Augstas temperatūras materiāls

TātadAugstas temperatūras blīves... Cilvēki bieži domā, ka šeit viss ir vienkārši - jūs lietojat materiālu ar augstu kušanas punktu. Bet šis nepareizais priekšstats, diezgan izplatīts, un es to vairākkārt saskāros. Tikai augsta temperatūra ir tikai viens no faktoriem. Ir svarīgi ņemt vērā daudzus citus parametrus: mehāniskās īpašības, ķīmiskā izturība, savietojamība ar citām sastāvdaļām, kā arī darbības apstākļi. Pieredze liecina, ka pareizā materiāla izvēle ir integrēta pieeja, nevis tikai “karstākā” meklēšana.

Kāpēc ne vienmēr ir pietiekami kušanas temperatūra?

Viss sākas ar izpratniAugstas temperatūras blīvesViņi strādā ne tikai maksimālā temperatūrā, bet arī temperatūras diapazonā. Un šis diapazons var ievērojami atšķirties. Materiāls var lieliski izturēt maksimālās slodzes, bet, ja pastāvīgs darbs ir nedaudz zemāks par temperatūru, zaudē savas īpašības, piemēram, elastību un galu galā - necaurlaidību. Turklāt ne visi materiāli, kas izturas ar augstu temperatūru, cikliskās temperatūras ietekmes apstākļos izturas vienlīdz labi. Tas nopietni ietekmē kalpošanas laiku.

Piemēram, kad mēs strādājām ar augstas temperatūras krāsnīm, mēs sākotnēji uzskatījām par grafīta blīvi. Grafīta kausēšanas punkts, protams, ir milzīgs. Bet grafīts lielā ātrumā un skābekļa klātbūtnē sāk sabrukt, zaudējot saķeri ar virsmu. Adhēzijas zudums ir tiešs ceļš uz noplūdēm. Tā rezultātā mēs atteicāmies no grafīta un pārslēdzāmies uz dārgāku, bet stabilāku materiālu darbojošos, augstas temperatūras fluoroplastā.

Kādus materiālus visbiežāk izmanto un kādos gadījumos?

Ja mēs runājam par parastiem materiāliem, vadošās pozīcijas ieņem: keramikas materiāli (īpaši silīcija karbīds, karbīda bors), uz karstumu izturīgi fluoroplasti (PTFE, PFA, FEP), kompozītmateriāli, kuru pamatā ir keramika un polimēri, kā arī daži īpašie metāli un to aloņi. Izvēle ir atkarīga no konkrētiem uzdevumiem.

Piemēram, ļoti augstā temperatūrā (virs 1500 ° C) gandrīz vienmēr tiek izmantotas keramikas blīves. Viņiem ir lieliska termiskā izturība un ķīmiskā inerce. Bet keramika ir trausla, tāpēc to bieži apvieno ar polimēru matricām, lai palielinātu mehānisko izturību. Gadījumos, kad ir svarīga ķīmiska izturība pret agresīvu vidi, ir vēlams izmantot fluoroplastus. Tie labi darbojas plašā temperatūras diapazonā un nav pakļauti daudzām ķīmiskām vielām.

Pieredze ar saliktiem materiāliem: plusi un mīnusi

Pēdējos gadosSaliktie materiāliTērauds ir ļoti populārs. Tie ļauj jums apvienot dažādu materiālu priekšrocības - keramikas augstu temperatūru un ķīmisko izturību ar polimēru elastīgumu un mehānisko izturību. Mēs tos izmantojām vienā no mūsu augstas temperatūras sūkņu attīstību. Tā rezultātā viņi saņēma blīvi, kas izturas ar augstu temperatūru, spiedienu un agresīviem šķidrumiem.

Tomēr kompozītmateriāliem netiek atņemti trūkumi. Tie ir dārgāki nekā tradicionālie materiāli, un to ražošanas process ir sarežģītāks. Turklāt ne vienmēr ir viegli paredzēt to izturību, it īpaši sarežģītos darbības apstākļos. Ja saliktā matrica nav pareiza, varat iegūt blīvi, kas tiek ātri deformēts vai iznīcināts.

Kas ir svarīgi ņemt vērā, izvēloties? Mehāniskās īpašības un savietojamība

Papildus temperatūrai un ķīmiskajai izturībai ir svarīgi apsvērt materiāla mehāniskās īpašības. Blīvei jābūt pietiekami stiprai, lai izturētu spiedienu un kravas, kā arī pietiekami elastīgu, lai nodrošinātu cieši pieguļošu virsmām. Mēs nedrīkstam aizmirst par materiāla savietojamību ar citām sistēmas sastāvdaļām. Daži materiāli var reaģēt ar citiem materiāliem, izraisot koroziju vai citus defektus.

Piemēram, ja augstas temperatūras polimērs saskaras ar dažiem metāliem, var rasties dielektriska izlāde, kas sabojā blīvi un sistēmu kopumā. Tāpēc ir rūpīgi jāizpēta materiālu savietojamība un, ja nepieciešams, jāizmanto īpaši pārklājumi vai izolatori.

Kļūdas, no kurām vajadzētu izvairīties

Visizplatītākā kļūda ir materiāla izvēle tikai ar tā kušanas punktu, neņemot vērā citus faktorus. Viņi arī bieži pieļauj kļūdu, izvēloties lētāko materiālu, neņemot vērā tā izturību un uzticamību. Vēl viena kļūda ir nepareiza blīves uzstādīšana. Nepareiza uzstādīšana var izraisīt priekšlaicīgu nodilumu un noplūdi.

Mūsu praksē bija gadījumi, kad viņi izvēlējās materiālu, kas labi darbojās laboratorijā, bet reālos darbības apstākļos tas tika ātri iznīcināts. Iemesls bieži bija nepareiza materiāla uzstādīšana vai nesaderība ar citām sistēmas sastāvdaļām. Tāpēc pirms materiāla izvēles vienmēr ir ieteicams veikt testēšanu reālos darbības apstākļos.

Grunts līnija: blīves augstai temperatūrai ir delikāts uzdevums

Izvēlesiltuma izturīgi materiāli- Šis ir atbildīgs uzdevums, kas prasa dziļas zināšanas un pieredzi. Nav iespējams paļauties tikai uz teorētiskiem datiem - ir jāņem vērā reālie darbības apstākļi un pārbaude. Tas ir vienīgais veids, kā izvēlēties blīvi, kas ilgstoši kalpos.