Keraminis pataiso kompozicinis vamzdis
Skirtingai nuo integruotų keraminių vamzdžių ir lietinių keraminių kompozitinių vamzdžių, lopinio{0}}tipo keraminio pamušalo vamzdis pasižymi lanksčia konstrukcija, pritaikymu prie specialių vamzdžių jungiamųjų detalių, tokių kaip alkūnės ir trišakiai, patogus vietinis taisymas ir išskirtinis ekonomiškumas. Didelio-kietumo dalelių medžiagų, pvz., akmens anglių pelenų, mineralinių miltelių, šlako ir rūdos suspensijos, gabenimo-atstumais, tradiciniai besiūliai plieniniai vamzdžiai,-atsparių lydinių vamzdžiai ir guma{5}}apkalti vamzdžiai turi ryškių defektų, pvz., greitas sienų plonėjimas ir dažnas perforacijos nutekėjimas. Keraminiai kompozitiniai vamzdeliai efektyviai išsprendžia dujotiekio dilimo, erozijos ir vidutinės korozijos skausmo taškus. Šiame darbe išsamiai aprašoma keraminio kompozitinio vamzdžio struktūrinė sudėtis ir fizinės bei cheminės charakteristikos, lyginami jo diferencijuoti konkurenciniai pranašumai su kitais-atspariais nusidėvėjimui vamzdynais, išnagrinėtos visos-scenarijaus pramoninio pritaikymo sritys ir pagrindiniai statybos aspektai, analizuojamos tipinės gedimų priežastys ir prevencinės priemonės faktinėje eksploatacijoje bei prognozuojama rinkos plėtros tendencija, atsižvelgiant į techninio energijos taupymo ir vamzdynų suvartojimo mažinimą. birių medžiagų transportavimo įmonių, apsaugančių nuo nusidėvėjimo, transformacija.
Miltelių ir granuliuotų medžiagų transportavimo vamzdynai plačiai naudojami įvairiose pramonės šakose, įskaitant šiluminės energijos gamybą, anglies kasybą, metalurgiją, mineralų apdirbimą, cemento gamybą, chemijos pramonę ir kietųjų atliekų apdorojimą. Šiuose vamzdynuose esanti terpė daugiausiai veikiama kietųjų dalelių erozijos, skysčių plovimo, rūgščių{1}}bazinės terpės korozijos ir temperatūros svyravimų poveikio. Esant intensyviam dalelių šveitimo sąlygoms, įprasti anglies plieno vamzdynai per 3–12 mėnesių stipriai nusitrina, todėl vamzdžių sienelės perforuojasi, nuteka medžiaga, teršiama aplinka ir priverstinai išjungiami techninės priežiūros tikslais. Nors didelio -chromo ketaus vamzdžių atsparumas dilimui yra geresnis, didelis jų svoris sukelia didelį įtempimą vamzdynų atraminėms konstrukcijoms, apsunkina alkūnių ir specialios formos vamzdžių lenkimo procesą ir padidina bendras transformavimo išlaidas. Guminiai{8}}kompozitiniai vamzdžiai turi gerą smūgio buferio pajėgumą; tačiau esant aukštai temperatūrai ir aštriai pjaunant daleles, jie yra linkę senti, minkštėti ir atsiskirti, todėl jie netinkami aukštos -temperatūrų šlakams ir karštiems pelenams transportuoti. Integruoti sukepinto keraminio plieno kompozitiniai vamzdžiai pasižymi išskirtiniu atsparumu dilimui; nepaisant to, jų gamybą riboja ilgio ir vamzdžio skersmens apribojimai. Be to, atsiradus vietinei žalai, visas vamzdis turi būti pakeistas, o tai gali sukelti didelių medžiagų švaistymo. Siekiant pašalinti šiuos trūkumus, atsirado keraminis kompozitinis vamzdelis. Jame naudojamas modulinis keraminių plytelių pamušalo dizainas, kurį galima pritaikyti vietoje-tiesiems vamzdžiams, alkūnėms, reduktoriams, trišakiams ir kitoms sudėtingoms vamzdžių jungiamosioms detalėms, todėl galima tikslingai taisyti susidėvėjusius vamzdynus ir subalansuoti atsparumą dilimui, konstrukcijos lankstumą ir viso -ciklo naudojimo išlaidas. Pastaraisiais metais tai tapo pagrindiniu techniniu sprendimu, skirtu pramoniniams transportavimo vamzdynams nuo{17}}dėvėjimosi atnaujinti. Kompozicinių keraminių vamzdžių struktūrinė sudėtis ir pagrindinės medžiagos charakteristikos 2.1. Kompozicinės struktūros sudėtis Gaminys turi trijų sluoksnių sudėtinę struktūrą nuo išorės iki vidaus: išorinio plieno vamzdžio pagrindo, vidutinės aukštos{21}}temperatūrinės nusidėvėjimo{22}sluoksnio ir keraminio lipnumo sluoksnio. Išorinis plieninis vamzdis, pagamintas iš Q235 arba besiūlio plieno vamzdžio, atlaiko vamzdyno slėgį, išorines apkrovas ir suvirinimo agregatą, užtikrinantį bendrą vamzdyno konstrukcinį tvirtumą. Viduriniame lipniajame sluoksnyje naudojami specializuoti neorganiniai aukštos temperatūros klijai arba epoksidiniai struktūriniai klijai, skirti keraminiams lopams pritvirtinti prie plieninio vamzdžio, sugerti dalį dalelių smūgio energijos ir izoliuoti korozinę terpę nuo sąlyčio su plieno matrica. Vidinis pamušalas sudarytas iš įprastų kvadratinių, šešiakampių arba lanko{28}}apvalių aliuminio oksido keramikos dėmių (92 %/95 % aliuminio oksido pagrindinės klasės). Šešiakampiai keraminiai lopai yra išdėstyti laipsniškai, kad būtų išvengta tiesių pamušalo jungčių, išvengta srutų prasiskverbimo ir klijų nuvalymo. Dirbant su dideliu smūgiu, cirkonio oksido grūdinto aliuminio oksido (ZTA) keramikos pleistrai gali būti naudojami siekiant pagerinti anti-įtrūkimus.
2.2 Pagrindinės fizinės ir cheminės keraminio pamušalo savybės Aliuminio oksido keramikos pleistras pasižymi Moso kietumu iki 9, o tai yra žymiai didesnis nei kvarco rūdos, gumbų, lakiųjų pelenų ir kitų pernešamų dalelių, o atsparumas dilimui yra 20–30 kartų didesnis nei paprasto anglinio plieno ir 8 kartus didesnis nei mangano plieno. Keramikinis korpusas yra tankus, mažai poringas ir stiprus cheminis inertiškumas, atsparus korozijai nuo sieros rūgšties, druskos rūgšties, anglies suspensijos rūgštinio vandens ir šarminio pelenų vandens, netirpus ir nepabloginantis pamušalo. Keraminis pamušalas turi didelį paviršiaus lygumą ir mažą trinties koeficientą, todėl jis mažiau linkęs prilipti prie šlapių miltelių ir klampios srutos, todėl išvengiama vamzdyno užsikimšimo, kurį sukelia medžiagos pakabinimas ant sienos. Kalbant apie prisitaikymą prie temperatūros, įprasti klijuojami vamzdžiai gali stabiliai veikti nuo -30 laipsnių iki 180 laipsnių, o aukštoje{13}}temperatūros neorganiniai klijuojami kompozitiniai vamzdžiai gali būti naudojami ilgą laiką, žemesnėje nei 350 laipsnių temperatūroje, kad būtų galima transportuoti karštą šlaką ir aukštą dujų temperatūrą. Išsamūs keraminių kompozicinių vamzdelių taikymo privalumai
3.1 Itin ilgas eksploatavimo laikas ir maža visapusiška eksploatavimo kaina Esant identiškoms transportavimo sąlygoms, keraminių kompozitinių vamzdynų tarnavimo laikas siekia 5–8 metus, ty žymiai ilgesnis nei legiruotojo plieno vamzdžių ir guminių vamzdžių. Pagrindinis lopinio konstrukcijos privalumas yra galimybė iš dalies taisyti: pakeisti reikia tik keraminį lopą stipriai susidėvėjusioje alkūnės vietoje, nereikia pjauti ir keisti viso vamzdyno. Tai sumažina priežiūros išlaidas daugiau nei 70% ir žymiai sutrumpina priežiūros laiką, taip sumažinant ekonominius nuostolius, atsirandančius dėl gamybos sustabdymo. Nors pradinės investicijos yra didesnės nei įprastų plieninių vamzdžių, visos išlaidos, įskaitant medžiagų keitimo, priežiūros ir išjungimo nuostolius, per visą gyvavimo ciklą sumažėja daugiau nei 60 %.
3.2 Didelis pritaikomumas sudėtingoms vamzdžių jungiamosioms detalėms ir statybvietėje esančioms-sąlygoms. Integruoti keraminiai kompozitiniai vamzdžiai susiduria su iššūkiais gaminant itin-didelio skersmens vamzdžius ir specialios formos lenktus vamzdžius. Priešingai, keraminius pleistrus galima tiksliai nupjauti ir išdėstyti vietoje-, kad jie atitiktų alkūnių, išsišakojusių vamzdžių ir kūginių reduktorių vidinių sienelių kontūrus, o tai suteikia didelį lankstumą formuojant. Statybos procesas yra gerai-nustatytas, apimantis plieninio vamzdžio vidinės sienelės nuvalymą ir poliravimą, klijų užtepimą ir keraminių pleistrų klijavimą sukietėjimui ir formavimui. Šis metodas pašalina didelio masto mechaninio apdorojimo poreikį, todėl jis puikiai tinka senų vamzdynų renovacijos projektams gamyklose, kuriose statybų plotas yra ribotas.
3.3 Energijos efektyvumo, srauto stabilizavimo ir aplinkos apsaugos pranašumai Lygi keraminė vidinė sienelė sumažina vamzdyno transportavimo pasipriešinimą, todėl 8–15 % sumažėja ventiliatoriaus ir siurblio įrangos energijos sąnaudos, taip sutaupoma energijos perdavimo sistemoje. Dujotiekio nuotėkio nebuvimas apsaugo nuo medžiagų švaistymo ir žemės užteršimo, kurį sukelia pelenų ir rūdos srutų nuotėkis. Keraminis pamušalas nėra -toksiškas ir neužterštas-, todėl tinka spalvotųjų metalų mineralinėms žaliavoms transportuoti ir išvengti geležies užteršimo dėl plieninių vamzdžių susidėvėjimo.
3.4 Puikus anti-blokavimo efektyvumas Metaliniai ir guminiai vamzdžiai yra linkę į medžiagų sukibimą ir nuosėdų susidarymą, kai transportuojami didelės-drėgmės smulkūs anglies milteliai ir koncentruotos rūdos srutos. Tankus keraminis paviršius pasižymi silpnomis šlapių medžiagų adsorbcijos jėgomis, veiksmingai slopindamas sienų pleiskanojimą ir vamzdyno užsikimšimą bei sumažindamas dujotiekio valymo ir gilinimo operacijų dažnumą. Tipiški pramoninio pritaikymo scenarijai.
4.1 Šiluminės energetikos pramonė Tai yra brandžiausia pritaikymo sritis, kurioje keramikos antdėklai naudojami anglies miltelių transportavimo vamzdžiuose, lakiųjų pelenų sausųjų pelenų transportavimo vamzdynuose, šlako vandens suspensijos vamzdynuose, katilo nusierinimo srutų alkūnėse ir pelenų bunkerio jungiamuosiuose vamzdžiuose. Alkūnės yra labiausiai susidėvėję pelenų vamzdynų komponentai, o keraminių lopų apmušalų naudojimas gali visiškai išspręsti dažno perforavimo problemą elektrinių pelenų transportavimo alkūnėse.
4.2 Akmens anglių kasykla ir anglių chemijos pramonė Keraminiai lopų įdėklai naudojami požeminiuose anglies srutų vamzdynuose, uolienų užpildymo vamzdynuose ir žalios anglies plovimo srutų transportavimo vamzdynuose, prisitaikant prie drėgnos ir ėsdinančios požeminės darbo aplinkos ir atsparios kietųjų dalelių poveikiui bei požeminio vandens korozijai.
4.3 Metalurgija ir mineralų apdirbimas Šie įdėklai naudojami geležies rūdos koncentrato srutose, atliekų transportavimo vamzdynuose, plieno gamyklų aukštakrosnių šlako vandens vamzdynuose ir sukepinamų pelenų transportavimo vamzdynuose. Rūdos srutų transportavimui dideliais atstumais, keraminiai kompozitiniai vamzdžiai sumažina vamzdyno susidėvėjimą ir užtikrina nuolatinį koncentratoriaus veikimą.
4.4 Cementas ir naujos statybinės medžiagos Keraminiai pleistrai naudojami cemento žaliavinių miltų miltelių transportavimo vamzdynuose, klinkerio pelenų transportavimo alkūnėse ir vertikaliuose malūno šlako išleidimo vamzdynuose, sprendžiant dilimo problemą, kurią sukelia didelio{1}}kietumo cemento klinkeris ant dujotiekio sienelės.
4.5 Cheminis ir kietųjų atliekų apdorojimas Šie įdėklai naudojami korozinių cheminių rūdos srutų ir deginimo įrenginių lakiųjų pelenų transportavimo vamzdynuose, padidinant keramikos atsparumą korozijai, kad pailgėtų vamzdyno tarnavimo laikas. Įprasti gedimų režimai ir prevencinės optimizavimo priemonės Faktiškai veikiant, pagrindiniai keraminių kompozitinių vamzdžių gedimai yra keramikos įtrūkimai ir pamušalo pašalinimas, kurie dažniausiai siejami su ne-standartine statybos praktika ir netinkamu modelio parinkimu, o ne dėl pačios keraminės medžiagos defektų. Pirma, nuvalyti ir atsilupti gali atsirasti dėl nepilno rūdžių pašalinimo iš plieninio vamzdžio vidinės sienelės, konstrukcijos didelės-drėgmės aplinkoje arba dėl naudojimo, kai temperatūra viršija klijų atsparumo temperatūrai ribą. Optimizavimo priemonės apima šratinio srove, skirtą plieninių vamzdžių rūdijimui pašalinti, statybų atlikimą sausoje aplinkoje ir aukštos temperatūros neorganinių klijų parinkimą aukštos{7}} temperatūros darbo sąlygoms. Antra, keramikos lopinėlis gali suskilti dėl įprastos aliuminio oksido keramikos naudojimo alkūnėse, kurioms daromas didelis -smūgis, dėl kurio gali atsirasti trapūs įtrūkimai. Optimizavimas apima ZTA grūdintų keraminių pleistrų sukonfigūravimą stipriai paveiktoms pozicijoms ir laipsniško šešiakampio išdėstymo pritaikymą, kad būtų išsklaidytas smūginis įtempis. Trečia, vietinis koncentruotas susidėvėjimas gali atsirasti, kai dėl nepagrįsto pleistrų sujungimo siūlės išplaunamos sūkuriais. Optimizavimas apima nuožulnų keraminių plytelių naudojimą kraštams uždaryti, siekiant sumažinti srauto sūkurius.
5. Įprasti gedimų režimai ir prevencinės optimizavimo strategijos Faktiškai eksploatuojant pagrindiniai keraminių kompozitinių vamzdžių gedimai yra keramikos įtrūkimai ir pamušalo pašalinimas, daugiausia susiję su ne-standartine statybos praktika ir netinkamu modelio parinkimu, o ne dėl pačios keraminės medžiagos trūkumų. Pirma, deguonies pašalinimas ir lupimasis atsiranda dėl netinkamo rūdžių pašalinimo iš plieninių vamzdžių vidinės sienelės, konstrukcijos didelės-drėgmės aplinkoje ir dėl naudojimo, kai temperatūra viršija klijų šiluminės varžos ribą. Optimizavimo strategijos apima rūdžių pašalinimą iš plieninių vamzdžių šratinio srove, statybų atlikimą sausoje aplinkoje ir aukštos temperatūros neorganinių klijų parinkimą aukštos{6} temperatūros darbo sąlygoms. Antra, keramikos lopinėlis suskaidomas dėl įprastos aliuminio oksido keramikos naudojimo alkūnėse, kurias smarkiai veikia krintančios medžiagos, todėl susidaro trapūs lūžiai. Optimizavimas apima ZTA grūdintų keraminių lopų išdėstymą stipriai paveiktose vietose ir laipsniško šešiakampio išdėstymo pritaikymą, kad būtų išsklaidytas smūgio įtempis. Trečia, lokalizuotas koncentruotas susidėvėjimas atsiranda dėl neracionalaus pleistrų sujungimo, sukeliančio medžiagos sūkurinę eroziją prie siūlių. Optimizavimas apima nuožulnų keraminių plytelių naudojimą kraštams uždaryti, siekiant sumažinti srauto sūkurius.
6. Pramonės plėtros perspektyva ir išvados Atsižvelgiant į griežtus pramonės energijos suvartojimo, teršalų išmetimo ir saugios gamybos reikalavimus, sunkiosios pramonės įmonės turi didelę paklausą ilgai -tarnaujančių dilimui-atsparių vamzdynų, kad būtų sumažinta priežiūros ir nuotėkio rizika. Dėl lanksčios konstrukcijos ir mažo renovacijos sudėtingumo keraminiai kompozitiniai vamzdžiai yra pasirengę dar labiau padidinti savo rinkos dalį senų vamzdynų renovacijos srityje. Medžiagų lygmeniu, siekiant dar labiau sumažinti bendras kompozitinių vamzdžių sąnaudas, kuriamos mažos-kainos didelio-grynumo boksito keramikos žaliavos ir aukštoje-temperatūroje lankstūs konstrukciniai klijai. Be to, kuriami funkcionalūs kompozitiniai keraminiai pleistrai, kuriuose derinamas atsparumas dilimui ir antistatinės savybės, skirtos anglies dulkėms{9}}sprogimui atspariems vamzdynams. Apibendrinant galima pasakyti, kad keraminiai kompozitiniai vamzdžiai įveikia integruotų{11}}dėvėjimuisi atsparių vamzdžių apribojimus, susijusius su formos apdorojimu ir priežiūra, integruodami plieninių vamzdžių kietumą su puikiu aliuminio oksido keramikos atsparumu dilimui ir taip pasiūlydami ekonomišką{12}}nusidėvėjimo vamzdynų sprendimą. Nors pradinės investicijos į statybą yra didesnės nei įprastų plieninių vamzdžių, ilgesnio tarnavimo laiko, patogios priežiūros, energijos taupymo ir aplinkos apsaugos privalumai daro jį nepakeičiamu pritaikymu birių medžiagų transportavimo vamzdynuose. Ateityje tikimasi, kad ji taps standartine dėvėjimuisi atsparių vamzdynų transformavimo technologija šiluminės energijos, kasybos, metalurgijos ir kitose sunkiosios pramonės srityse, palengvinančia saugias, ekologiškas ir mažai anglies dioksido išskiriančias operacijas tradicinėse sunkiosios pramonės įmonėse.