Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti

Aħna nużaw cookies biex intejbu l-esperjenza tiegħek. Billi tkompli tibbrawżja din il-websajt, taqbel mal-użu tagħna tal-cookies. Iktar informazzjoni. M'hemm l-ebda definizzjoni uffiċjali ta' servizz serju. Jista 'jinftiehem bħala kundizzjonijiet operattivi fejn l-ispiża tas-sostituzzjoni tal-valv hija għolja jew il-kapaċità tal-ipproċessar titnaqqas. Hemm ħtieġa globali li jitnaqqsu l-ispejjeż tal-produzzjoni tal-proċess sabiex tiżdied il-profittabilità tas-setturi kollha involuti f'kundizzjonijiet ħżiena ta' servizz. Dawn ivarjaw miż-żejt u l-gass u l-petrokimiċi għall-enerġija nukleari u l-ġenerazzjoni tal-enerġija, l-ipproċessar tal-minerali u l-minjieri. Id-disinjaturi u l-inġiniera qed jippruvaw jiksbu dan l-għan b'modi differenti. L-aktar metodu xieraq huwa li jiżdiedu l-uptime u l-effiċjenza billi tikkontrolla b'mod effettiv il-parametri tal-proċess (bħal għeluq effettiv u kontroll ottimizzat tal-fluss). L-ottimizzazzjoni tas-sikurezza għandha wkoll rwol vitali, għaliex it-tnaqqis tas-sostituzzjoni jista 'jwassal għal ambjent ta' produzzjoni aktar sikur. Barra minn hekk, il-kumpanija qed taħdem biex timminimizza l-inventarju tat-tagħmir, inklużi pompi u valvi, u r-rimi meħtieġ. Fl-istess ħin, is-sidien tal-faċilitajiet jistennew bidla kbira fl-assi tagħhom. Bħala riżultat, żieda fil-kapaċità tal-ipproċessar tirriżulta f'inqas pajpijiet u tagħmir (iżda dijametri akbar) u inqas strumenti għall-istess fluss tal-prodott. Dan juri li minbarra li jrid ikun akbar għal dijametru tal-pajp usa ', komponent wieħed tas-sistema jeħtieġ ukoll li jiflaħ espożizzjoni fit-tul għal ambjenti ħarxa biex titnaqqas il-ħtieġa għal manutenzjoni u sostituzzjoni waqt is-servizz. Komponenti inklużi valvi u blalen tal-valvi jeħtieġ li jkunu robusti biex ikunu adattati għall-applikazzjoni mixtieqa, iżda jistgħu wkoll jipprovdu ħajja ta 'servizz itwal. Madankollu, problema kbira bil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet hija li l-partijiet tal-metall laħqu l-limitu tal-prestazzjoni tagħhom. Dan jindika li d-disinjaturi jistgħu jsibu alternattivi għal materjali mhux metalliċi, speċjalment materjali taċ-ċeramika, għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti. Parametri tipiċi meħtieġa biex joperaw komponenti taħt kundizzjonijiet severi ta 'servizz jinkludu reżistenza għal xokk termali, reżistenza għall-korrużjoni, reżistenza għall-għeja, ebusija, saħħa u toughness. Ir-reżiljenza hija parametru ewlieni, għaliex komponenti li huma inqas reżiljenti jistgħu jfallu b'mod katastrofiku. L-ebusija tal-materjali taċ-ċeramika hija definita bħala r-reżistenza għall-propagazzjoni tal-qsim. F'xi każijiet, jista 'jitkejjel bl-użu tal-metodu ta' indentazzjoni, li jirriżulta f'valuri artifiċjalment għoljin. L-użu ta 'raġġ ta' inċiżjoni fuq naħa waħda jista 'jipprovdi kejl preċiż. Is-saħħa hija relatata mat-toughness, iżda tirreferi għall-punt uniku fejn materjal ifalli b'mod katastrofiku meta jiġi applikat l-istress. Huwa komunement imsejjaħ il-"modulu ta 'qsim" u jitkejjel billi jitwettaq kejl tas-saħħa tal-liwi ta' tliet punti jew erba 'punti fuq virga tat-test. It-test ta 'tliet punti jipprovdi valur li huwa 1% ogħla mit-test ta' erba 'punti. Għalkemm l-ebusija tista 'titkejjel b'varjetà ta' skali inklużi Rockwell u Vickers, l-iskala tal-mikroebusija Vickers hija adattata ħafna għal materjali taċ-ċeramika avvanzati. L-ebusija hija direttament proporzjonali għar-reżistenza għall-ilbies tal-materjal. F'valv li jaħdem b'metodu ċikliku, l-għeja hija problema kbira minħabba l-ftuħ u l-għeluq kontinwu tal-valv. L-għeja hija l-limitu tas-saħħa, li lil hinn minnu l-materjal spiss ifalli taħt is-saħħa normali tal-liwi tiegħu. Ir-reżistenza għall-korrużjoni tiddependi fuq l-ambjent operattiv u l-mezz li fih il-materjal. F'dan il-qasam, ħafna materjali taċ-ċeramika avvanzati għandhom vantaġġi fuq il-metalli, ħlief għal "degradazzjoni idrotermali", li sseħħ meta xi materjali bbażati fuq iż-żirkonja jkunu esposti għal fwar b'temperatura għolja. Ġeometrija tal-parti, koeffiċjent ta 'espansjoni termali, konduttività termali, toughness u saħħa huma affettwati minn xokk termali. Din hija żona li twassal għal konduttività termali għolja u toughness, sabiex il-partijiet tal-metall jistgħu jiffunzjonaw b'mod effettiv. Madankollu, l-avvanzi fil-materjali taċ-ċeramika issa jipprovdu livelli aċċettabbli ta 'reżistenza għal xokk termali. Iċ-ċeramika avvanzata intużat għal ħafna snin u hija popolari fost inġiniera ta 'affidabbiltà, inġiniera tal-pjanti u disinjaturi tal-valvi li jeħtieġu prestazzjoni u valur għoli. Skont rekwiżiti speċifiċi ta 'applikazzjoni, hemm formulazzjonijiet individwali differenti adattati għal firxa wiesgħa ta' industriji. Madankollu, erba 'ċeramika avvanzata huma ta' sinifikat kbir fil-qasam ta 'valvi ta' servizz severi. Dawn jinkludu karbur tas-silikon (SiC), nitrur tas-silikon (Si3N4), alumina u zirconia. Il-materjali tal-valv u l-ballun tal-valv jintgħażlu skont ir-rekwiżiti speċifiċi tal-applikazzjoni. Żewġ forom ewlenin ta 'żirkonja huma użati fil-valvi, it-tnejn li huma għandhom l-istess koeffiċjent ta' espansjoni termali u ebusija bħall-azzar. L-ossidu tal-manjeżju parzjalment stabbilizzat iż-żirkonja (Mg-PSZ) għandu l-ogħla reżistenza u toughness ta 'xokk termali, filwaqt li yttria tetragonal zirconia polycrystalline (Y-TZP) huwa aktar diffiċli u aktar b'saħħtu, iżda huwa suxxettibbli għal degradazzjoni idrotermali. Nitrur tas-silikon (Si3N4) għandu formulazzjonijiet differenti. Nitrur tas-silikon sinterizzat bil-pressjoni tal-gass (GPPSN) huwa l-aktar materjal użat komunement għall-valvi u l-komponenti tal-valvi. Minbarra l-ebusija medja tiegħu, jipprovdi wkoll ebusija u saħħa għolja, reżistenza eċċellenti għal xokk termali u stabbiltà termali. Barra minn hekk, f'ambjenti ta 'fwar b'temperatura għolja, Si3N4 huwa sostitut adattat għaż-żirkonja, li jista' jipprevjeni d-degradazzjoni idrotermali. Meta l-baġit ikun strett, l-ispeċifikatur jista 'jagħżel karbur tas-silikon jew alumina. Iż-żewġ materjali għandhom ebusija għolja, iżda mhumiex aktar iebsa minn zirconia jew nitrur tas-silikon. Dan juri li l-materjal huwa adattat ħafna għal applikazzjonijiet ta 'komponenti statiċi, bħal kisi tal-valvi u sedili tal-valvi, aktar milli blalen tal-valvi jew diski li huma soġġetti għal stress ogħla. Meta mqabbel mal-materjali tal-metall użati f'applikazzjonijiet ta 'valv ta' servizz ħarxa (inkluż ferrochrome (CrFe), karbur tat-tungstenu, Hastelloy u Stellite), materjali taċ-ċeramika avvanzati għandhom toughness aktar baxx u saħħa simili. Applikazzjonijiet severi ta 'servizz jinvolvu l-użu ta' valvi li jduru, bħal valvi tal-farfett, trunnions, valvoli tal-ballun li jżommu f'wiċċ l-ilma, u valvi tar-rebbiegħa. F'dawn l-applikazzjonijiet, Si3N4 u zirconia juru reżistenza għal xokk termali, toughness u saħħa biex jadattaw għall-ambjenti l-aktar impenjattivi. Minħabba l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal, il-ħajja tas-servizz tal-partijiet tiżdied bosta drabi meta mqabbla ma 'partijiet tal-metall. Benefiċċji oħra jinkludu l-karatteristiċi tal-prestazzjoni tal-valv matul il-ħajja tiegħu, speċjalment f'żoni fejn iżomm il-kapaċità tal-għeluq u l-kontroll tiegħu. Dan jintwera f'applikazzjoni fejn ballun u inforra tal-valv kynar/RTFE ta '65 mm (2.6 in) huma esposti għal 98% aċidu sulfuriku u ilmenite, li qed jiġi kkonvertit għal pigment ta' ossidu tat-titanju. In-natura korrużiva tal-midja tfisser li l-ħajja ta 'dawn il-komponenti tista' tkun twila sa sitt ġimgħat. Madankollu, l-użu tat-trim tal-valv tal-ballun magħmul minn Nilcra™ (Figura 1), li huwa ossidu tal-manjeżju proprjetarju parzjalment stabbilizzat zirconia (Mg-PSZ), għandu ebusija eċċellenti u reżistenza għall-korrużjoni, u jista 'jipprovdi tliet snin ta' Servizz mhux interrott mingħajr ebda skoperta. xedd u kedd. F'valvi lineari, inklużi valvi ta 'angolu, valvi tat-throttle jew valvi tal-globu, minħabba l-karatteristiċi ta' "siġill iebes" ta 'dawn il-prodotti, żirkonja u nitrur tas-silikon huma adattati għal plugs tal-valvi u sedili tal-valvi. Bl-istess mod, l-alumina tista 'tintuża għal xi gaskits u gaġeġ. Billi tqabbel il-blalen tat-tħin fuq is-sedil tal-valv, jista 'jinkiseb grad għoli ta' siġillar. Għall-kisi tal-valv, inkluż il-qalba tal-valv, id-daħla u l-ħruġ jew il-kisi tal-korp tal-valv, kwalunkwe wieħed mill-erba 'materjali taċ-ċeramika ewlenin jista' jintuża skont ir-rekwiżiti tal-applikazzjoni. L-ebusija għolja u r-reżistenza għall-korrużjoni tal-materjal urew li huma ta 'benefiċċju f'termini ta' prestazzjoni tal-prodott u ħajja tas-servizz. Ħu l-valv tal-farfett DN150 użat fir-raffinerija tal-boksajt Awstraljana bħala eżempju. Il-kontenut għoli ta 'silika fil-medju jipprovdi livell għoli ta' xedd fuq il-kisja tal-valv. Il-gaskits u d-diski użati inizjalment kienu magħmula minn 28% liga CrFe u damu biss minn tmien sa għaxar ġimgħat. Madankollu, bil-valvi magħmula minn Nilcra™ zirconia (Figura 2), il-ħajja tas-servizz żdiedet għal 70 ġimgħa. Minħabba t-toughness u s-saħħa tagħha, iċ-ċeramika taħdem tajjeb fil-biċċa l-kbira tal-applikazzjonijiet tal-valvi. Madankollu, hija l-ebusija u r-reżistenza għall-korrużjoni tagħhom li jgħinu biex iżidu l-ħajja tas-servizz tal-valv. Dan imbagħad inaqqas l-ispiża taċ-ċiklu tal-ħajja kollu billi jnaqqas il-ħin ta 'waqfien għal partijiet ta' sostituzzjoni, inaqqas il-kapital tax-xogħol u l-inventarju, immaniġġjar manwali minimu, u jtejjeb is-sikurezza billi jnaqqas it-tnixxija. Għal żmien twil, l-applikazzjoni ta 'materjali taċ-ċeramika f'valvi ta' pressjoni għolja kienet waħda mill-problemi ewlenin, minħabba li dawn il-valvi huma suġġetti għal tagħbijiet axjali jew torsjonali għoljin. Madankollu, atturi ewlenin f'dan il-qasam issa qed jiżviluppaw disinji tal-ballun tal-valv biex itejbu s-sopravivenza tat-torque tas-sewqan. Il-limitazzjoni ewlenija l-oħra hija l-iskala. Id-daqs tal-akbar sedil tal-valv u l-akbar ballun tal-valv (Figura 3) prodott minn zirconia parzjalment stabbilizzat b'ossidu tal-manjeżju huwa DN500 u DN250, rispettivament. Madankollu, il-biċċa l-kbira tal-ispeċifikazzjonijiet bħalissa jippreferu ċ-ċeramika għal komponenti taħt dawn id-daqsijiet. Għalkemm il-materjali taċ-ċeramika issa huma ppruvati li huma għażla xierqa, jeħtieġ li jiġu segwiti xi linji gwida sempliċi biex timmassimizza l-prestazzjoni tagħhom. Materjali taċ-ċeramika għandhom jintużaw biss l-ewwel meta l-ispejjeż jeħtieġ li jinżammu għall-minimu. Il-kantunieri li jaqtgħu u l-konċentrazzjoni tal-istress għandhom jiġu evitati kemm ġewwa kif ukoll barra. Kwalunkwe nuqqas ta 'espansjoni termali potenzjali għandu jiġi kkunsidrat matul il-fażi tad-disinn. Sabiex titnaqqas l-istress taċ-ċrieki, iċ-ċeramika għandha tinżamm barra, mhux ġewwa. Fl-aħħarnett, il-ħtieġa għal tolleranzi ġeometriċi u finitura tal-wiċċ għandha titqies bir-reqqa, peress li dawn iżidu b'mod sinifikanti l-ispejjeż mhux meħtieġa. Billi ssegwi dawn il-linji gwida u l-aħjar prattiki għall-għażla tal-materjali u l-koordinazzjoni mal-fornituri mill-bidu tal-proġett, tista 'tinkiseb soluzzjoni ideali għal kull applikazzjoni ta' servizz ħarxa. Din l-informazzjoni hija derivata minn materjali pprovduti minn Morgan Advanced Materials u ġiet riveduta u adattata. Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. (2019, 28 ta’ Novembru). Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti. AZoM. Miġbur minn https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 fis-7 ta' Lulju 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti". AZoM. 7 ta’ Lulju 2021. . Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. "Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Aċċessat fis-7 ta’ Lulju, 2021). Morgan Advanced Materjali-Ċeramika Teknika. 2019. Materjali taċ-ċeramika avvanzati għal applikazzjonijiet ta 'servizz eżiġenti. AZoM, meqjus fis-7 ta’ Lulju 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. AZoM u d-direttur maniġerjali tar-Renju Unit ta 'Camfil David Moulton iddiskutew is-soluzzjonijiet tal-filtrazzjoni tal-arja tal-kumpanija u kif jistgħu jgħinu biex jipprovdu ambjent tax-xogħol aktar sikur għan-nies fl-industrija tal-kostruzzjoni. F'din l-intervista, il-maniġer tal-prodott AZoM u ELTRA Dr Alan Klostermeier tkellem dwar analiżi O/N/H veloċi u affidabbli ta 'piżijiet ta' kampjuni għoljin. F'din l-intervista, AZoM u Chuck Cimino, Senior Product Manager f'Lake Shore Cryotronics, iddiskutew il-benefiċċji tas-sistema ta 'kejl tas-sors tas-sinkronizzazzjoni M81 tagħhom. Zeus Bioweb™ hija teknoloġija li elettrospun PTFE f'fibri polimeru b'dijametri estremament żgħar li jvarjaw minn nanometri għal mikrometri. Is-softwer ta' analiżi termali STARe ta' METTLER TOLEDO jipprovdi flessibilità inkredibbli u possibbiltajiet ta' evalwazzjoni bla limitu.