Ընդլայնված կերամիկական նյութեր՝ պահանջկոտ սպասարկման ծրագրերի համար

Մենք օգտագործում ենք թխուկներ՝ բարելավելու ձեր փորձը: Շարունակելով զննել այս կայքը՝ դուք համաձայնում եք մեր կողմից թխուկների օգտագործմանը: Լրացուցիչ տեղեկություններ.
Խիստ ծառայության պաշտոնական սահմանում չկա։ Այն կարելի է հասկանալ որպես գործառնական պայմաններ, երբ փականի փոխարինման արժեքը բարձր է կամ վերամշակման հզորությունը կրճատվում է:
Գոյություն ունի տեխնոլոգիական արտադրության ծախսերի կրճատման գլոբալ անհրաժեշտություն՝ սպասարկման վատ պայմաններում ներգրավված բոլոր ոլորտների շահութաբերությունը բարձրացնելու համար: Դրանք տատանվում են նավթից և գազից և նավթաքիմիական արտադրանքներից մինչև միջուկային էներգիա և էներգիայի արտադրություն, օգտակար հանածոների վերամշակում և հանքարդյունաբերություն:
Դիզայներներն ու ինժեներները փորձում են հասնել այս նպատակին տարբեր ձևերով: Ամենահարմար մեթոդը գործարկման ժամանակի և արդյունավետության բարձրացումն է՝ արդյունավետորեն վերահսկելով գործընթացի պարամետրերը (օրինակ՝ արդյունավետ անջատումը և հոսքի օպտիմալացված կառավարումը):
Անվտանգության օպտիմալացումը նույնպես կենսական դեր է խաղում, քանի որ փոխարինման կրճատումը կարող է հանգեցնել ավելի անվտանգ արտադրական միջավայրի: Բացի այդ, ընկերությունն աշխատում է նվազագույնի հասցնել սարքավորումների գույքագրումը, ներառյալ պոմպերն ու փականները, ինչպես նաև անհրաժեշտ հեռացումը: Միևնույն ժամանակ, օբյեկտների սեփականատերերն ակնկալում են հսկայական տեղաշարժ իրենց ակտիվներում: Արդյունքում, վերամշակման հզորության ավելացումը հանգեցնում է ավելի քիչ խողովակների և սարքավորումների (բայց ավելի մեծ տրամագծերի) և նույն արտադրանքի հոսքի համար ավելի քիչ գործիքների:
Սա ցույց է տալիս, որ բացի խողովակի ավելի լայն տրամագծի համար ավելի մեծ լինելուց, մեկ համակարգի բաղադրիչը նաև պետք է դիմադրի կոշտ միջավայրի երկարատև ազդեցությանը, որպեսզի նվազեցնի սպասարկման և փոխարինման կարիքը:
Բաղադրիչները, ներառյալ փականները և փականների գնդիկները, պետք է ամուր լինեն՝ համապատասխանելու պահանջվող կիրառմանը, բայց կարող են նաև ապահովել ավելի երկար ծառայության ժամկետ: Այնուամենայնիվ, կիրառությունների մեծ մասի հիմնական խնդիրն այն է, որ մետաղական մասերը հասել են իրենց կատարողականի սահմանին: Սա ցույց է տալիս, որ դիզայներները կարող են այլընտրանք գտնել ոչ մետաղական նյութերին, հատկապես կերամիկական նյութերին, պահանջկոտ ծառայությունների համար:
Ծանր սպասարկման պայմաններում բաղադրիչները գործարկելու համար պահանջվող տիպիկ պարամետրերը ներառում են ջերմային ցնցումների դիմադրություն, կոռոզիոն դիմադրություն, հոգնածության դիմադրություն, կարծրություն, ամրություն և ամրություն:
Ճկունությունը հիմնական պարամետր է, քանի որ ավելի քիչ ճկուն բաղադրիչները կարող են աղետալիորեն ձախողվել: Կերամիկական նյութերի ամրությունը սահմանվում է որպես ճաքերի տարածման դիմադրություն: Որոշ դեպքերում այն ​​կարելի է չափել՝ օգտագործելով ներծծման մեթոդը, ինչը հանգեցնում է արհեստականորեն բարձր արժեքների: Միակողմանի կտրվածքի ճառագայթի օգտագործումը կարող է ճշգրիտ չափումներ ապահովել:
Ուժը կապված է ամրության հետ, բայց վերաբերում է այն մեկ կետին, երբ նյութը աղետալիորեն ձախողվում է, երբ սթրես է կիրառվում: Այն սովորաբար կոչվում է «խզման մոդուլ» և չափվում է փորձարկման ձողի վրա երեք կետով կամ չորս կետով ճկման ուժի չափումներով: Երեք կետանոց թեստը տալիս է արժեք, որը 1%-ով բարձր է չորս կետանոց թեստից:
Չնայած կարծրությունը կարող է չափվել տարբեր կշեռքներով, ներառյալ Rockwell-ը և Vickers-ը, Vickers միկրոկարծրության սանդղակը շատ հարմար է առաջադեմ կերամիկական նյութերի համար: Կոշտությունը ուղիղ համեմատական ​​է նյութի մաշվածության դիմադրությանը:
Ցիկլային մեթոդով աշխատող փականում հոգնածությունը հիմնական խնդիր է փականի շարունակական բացման և փակման պատճառով: Հոգնածությունն այն ուժի շեմն է, որից այն կողմ նյութը հաճախ ձախողվում է իր սովորական ճկման ուժից ցածր:
Կոռոզիայից դիմադրությունը կախված է գործառնական միջավայրից և նյութը պարունակող միջավայրից: Այս ոլորտում շատ առաջադեմ կերամիկական նյութեր առավելություններ ունեն մետաղների նկատմամբ, բացառությամբ «հիդրոջերմային քայքայման», որը տեղի է ունենում, երբ ցիրկոնի վրա հիմնված որոշ նյութեր ենթարկվում են բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու ազդեցությանը:
Մասի երկրաչափությունը, ջերմային ընդարձակման գործակիցը, ջերմային հաղորդունակությունը, ամրությունը և ամրությունը ազդում են ջերմային ցնցումների վրա: Սա տարածք է, որը նպաստում է բարձր ջերմային հաղորդունակության և ամրության համար, ուստի մետաղական մասերը կարող են արդյունավետ գործել: Այնուամենայնիվ, կերամիկական նյութերի առաջընթացն այժմ ապահովում է ջերմային ցնցումների դիմադրության ընդունելի մակարդակ:
Ընդլայնված կերամիկան օգտագործվում է երկար տարիներ և հայտնի է հուսալիության ինժեներների, գործարանի ինժեներների և փականների դիզայներների շրջանում, ովքեր պահանջում են բարձր արդյունավետություն և արժեք: Ըստ կիրառման հատուկ պահանջների, կան տարբեր անհատական ​​ձևակերպումներ, որոնք հարմար են արդյունաբերության լայն շրջանակի համար: Այնուամենայնիվ, չորս առաջադեմ կերամիկա մեծ նշանակություն ունեն խիստ սպասարկման փականների ոլորտում: Դրանք ներառում են սիլիցիումի կարբիդ (SiC), սիլիցիումի նիտրիդ (Si3N4), կավահող և ցիրկոն: Փականի և փականի գնդիկի նյութերը ընտրվում են կիրառման հատուկ պահանջներին համապատասխան:
Փականներում օգտագործվում են ցիրկոնի երկու հիմնական ձևեր, որոնցից երկուսն էլ ունեն ջերմային ընդարձակման և կոշտության նույն գործակիցը, ինչ պողպատը: Մագնեզիումի օքսիդով մասամբ կայունացված ցիրկոնիան (Mg-PSZ) ունի ամենաբարձր ջերմային ցնցումների դիմադրությունը և ամրությունը, մինչդեռ իտրիումի օքսիդի քառանկյուն ցիրկոնի պոլիկրիստալայինը (Y-TZP) ավելի կոշտ և ամուր է, բայց ենթակա է հիդրոթերմային քայքայման:
Սիլիցիումի նիտրիդը (Si3N4) ունի տարբեր ձևակերպումներ: Գազի ճնշման սինտրացված սիլիցիումի նիտրիդը (GPPSN) փականների և փականների բաղադրիչների համար առավել հաճախ օգտագործվող նյութն է: Ի լրումն միջին ամրության, այն նաև ապահովում է բարձր կարծրություն և ամրություն, գերազանց ջերմային ցնցումների դիմադրություն և ջերմային կայունություն: Բացի այդ, Si3N4-ը հարմար փոխարինում է ցիրկոնիային բարձր ջերմաստիճանի գոլորշու միջավայրում՝ հիդրոթերմային դեգրադացիան կանխելու համար:
Երբ բյուջեն սահմանափակ է, ցուցիչը կարող է ընտրել սիլիցիումի կարբիդ կամ կավահող: Երկու նյութերն էլ ունեն բարձր կարծրություն, բայց ավելի կոշտ չեն, քան ցիրկոնիան կամ սիլիցիումի նիտրիդը: Սա ցույց է տալիս, որ նյութը շատ հարմար է ստատիկ բաղադրիչների կիրառման համար, ինչպիսիք են փականների երեսպատումները և փականների նստատեղերը, այլ ոչ թե փականների գնդիկները կամ սկավառակները, որոնք ենթակա են ավելի մեծ սթրեսի:
Համեմատած մետաղական նյութերի հետ, որոնք օգտագործվում են կոշտ սպասարկման փականների կիրառման մեջ (ներառյալ ֆերոքրոմը (CrFe), վոլֆրամի կարբիդը, Hastelloy և Stellite), առաջադեմ կերամիկական նյութերն ունեն ավելի ցածր ամրություն և նմանատիպ ուժ:
Ծանր սպասարկման կիրառությունները ներառում են պտտվող փականների օգտագործումը, ինչպիսիք են թիթեռային փականները, կոճղերը, լողացող գնդիկավոր փականները և զսպանակային փականները: Նման կիրառություններում Si3N4-ը և ցիրկոնիան ցուցաբերում են ջերմային ցնցումների դիմադրություն, ամրություն և ուժ՝ հարմարվելու առավել պահանջկոտ միջավայրերին: Նյութի կարծրության և կոռոզիոն դիմադրության պատճառով մասերի ծառայության ժամկետը մի քանի անգամ ավելանում է, քան մետաղական մասերը: Այլ առավելությունները ներառում են փականի կատարողականի բնութագրերը իր կյանքի ընթացքում, հատկապես այն տարածքներում, որտեղ այն պահպանում է իր փակման հզորությունը և վերահսկողությունը:
Սա ցույց է տրվել մի հավելվածում, որտեղ 65 մմ (2,6 դյույմ) փականի kynar/RTFE գնդիկը և ներդիրը ենթարկվել են 98% ծծմբաթթվի և իլմենիտի, որը վերածվում է տիտանի օքսիդի պիգմենտի: Միջոցների քայքայիչ բնույթը նշանակում է, որ այդ բաղադրիչները կարող են տեւել մինչեւ վեց շաբաթ: Այնուամենայնիվ, Nilcra-ի կողմից պատրաստված գնդիկավոր կափույրի օգտագործումը (Նկար 1), որը մագնեզիումի օքսիդի մասնակի կայունացված ցիրկոնիում է (Mg-PSZ), ունի գերազանց կարծրություն և կոռոզիոն դիմադրություն և կարող է ապահովել երեք տարվա անխափան ծառայություն՝ առանց որևէ հայտնաբերման: մաշվածություն.
Գծային փականներում, ներառյալ անկյունային փականները, շնչափող փականները կամ գլոբուս փականները, ցիրկոնիան և սիլիցիումի նիտրիդը հարմար են փականների խցանների և փականների նստատեղերի համար՝ շնորհիվ այս արտադրանքի «կոշտ նստատեղի» բնութագրերի: Նմանապես, ալյումինը կարող է օգտագործվել որոշ միջադիրների և վանդակների համար: Փականի նստատեղի վրա հղկվող գնդիկները համապատասխանեցնելով, կարելի է հասնել կնքման բարձր աստիճանի:
Փականների երեսպատման համար, ներառյալ փականի միջուկը, մուտքի և ելքի կամ փականի մարմնի երեսպատումը, չորս հիմնական կերամիկական նյութերից որևէ մեկը կարող է օգտագործվել կիրառման պահանջներին համապատասխան: Նյութի բարձր կարծրությունը և կոռոզիոն դիմադրությունը ձեռնտու էին արտադրանքի կատարողականի և ծառայության ժամկետի առումով:
Որպես օրինակ վերցրեք DN150 թիթեռային փականը, որն օգտագործվում է Ավստրալիայի բոքսիտային վերամշակման գործարանում: Միջավայրում սիլիցիումի բարձր պարունակությունը ապահովում է փականի ծածկի մաշվածության բարձր մակարդակ: Սկզբում օգտագործված միջադիրներն ու սկավառակները պատրաստված են 28% CrFe խառնուրդից և կարող են ծառայել միայն ութից տասը շաբաթ: Այնուամենայնիվ, Nilcra! ցիրկոնիայից պատրաստված փականներով (Նկար 2) ծառայության ժամկետը ավելացել է մինչև 70 շաբաթ:
Իր ամրության և ամրության շնորհիվ կերամիկան լավ է աշխատում փականների մեծ մասում: Այնուամենայնիվ, դա նրանց կարծրություն և կոռոզիոն դիմադրություն է, որն օգնում է բարձրացնել փականի ծառայության ժամկետը: Սա, իր հերթին, նվազեցնում է ողջ կյանքի ցիկլի արժեքը՝ նվազեցնելով փոխարինման մասերի պարապուրդի ժամանակը, նվազեցնելով շրջանառու կապիտալը և գույքագրումը, նվազագույն ձեռքով բեռնաթափումը և բարելավելով անվտանգությունը՝ նվազեցնելով արտահոսքը:
Երկար ժամանակ բարձր ճնշման փականներում կերամիկական նյութերի կիրառումը եղել է հիմնական մտահոգություններից մեկը, քանի որ այդ փականները ենթակա են բարձր առանցքային կամ ոլորող բեռների: Այնուամենայնիվ, այս ոլորտում խոշոր խաղացողներն այժմ մշակում են փականների գնդակների ձևավորումներ՝ շարժիչ ոլորող մոմենտի գոյատևումը բարելավելու համար:
Մյուս հիմնական սահմանափակումը մասշտաբն է: Փականի ամենամեծ նստատեղի և ամենամեծ փականի գնդիկի (Նկար 3) չափը, որը արտադրվում է մասամբ կայունացված մագնեզիա ցիրկոնիայով, համապատասխանաբար DN500 և DN250 է: Այնուամենայնիվ, որոշիչներից շատերը ներկայումս նախընտրում են այս չափերի կերամիկական բաղադրիչները:
Թեև այժմ ապացուցված է, որ կերամիկական նյութը հարմար ընտրություն է, դեռևս կան մի քանի պարզ ուղեցույցներ, որոնք պետք է հետևել դրա արդյունավետությունը առավելագույնի հասցնելու համար: Կերամիկական նյութերը պետք է օգտագործվեն միայն այն դեպքում, երբ ծախսերը պետք է նվազագույնի հասցվեն: Սուր անկյուններից և սթրեսի կենտրոնացումից պետք է խուսափել ինչպես ներսից, այնպես էլ դրսից:
Ցանկացած պոտենցիալ ջերմային ընդարձակման անհամապատասխանություն պետք է հաշվի առնել նախագծման փուլում: Օղակի լարվածությունը նվազեցնելու համար կերամիկան պետք է պահվի դրսից, ոչ թե ներսից: Վերջապես, երկրաչափական թույլատրելիության և մակերեսի հարդարման անհրաժեշտությունը պետք է ուշադիր դիտարկվի, քանի որ դրանք զգալիորեն կբարձրացնեն ավելորդ ծախսերը:
Ծրագրի սկզբից նյութեր ընտրելու և մատակարարների հետ համակարգելու այս ուղեցույցներին և լավագույն փորձին հետևելով՝ հնարավոր է հասնել իդեալական լուծման յուրաքանչյուր կոշտ ծառայության կիրառման համար:
Այս տեղեկատվությունը բխում է Morgan Advanced Materials-ի կողմից տրամադրված նյութերից և վերանայվել և հարմարեցվել է:
Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. (2019, նոյեմբերի 28)։ Ընդլայնված կերամիկական նյութեր՝ պահանջկոտ սպասարկման ծրագրերի համար: AZoM. Վերցված է https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 2021 թվականի դեկտեմբերի 7-ին։
Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. «Ընդլայնված կերամիկական նյութեր պահանջկոտ սպասարկման ծրագրերի համար»: AZoM. 7 դեկտեմբերի, 2021 թ. .
Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. «Ընդլայնված կերամիկական նյութեր պահանջկոտ սպասարկման ծրագրերի համար»: AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Մատչելի է 2021 թվականի դեկտեմբերի 7-ին)։
Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. 2019. Ընդլայնված կերամիկական նյութեր պահանջկոտ սպասարկման ծրագրերի համար: AZoM, դիտվել է 2021 թվականի դեկտեմբերի 7-ին, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305:
AZoM-ը և Օսթինի Տեխասի համալսարանի պրոֆեսոր Գուիհուա Յուն քննարկել են հիդրոգելի թիթեղների նոր տեսակ, որը կարող է արագ աղտոտված ջուրը վերածել մաքուր խմելու ջրի: Այս նոր գործընթացը կարող է մեծ ազդեցություն ունենալ համաշխարհային ջրի պակասի մեղմացման վրա:
Այս հարցազրույցում AZoM-ը և Յուրգեն Շավեն METTLER TOLEDO-ից խոսեցին արագ սկանավորվող չիպի կալորիմետրիայի և դրա տարբեր կիրառությունների մասին:
AZoM-ը զրուցել է պրոֆեսոր Օրեն Շերմանի հետ հիդրոգելի նոր տեսակի վերաբերյալ իր հետազոտության մասին, որը կարող է հասնել ծայրահեղ սեղմելիության բարձր ճնշման տակ:
StructureScan Mini XT-ը կատարյալ գործիք է կոնկրետ սկանավորման համար; այն կարող է ճշգրիտ և արագ որոշել բետոնում մետաղական և ոչ մետաղական առարկաների խորությունն ու դիրքը:
Miniflex XpC-ն ռենտգենյան դիֆրակտոմետր է (XRD), որը նախատեսված է ցեմենտի գործարաններում որակի վերահսկման և այլ գործառնությունների համար, որոնք պահանջում են առցանց գործընթացի վերահսկում (օրինակ՝ դեղագործական արտադրանք և մարտկոցներ):
Raman Building Block 1064 բաղկացած է հետևյալ անհրաժեշտ բաղադրիչներից՝ սպեկտրոմետր, 1064 նմ լազեր, նմուշառման զոնդ և այլ ընտրովի պարագաներ: