Keramische oplossingen voor extreme omstandigheden: casestudies in betrouwbaarheid

Industriële keramiek is de ideale oplossing voor toepassingen waar temperatuur, corrosie of slijtage conventionele materialen vernietigen. Hier zijn drie problemen uit de praktijk die ze oplossen.

• Uitdaging: Stalen slurry pompliners en slijtplaten in de mineralenverwerking slijten in 2-3 maanden, wat frequente stilstand veroorzaakt.
• Keramische oplossing: Alumina (90-99,5%) of ZTA tegels gebonden aan metalen rug.
• Resultaat: Levensduur verlengd tot 2-3 jaar. De hoge hardheid van alumina is bestand tegen snijden door schurende deeltjes, waardoor de onderhoudskosten met meer dan 70% worden verlaagd.

• Uitdaging: Metalen klepzittingen en pompdichtingen in zuurverwerkingssystemen corroderen snel, wat leidt tot lekkages en veiligheidsrisico's.
• Keramische oplossing: Reactie-gebonden siliciumcarbide (SiC) mechanische afdichtingen en trim.
• Resultaat: SiC is inert voor bijna alle zuren (behalve HF) en sterke alkaliën. De levensduur van de afdichting neemt toe van 6 maanden tot 5+ jaar, waardoor ongeplande stilstand en lekkage worden geëlimineerd.

• Uitdaging: Vliegas in kolengestookte boilers veroorzaakt extreme erosieve slijtage aan pijpleboogstukken, ventilatorbladen en brandermondstukken gemaakt van speciale legeringen.
• Keramische oplossing: Siliciumnitride (Si₃N₄) of fused-cast alumina componenten.
• Resultaat: Deze keramieken behouden hun sterkte en zijn bestand tegen erosie bij temperaturen boven 1000°C. De levensduur van componenten neemt toe met 5-10x, waardoor de efficiëntie en beschikbaarheid van de boiler worden verbeterd.

Hoewel de initiële eenheidskosten van een keramisch onderdeel vaak hoger zijn dan die van een metalen equivalent, zijn de Totale eigendomskosten bijna altijd lager. TCO omvat:

• Initiële onderdeelkosten
• Installatie arbeid
• Frequentie van vervanging
• Kosten van ongeplande stilstand
• Productverlies (bijv. door lekkages)

Belangrijkste conclusie: De meest succesvolle keramische implementaties beginnen met een faalanalyse van het huidige onderdeel en een TCO-berekening. Dit verschuift de discussie van stuksprijs naar langetermijnwaarde en systeem betrouwbaarheid.