In vielen Industriesektoren stehen Rohrleitungssysteme mit häufigen Problemen wie Verschleiß und Korrosion, die die Lebensdauer der Pipeline und die Stabilität der Systemstabilität stark beeinflussen. Keramische Stahlrohre, die mit SIC -Spezialkeramik mit ihrer überlegenen Leistung gesäumt sind, sind eine ideale Lösung für diese Probleme und revolutionieren industrielle Rohrleitungsanwendungen.

I. Materialeigenschaften von SIC -Keramikauskleidungen

(I) hohe Härte und ausgezeichnete Verschleißfestigkeit

Die SIC -Keramik hat eine MOHS -Härte von 9,5, die nur für Diamond und die höchste unter allen Oxiden ist. Die Mikrohärte, HV 2500-3000, liefert Rohre mit beispiellose Verschleißfestigkeit. In Bergbau, Stromerzeugung, Metallurgie und anderen Anwendungen, die den Transport von körnigen Materialien mit hoher Härte beinhalten, wie z. SIC-Keramik-Fabriken widerstehen jedoch effektiv der Materialerosion, die ihre Lebensdauer erheblich erweitern und den Verschleiß im Vergleich zu normalen Stahlrohren um über 90% verringern.

(2) ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit

Aus chemischer Sicht besteht SIC aus Silizium (SI) und Kohlenstoff (C), die ein stabiles dreidimensionales Netzwerk durch kovalente Bindungen mit hoher Energienbindungen bilden (Bond-Energie 318 kJ/mol). Die chemische Stabilität überschreitet weit über die von Metallen (Metallbindungssenergie 50-200 kJ/mol). Seine Oberflächenenergie beträgt bis zu 25-40 mj/m² (Edelstahl hat eine Oberflächenenergie von ungefähr 1000 mj/m²), was es für ätzende Medien schwierig macht, sich an und eindringen zu lassen. Ob starker Säuren (wie Schwefelsäure und Salzsäure) und starke Basen (wie Natriumhydroxid) in der chemischen Industrie oder mit hohen Temperaturmolzen und korrosiven Gasen in der metallurgischen Industrie weiterhin stabil. Sein Korrosionsbeständigkeit ist mehr als 10 -mal stärker als der von Edelstahl, wodurch Pipeline -Lecks aufgrund von Korrosion und der Gewährleistung der Produktionssicherheit und -kontinuität effektiv verhindert werden.

(3) ausgezeichnete Hochtemperaturwiderstand

SIC-Keramik funktioniert in Hochtemperaturumgebungen außergewöhnlich gut. Sie können stabil und für lange Zeiträume innerhalb eines Temperaturbereichs von -50 ° C bis 1600 ° C arbeiten. Wenn die Temperatur 800 ° C überschreitet, bildet eine Oxidationsreaktion eine dichte SiO₂ -Glasschicht auf der Oberfläche (Reaktionsformel: SIC + 2O₂ → SiO₂ + Co₂ ↑). Die Dicke beträgt ungefähr 1-5 μm. Dieser Oxidfilm fungiert als "thermischer Schild", wodurch die weitere Sauerstoffdiffusion wirksam blockiert und die Oxidationsrate verringert wird (<0,01 mm/Jahr gemäß ASTM G54 -Test). Es behält auch die Stabilität der Keramikstruktur bei, wodurch der normale Betrieb der Pipeline unter hohen Temperaturbedingungen gewährleistet ist und die Anforderungen der Hochtemperaturindustrien wie Stahlschmelz und Glasherstellung entspricht.

(Iv) hohe thermische Leitfähigkeit und niedriger thermischer Expansionskoeffizient

SIC-Keramik haben eine thermische Leitfähigkeit von 120 bis 200 W/(M ・ K), wodurch eine schnelle Wärmeübertragung, eine gleichmäßige Temperaturverteilung innerhalb der Pipeline und die Verhinderung lokalisierter Überhitzung ermöglicht werden. Gleichzeitig beträgt sein Wärmeleitungskoeffizient ungefähr 4,5 × 10 °/, nur etwa die Hälfte der von Stahl. Dies verleiht dem Rohr einen ausgezeichneten thermischen Stoßwiderstand und ermöglicht es, häufigen schnellen Kühl- und Heizzyklen zu standhalten. Es ist weniger anfällig für Riss- und Abbrüche aufgrund von Wärmespannungen bei drastischen Temperaturschwankungen, was es für Prozesse geeignet ist, die großen Temperaturschwankungen wie dem Start und der Abschaltung von Kraftpflanzenkesseln ausgesetzt sind.

Ii. Strukturdesign von SIC -Auskleidungen für Keramikstahlrohre

(I) Verbundstruktur

Die SIC -Auskleidungen für Keramikstahlrohre verwenden eine Verbundstruktur, die aus einer "SIC -Keramikschicht - Übergangsschicht - Stahlmatrix" besteht. Die innere sic -Keramikschicht setzt sich direkt der materiellen Erosion und Korrosion aus und nutzt ihren Verschleiß und die Korrosionsbeständigkeit. Die Zwischenübergangsschicht besteht typischerweise aus Materialien wie Cermets, deren Zusammensetzung und Struktur die Eigenschaften sowohl der Keramik als auch der Metalle kombinieren. Dies puffert effektiv die Spannung, die durch den Unterschied der thermischen Expansionskoeffizienten zwischen der Keramikschicht und dem Stahlsubstrat erzeugt wird, wodurch die Bindung zwischen den beiden gestärkt wird und verhindert wird, dass die Keramikschicht aufgrund von Temperaturschwankungen oder mechanischer Auswirkungen abfällt. Das äußere Stahlsubstrat liefert die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit für die Rohrleitung, stand den externen Druck und die mechanischen Kräfte während der Installation und des Transports, wodurch die allgemeine strukturelle Stabilität der Pipeline gewährleistet ist.

(Ii) Herstellungsprozess sorgt für die strukturelle Stabilität

Die Herstellungsprozesse für Mit Keramik ausgekleidete Rohre sind vielfältig und raffiniert. Zum Beispiel beinhaltet das Reaktionssintern zuerst einen kohlenstoffhaltigen Blanken mit geschmolzenem Silizium. Das Silizium und der Kohlenstoff reagieren auf SIC, das die Poren füllt und eine feste Keramikschicht bildet. Diese Methode ist kostengünstig und geeignet für die Herstellung von groß angelegten und komplexen Komponenten. Druckloses Sintern verwendet hochpuriges Submikron-Silizium-Carbidpulver, mit Sinterhilfen wie Bor und Kohlenstoff und in einer inerten Atmosphäre bei Temperaturen über 2100 ° C gesungen. Dies erzeugt einen nahezu vollständig dichten, mikrostrukturell einheitlichen Sinterkörper, der die Keramikleistung erheblich verbessert. Während des Verbundprozesses werden heiße Pressen und heiße isostatische Pressen verwendet, um die Schichten eng zu verbinden, um die strukturelle Integrität und Stabilität zu gewährleisten.

III. Bewerbungsbereiche und Vorteile

(I) Bergbauindustrie

Beim Bergbau unterliegen Tailings, die Pipelines übertragen, einer langfristigen Erosion und dem Verschleiß von hoher Konzentration mit hoher Härte. Die Verwendung von mit SIC-Keramik ausgekleideten Rohren reduziert die Verschleißrate erheblich, wodurch die Lebensdauer der Rohre auf das 5-10-fache der gewöhnlichen Stahlrohre verlängert wird, wodurch die Häufigkeit von Rohrersatz und Wartungskosten verringert und die kontinuierliche Minenproduktion sichergestellt wird. Darüber hinaus kann seine Korrosionsbeständigkeit dem potenziellen Vorhandensein saurer Substanzen in der Aufschlämmung standhalten, was die Korrosion und Perforation der Rohre verhindert und die Risiken der Umweltverschmutzung mildern.

(Ii) Stromindustrie

Pulverisierter Kohletransport: In Kraftwerken fließt pulverisierte Kohleflüsse bei hohen Geschwindigkeiten innerhalb der Rohre, was zu schweren Verschleiß an den Rohrwänden führt. SIC -Keramikauskleidungen mit ihrer hohen Härte und ihrer glatten Oberfläche reduzieren den Verschleiß an den durch pulverisierten Kohle verursachten Verschleiß effektiv, minimieren Leckagen und Reparaturen, die durch Verschleiß verursacht werden, die pulverisierte Kohlevermittlungseffizienz verbessert und eine stabile Kohleversorgung für Kraftwerkskessel sicherstellen.

Asche und Schlackeausfluss: Asche und Schlacke enthalten eine große Anzahl scharfer Partikel und sind etwas ätzend. Mit mit Keramik ausgekleidete Rohre können Erosion und Korrosion von Asche und Schlacke standhalten, um den langfristigen stabilen Betrieb des Asche- und Schlackenentladungssystems zu gewährleisten, die Ausfallraten der Geräte zu senken und die allgemeine wirtschaftliche Effizienz von Kraftwerksbetrieb zu verbessern.

(Iii) Metallurgische Industrie

Hochofenkohleeinspritzung: Die hohe Temperatur und hohe Geschwindigkeit des pulverisierten Kohlegasstroms verursachen erhebliche Verschleiß und Riss an Kohleeinspritzrohren. Mit mit Keramik ausgekleidete Rohre behalten eine hohe Härte und eine Verschleißfestigkeit in Hochtemperaturumgebungen, um stabile Kohlevermittlung zu gewährleisten, um eine glatte Blastofen-Eisenherstellung zu gewährleisten, die Abschaltungen des Hochsofens aufgrund von Rohrverschleiß zu verringern und die Produktionseffizienz zu verbessern.

Schlackenförderung: Schlacke ist heiß, hart und ätzend, was es für normale Rohre schwer macht, ihm standzuhalten. Die hohe Temperatur-, Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit von mit Keramik gefütterten SIC-Fabriken macht sie zu einer idealen Wahl für die Schlacke, die die Lebensdauer der Rohrleitungen effektiv verlängert und die Produktionskosten senkt. (Iv) Chemische Industrie

In der chemischen Produktion transportieren Pipelines häufig korrosive Medien wie starke Säuren, starke Basen und organische Lösungsmittel. Die chemische Stabilität von SIC -Keramikauskleidungen ermöglicht es ihnen, der Erosion dieser Medien standzuhalten, die Pipeline -Korrosion und -seckung zu verhindern, die Sicherheit der chemischen Produktion zu gewährleisten und die durch den Austausch von Rohrleitungen verursachten Produktionsverluste zu verringern. SIC-Keramikauskleidungen werden in der Chlor-Alkali-Industrie, der Düngemittelproduktion, Petrochemikalien und anderen Feldern häufig eingesetzt.