Các giải pháp gốm cho điều kiện cực đoan: Nghiên cứu trường hợp về độ tin cậy

Gốm sứ công nghiệp là giải pháp phù hợp cho các ứng dụng trong đó nhiệt độ, sự ăn mòn hoặc mài mòn phá hủy các vật liệu thông thường. Dưới đây là ba vấn đề trong thế giới thực mà họ giải quyết được.

• Thử thách:Các ống lót và tấm lót bơm bùn bằng thép trong quá trình chế biến khoáng sản bị mòn sau 2-3 tháng, gây ra thời gian ngừng hoạt động thường xuyên.
• Giải pháp gốm sứ: Gạch Alumina (90-99,5%) hoặc ZTAliên kết với lớp nền kim loại.
• Kết quả:Tuổi thọ sử dụng kéo dài đến2-3 năm. Độ cứng cao của alumina chống lại sự cắt bởi các hạt mài mòn, giảm chi phí bảo trì hơn 70%.

• Thử thách:Đế van bằng kim loại và vòng đệm bơm trong hệ thống xử lý axit bị ăn mòn nhanh chóng, dẫn đến rò rỉ và gây nguy hiểm về an toàn.
• Giải pháp gốm sứ: Cacbua silic liên kết phản ứng (SiC)con dấu cơ khí và trang trí.
• Kết quả:SiC trơ với hầu hết các axit (trừ HF) và kiềm mạnh. Tuổi thọ con dấu tăng từ6 tháng đến hơn 5 năm, loại bỏ việc ngừng hoạt động và rò rỉ ngoài kế hoạch.

• Thử thách:Tro bay trong nồi hơi đốt than gây ra sự ăn mòn cực độ ở khuỷu ống, cánh quạt và vòi đốt được làm từ hợp kim đặc biệt.
• Giải pháp gốm sứ: Silicon Nitrua (Si₃N₄)hoặcalumina đúc tổng hợpthành phần.
• Kết quả:Những đồ gốm này duy trì độ bền và chống xói mòn ở nhiệt độ trên1000°C. Tuổi thọ linh kiện tăng lên5-10x, nâng cao hiệu suất và tính sẵn sàng của lò hơi.

Mặc dù chi phí đơn vị ban đầu của một bộ phận bằng gốm thường cao hơn một bộ phận tương đương bằng kim loại, nhưngTổng chi phí sở hữuhầu như luôn thấp hơn. TCO bao gồm:

• Chi phí một phần ban đầu
• Nhân công lắp đặt
• Tần suất thay thế
• Chi phí của thời gian ngừng hoạt động ngoài kế hoạch
• Mất mát sản phẩm (ví dụ do rò rỉ)

Chìa khóa rút ra:Việc triển khai gốm thành công nhất bắt đầu bằng việc phân tích lỗi của thành phần hiện tại và tính toán TCO. Điều này chuyển cuộc thảo luận từ giá thành sản phẩm sang giá trị lâu dài và độ tin cậy của hệ thống.