थर्मल चालकता, क्रूरता और ताकत थर्मल शॉक से प्रभावित होती है। यह उच्च तापीय चालकता और कठोरता के लिए अनुकूल क्षेत्र है, इसलिए धातु के हिस्से प्रभावी ढंग से कार्य कर सकते हैं। हालाँकि, सिरेमिक सामग्रियों में प्रगति अब थर्मल शॉक प्रतिरोध के स्वीकार्य स्तर प्रदान करती है।
उन्नत सिरेमिक का उपयोग कई वर्षों से किया जा रहा है और विश्वसनीयता इंजीनियरों, प्लांट इंजीनियरों और वाल्व डिजाइनरों के बीच लोकप्रिय हैं जिन्हें उच्च प्रदर्शन और मूल्य की आवश्यकता होती है। विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार, उद्योगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए उपयुक्त अलग-अलग व्यक्तिगत फॉर्मूलेशन हैं। हालाँकि, गंभीर सेवा वाल्वों के क्षेत्र में चार उन्नत सिरेमिक का बहुत महत्व है। इनमें सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4), एल्यूमिना और ज़िरकोनिया शामिल हैं। वाल्व और वाल्व बॉल की सामग्री का चयन विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है।
ज़िरकोनिया के दो मुख्य रूपों का उपयोग वाल्वों में किया जाता है, जिनमें से दोनों में स्टील के समान थर्मल विस्तार और कठोरता का गुणांक होता है। मैग्नीशियम ऑक्साइड आंशिक रूप से स्थिर ज़िरकोनिया (एमजी-पीएसजेड) में उच्चतम थर्मल शॉक प्रतिरोध और क्रूरता है, जबकि येट्रियम ऑक्साइड टेट्रागोनल ज़िरकोनिया पॉलीक्रिस्टलाइन (वाई-टीजेडपी) कठिन और मजबूत है, लेकिन हाइड्रोथर्मल गिरावट के लिए अतिसंवेदनशील है।
सिलिकॉन नाइट्राइड (Si3N4) के विभिन्न फॉर्मूलेशन हैं। गैस प्रेशर सिंटरड सिलिकॉन नाइट्राइड (जीपीपीएसएन) वाल्व और वाल्व घटकों के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली सामग्री है। अपनी औसत कठोरता के अलावा, यह उच्च कठोरता और ताकत, उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता भी प्रदान करता है। इसके अलावा, हाइड्रोथर्मल गिरावट को रोकने के लिए Si3N4 उच्च तापमान वाले भाप वातावरण में ज़िरकोनिया का एक उपयुक्त विकल्प है।
जब बजट तंग होता है, तो विनिर्देशक सिलिकॉन कार्बाइड या एल्यूमिना चुन सकता है। दोनों सामग्रियों में उच्च कठोरता है, लेकिन ज़िरकोनिया या सिलिकॉन नाइट्राइड से अधिक कठोर नहीं हैं। इससे पता चलता है कि सामग्री स्थिर घटक अनुप्रयोगों के लिए बहुत उपयुक्त है, जैसे कि वाल्व लाइनिंग और वाल्व सीटें, न कि वाल्व बॉल या डिस्क जो उच्च तनाव के अधीन हैं।
कठोर सर्विस वाल्व अनुप्रयोगों (फेरोक्रोम (सीआरएफई), टंगस्टन कार्बाइड, हेस्टेलॉय और स्टेलाइट सहित) में उपयोग की जाने वाली धातु सामग्री की तुलना में, उन्नत सिरेमिक सामग्री में कम कठोरता और समान ताकत होती है।
गंभीर सेवा अनुप्रयोगों में रोटरी वाल्वों का उपयोग शामिल होता है, जैसे तितली वाल्व, ट्रूनियन, फ्लोटिंग बॉल वाल्व और स्प्रिंग वाल्व। ऐसे अनुप्रयोगों में, Si3N4 और ज़िरकोनिया सबसे अधिक मांग वाले वातावरण के अनुकूल होने के लिए थर्मल शॉक प्रतिरोध, क्रूरता और ताकत का प्रदर्शन करते हैं। सामग्री की कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध के कारण, भागों का सेवा जीवन धातु भागों की तुलना में कई गुना बढ़ जाता है। अन्य लाभों में उसके जीवनकाल में वाल्व की प्रदर्शन विशेषताएं शामिल हैं, खासकर उन क्षेत्रों में जहां यह अपनी समापन क्षमता और नियंत्रण बनाए रखता है।
इसे एक एप्लिकेशन में प्रदर्शित किया गया था जहां 65 मिमी (2.6 इंच) वाल्व किन्नर/आरटीईई बॉल और लाइनर को 98% सल्फ्यूरिक एसिड और इल्मेनाइट के संपर्क में लाया गया था, जिसे टाइटेनियम ऑक्साइड वर्णक में परिवर्तित किया जा रहा है। मीडिया की संक्षारक प्रकृति का मतलब है कि ये घटक छह सप्ताह तक चल सकते हैं। हालाँकि, निलक्रा द्वारा निर्मित बॉल वाल्व ट्रिम का उपयोग!" (चित्र 1), जो एक मालिकाना मैग्नीशियम ऑक्साइड आंशिक रूप से स्थिर ज़िरकोनिया (एमजी-पीएसजेड) है, इसमें उत्कृष्ट कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध है और यह बिना किसी पता लगाए तीन साल की निर्बाध सेवा प्रदान कर सकता है। टूट - फूट।
कोण वाल्व, थ्रॉटल वाल्व या ग्लोब वाल्व सहित रैखिक वाल्वों में, ज़िरकोनिया और सिलिकॉन नाइट्राइड वाल्व प्लग और वाल्व सीटों के लिए उपयुक्त हैं, इन उत्पादों की "हार्ड सीट" विशेषताओं के लिए धन्यवाद। इसी तरह, एल्यूमिना का उपयोग कुछ गास्केट और पिंजरों के लिए किया जा सकता है। वाल्व सीट पर पीसने वाली गेंदों का मिलान करके, उच्च स्तर की सीलिंग प्राप्त की जा सकती है।
वाल्व लाइनिंग के लिए, वाल्व कोर, इनलेट और आउटलेट या वाल्व बॉडी लाइनिंग सहित, चार मुख्य सिरेमिक सामग्रियों में से किसी एक का उपयोग आवेदन आवश्यकताओं के अनुसार किया जा सकता है। सामग्री की उच्च कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध उत्पाद प्रदर्शन और सेवा जीवन के मामले में फायदेमंद साबित हुआ।
उदाहरण के तौर पर ऑस्ट्रेलियाई बॉक्साइट रिफाइनरी में उपयोग किए जाने वाले DN150 बटरफ्लाई वाल्व को लें। माध्यम में उच्च सिलिका सामग्री वाल्व लाइनर पर उच्च स्तर की घिसाव प्रदान करती है। प्रारंभ में उपयोग किए जाने वाले गैस्केट और डिस्क 28% CrFe मिश्र धातु से बने होते हैं और केवल आठ से दस सप्ताह तक चल सकते हैं। हालाँकि, निलक्रा!" ज़िरकोनिया (चित्रा 2) से बने वाल्वों के साथ, सेवा जीवन 70 सप्ताह तक बढ़ गया है।
अपनी कठोरता और मजबूती के कारण, सिरेमिक अधिकांश वाल्व अनुप्रयोगों में अच्छा काम करता है। हालाँकि, यह उनकी कठोरता और संक्षारण प्रतिरोध है जो वाल्व की सेवा जीवन को बढ़ाने में मदद करता है। यह बदले में प्रतिस्थापन भागों के लिए डाउनटाइम को कम करके, कार्यशील पूंजी और इन्वेंट्री को कम करके, न्यूनतम मैन्युअल हैंडलिंग और रिसाव को कम करके सुरक्षा में सुधार करके पूरे जीवन चक्र की लागत को कम करता है।
लंबे समय से, उच्च दबाव वाले वाल्वों में सिरेमिक सामग्री का अनुप्रयोग मुख्य चिंताओं में से एक रहा है, क्योंकि ये वाल्व उच्च अक्षीय या मरोड़ वाले भार के अधीन हैं। हालाँकि, इस क्षेत्र के प्रमुख खिलाड़ी अब ड्राइविंग टॉर्क की उत्तरजीविता में सुधार के लिए वाल्व बॉल डिज़ाइन विकसित कर रहे हैं।
दूसरी प्रमुख सीमा पैमाना है। आंशिक रूप से स्थिर मैग्नेशिया ज़िरकोनिया द्वारा निर्मित सबसे बड़ी वाल्व सीट और सबसे बड़ी वाल्व बॉल (चित्र 3) का आकार क्रमशः DN500 और DN250 है। हालाँकि, अधिकांश विनिर्देशक वर्तमान में इन आकारों के सिरेमिक घटकों को पसंद करते हैं।
हालाँकि सिरेमिक सामग्री अब एक उपयुक्त विकल्प साबित हो चुकी है, फिर भी इसके प्रदर्शन को अधिकतम करने के लिए कुछ सरल दिशानिर्देशों का पालन करना बाकी है। सिरेमिक सामग्री का उपयोग पहले तभी किया जाना चाहिए जब लागत को न्यूनतम रखने की आवश्यकता हो। अंदर और बाहर दोनों जगह नुकीले कोनों और तनाव एकाग्रता से बचना चाहिए।
डिज़ाइन चरण के दौरान किसी भी संभावित थर्मल विस्तार बेमेल पर विचार किया जाना चाहिए। घेरा तनाव को कम करने के लिए, सिरेमिक को बाहर की तरफ रखा जाना चाहिए, अंदर की तरफ नहीं। अंत में, ज्यामितीय सहनशीलता और सतह परिष्करण की आवश्यकता पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए, क्योंकि इससे अनावश्यक लागत में काफी वृद्धि होगी।
परियोजना की शुरुआत से ही सामग्रियों के चयन और आपूर्तिकर्ताओं के साथ समन्वय के लिए इन दिशानिर्देशों और सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन करके, प्रत्येक कठोर सेवा अनुप्रयोग के लिए आदर्श समाधान प्राप्त करना संभव है।
यह जानकारी मॉर्गन एडवांस्ड मटेरियल्स द्वारा प्रदान की गई सामग्रियों से ली गई है और इसकी समीक्षा और अनुकूलन किया गया है।
मॉर्गन उन्नत सामग्री-तकनीकी सिरेमिक। (2019, 28 नवंबर)। मांगलिक सेवा अनुप्रयोगों के लिए उन्नत सिरेमिक सामग्री। एज़ोएम। 7 दिसंबर, 2021 को https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 से लिया गया।
मॉर्गन उन्नत सामग्री-तकनीकी सिरेमिक। "सेवा अनुप्रयोगों की मांग के लिए उन्नत सिरेमिक सामग्री"। एज़ोएम। 7 दिसंबर 2021. .
मॉर्गन उन्नत सामग्री-तकनीकी सिरेमिक। "सेवा अनुप्रयोगों की मांग के लिए उन्नत सिरेमिक सामग्री"। एज़ोएम। https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305। (7 दिसंबर, 2021 को एक्सेस किया गया)।
मॉर्गन उन्नत सामग्री-तकनीकी सिरेमिक। 2019. मांगलिक सेवा अनुप्रयोगों के लिए उन्नत सिरेमिक सामग्री। AZoM, 7 दिसंबर, 2021 को देखा गया, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305।
AZoM और ऑस्टिन में टेक्सास विश्वविद्यालय के प्रोफेसर गुइहुआ यू ने एक नए प्रकार की हाइड्रोजेल शीट पर चर्चा की जो दूषित पानी को तुरंत शुद्ध पेयजल में बदल सकती है। इस नवीन प्रक्रिया का वैश्विक जल की कमी को दूर करने पर बड़ा प्रभाव पड़ सकता है।
इस साक्षात्कार में, मेटलर टोलेडो के एज़ोएम और जुर्गन शावे ने तेज़ स्कैनिंग चिप कैलोरीमेट्री और इसके विभिन्न अनुप्रयोगों के बारे में बात की।
AZoM ने प्रोफेसर ओरेन शर्मन से एक नए प्रकार के हाइड्रोजेल पर अपने शोध के बारे में बात की जो उच्च दबाव में अत्यधिक संपीड़न प्राप्त कर सकता है।
स्ट्रक्चरस्कैन मिनी एक्सटी कंक्रीट स्कैनिंग के लिए एकदम सही उपकरण है; यह कंक्रीट में धातु और गैर-धातु वस्तुओं की गहराई और स्थिति की सटीक और त्वरित पहचान कर सकता है।
मिनीफ्लेक्स एक्सपीसी एक एक्स-रे डिफ्रेक्टोमीटर (एक्सआरडी) है जिसे सीमेंट संयंत्रों और अन्य परिचालनों में गुणवत्ता नियंत्रण के लिए डिज़ाइन किया गया है जिनके लिए ऑनलाइन प्रक्रिया नियंत्रण (जैसे फार्मास्यूटिकल्स और बैटरी) की आवश्यकता होती है।
रमन बिल्डिंग ब्लॉक 1064 में निम्नलिखित आवश्यक घटक शामिल हैं: स्पेक्ट्रोमीटर, 1064 एनएम लेजर, सैंपलिंग जांच और अन्य वैकल्पिक सहायक उपकरण।