सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी प्रगत सिरेमिक साहित्य

तुमचा अनुभव वाढवण्यासाठी आम्ही कुकीज वापरतो. ही वेबसाइट ब्राउझ करणे सुरू ठेवून, तुम्ही आमच्या कुकीजच्या वापरास सहमती देता. अधिक माहिती.
कठोर सेवेची कोणतीही अधिकृत व्याख्या नाही. हे ऑपरेटिंग परिस्थिती म्हणून समजले जाऊ शकते जेथे वाल्व बदलण्याची किंमत जास्त असते किंवा प्रक्रिया क्षमता कमी होते.
खराब सेवा परिस्थितीत गुंतलेल्या सर्व क्षेत्रांची नफा वाढवण्यासाठी प्रक्रिया उत्पादन खर्च कमी करण्याची जागतिक गरज आहे. हे तेल आणि वायू आणि पेट्रोकेमिकल उत्पादनांपासून ते अणुऊर्जा आणि ऊर्जा निर्मिती, खनिज प्रक्रिया आणि खाणकामापर्यंत आहेत.
डिझाइनर आणि अभियंते वेगवेगळ्या मार्गांनी हे लक्ष्य साध्य करण्याचा प्रयत्न करीत आहेत. प्रक्रिया पॅरामीटर्स (जसे की प्रभावी शटडाउन आणि ऑप्टिमाइझ केलेले प्रवाह नियंत्रण) प्रभावीपणे नियंत्रित करून अपटाइम आणि कार्यक्षमता वाढवणे ही सर्वात योग्य पद्धत आहे.
सुरक्षितता ऑप्टिमायझेशन देखील महत्वाची भूमिका बजावते, कारण बदली कमी केल्याने सुरक्षित उत्पादन वातावरण निर्माण होऊ शकते. याव्यतिरिक्त, कंपनी पंप आणि व्हॉल्व्हसह उपकरणांची यादी कमी करण्यासाठी आणि आवश्यक विल्हेवाट लावण्याचे काम करत आहे. त्याच वेळी, सुविधा मालकांना त्यांच्या मालमत्तेत मोठ्या प्रमाणात बदल अपेक्षित आहे. परिणामी, वाढीव प्रक्रिया क्षमता कमी पाईप्स आणि उपकरणे (परंतु मोठा व्यास) आणि समान उत्पादन प्रवाहासाठी कमी साधने बनते.
हे सूचित करते की विस्तीर्ण पाईप व्यासासाठी मोठे असण्याव्यतिरिक्त, एकल सिस्टम घटकाला सेवा-कार्यात देखभाल आणि बदलण्याची आवश्यकता कमी करण्यासाठी कठोर वातावरणात दीर्घकाळापर्यंत प्रदर्शनास तोंड द्यावे लागते.
व्हॉल्व्ह आणि व्हॉल्व्ह बॉल्ससह घटक आवश्यक ऍप्लिकेशनसाठी मजबूत असणे आवश्यक आहे, परंतु ते दीर्घ सेवा आयुष्य देखील देऊ शकतात. तथापि, बहुतेक ऍप्लिकेशन्सची एक मोठी समस्या ही आहे की धातूचे भाग त्यांच्या कार्यक्षमतेच्या मर्यादेपर्यंत पोहोचले आहेत. हे सूचित करते की डिझायनरना सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी धातू नसलेल्या सामग्रीचे, विशेषत: सिरेमिक साहित्याचे पर्याय शोधू शकतात.
गंभीर सेवेच्या परिस्थितीत घटक ऑपरेट करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या विशिष्ट पॅरामीटर्समध्ये थर्मल शॉक प्रतिरोध, गंज प्रतिरोध, थकवा प्रतिरोध, कडकपणा, ताकद आणि कणखरपणा यांचा समावेश होतो.
लवचिकता हा एक महत्त्वाचा मापदंड आहे, कारण जे घटक कमी लवचिक असतात ते आपत्तीजनकरित्या अयशस्वी होऊ शकतात. सिरेमिक मटेरियलची कडकपणा क्रॅकच्या प्रसारास प्रतिकार म्हणून परिभाषित केली जाते. काही प्रकरणांमध्ये, ते इंडेंटेशन पद्धती वापरून मोजले जाऊ शकते, परिणामी कृत्रिमरित्या उच्च मूल्ये. सिंगल-साइड चीरा बीमचा वापर अचूक मापन प्रदान करू शकतो.
सामर्थ्य हे कणखरतेशी संबंधित आहे, परंतु जेव्हा ताण लागू केला जातो तेव्हा सामग्री आपत्तीजनकरित्या अपयशी ठरते अशा एकाच बिंदूचा संदर्भ देते. याला सामान्यतः "मोड्युलस ऑफ फाटणे" असे संबोधले जाते आणि चाचणी रॉडवर तीन-बिंदू किंवा चार-पॉइंट बेंडिंग स्ट्रेंथ मापन करून मोजले जाते. तीन-पॉइंट चाचणी चार-पॉइंट चाचणीपेक्षा 1% जास्त मूल्य प्रदान करते.
जरी रॉकवेल आणि विकर्ससह विविध स्केलसह कठोरता मोजली जाऊ शकते, परंतु विकर्स मायक्रोहार्डनेस स्केल प्रगत सिरेमिक सामग्रीसाठी अतिशय योग्य आहे. कठोरता सामग्रीच्या पोशाख प्रतिरोधनाशी थेट प्रमाणात असते.
चक्रीय पद्धतीने कार्यरत असलेल्या वाल्वमध्ये, वाल्व सतत उघडणे आणि बंद केल्यामुळे थकवा ही एक मोठी समस्या आहे. थकवा हा सामर्थ्य थ्रेशोल्ड आहे, ज्याच्या पलीकडे सामग्री त्याच्या सामान्य झुकण्याच्या शक्तीपेक्षा बऱ्याचदा अपयशी ठरते.
गंज प्रतिकार ऑपरेटिंग वातावरण आणि सामग्री असलेल्या माध्यमावर अवलंबून असते. या क्षेत्रात, "हायड्रोथर्मल डिग्रेडेशन" वगळता अनेक प्रगत सिरेमिक सामग्रीचे धातूंवर फायदे आहेत, जे काही झिरकोनिया-आधारित सामग्री उच्च-तापमान वाफेच्या संपर्कात आल्यावर उद्भवते.
भाग भूमिती, थर्मल विस्तार गुणांक, थर्मल चालकता, कडकपणा आणि सामर्थ्य थर्मल शॉकमुळे प्रभावित होते. हे उच्च थर्मल चालकता आणि कडकपणासाठी अनुकूल क्षेत्र आहे, त्यामुळे धातूचे भाग प्रभावीपणे कार्य करू शकतात. तथापि, सिरेमिक सामग्रीमधील प्रगती आता थर्मल शॉक प्रतिरोधनाचे स्वीकार्य स्तर प्रदान करते.
प्रगत सिरेमिक बऱ्याच वर्षांपासून वापरला जात आहे आणि विश्वासार्हता अभियंते, वनस्पती अभियंता आणि वाल्व डिझाइनर्समध्ये लोकप्रिय आहे ज्यांना उच्च कार्यक्षमता आणि मूल्य आवश्यक आहे. विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकतांनुसार, उद्योगांच्या विस्तृत श्रेणीसाठी योग्य भिन्न वैयक्तिक फॉर्म्युलेशन आहेत. तथापि, गंभीर सेवा वाल्व्हच्या क्षेत्रात चार प्रगत सिरेमिकला खूप महत्त्व आहे. त्यात सिलिकॉन कार्बाइड (SiC), सिलिकॉन नायट्राइड (Si3N4), ॲल्युमिना आणि झिरकोनिया यांचा समावेश होतो. वाल्व आणि वाल्व बॉलची सामग्री विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकतांनुसार निवडली जाते.
झिरकोनियाचे दोन मुख्य प्रकार वाल्व्हमध्ये वापरले जातात, या दोन्हीमध्ये थर्मल विस्तार आणि स्टीलच्या कडकपणाचे समान गुणांक असतात. मॅग्नेशियम ऑक्साईड अंशतः स्थिर झिरकोनिया (Mg-PSZ) मध्ये सर्वात जास्त थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि कडकपणा असतो, तर यट्रियम ऑक्साईड टेट्रागोनल झिरकोनिया पॉलीक्रिस्टलाइन (Y-TZP) कठोर आणि मजबूत आहे, परंतु हायड्रोथर्मल डिग्रेडेशनला संवेदनाक्षम आहे.
सिलिकॉन नायट्राइड (Si3N4) मध्ये भिन्न फॉर्म्युलेशन आहेत. गॅस प्रेशर सिंटर्ड सिलिकॉन नायट्राइड (GPPSN) ही वाल्व आणि वाल्व घटकांसाठी सर्वात सामान्यपणे वापरली जाणारी सामग्री आहे. त्याच्या सरासरी कडकपणा व्यतिरिक्त, ते उच्च कडकपणा आणि सामर्थ्य, उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध आणि थर्मल स्थिरता देखील प्रदान करते. याव्यतिरिक्त, हायड्रोथर्मल डिग्रेडेशन रोखण्यासाठी उच्च-तापमान वाफेच्या वातावरणात झिरकोनियासाठी Si3N4 हा एक योग्य पर्याय आहे.
जेव्हा बजेट घट्ट असते, तेव्हा निर्दिष्टकर्ता सिलिकॉन कार्बाइड किंवा ॲल्युमिना निवडू शकतो. दोन्ही सामग्रीमध्ये उच्च कडकपणा आहे, परंतु झिरकोनिया किंवा सिलिकॉन नायट्राइडपेक्षा कठोर नाही. हे दर्शविते की सामग्री स्थिर घटक अनुप्रयोगांसाठी अतिशय योग्य आहे, जसे की व्हॉल्व्ह अस्तर आणि व्हॉल्व्ह सीट, वाल्व बॉल्स किंवा डिस्क्सपेक्षा जास्त तणावाच्या अधीन आहेत.
कठोर सर्व्हिस व्हॉल्व्ह ऍप्लिकेशन्समध्ये (फेरोक्रोम (CrFe), टंगस्टन कार्बाइड, हॅस्टेलॉय आणि स्टेलाइटसह) वापरल्या जाणाऱ्या धातूच्या सामग्रीच्या तुलनेत, प्रगत सिरॅमिक सामग्रीमध्ये कमी कडकपणा आणि समान ताकद असते.
गंभीर सेवा ऍप्लिकेशन्समध्ये बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह, ट्रुनियन्स, फ्लोटिंग बॉल व्हॉल्व्ह आणि स्प्रिंग व्हॉल्व्ह सारख्या रोटरी व्हॉल्व्हचा वापर समाविष्ट असतो. अशा ऍप्लिकेशन्समध्ये, Si3N4 आणि zirconia सर्वात जास्त मागणी असलेल्या वातावरणाशी जुळवून घेण्यासाठी थर्मल शॉक प्रतिरोध, कणखरपणा आणि ताकद प्रदर्शित करतात. सामग्रीच्या कडकपणा आणि गंज प्रतिकारांमुळे, भागांचे सेवा आयुष्य धातूच्या भागांपेक्षा कित्येक पटीने वाढले आहे. इतर फायद्यांमध्ये वाल्वच्या कार्यप्रदर्शन वैशिष्ट्यांचा त्याच्या आयुष्यभरात समावेश होतो, विशेषत: ज्या भागात ते बंद करण्याची क्षमता आणि नियंत्रण राखते.
हे एका ऍप्लिकेशनमध्ये दाखवण्यात आले होते जेथे 65 मिमी (2.6 इंच) व्हॉल्व्ह किनार/आरटीएफई बॉल आणि लाइनर 98% सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि इल्मेनाइटच्या संपर्कात आले होते, जे टायटॅनियम ऑक्साईड रंगद्रव्यात रूपांतरित होत आहे. माध्यमांच्या संक्षारक स्वरूपाचा अर्थ असा आहे की हे घटक सहा आठवड्यांपर्यंत टिकू शकतात. तथापि, Nilcra ने बनवलेल्या बॉल व्हॉल्व्ह ट्रिमचा वापर!" (आकृती 1), जे मालकीचे मॅग्नेशियम ऑक्साईड अंशतः स्थिरीकरण झिरकोनिया (Mg-PSZ) आहे, उत्कृष्ट कडकपणा आणि गंज प्रतिरोधक आहे आणि कोणत्याही शोधण्याशिवाय तीन वर्षांची अखंड सेवा देऊ शकते. झीज.
अँगल व्हॉल्व्ह, थ्रॉटल व्हॉल्व्ह किंवा ग्लोब व्हॉल्व्हसह रेखीय वाल्वमध्ये, झिरकोनिया आणि सिलिकॉन नायट्राइड हे व्हॉल्व्ह प्लग आणि व्हॉल्व्ह सीटसाठी योग्य आहेत, या उत्पादनांच्या "हार्ड सीट" वैशिष्ट्यांमुळे धन्यवाद. त्याचप्रमाणे, काही गॅस्केट आणि पिंजऱ्यांसाठी ॲल्युमिना वापरता येते. व्हॉल्व्ह सीटवर ग्राइंडिंग बॉल्स जुळवून, सीलिंगची उच्च डिग्री प्राप्त केली जाऊ शकते.
व्हॉल्व्ह कोर, इनलेट आणि आउटलेट किंवा व्हॉल्व्ह बॉडी अस्तरांसह वाल्व अस्तरांसाठी, चार मुख्य सिरॅमिक सामग्रीपैकी कोणतेही एक अर्ज आवश्यकतेनुसार वापरले जाऊ शकते. सामग्रीची उच्च कडकपणा आणि गंज प्रतिकार उत्पादन कार्यप्रदर्शन आणि सेवा आयुष्याच्या दृष्टीने फायदेशीर ठरले.
उदाहरण म्हणून ऑस्ट्रेलियन बॉक्साईट रिफायनरीमध्ये वापरलेला DN150 बटरफ्लाय व्हॉल्व्ह घ्या. माध्यमातील उच्च सिलिका सामग्री वाल्व लाइनरवर उच्च पातळीचा पोशाख प्रदान करते. सुरुवातीला वापरलेले गॅस्केट आणि डिस्क्स 28% CrFe मिश्रधातूपासून बनलेले आहेत आणि ते फक्त आठ ते दहा आठवडे टिकू शकतात. तथापि, निल्क्रापासून बनवलेल्या वाल्व्हसह! झिरकोनिया (आकृती 2), सेवा आयुष्य 70 आठवड्यांपर्यंत वाढले आहे.
त्याच्या कडकपणा आणि सामर्थ्यामुळे, सिरेमिक बहुतेक व्हॉल्व्ह अनुप्रयोगांमध्ये चांगले कार्य करतात. तथापि, ही त्यांची कडकपणा आणि गंज प्रतिकार आहे जी वाल्वचे सेवा आयुष्य वाढविण्यात मदत करते. यामुळे बदली भागांसाठी डाउनटाइम कमी करून, खेळते भांडवल आणि इन्व्हेंटरी कमी करून, कमीतकमी मॅन्युअल हाताळणी आणि गळती कमी करून सुरक्षितता सुधारून संपूर्ण जीवन चक्राचा खर्च कमी होतो.
बर्याच काळापासून, उच्च-दाब वाल्वमध्ये सिरेमिक सामग्रीचा वापर मुख्य चिंतेपैकी एक आहे, कारण हे वाल्व उच्च अक्षीय किंवा टॉर्शनल भारांच्या अधीन आहेत. तथापि, या क्षेत्रातील प्रमुख खेळाडू आता ड्रायव्हिंग टॉर्कची टिकून राहण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी व्हॉल्व्ह बॉल डिझाइन विकसित करत आहेत.
दुसरी प्रमुख मर्यादा स्केल आहे. अंशतः स्थिरीकरण केलेल्या मॅग्नेशिया झिरकोनियाद्वारे निर्मित सर्वात मोठ्या व्हॉल्व्ह सीट आणि सर्वात मोठ्या व्हॉल्व्ह बॉलचा आकार (आकृती 3) अनुक्रमे DN500 आणि DN250 आहे. तथापि, बहुतेक स्पेसिफायर्स सध्या या आकारांच्या सिरेमिक घटकांना प्राधान्य देतात.
जरी सिरेमिक साहित्य आता योग्य निवड असल्याचे सिद्ध झाले आहे, तरीही त्याची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी काही सोप्या मार्गदर्शक तत्त्वांचे पालन करणे आवश्यक आहे. जेव्हा खर्च कमीत कमी ठेवण्याची गरज असते तेव्हाच सिरॅमिक मटेरियल प्रथम वापरावे. तीक्ष्ण कोपरे आणि ताण एकाग्रता आत आणि बाहेर दोन्ही टाळले पाहिजे.
डिझाईन टप्प्यात कोणत्याही संभाव्य थर्मल विस्ताराच्या विसंगतीचा विचार करणे आवश्यक आहे. हुपचा ताण कमी करण्यासाठी, सिरेमिक आत नाही तर बाहेरील बाजूस ठेवणे आवश्यक आहे. शेवटी, भौमितिक सहिष्णुता आणि पृष्ठभाग पूर्ण करण्याची आवश्यकता काळजीपूर्वक विचारात घेतली पाहिजे, कारण यामुळे अनावश्यक खर्चात लक्षणीय वाढ होईल.
प्रकल्पाच्या सुरुवातीपासूनच सामग्री निवडण्यासाठी आणि पुरवठादारांशी समन्वय साधण्यासाठी या मार्गदर्शक तत्त्वांचे आणि सर्वोत्तम पद्धतींचे पालन करून, प्रत्येक कठोर सेवा अनुप्रयोगासाठी आदर्श उपाय साध्य करणे शक्य आहे.
ही माहिती मॉर्गन ॲडव्हान्स्ड मटेरिअल्स द्वारे प्रदान केलेल्या सामग्रीमधून घेतली गेली आहे आणि तिचे पुनरावलोकन आणि रुपांतर केले गेले आहे.
मॉर्गन प्रगत साहित्य-तांत्रिक सिरॅमिक्स. (2019, नोव्हेंबर 28). सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी प्रगत सिरेमिक साहित्य. AZoM. 7 डिसेंबर 2021 रोजी https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 वरून पुनर्प्राप्त.
मॉर्गन प्रगत साहित्य-तांत्रिक सिरॅमिक्स. "सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी प्रगत सिरेमिक साहित्य". AZoM. ७ डिसेंबर २०२१. .
मॉर्गन प्रगत साहित्य-तांत्रिक सिरॅमिक्स. "सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी प्रगत सिरेमिक साहित्य". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (7 डिसेंबर 2021 रोजी ऍक्सेस केलेले).
मॉर्गन प्रगत साहित्य-तांत्रिक सिरॅमिक्स. 2019. सेवा अनुप्रयोगांची मागणी करण्यासाठी प्रगत सिरेमिक साहित्य. AZoM, 7 डिसेंबर 2021 रोजी पाहिला, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305.
AZoM आणि ऑस्टिन येथील टेक्सास विद्यापीठाचे प्राध्यापक गुइहुआ यू यांनी एका नवीन प्रकारच्या हायड्रोजेल शीटवर चर्चा केली जी दूषित पाण्याचे शुद्ध पिण्याच्या पाण्यात त्वरीत रूपांतर करू शकते. या अभिनव प्रक्रियेचा जागतिक पाणीटंचाई दूर करण्यावर मोठा परिणाम होऊ शकतो.
या मुलाखतीत, METTLER TOLEDO मधील AZoM आणि Jurgen Schawe यांनी जलद स्कॅनिंग चिप कॅलरीमेट्री आणि त्याच्या विविध अनुप्रयोगांबद्दल बोलले.
AZoM ने प्रोफेसर ओरेन शेरमन यांच्याशी हायड्रोजेलच्या नवीन प्रकारावरील संशोधनाबद्दल बोलले जे उच्च दाबाखाली अत्यंत संकुचितता प्राप्त करू शकते.
स्ट्रक्चरस्कॅन मिनी एक्सटी हे काँक्रिट स्कॅनिंगसाठी योग्य साधन आहे; ते काँक्रिटमधील धातू आणि नॉन-मेटलिक वस्तूंची खोली आणि स्थान अचूकपणे आणि द्रुतपणे ओळखू शकते.
Miniflex XpC हे एक एक्स-रे डिफ्रॅक्टोमीटर (XRD) आहे जे सिमेंट प्लांट्स आणि इतर ऑपरेशन्समध्ये गुणवत्ता नियंत्रणासाठी डिझाइन केलेले आहे ज्यासाठी ऑनलाइन प्रक्रिया नियंत्रण आवश्यक आहे (जसे की फार्मास्युटिकल्स आणि बॅटरी).
रमन बिल्डिंग ब्लॉक 1064 मध्ये खालील आवश्यक घटक असतात: स्पेक्ट्रोमीटर, 1064 एनएम लेसर, सॅम्पलिंग प्रोब आणि इतर पर्यायी उपकरणे.