Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације

Користимо колачиће да побољшамо ваше искуство. Ако наставите да претражујете ову веб страницу, слажете се са нашом употребом колачића. Више информација. Не постоји званична дефиниција озбиљне службе. Може се схватити као радни услови у којима су трошкови замене вентила високи или је капацитет обраде смањен. Постоји глобална потреба да се смање трошкови производње процеса како би се повећала профитабилност свих сектора који су укључени у лоше услове услуге. Они се крећу од нафте и гаса и петрохемије до нуклеарне енергије и производње електричне енергије, прераде минерала и рударства. Дизајнери и инжењери покушавају да остваре овај циљ на различите начине. Најприкладнији метод је да се повећа време непрекидног рада и ефикасност ефективном контролом параметара процеса (као што су ефективно гашење и оптимизована контрола протока). Оптимизација безбедности такође игра виталну улогу, јер смањење замене може довести до безбеднијег производног окружења. Поред тога, компанија ради на минимизирању инвентара опреме, укључујући пумпе и вентиле, и потребног одлагања. Истовремено, власници објеката очекују огроман помак у имовини. Као резултат тога, повећан капацитет обраде доводи до мањег броја цеви и опреме (али већег пречника) и мање инструмената за исти ток производа. Ово показује да поред тога што мора да буде већа за шири пречник цеви, једна компонента система такође треба да издржи продужено излагање тешким окружењима како би се смањила потреба за одржавањем и заменом током рада. Компоненте укључујући вентиле и кугле вентила морају бити робусне како би одговарале жељеној примени, али такође могу обезбедити дужи радни век. Међутим, главни проблем код већине апликација је тај што су метални делови достигли границу својих перформанси. Ово указује на то да дизајнери могу пронаћи алтернативе неметалним материјалима, посебно керамичким материјалима, за захтевне сервисне апликације. Типични параметри потребни за рад компоненти у тешким условима рада укључују отпорност на топлотни удар, отпорност на корозију, отпорност на замор, тврдоћу, чврстоћу и жилавост. Отпорност је кључни параметар, јер компоненте које су мање отпорне могу катастрофално да покваре. Жилавост керамичких материјала се дефинише као отпорност на ширење пукотина. У неким случајевима, може се измерити методом удубљења, што доводи до вештачки високих вредности. Употреба једностране урезане греде може обезбедити тачна мерења. Чврстоћа је повезана са жилавошћу, али се односи на једну тачку у којој материјал катастрофално пропада када се примени стрес. Обично се назива "модул руптуре" и мери се извођењем мерења чврстоће савијања у три или четири тачке на испитној шипки. Тест са три тачке даје вредност која је 1% већа од теста са четири тачке. Иако се тврдоћа може мерити разним скалама укључујући Роцквелл и Вицкерс, Вицкерсова скала микротврдоће је веома погодна за напредне керамичке материјале. Тврдоћа је директно пропорционална отпорности материјала на хабање. У вентилу који ради цикличном методом, замор је главни проблем због непрекидног отварања и затварања вентила. Замор је праг чврстоће, изнад којег ће материјал често пропасти испод своје нормалне чврстоће на савијање. Отпорност на корозију зависи од радног окружења и медијума који садржи материјал. У овој области, многи напредни керамички материјали имају предности у односу на метале, осим "хидротермалне деградације", која се дешава када су неки материјали на бази цирконија изложени пари високе температуре. Геометрија дела, коефицијент топлотног ширења, топлотна проводљивост, жилавост и чврстоћа су под утицајем топлотног удара. Ово је подручје погодно за високу топлотну проводљивост и жилавост, тако да метални делови могу ефикасно да функционишу. Међутим, напредак у керамичким материјалима сада обезбеђује прихватљив ниво отпорности на топлотни удар. Напредна керамика се користи дуги низ година и популарна је међу инжењерима поузданости, инжењерима постројења и дизајнерима вентила који захтевају високе перформансе и вредност. У складу са специфичним захтевима примене, постоје различите појединачне формулације погодне за широк спектар индустрија. Међутим, четири напредне керамике су од великог значаја у области вентила за тешке сервисе. Они укључују силицијум карбид (СиЦ), силицијум нитрид (Си3Н4), глиницу и цирконијум. Материјали вентила и кугле вентила се бирају у складу са специфичним захтевима примене. Два главна облика цирконија се користе у вентилима, од којих оба имају исти коефицијент топлотног ширења и крутости као челик. Магнезијум оксид делимично стабилизован цирконијум (Мг-ПСЗ) има највећу отпорност на топлотни удар и жилавост, док је итриј тетрагонални поликристални цирконијум (И-ТЗП) тврђи и јачи, али је подложан хидротермалној деградацији. Силицијум нитрид (Си3Н4) има различите формулације. Синтеровани силицијум нитрид под притиском гаса (ГППСН) је најчешће коришћени материјал за вентиле и компоненте вентила. Поред своје просечне жилавости, такође обезбеђује високу тврдоћу и чврстоћу, одличну отпорност на термички удар и термичку стабилност. Поред тога, у окружењима са високом температуром паре, Си3Н4 је погодна замена за цирконијум, који може спречити хидротермалну деградацију. Када је буџет мали, специфицатор може изабрати силицијум карбид или глиницу. Оба материјала имају високу тврдоћу, али нису чвршћа од цирконијума или силицијум нитрида. Ово показује да је материјал веома погодан за апликације статичких компоненти, као што су облоге вентила и седишта вентила, а не куглице вентила или дискови који су подложни већем напрезању. У поређењу са металним материјалима који се користе у апликацијама вентила за тешке услове (укључујући ферохром (ЦрФе), волфрам карбид, Хастеллои и Стеллите), напредни керамички материјали имају мању жилавост и сличну снагу. Тешке сервисне примене укључују употребу ротационих вентила, као што су лептир вентили, клинови, плутајући куглични вентили и опружни вентили. У таквим применама, Си3Н4 и цирконијум показују отпорност на топлотни удар, жилавост и снагу да се прилагоде најзахтевнијим окружењима. Због тврдоће и отпорности материјала на корозију, век трајања делова се повећава неколико пута у поређењу са металним деловима. Остале предности укључују карактеристике перформанси вентила током његовог животног века, посебно у областима где одржава свој капацитет затварања и контролу. Ово је демонстрирано у примени где су 65 мм (2,6 ин) вентил кинар/РТФЕ кугла и облога изложени 98% сумпорне киселине и илменита, који се претвара у пигмент титанијум оксида. Корозивна природа медија значи да животни век ових компоненти може бити и до шест недеља. Међутим, употреба обруба кугличних вентила које је направио Нилцра™ (слика 1), који је заштићени цирконијум делимично стабилизован магнезијум оксидом (Мг-ПСЗ), има одличну тврдоћу и отпорност на корозију, и може да обезбеди три године непрекидног рада без икаквог детектовања. хабање. У линеарним вентилима, укључујући угаоне вентиле, пригушне вентиле или глобусне вентиле, због карактеристика "тврдог заптивача" ових производа, цирконијум и силицијум нитрид су погодни за чепове вентила и седишта вентила. Слично, глиница се може користити за неке заптивке и кавезе. Поклапањем куглица за млевење на седишту вентила може се постићи висок степен заптивања. За облоге вентила, укључујући језгро вентила, улаз и излаз или облогу тела вентила, може се користити било који од четири главна керамичка материјала у складу са захтевима апликације. Висока тврдоћа и отпорност на корозију материјала су се показала корисним у погледу перформанси производа и века трајања. Узмите лептир вентил ДН150 који се користи у аустралској рафинерији боксита као пример. Висок садржај силицијум диоксида у медијуму обезбеђује висок ниво хабања облоге вентила. Заптивке и дискови који су првобитно коришћени били су направљени од 28% легуре ЦрФе и трајали су само осам до десет недеља. Међутим, са вентилима направљеним од Нилцра™ цирконија (Слика 2), животни век је повећан на 70 недеља. Због своје жилавости и чврстоће, керамика добро функционише у већини апликација вентила. Међутим, њихова тврдоћа и отпорност на корозију помажу да се продужи радни век вентила. Ово заузврат смањује трошкове целог животног циклуса смањујући време застоја за резервне делове, смањујући обртни капитал и залихе, минимално ручно руковање и побољшавајући безбедност смањењем цурења. Већ дуже време примена керамичких материјала у вентилима високог притиска представља један од главних проблема, јер су ови вентили подложни великим аксијалним или торзионим оптерећењима. Међутим, главни играчи у овој области сада развијају дизајн кугли вентила како би побољшали преживљавање обртног момента. Друго велико ограничење је обим. Величина највећег седишта вентила и највеће кугле вентила (слика 3) произведених од делимично стабилизованог цирконија са магнезијум оксидом је ДН500 и ДН250, респективно. Међутим, већина спецификација тренутно преферира керамику за компоненте испод ових величина. Иако је сада доказано да су керамички материјали прикладан избор, потребно је придржавати се неких једноставних смерница да би се максимизирале њихове перформансе. Керамичке материјале треба прво користити само када трошкове треба свести на минимум. Оштре углове и концентрацију напрезања треба избегавати како изнутра тако и споља. Свака потенцијална неусклађеност термичког ширења мора се узети у обзир током фазе пројектовања. Да би се смањио стрес на обручу, керамика се мора држати споља, а не унутра. Коначно, потребно је пажљиво размотрити потребу за геометријским толеранцијама и завршном обрадом површине, јер ће то значајно повећати непотребне трошкове. Пратећи ове смернице и најбоље праксе за одабир материјала и координацију са добављачима од почетка пројекта, може се постићи идеално решење за сваку оштру примену услуга. Ове информације су изведене из материјала које је обезбедио Морган Адванцед Материалс и прегледане су и прилагођене. Морган напредни материјали-техничка керамика. (2019, 28. новембар). Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације. АЗоМ. Преузето са хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305 7. јула 2021. Морган Адванцед Материалс-Тецхницал Церамицс. „Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације“. АЗоМ. 7. јула 2021. . Морган напредни материјали-техничка керамика. „Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације“. АЗоМ. хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305. (Приступљено 7. јула 2021.). Морган напредни материјали-техничка керамика. 2019. Напредни керамички материјали за захтевне сервисне апликације. АЗоМ, погледано 7. јула 2021, хттпс://ввв.азом.цом/артицле.аспк?АртицлеИД=12305. АЗоМ и генерални директор Цамфил-а у Великој Британији Давид Моултон разговарали су о решењима компаније за филтрирање ваздуха и како она могу помоћи да се обезбеди безбедније радно окружење за људе у грађевинској индустрији. У овом интервјуу, АЗоМ и ЕЛТРА менаџер производа др Алан Клостермајер су говорили о брзој и поузданој анализи О/Н/Х великих тежина узорака. У овом интервјуу, АЗоМ и Цхуцк Цимино, виши менаџер производа у Лаке Схоре Цриотроницс, разговарали су о предностима свог М81 система за мерење извора синхронизације. Зеус Биовеб™ је технологија која електроспрену ПТФЕ у полимерна влакна изузетно малих пречника у распону од нанометара до микрометара. МЕТТЛЕР ТОЛЕДО-ов софтвер за термичку анализу СТАРе пружа невероватну флексибилност и неограничене могућности евалуације.