Materiale qeramike të avancuara për aplikime shërbimi kërkuese

Ne përdorim cookie për të përmirësuar përvojën tuaj. Duke vazhduar të shfletoni këtë faqe interneti, ju pranoni përdorimin tonë të cookies. Më shumë informacion. Nuk ka një përkufizim zyrtar të shërbimit serioz. Mund të kuptohet si kushte funksionimi ku kostoja e zëvendësimit të valvulave është e lartë ose kapaciteti i përpunimit është i reduktuar. Ekziston një nevojë globale për të reduktuar kostot e prodhimit të procesit në mënyrë që të rritet përfitimi i të gjithë sektorëve të përfshirë në kushte të këqija shërbimi. Këto variojnë nga nafta dhe gazi dhe petrokimikatet tek energjia bërthamore dhe gjenerimi i energjisë, përpunimi i mineraleve dhe minierat. Projektuesit dhe inxhinierët po përpiqen ta arrijnë këtë qëllim në mënyra të ndryshme. Metoda më e përshtatshme është rritja e kohës dhe efikasitetit duke kontrolluar në mënyrë efektive parametrat e procesit (siç është mbyllja efektive dhe kontrolli i optimizuar i rrjedhës). Optimizimi i sigurisë luan gjithashtu një rol jetik, sepse reduktimi i zëvendësimit mund të çojë në një mjedis prodhimi më të sigurt. Përveç kësaj, kompania po punon për të minimizuar inventarin e pajisjeve, duke përfshirë pompat dhe valvulat, dhe asgjësimin e kërkuar. Në të njëjtën kohë, pronarët e objekteve presin një ndryshim të madh në asetet e tyre. Si rezultat, rritja e kapacitetit të përpunimit rezulton në më pak tuba dhe pajisje (por diametra më të mëdhenj) dhe më pak instrumente për të njëjtin rrymë produkti. Kjo tregon se përveçse duhet të jetë më i madh për një diametër më të gjerë tubi, një komponent i vetëm i sistemit duhet gjithashtu t'i rezistojë ekspozimit të zgjatur ndaj mjediseve të vështira për të zvogëluar nevojën për mirëmbajtje dhe zëvendësim gjatë shërbimit. Komponentët duke përfshirë valvulat dhe topat e valvulave duhet të jenë të qëndrueshme për t'iu përshtatur aplikacionit të dëshiruar, por gjithashtu mund të ofrojnë një jetë më të gjatë shërbimi. Megjithatë, një problem i madh me shumicën e aplikacioneve është se pjesët metalike kanë arritur kufirin e performancës së tyre. Kjo tregon se projektuesit mund të gjejnë alternativa ndaj materialeve jometalike, veçanërisht materialeve qeramike, për aplikime shërbimi kërkuese. Parametrat tipikë të nevojshëm për funksionimin e komponentëve në kushte të rënda shërbimi përfshijnë rezistencën ndaj goditjes termike, rezistencën ndaj korrozionit, rezistencën ndaj lodhjes, fortësinë, forcën dhe rezistencën. Rezistenca është një parametër kyç, sepse komponentët që janë më pak elastikë mund të dështojnë në mënyrë katastrofike. Rezistenca e materialeve qeramike përcaktohet si rezistenca ndaj përhapjes së plasaritjes. Në disa raste, mund të matet duke përdorur metodën e dhëmbëzimit, duke rezultuar në vlera artificialisht të larta. Përdorimi i një rreze me prerje të njëanshme mund të sigurojë matje të sakta. Forca lidhet me qëndrueshmërinë, por i referohet pikës së vetme ku një material dështon në mënyrë katastrofike kur ushtrohet stres. Zakonisht quhet "moduli i këputjes" dhe matet duke kryer një matje të forcës së përkuljes me tre ose katër pika në një shufër provë. Testi me tre pikë jep një vlerë që është 1% më e lartë se testi me katër pikë. Megjithëse fortësia mund të matet me një shumëllojshmëri shkallësh, duke përfshirë Rockwell dhe Vickers, shkalla e mikrofortësisë Vickers është shumë e përshtatshme për materialet e avancuara qeramike. Fortësia është drejtpërdrejt proporcionale me rezistencën ndaj konsumit të materialit. Në një valvul që funksionon në një metodë ciklike, lodhja është një problem i madh për shkak të hapjes dhe mbylljes së vazhdueshme të valvulës. Lodhja është pragu i forcës, përtej të cilit materiali shpesh do të dështojë nën forcën e tij normale të përkuljes. Rezistenca ndaj korrozionit varet nga mjedisi i funksionimit dhe mjedisi që përmban materialin. Në këtë fushë, shumë materiale qeramike të avancuara kanë përparësi ndaj metaleve, me përjashtim të "degradimit hidrotermik", i cili ndodh kur disa materiale me bazë zirkoni ekspozohen ndaj avullit me temperaturë të lartë. Gjeometria e pjesës, koeficienti i zgjerimit termik, përçueshmëria termike, qëndrueshmëria dhe forca ndikohen nga goditja termike. Kjo është një zonë e favorshme për përçueshmëri dhe qëndrueshmëri të lartë termike, kështu që pjesët metalike mund të funksionojnë në mënyrë efektive. Megjithatë, përparimet në materialet qeramike tani ofrojnë nivele të pranueshme të rezistencës ndaj goditjes termike. Qeramikat e avancuara janë përdorur për shumë vite dhe janë të njohura në mesin e inxhinierëve të besueshmërisë, inxhinierëve të impianteve dhe projektuesve të valvulave që kërkojnë performancë dhe vlerë të lartë. Sipas kërkesave specifike të aplikimit, ekzistojnë formulime të ndryshme individuale të përshtatshme për një gamë të gjerë industrish. Megjithatë, katër qeramika të avancuara kanë një rëndësi të madhe në fushën e valvulave të shërbimit të rëndë. Ato përfshijnë karbitin e silikonit (SiC), nitridin e silikonit (Si3N4), aluminin dhe zirkonin. Materialet e valvulës dhe topit të valvulës zgjidhen sipas kërkesave specifike të aplikimit. Dy forma kryesore të zirkonit përdoren në valvula, të dyja kanë të njëjtin koeficient të zgjerimit termik dhe ngurtësisë si çeliku. Zirkoni i stabilizuar pjesërisht me oksid magnezi (Mg-PSZ) ka rezistencën dhe qëndrueshmërinë më të lartë ndaj goditjes termike, ndërsa polikristaline e zirkonisë tetragonale të yttria (Y-TZP) është më e fortë dhe më e fortë, por është e ndjeshme ndaj degradimit hidrotermik. Nitridi i silikonit (Si3N4) ka formulime të ndryshme. Nitridi i silikonit i sinteruar me presion të gazit (GPPSN) është materiali më i përdorur për valvulat dhe komponentët e valvulave. Përveç rezistencës së tij mesatare, ai gjithashtu siguron fortësi dhe forcë të lartë, rezistencë të shkëlqyer ndaj goditjeve termike dhe stabilitet termik. Përveç kësaj, në mjedise me avull me temperaturë të lartë, Si3N4 është një zëvendësues i përshtatshëm për zirkoninë, i cili mund të parandalojë degradimin hidrotermik. Kur buxheti është i ngushtë, specifikuesi mund të zgjedhë karabit silikoni ose alumin. Të dy materialet kanë fortësi të lartë, por nuk janë më të ashpra se zirkonia ose nitridi i silikonit. Kjo tregon se materiali është shumë i përshtatshëm për aplikime të komponentëve statikë, si veshjet e valvulave dhe sediljet e valvulave, në vend të topave të valvulave ose disqeve që i nënshtrohen stresit më të madh. Krahasuar me materialet metalike të përdorura në aplikimet e valvulave të ashpra të shërbimit (përfshirë ferrokromin (CrFe), karabit tungsteni, Hastelloy dhe Stellite), materialet e avancuara qeramike kanë rezistencë më të ulët dhe forcë të ngjashme. Aplikacionet e rënda të shërbimit përfshijnë përdorimin e valvulave rrotulluese, të tilla si valvulat fluturuese, valvulat, valvulat e topit lundrues dhe valvulat e pranverës. Në aplikime të tilla, Si3N4 dhe zirkonia shfaqin rezistencë ndaj goditjes termike, qëndrueshmëri dhe forcë për t'u përshtatur me mjediset më të kërkuara. Për shkak të ngurtësisë dhe rezistencës ndaj korrozionit të materialit, jeta e shërbimit të pjesëve rritet disa herë në krahasim me pjesët metalike. Përfitime të tjera përfshijnë karakteristikat e performancës së valvulës gjatë jetës së saj, veçanërisht në zonat ku ajo ruan kapacitetin e mbylljes dhe kontrollin. Kjo është demonstruar në një aplikim ku një top 65 mm (2,6 in) kynar/RTFE dhe linja e valvulës ekspozohen ndaj acidit sulfurik 98% dhe ilmenitit, i cili po shndërrohet në pigment oksid titani. Natyra gërryese e mediave do të thotë se jeta e këtyre komponentëve mund të jetë deri në gjashtë javë. Sidoqoftë, përdorimi i veshjes së valvulës së topit të bërë nga Nilcra™ (Figura 1), e cila është një zirkon i poseduar me oksid magnezi i stabilizuar pjesërisht (Mg-PSZ), ka fortësi të shkëlqyer dhe rezistencë ndaj korrozionit dhe mund të ofrojë tre vjet shërbim të pandërprerë pa asnjë të dallueshme konsumohen. Në valvulat lineare, duke përfshirë valvulat këndore, valvulat e mbytjes ose valvulat e globit, për shkak të karakteristikave të "vulës së fortë" të këtyre produkteve, zirkonia dhe nitridi i silikonit janë të përshtatshëm për prizat e valvulave dhe sediljet e valvulave. Në mënyrë të ngjashme, alumini mund të përdoret për disa guarnicione dhe kafaze. Duke përputhur topat bluarëse në sediljen e valvulës, mund të arrihet një shkallë e lartë vulosjeje. Për veshjen e valvulave, duke përfshirë bërthamën e valvulës, hyrjen dhe daljen ose veshjen e trupit të valvulave, çdo një nga katër materialet kryesore qeramike mund të përdoret sipas kërkesave të aplikimit. Fortësia e lartë dhe rezistenca ndaj korrozionit të materialit u provuan të jenë të dobishme për sa i përket performancës së produktit dhe jetëgjatësisë së shërbimit. Merrni si shembull valvulën flutur DN150 të përdorur në rafinerinë australiane të boksitit. Përmbajtja e lartë e silicës në medium siguron një nivel të lartë konsumimi në rreshtimin e valvulave. Guarnicionet dhe disqet e përdorur fillimisht ishin bërë nga aliazh 28% CrFe dhe zgjatën vetëm tetë deri në dhjetë javë. Megjithatë, me valvulat e bëra nga zirkonia Nilcra™ (Figura 2), jetëgjatësia e shërbimit është rritur në 70 javë. Për shkak të qëndrueshmërisë dhe forcës së saj, qeramika funksionon mirë në shumicën e aplikacioneve të valvulave. Sidoqoftë, është ngurtësia dhe rezistenca e tyre ndaj korrozionit që ndihmojnë në rritjen e jetëgjatësisë së valvulës. Kjo nga ana tjetër redukton koston e të gjithë ciklit jetësor duke reduktuar kohën e ndërprerjes për pjesët zëvendësuese, duke reduktuar kapitalin qarkullues dhe inventarin, trajtimin minimal manual dhe duke përmirësuar sigurinë duke reduktuar rrjedhjet. Për një kohë të gjatë, aplikimi i materialeve qeramike në valvulat me presion të lartë ka qenë një nga problemet kryesore, sepse këto valvola i nënshtrohen ngarkesave të larta aksiale ose rrotulluese. Megjithatë, lojtarët kryesorë në këtë fushë tani po zhvillojnë modele të topave të valvulave për të përmirësuar mbijetesën e çift rrotullues lëvizës. Kufizimi tjetër kryesor është shkalla. Madhësia e sediljes më të madhe të valvulës dhe topit më të madh të valvulës (Figura 3) e prodhuar nga zirkonia pjesërisht e stabilizuar me oksid magnezi është përkatësisht DN500 dhe DN250. Megjithatë, shumica e specifikuesve aktualisht preferojnë qeramikë për komponentët nën këto madhësi. Megjithëse materialet qeramike tani janë provuar të jenë një zgjedhje e përshtatshme, duhet të ndiqen disa udhëzime të thjeshta për të maksimizuar performancën e tyre. Materialet qeramike duhet të përdoren fillimisht vetëm kur kostot duhet të mbahen në minimum. Qoshet e mprehta dhe përqendrimi i stresit duhet të shmangen si brenda ashtu edhe jashtë. Çdo mospërputhje e mundshme e zgjerimit termik duhet të merret parasysh gjatë fazës së projektimit. Për të reduktuar stresin e rrethit, qeramika duhet të mbahet jashtë, jo brenda. Së fundi, nevoja për toleranca gjeometrike dhe përfundimi i sipërfaqes duhet të merret parasysh me kujdes, pasi këto do të rrisin ndjeshëm kostot e panevojshme. Duke ndjekur këto udhëzime dhe praktika më të mira për përzgjedhjen e materialeve dhe koordinimin me furnitorët që në fillim të projektit, mund të arrihet një zgjidhje ideale për çdo aplikim të ashpër shërbimi. Ky informacion rrjedh nga materialet e ofruara nga Morgan Advanced Materials dhe është rishikuar dhe përshtatur. Morgan Advanced Materials-Technical Qeramics. (2019, 28 nëntor). Materiale qeramike të avancuara për aplikime shërbimi kërkuese. AZoM. Marrë nga https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305 më 7 korrik 2021. Morgan Advanced Materials-Technical Ceramics. "Materiale qeramike të avancuara për aplikime shërbimi të kërkuara". AZoM. 7 korrik 2021. . Morgan Advanced Materials-Technical Qeramics. "Materiale qeramike të avancuara për aplikime shërbimi të kërkuara". AZoM. https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. (Qasur më 7 korrik 2021). Morgan Advanced Materials-Technical Qeramics. 2019. Materiale qeramike të avancuara për aplikime shërbimi kërkuese. AZoM, parë më 7 korrik 2021, https://www.azom.com/article.aspx?ArticleID=12305. AZoM dhe drejtori menaxhues i Camfil në Mbretërinë e Bashkuar, David Moulton diskutuan zgjidhjet e kompanisë për filtrimin e ajrit dhe se si ato mund të ndihmojnë në ofrimin e një mjedisi më të sigurt pune për njerëzit në industrinë e ndërtimit. Në këtë intervistë, menaxheri i produktit AZoM dhe ELTRA Dr. Alan Klostermeier foli për analizën e shpejtë dhe të besueshme O/N/H të peshave të larta të mostrës. Në këtë intervistë, AZoM dhe Chuck Cimino, Menaxher i Lartë i Produkteve në Lake Shore Cryotronics, diskutuan përfitimet e sistemit të tyre të matjes së burimit të sinkronizimit M81. Zeus Bioweb™ është një teknologji që elektrizon PTFE në fibra polimer me diametra jashtëzakonisht të vegjël që variojnë nga nanometra në mikrometra. Softueri i analizës termike STARe i METTLER TOLEDO ofron fleksibilitet të jashtëzakonshëm dhe mundësi vlerësimi të pakufizuara.