کیفیت لوله سرامیکی مقاوم در برابر سایش & لوله سرامیکی آلومینا سازنده

محدودیت دمای بالایی پوشش‌های لوله آلومینا (که معمولاً از ورق‌های سرامیکی آلومینا به هم متصل شده تشکیل شده‌اند) توسط خود ورق‌های آلومینا تعیین نمی‌شود، بلکه توسط چسب آلی که ورق‌ها را به دیواره لوله متصل می‌کند، تعیین می‌شود. دمای عملیاتی طولانی‌مدت این چسب عموماً بین 150 درجه سانتی‌گراد و 200 درجه سانتی‌گراد است. چسب‌های آلی «ضعف مقاومت در برابر حرارت» پوشش‌های آلومینا هستند. ورق‌های سرامیکی آلومینا ذاتاً مقاومت بالایی در برابر حرارت دارند: ورق‌های سرامیکی آلومینا-آلفا که معمولاً در صنعت استفاده می‌شوند، نقطه ذوب 2054 درجه سانتی‌گراد دارند. حتی در محیط‌های با دمای بالا 1200-1600 درجه سانتی‌گراد، پایداری ساختاری و استحکام مکانیکی خود را حفظ می‌کنند و به طور کامل نیازهای اکثر سناریوهای صنعتی با دمای بالا را برآورده می‌کنند. با این حال، ورق‌های سرامیکی را نمی‌توان مستقیماً به دیواره داخلی لوله‌های فلزی «متصل» کرد و باید برای اتصال و تثبیت به چسب‌های آلی متکی بود. با این حال، ساختار شیمیایی و خواص مولکولی این چسب‌ها تعیین می‌کند که مقاومت آن‌ها در برابر دما بسیار کمتر از ورق‌های سرامیکی است.   اجزای اصلی چسب‌های آلی، پلیمرها (مانند رزین‌های اپوکسی، اکریلات‌های اصلاح‌شده و رزین‌های فنلی) هستند. هنگامی که دما از 150-200 درجه سانتی‌گراد فراتر رود، این پیوندهای کووالانسی به تدریج شکسته می‌شوند و باعث می‌شود پلیمر دچار «تخریب حرارتی» شود: ابتدا نرم می‌شود و چسبناک می‌شود و استحکام چسبندگی اولیه خود را از دست می‌دهد. افزایش بیشتر دما به بالای 250 درجه سانتی‌گراد منجر به کربنیزاسیون و شکنندگی بیشتر می‌شود و به طور کامل استحکام چسبندگی خود را از دست می‌دهد.   حتی «چسب‌های آلی مقاوم در برابر حرارت» که برای کاربردهای با دمای متوسط اصلاح شده‌اند (مانند رزین‌های اپوکسی اصلاح‌شده با پرکننده‌های معدنی) برای استفاده طولانی‌مدت به سختی می‌توانند از 300 درجه سانتی‌گراد فراتر روند و افزایش هزینه حاصله به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و استفاده از آن‌ها را در پوشش‌های لوله معمولی دشوار می‌کند. خرابی چسب به طور مستقیم منجر به فروپاشی سیستم پوشش می‌شود. در ساختار پوشش‌های لوله آلومینا، چسب‌ها نه تنها «اتصال‌دهنده» هستند، بلکه کلید حفظ یکپارچگی و پایداری پوشش نیز هستند. هنگامی که چسب به دلیل دمای بالا از کار بیفتد، یک سری مشکلات رخ خواهد داد:جدا شدن ورق سرامیکی:پس از نرم شدن چسب، چسبندگی بین ورق سرامیکی و دیواره لوله به شدت کاهش می‌یابد. تحت تأثیر ضربه سیال خط لوله (مانند جریان مایع یا گاز) یا لرزش، ورق سرامیکی مستقیماً جدا می‌شود و محافظت در برابر خوردگی و سایش خود را از دست می‌دهد. ترک خوردن پوشش:در طول تخریب حرارتی، برخی از چسب‌ها مولکول‌های کوچک گاز (مانند دی اکسید کربن و بخار آب) را آزاد می‌کنند. این گازها بین ورق سرامیکی و دیواره لوله به دام می‌افتند و فشار موضعی ایجاد می‌کنند و باعث می‌شوند شکاف بین ورق‌های سرامیکی باز شود و منجر به ترک خوردن کل پوشش شود. آسیب به خط لوله: هنگامی که پوشش جدا می‌شود یا ترک می‌خورد، سیال انتقال دهنده داغ (مانند مایع داغ یا گاز داغ) مستقیماً با دیواره لوله فلزی تماس پیدا می‌کند. این نه تنها خوردگی لوله را تسریع می‌کند، بلکه می‌تواند فلز لوله را به دلیل افزایش ناگهانی دما نرم کند و استحکام ساختاری کلی لوله را به خطر بیندازد. چرا یک راه‌حل اتصال مقاوم‌تر در برابر حرارت انتخاب نمی‌شود؟از دیدگاه فنی، روش‌های اتصال با مقاومت حرارتی بالاتر (مانند چسب‌های معدنی و جوشکاری) وجود دارد. با این حال، این راه‌حل‌ها محدودیت‌های قابل توجهی در کاربردهای پوشش لوله معمولی دارند و نمی‌توانند جایگزین چسب‌های آلی شوند: راه‌حل اتصال مقاومت در برابر دما محدودیت‌ها (برای پوشش‌های خط لوله معمولی مناسب نیست) چسب‌های آلی 150~300 درجه سانتی‌گراد (سرویس طولانی‌مدت) مقاومت در برابر دمای پایین، اما کم هزینه، مناسب برای ساخت و ساز و سازگار با اشکال پیچیده خط لوله (به عنوان مثال، لوله‌های آرنجی، لوله‌های کاهنده) چسب‌های معدنی 600~1200 درجه سانتی‌گراد استحکام چسبندگی کم، شکنندگی بالا و دمای بالا مورد نیاز برای پخت (300~500 درجه سانتی‌گراد) که مستعد ایجاد تغییر شکل در خطوط لوله فلزی است جوشکاری سرامیکی همان ورق‌های سرامیکی (1600 درجه سانتی‌گراد+) نیاز به شعله باز با دمای بالا برای جوشکاری دارد، دارای دشواری ساخت و ساز بسیار بالایی است، نمی‌تواند برای خطوط لوله نصب شده اعمال شود و هزینه آن بیش از 10 برابر چسب‌های آلی است   به طور خلاصه، چسب‌های آلی تعادل بهینه بین هزینه، سهولت ساخت و ساز و سازگاری را ارائه می‌دهند. با این حال، مقاومت حرارتی محدود آن‌ها، دمای عملیاتی طولانی‌مدت پوشش‌های لوله آلومینا را به حدود 200 درجه سانتی‌گراد محدود می‌کند.   دلیل اصلی اینکه پوشش‌های لوله آلومینا فقط می‌توانند دمای 200 درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند، عدم تطابق عملکرد بین ورق‌های سرامیکی مقاوم در برابر دمای بالا و چسب‌های آلی مقاوم در برابر دمای پایین است. برای برآورده کردن الزامات اتصال، هزینه و ساخت و ساز، چسب‌های آلی مقاومت در برابر حرارت را قربانی می‌کنند و به گلوگاه مقاومت در برابر حرارت برای کل سیستم پوشش تبدیل می‌شوند. اگر پوشش لوله نیاز به تحمل دمای بیش از 200 درجه سانتی‌گراد داشته باشد، باید چسب‌های آلی را به نفع لوله‌های سرامیکی آلومینا خالص (که به طور یکپارچه بدون لایه چسب پخته شده‌اند) یا لوله‌های کامپوزیت فلزی-سرامیکی کنار گذاشت، نه ساختار پوشش معمولی «ورق سرامیکی + چسب آلی».

در طول فرآیند تولید، مقدار زیادی از تجهیزات و لوله ها در معرض مواد با درجه حرارت بالا و سختی بالا (مانند سنگ آهن، سنگ فولاد، زغال سنگ خرد شده،و گازهای فرنی با دمای بالا) برای مدت طولانیضربه، فرسایش و سایش این مواد می تواند به شدت به تجهیزات آسیب برساند، طول عمر آن را کوتاه کند، نیاز به تعمیرات مکرر و قطع تولید دارد.پوشش های سرامیکی مقاوم به فرسایش، با مقاومت عالی در برابر فرسایش، مقاومت در برابر دمای بالا و ثبات شیمیایی، به طور موثر از تجهیزات مهم فولاد آسیاب محافظت می کنند،تبدیل شدن به یک ماده کلیدی برای کاهش هزینه های تولید و تضمین تولید مداوم. نقطه درد هسته فولاد: استفاده از تجهیزات برجستهفرسایش در فولادخانه ها عمدتاً از دو سناریو ناشی می شود که مستقیماً تقاضای سخت برای مواد مقاوم به فرسایش را تعیین می کند: استفاده از مواد ناشی از ضربه یا فرسایش:در حمل و نقل مواد خام (مانند کمربند های حمل و نقل و لوله ها) ، خرد کردن معدن و لوله های تزریق زغال سنگ کوره بالا،سنگ آهن سخت و ذغال سنگ خرد شده با سرعت بالا با دیوارهای داخلی تجهیزات برخورد یا لغزیدن، باعث رقیق شدن سریع فلز، سوراخ کردن و حتی سوراخ کردن می شود. فرسایش در دمای بالا و خوردگی شیمیایی:تجهیزات با دمای بالا، مانند تبدیل کننده های فولاد سازی، کاسه ها و کوره های بلند گرمنه تنها از لباس های فیزیکی ناشی از لاغری و مواد شارژ بلکه از اکسیداسیون در دمای بالا و خوردگی شیمیایی ناشی از فولاد ذوب شده و لاغری رنج می برد.مواد فلزی معمولی (مانند فولاد کربن و فولاد ضد زنگ) در دمای بالا کاهش شدید در سختی را تجربه می کنند و خیس شدن را 5-10 برابر تسریع می کنند. بدون پوشش های مقاوم در برابر فرسایش، میانگین عمر تجهیزات می تواند به 3-6 ماه کاهش یابد، که نیاز به زمان توقف مکرر برای تعویض قطعات دارد.این امر نه تنها هزینه های نگهداری (کار و قطعات جایگزین) را افزایش می دهد بلکه روند تولید مداوم را نیز مختل می کند، که منجر به از دست دادن ظرفیت قابل توجهی می شود. سناریوهای کاربردی کلیدی برای پوشش های سرامیکی مقاوم به لباس در کارخانه های فولاد تجهیزات مختلف دارای ویژگی های لباس پوشیدن متمایز هستند و نیاز به انواع خاص پوشش سرامیکی دارند (مانند سرامیک آلومینیوم بالا، سرامیک کربید سیلیکون و سرامیک کامپوزیت).سناریوهای کاربردی اصلی عبارتند از: سیستم های حمل مواد خام:هپر های کانویر کمربند، چترها و پوشش های سیلو نقطه درد:اثر ضربه و سست شدن ناشی از سقوط مواد عمده مانند سنگ معدنی و کوکس می تواند به راحتی منجر به سوراخ شدن هپر شود. راه حل:پوشش های سرامیکی با دیواره ضخیم (10-20 میلی متر) با آلومینیوم بالا، که با جوش و یا اتصال محکم شده اند، مقاومت در برابر ضربه و مقاومت در برابر فرسایش دارند. سیستم تزریق زغال سنگ کوره بلند: لوله های تزریق زغال سنگ، توزیع کنندگان ذغال سنگ خرد شده نقطه درد:زغال سنگ خرد شده با سرعت بالا (سرعت جریان 20-30 متر در ثانیه) باعث فرسایش و فرسایش می شود، که شدیدترین فرسایش در آرنج های لوله است و منجر به فرسایش و نشت می شود. راه حل:استفاده از لوله های سرامیکی با دیواره نازک (5-10 میلی متر) با دیواره داخلی صاف برای کاهش مقاومت و ضخامت آرنجکه منجر به عمر 3-5 سال می شود (در مقایسه با 3-6 ماه برای لوله های فولادی معمولی). تجهیزات فولاد سازی: فلو کنورتر، پوشه لودل، رولر گداخته مداوم نقطه درد:فرسایش زباله در دمای بالا (بیش از 1500 درجه سانتیگراد) و حمله شیمیایی منجر به انباشت زباله و فرسایش سریع در فوم می شود، که نیاز به پوشش لوله است که هم مقاوم به گرما و هم مقاوم به فرسایش باشد. راه حل:پوشش سرامیکی کربید سیلیکون مقاوم در برابر دمای بالا (1600 درجه سانتیگراد) مقاومت قوی در برابر فرسایش زباله را ارائه می دهد، فرکانس تمیز کردن زباله دود را کاهش می دهد و عمر لوله را افزایش می دهد. سیستم پاکسازی گرد و غبار/مصرف زباله های زباله: لوله های پاکسازی گرد و غبار و اجزای پمپ های مدفوعنقاط درد:غبار بار، گاز دود و خمیر با دمای بالا (از جمله ذرات slag فولاد) باعث فرسایش لوله ها و پمپ ها می شود و منجر به نشت می شود.راه حل:از یک پوشش کامپوزیت سرامیکی (سرامیک + زیربنای فلزی) استفاده می شود که مقاومت در برابر لباس و ضربه را برای جلوگیری از آسیب به تجهیزات ناشی از نشت رسوب فراهم می کند. مقایسه با مواد سنتی: پوشش های سرامیکی مقاوم در برابر فرسایش، اقتصاد بهتری را ارائه می دهند کارخانه های فولاد زمانی از مواد مقاوم به فرسایش سنتی مانند فولاد منگنز، سنگ ریخته شده و آلیاژ های مقاوم به فرسایش استفاده می کردند.شکاف های قابل توجهی در اقتصاد و عملکرد در مقایسه با پوشش های سرامیکی مقاوم به لباس وجود دارد.: نوع ماده مقاومت در برابر فرسایش (ارزش نسبی) مقاومت در برابر دمای بالا هزینه نصب و نگهداری میانگین عمر کل هزینه ( چرخه 10 ساله) فولاد کربن معمولی 1 (حوال) ضعیف (در 600 درجه سانتیگراد نرم می شود) کم 3 تا 6 ماه بسیار بالا (تغییر مکرر) فولاد منگنیز (Mn13) 5 تا 8 متوسط (در 800 درجه سانتیگراد نرم می شود) متوسط ۱ تا ۲ سال بالا (تعویض تعمیر منظم مورد نیاز است) سنگ ریخته ۱۰ تا ۱۵ خوبه بالا (شکستگی بالا، آسان برای ترک) 1.5 تا 3 سال نسبتا بالا (از دست دادن نصب بالا) پوشش سرامیکی مقاوم به فرسایش ۲۰ تا ۳۰ عالی (1200 تا 1600 درجه سانتیگراد) کم (حداقل نگهداری پس از نصب) 2 تا 5 سال کم (زندگی طولانی + حداقل نگهداری) در درازمدت، اگر چه هزینه خرید اولیه پوشش های سرامیکی مقاوم در برابر فرسایش بالاتر از فولاد منگنز و فولاد کربن است،طول عمر بسیار طولانی (3-10 برابر مواد سنتی) و نیازهای نگهداری بسیار کم می تواند هزینه کلی را 40 تا 60 درصد در طول یک چرخه 10 ساله کاهش دهد، در حالی که همچنین از از دست دادن تولید ناشی از خرابی تجهیزات جلوگیری می کند (از دست دادن توقف تولید یک روز برای کارخانه فولاد می تواند به میلیون ها یوان برسد). کارخانه های فولاد از پوشش های سرامیکی مقاوم در برابر فرسایش استفاده می کنند و از مقاومت بالای آنها در برابر فرسایش، مقاومت در برابر دمای بالا و ویژگی های نگهداری کم برای حل مشکلات فرسایش تجهیزات اصلی استفاده می کنند.در نهایت، این رویکرد به سه هدف اصلی برای افزایش عمر تجهیزات، کاهش هزینه های نگهداری و تضمین تولید مداوم می رسد.با پیشرفت در تکنولوژی تولید سرامیک (مانند هزینه پایین، سرامیک های آلومینیوم خالص و پوشش های کامپوزیت سرامیک فلزی) ، کاربرد آنها در فولادخانه ها همچنان در حال گسترش است.که آنها را به یک ماده کلیدی برای کاهش هزینه ها و افزایش بهره وری در صنعت فولاد مدرن تبدیل می کند.

قیمت آرنج های سرامیکی مقاوم به فرسایش تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار می گیرد، به شرح زیر: عوامل مهم: نوع مواد سرامیکی:قیمت ها بین انواع مختلف مواد سرامیکی به طور قابل توجهی متفاوت است. به عنوان مثال، سرامیک با کیفیت بالا، مانند سرامیک آلومینیوم با پاکیزه بالا،به دلیل عملکرد برتر آنها نسبتا گران هستنددر حالی که مواد سرامیکی معمولی ارزان تر هستند. کیفیت مواد اولیه:مواد پایه ی آرنج های سرامیکی مقاوم در برابر فرسایش معمولا از فولاد کربن، فولاد ضد زنگ یا فولاد آلیاژ ساخته شده است.فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژ با توجه به عملکرد برتر آنها گران تر از فولاد کربن هستند.   فاکتورهای فرآیند تولید: پیچیدگی فرآیند:فرآیندهای تولید رایج شامل ریخته گری، جعل و جوش است. ریخته گری نسبتا ساده، کم هزینه و قیمت محصول نیز نسبتا کم است. جعل و جوش فرآیندهای پیچیده ای هستند،نیاز به الزامات فنی بالا دارند و گران تر هستند. کاربردهای فرآوری ویژه:ریختن دقیق می تواند دقت ابعاد و سطح آرنج را بهبود بخشد و در نتیجه مقاومت در برابر لباس و بهره وری تحویل مایع را افزایش دهد و منجر به افزایش قیمت شود.علاوه بر این، محصولات که تحت فرایندهای ویژه مانند درمان حرارتی قرار می گیرند می توانند عملکرد را افزایش دهند و قیمت های بالاتر را داشته باشند.   عوامل اندازه:قطر لوله های بزرگتر و دیواره های ضخیم تر به مواد بیشتری نیاز دارند و بنابراین هزینه بیشتری دارند.که به طور کلی گران تر از قطر کوچکتر است.آرنج های دارای دیوارهای ضخیم تر نیز گران تر هستند. اندازه ها یا زاویه های غیر استاندارد اغلب نیاز به سفارشی سازی دارند که هزینه های اضافی را متحمل می شود و قیمت را افزایش می دهد.   عوامل بازار:عرضه و تقاضا: هنگامی که تقاضا در بازار قوی است، قیمت ها ممکن است افزایش یابد؛ هنگامی که عرضه در بازار فراوان است، قیمت ها ممکن است نسبتا ثابت یا حتی کاهش یابد.تقاضا زیاد برای آرنج های مقاوم در صنایع معدن و سیمان می تواند قیمت ها را افزایش دهد.   تفاوت های منطقه ای:هزینه های تولید در هر منطقه متفاوت است. مناطق توسعه یافته اقتصادی هزینه های نیروی کار و مواد بیشتری دارند که منجر به افزایش قیمت آرنج های مقاوم در اثر فرسایش می شود.مناطق با هزینه های تولید پایین تر قیمت های پایین تری را ارائه می دهند.   عوامل برند و خدمات:مارک های معروف در کنترل کیفیت، خدمات پس از فروش و تضمین محصولات، مزایای بیشتری دارند که منجر به افزایش قیمت می شود.خدمات پس از فروش خوب باعث افزایش هزینه های کسب و کار می شود و همچنین می تواند منجر به افزایش قیمت شود.   عوامل خرید:عوامل خرید: مقدار خرید:خرید انبوه معمولاً منجر به قیمت های مناسب تر می شود و هرچه مقدار خرید بیشتر باشد، قیمت واحد ممکن است پایین تر باشد. همکاری:مشتریانی که با تامین کنندگان همکاری طولانی مدت دارند ممکن است از قیمت ها و خدمات بهتر بهره مند شوند، در حالی که مشتریان جدید ممکن است مجبور به پرداخت قیمت های بالاتر باشند. عوامل حمل و نقل:آرنج های سرامیکی مقاوم به فرسایش معمولاً سنگین و شکننده هستند و در طول حمل و نقل نیاز به مراقبت ویژه دارند و منجر به هزینه های حمل و نقل بالا می شوند.فاصله حمل و نقل نیز بر کل هزینه تاثیر می گذاردهرچه فاصله بیشتر باشد، هزینه حمل و نقل بالاتر است، که به نوبه خود منجر به افزایش قیمت محصولات می شود.