Bahan seramik termaju untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut

Kami menggunakan kuki untuk meningkatkan pengalaman anda. Dengan meneruskan melayari laman web ini, anda bersetuju dengan penggunaan kuki kami. Maklumat lanjut. Tiada definisi rasmi perkhidmatan serius. Ia boleh difahami sebagai keadaan operasi di mana kos penggantian injap adalah tinggi atau kapasiti pemprosesan dikurangkan. Terdapat keperluan global untuk mengurangkan kos pengeluaran proses untuk meningkatkan keuntungan semua sektor yang terlibat dalam keadaan perkhidmatan yang lemah. Ini terdiri daripada minyak dan gas dan petrokimia kepada kuasa nuklear dan penjanaan kuasa, pemprosesan mineral dan perlombongan. Pereka bentuk dan jurutera cuba mencapai matlamat ini dengan cara yang berbeza. Kaedah yang paling sesuai adalah untuk meningkatkan masa dan kecekapan dengan mengawal parameter proses secara berkesan (seperti penutupan berkesan dan kawalan aliran yang dioptimumkan). Pengoptimuman keselamatan juga memainkan peranan penting, kerana mengurangkan penggantian boleh membawa kepada persekitaran pengeluaran yang lebih selamat. Di samping itu, syarikat sedang berusaha untuk meminimumkan inventori peralatan, termasuk pam dan injap, dan pelupusan yang diperlukan. Pada masa yang sama, pemilik kemudahan menjangkakan perubahan besar dalam aset mereka. Akibatnya, kapasiti pemprosesan yang meningkat menyebabkan paip dan peralatan yang lebih sedikit (tetapi diameter yang lebih besar) dan lebih sedikit instrumen untuk aliran produk yang sama. Ini menunjukkan bahawa selain perlu lebih besar untuk diameter paip yang lebih luas, satu komponen sistem juga perlu menahan pendedahan yang berpanjangan kepada persekitaran yang keras untuk mengurangkan keperluan untuk penyelenggaraan dan penggantian dalam perkhidmatan. Komponen termasuk injap dan bola injap perlu teguh untuk disesuaikan dengan aplikasi yang dikehendaki, tetapi juga boleh memberikan hayat perkhidmatan yang lebih lama. Walau bagaimanapun, masalah utama dengan kebanyakan aplikasi ialah bahagian logam telah mencapai had prestasinya. Ini menunjukkan bahawa pereka boleh mencari alternatif kepada bahan bukan logam, terutamanya bahan seramik, untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut. Parameter biasa yang diperlukan untuk mengendalikan komponen dalam keadaan perkhidmatan yang teruk termasuk rintangan kejutan haba, rintangan kakisan, rintangan keletihan, kekerasan, kekuatan dan keliatan. Ketahanan adalah parameter utama, kerana komponen yang kurang berdaya tahan boleh gagal secara besar-besaran. Keliatan bahan seramik ditakrifkan sebagai rintangan kepada penyebaran retak. Dalam sesetengah kes, ia boleh diukur menggunakan kaedah lekukan, menghasilkan nilai tinggi buatan. Penggunaan rasuk hirisan satu sisi boleh memberikan ukuran yang tepat. Kekuatan berkaitan dengan keliatan, tetapi merujuk kepada titik tunggal di mana bahan gagal secara besar-besaran apabila tekanan dikenakan. Ia biasanya dirujuk sebagai "modulus pecah" dan diukur dengan melakukan pengukuran kekuatan lentur tiga mata atau empat mata pada rod ujian. Ujian tiga mata memberikan nilai yang 1% lebih tinggi daripada ujian empat mata. Walaupun kekerasan boleh diukur dengan pelbagai skala termasuk Rockwell dan Vickers, skala mikrokekerasan Vickers sangat sesuai untuk bahan seramik termaju. Kekerasan adalah berkadar terus dengan rintangan haus bahan. Dalam injap yang beroperasi dalam kaedah kitaran, keletihan adalah masalah utama disebabkan oleh pembukaan dan penutupan berterusan injap. Keletihan ialah ambang kekuatan, di mana bahan tersebut selalunya akan gagal di bawah kekuatan lentur normalnya. Rintangan kakisan bergantung pada persekitaran operasi dan medium yang mengandungi bahan. Dalam bidang ini, banyak bahan seramik termaju mempunyai kelebihan berbanding logam, kecuali "degradasi hidroterma", yang berlaku apabila sesetengah bahan berasaskan zirkonia terdedah kepada wap suhu tinggi. Geometri bahagian, pekali pengembangan haba, kekonduksian terma, keliatan dan kekuatan dipengaruhi oleh kejutan haba. Ini adalah kawasan yang kondusif kepada kekonduksian terma yang tinggi dan keliatan, jadi bahagian logam boleh berfungsi dengan berkesan. Walau bagaimanapun, kemajuan dalam bahan seramik kini memberikan tahap rintangan kejutan haba yang boleh diterima. Seramik termaju telah digunakan selama bertahun-tahun dan popular di kalangan jurutera kebolehpercayaan, jurutera loji dan pereka injap yang memerlukan prestasi dan nilai tinggi. Mengikut keperluan aplikasi khusus, terdapat formulasi individu yang berbeza yang sesuai untuk pelbagai industri. Walau bagaimanapun, empat seramik termaju adalah sangat penting dalam bidang injap servis yang teruk. Ia termasuk silikon karbida (SiC), silikon nitrida (Si3N4), alumina dan zirkonia. Bahan-bahan injap dan bola injap dipilih mengikut keperluan aplikasi tertentu. Dua bentuk utama zirkonia digunakan dalam injap, kedua-duanya mempunyai pekali pengembangan terma dan kekakuan yang sama seperti keluli. Magnesium oksida separa stabil zirkonia (Mg-PSZ) mempunyai rintangan renjatan terma dan keliatan tertinggi, manakala yttria tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) lebih keras dan kuat, tetapi terdedah kepada degradasi hidroterma. Silikon nitrida (Si3N4) mempunyai formulasi yang berbeza. Gas pressure sintered silicon nitride (GPPSN) ialah bahan yang paling biasa digunakan untuk injap dan komponen injap. Sebagai tambahan kepada keliatan puratanya, ia juga memberikan kekerasan dan kekuatan yang tinggi, rintangan kejutan haba yang sangat baik dan kestabilan terma. Di samping itu, dalam persekitaran wap suhu tinggi, Si3N4 adalah pengganti yang sesuai untuk zirkonia, yang boleh menghalang degradasi hidroterma. Apabila bajet ketat, penentu boleh memilih silikon karbida atau alumina. Kedua-dua bahan mempunyai kekerasan yang tinggi, tetapi tidak lebih keras daripada zirkonia atau silikon nitrida. Ini menunjukkan bahawa bahan tersebut sangat sesuai untuk aplikasi komponen statik, seperti pelapik injap dan tempat duduk injap, berbanding bola injap atau cakera yang tertakluk kepada tekanan yang lebih tinggi. Berbanding dengan bahan logam yang digunakan dalam aplikasi injap servis yang keras (termasuk ferrochrome (CrFe), tungsten karbida, Hastelloy dan Stellite), bahan seramik termaju mempunyai keliatan yang lebih rendah dan kekuatan yang serupa. Aplikasi perkhidmatan yang teruk melibatkan penggunaan injap berputar, seperti injap rama-rama, trunnion, injap bebola terapung dan injap spring. Dalam aplikasi sedemikian, Si3N4 dan zirkonia mempamerkan rintangan kejutan haba, keliatan dan kekuatan untuk menyesuaikan diri dengan persekitaran yang paling mencabar. Oleh kerana kekerasan dan rintangan kakisan bahan, hayat perkhidmatan bahagian meningkat beberapa kali berbanding dengan bahagian logam. Faedah lain termasuk ciri prestasi injap sepanjang hayatnya, terutamanya di kawasan di mana ia mengekalkan kapasiti penutupan dan kawalannya. Ini ditunjukkan dalam aplikasi di mana bola kynar/RTFE injap 65 mm (2.6 in) dan pelapik terdedah kepada 98% asid sulfurik dan ilmenit, yang sedang ditukar kepada pigmen titanium oksida. Sifat menghakis media bermakna hayat komponen ini boleh selama enam minggu. Walau bagaimanapun, penggunaan pemangkasan injap bebola yang dibuat oleh Nilcra™ (Rajah 1), yang merupakan proprietari magnesium oksida separa stabil zirkonia (Mg-PSZ), mempunyai kekerasan dan rintangan kakisan yang sangat baik, dan boleh memberikan tiga tahun Perkhidmatan tanpa gangguan tanpa sebarang pengesanan. pakai dan koyak. Dalam injap linear, termasuk injap sudut, injap pendikit atau injap glob, disebabkan oleh ciri "kedap keras" produk ini, zirkonia dan silikon nitrida sesuai untuk palam injap dan tempat duduk injap. Begitu juga, alumina boleh digunakan untuk beberapa gasket dan sangkar. Dengan memadankan bola pengisar pada tempat duduk injap, tahap pengedap yang tinggi boleh dicapai. Untuk lapisan injap, termasuk teras injap, salur masuk dan alur keluar atau lapisan badan injap, mana-mana satu daripada empat bahan seramik utama boleh digunakan mengikut keperluan aplikasi. Kekerasan tinggi dan rintangan kakisan bahan terbukti bermanfaat dari segi prestasi produk dan hayat perkhidmatan. Ambil injap rama-rama DN150 yang digunakan di kilang penapisan bauksit Australia sebagai contoh. Kandungan silika yang tinggi dalam medium memberikan tahap haus yang tinggi pada lapisan injap. Gasket dan cakera yang digunakan pada mulanya diperbuat daripada aloi CrFe 28% dan bertahan hanya lapan hingga sepuluh minggu. Walau bagaimanapun, dengan injap yang diperbuat daripada Nilcra™ zirconia (Rajah 2), hayat perkhidmatan telah meningkat kepada 70 minggu. Oleh kerana keliatan dan kekuatannya, seramik berfungsi dengan baik dalam kebanyakan aplikasi injap. Walau bagaimanapun, kekerasan dan rintangan kakisan mereka yang membantu meningkatkan hayat perkhidmatan injap. Ini seterusnya mengurangkan kos keseluruhan kitaran hayat dengan mengurangkan masa henti untuk alat ganti, mengurangkan modal kerja dan inventori, pengendalian manual yang minimum dan meningkatkan keselamatan dengan mengurangkan kebocoran. Untuk masa yang lama, penggunaan bahan seramik dalam injap tekanan tinggi telah menjadi salah satu masalah utama, kerana injap ini tertakluk kepada beban paksi atau kilasan yang tinggi. Walau bagaimanapun, pemain utama dalam bidang ini kini sedang membangunkan reka bentuk bola injap untuk meningkatkan daya tahan tork pemanduan. Batasan utama yang lain ialah skala. Saiz tempat duduk injap terbesar dan bola injap terbesar (Rajah 3) yang dihasilkan daripada zirkonia separa stabil dengan magnesium oksida ialah DN500 dan DN250, masing-masing. Walau bagaimanapun, kebanyakan penentu pada masa ini lebih suka seramik untuk komponen di bawah saiz ini. Walaupun bahan seramik kini terbukti sebagai pilihan yang sesuai, beberapa garis panduan mudah perlu diikuti untuk memaksimumkan prestasinya. Bahan seramik hanya boleh digunakan dahulu apabila kos perlu diminimumkan. Sudut tajam dan kepekatan tegasan harus dielakkan di dalam dan di luar. Sebarang ketidakpadanan pengembangan terma yang berpotensi mesti dipertimbangkan semasa fasa reka bentuk. Untuk mengurangkan tekanan gelung, seramik mesti disimpan di luar, bukan di dalam. Akhir sekali, keperluan untuk toleransi geometri dan kemasan permukaan harus dipertimbangkan dengan teliti, kerana ini akan meningkatkan kos yang tidak perlu dengan ketara. Dengan mengikuti garis panduan dan amalan terbaik ini untuk memilih bahan dan menyelaraskan dengan pembekal dari awal projek, penyelesaian ideal boleh dicapai untuk setiap aplikasi perkhidmatan yang keras. Maklumat ini diperoleh daripada bahan yang disediakan oleh Morgan Advanced Materials dan telah disemak dan disesuaikan. Bahan Termaju Morgan-Seramik Teknikal. (2019, 28 November). Bahan seramik termaju untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut. AZoM. Diperoleh daripada https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 pada 7 Julai 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Bahan seramik termaju untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut". AZoM. 7 Julai 2021. . Bahan Termaju Morgan-Seramik Teknikal. "Bahan seramik termaju untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Diakses pada 7 Julai 2021). Bahan Termaju Morgan-Seramik Teknikal. 2019. Bahan seramik termaju untuk aplikasi perkhidmatan yang menuntut. AZoM, dilihat pada 7 Julai 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. AZoM dan pengarah urusan UK Camfil, David Moulton membincangkan penyelesaian penapisan udara syarikat dan bagaimana ia boleh membantu menyediakan persekitaran kerja yang lebih selamat untuk orang dalam industri pembinaan. Dalam temu bual ini, pengurus produk AZoM dan ELTRA Dr. Alan Klostermeier bercakap tentang analisis O/N/H yang pantas dan boleh dipercayai bagi berat sampel yang tinggi. Dalam temu bual ini, AZoM dan Chuck Cimino, Pengurus Produk Kanan di Lake Shore Cryotronics, membincangkan faedah sistem pengukuran sumber penyegerakan M81 mereka. Zeus Bioweb™ ialah teknologi yang memutarkan PTFE ke dalam gentian polimer dengan diameter yang sangat kecil antara nanometer hingga mikrometer. Perisian analisis haba STARe METTLER TOLEDO menyediakan fleksibiliti yang luar biasa dan kemungkinan penilaian tanpa had.