Miért a szilícium-karbid csövek az ipari folyamatok előnyben részesített választása?

A szilícium-karbid olyan innovatív anyag, amely képes forradalmasítani az ipari folyamatokat. Ez az úttörő anyag jól ellenáll a szélsőséges hőmérsékleteknek, a koptató környezetnek és a korróziónak, miközben rendkívüli szilárdságot és hosszú élettartamot biztosít.

A szilíciumkarbid csövek keménysége a gyémánt után a második helyen áll, és bomlás nélkül képesek vegyi anyagokat szállítani - két olyan tulajdonság, amely tökéletessé teszi őket az energiaipari alkatrészek számára.

Keménység

A szilíciumkarbid (SiC) egy rendkívül kemény anyag, amely polikristályos és egykristályos formában is elérhető. Mohs-keménysége 9-es, ami alig marad el a gyémántétól. Ennek a keménységnek, valamint a kémiai korrózióval és magas hőmérsékletekkel szembeni ellenállóképességének köszönhetően a SiC ideális kerámiaanyag az erősséget és tartósságot igénylő alkalmazásokhoz.

A szinterezett szilíciumkarbid nagyon sűrű és erős anyagot képez, amely csövekké, rudakká és pelletekké alakítható. Az American Elements ezt a fejlett anyagot különböző szabványos átmérőkben, valamint más megmunkált vagy öntött formákban kínálja különböző megmunkált és öntött alkalmazásokhoz, valamint egyedi összetételű, kifejezetten az adott alkalmazásokra szabott összetételeket és vékonyréteg-leválasztáshoz szükséges céltárgyakat.

A szilícium-karbid ellenáll a zord környezetnek és nehéz körülmények között is képes működni, így ideális az energiaipari alkalmazásokhoz. Ez különösen nyilvánvaló a széntüzelésű erőművek gyártásakor, ahol a csövek teljesítménye és hosszú élettartama létfontosságú az erőmű hatékonysága és biztonsága szempontjából. A szilíciumkarbid emellett kiváló ellenállással rendelkezik a korrózióval, kopással, hőhatással és termikus fáradással szemben, így alkalmas kazánbélések vagy tűzálló bélések készítésére kazánokban vagy tűzálló anyagokban.

A szilícium-dioxid-füst tűzálló anyagként tűzálló termékként nagyolvasztó kemencékben, kemencékben és muffinokban használható. Ezenkívül az ipari kemencék, valamint a színesfém-olvasztási/szinterezési alkalmazások is nagy hasznát veszik. Továbbá, kiváló kopásállósága meghaladja az öntöttvasét, míg háromszorosa a timföldének, így ideális a járókerekek, szivattyútermek, ciklonok és csővezetékek számára.

A gyémánthoz közeli Mohs-féle keménységi besorolás a timföldet a legkeményebb szintetikus anyaggá teszi, szívóssága és tartóssága pedig ideális csiszolóanyagként csiszolókorongokban, papírcsiszolóanyagként olajpala-ásványi termékekben, valamint elektromos fűtőelemekben való felhasználásra. Az alumínium-oxid alacsony tágulási együtthatója, jó vezetőképessége és az agresszív anyagok kémiai támadásával szembeni ellenállása a hagyományos félvezetők vonzó alternatívájává teszi a magas hőmérsékletű alkalmazásokban.

Korrózióállóság

A szilícium-karbid az egyik legerősebb és legkeményebb ipari kerámia a piacon. Kivételes tartóssággal büszkélkedhet olyan kemény körülmények között, mint a magas hőmérséklet, a kémiai korrózió és a szélsőséges kopás. Tekintettel erre a lenyűgöző élettartamra, a szilícium-karbid csövek gyorsan a termelékenység és az innováció növelésére törekvő iparágak egyik legmegfelelőbb választása lett.

A szilíciumkarbid gyártása összetett lehet, de eredményei rendkívül hasznosak az ipar számára. Ez a fejlett kerámia létfontosságú a szélsőséges működési körülmények között kompromisszumok nélküli teljesítményt igénylő ágazatokban - a kohászat, a csiszolóanyag- és a tűzállóanyag-ipar, hogy csak három példát említsünk -, forradalmasítva ezen iparágak működését, miközben folyamatosan bővíti a számukra lehetséges lehetőségeket.

A korrózióállóság minden ipari cső szerves jellemzője, és ez alól a szilícium-karbid csövek sem kivételek. Mivel képes ellenállni a durva vegyi anyagoknak és környezetnek, számos iparágban gyorsan a legjobb választássá vált. Továbbá a szilícium-karbid mechanikai szilárdsága még a kerámiaanyagokéval is vetekszik!

A CG Thermal Umax fejlett kerámia héj- és csőhőcserélők alfa-szinterezett szilíciumkarbid (SiC) csöveket használnak PTFE vagy PFA béléssel, hogy hatékony hőátadó rendszert biztosítsanak a nehezen tisztítható kémiai folyamatokhoz, mint például sósav, kénsav, salétromsav, lúgos klóros vegyületek stb., anélkül, hogy költséges bélésekre vagy bevonatokra lenne szükség.

A szilíciumkarbid csövek rendkívül tartósak, mivel kopás- és kopásállóságuk a gyémántéval vetekszik. Ez teszi őket kiváló választássá nagy sebességű, nagy nyomású alkalmazásokhoz, ahol más anyagok gyorsan elkopnak vagy eltörnek.

A szilícium-karbidot gyakran használják tűzálló anyagként ipari kemencékben, mivel rendkívül magas olvadáspontja és alacsony hőtágulási rátája miatt ideális anyag olyan alkatrészekhez, amelyek rendkívül magas hőmérsékletnek és zord környezetnek vannak kitéve, mint például alagútkemencék, siklókemencék, görgőkemencék és más típusú ipari kemencék.

Hővezető képesség

A szilíciumkarbid kiváló anyag a csövekhez, mivel keménysége lehetővé teszi, hogy ellenálljon mind a magas hőmérsékletnek és a korróziót okozó vegyi anyagoknak, mind pedig az olajfúrási műveletek során fellépő mechanikai igénybevételeknek. A szilíciumkarbidnak megvan az a további előnye is, hogy ellenáll a kitermelési folyamatok során megrepedő csöveknek, mivel sok fémötvözetnél magasabb hőmérséklet-tűrő képességgel rendelkezik; továbbá szilárdsága miatt alkalmas a berendezések védőburkolataként.

A hővezető képesség az anyagok hőátadási képességét méri, és értéke függ a hőmérsékletüktől és a keletkezési pontok közötti távolságtól is. Általában Wm-1K-1-ben mérik, és a hőkibocsátási tényező (e) és a fajhő (l) szorzataként határozzák meg. A tiszta anyagok általában magas hővezetési tényezőt mutatnak, míg az ötvözetek gyakran csökkentett hővezetési tényezőt mutatnak a tisztaságot befolyásoló szennyeződések miatt;

A szilíciumkarbid kitűnik a kerámiaanyagok közül kiváló hővezető képességével, amely a rézhez hasonló. A szilíciumkarbid csövek többféle technikával is előállíthatók; leggyakrabban szinterezett szilíciumkarbid vagy reakciókötésű szilíciumkarbid eljárásokkal, amelyek száraz préseléssel és extrudálással sűrű kerámiatermékeket állítanak elő, amelyek ellenállnak a zord környezetnek.

Ezek a szívós kerámiák számos alkalmazásban megtalálhatók, a vegyi feldolgozó berendezések alkatrészeitől kezdve a kemencék tűzálló béléséig. Kiváló korrózióállóságuk miatt népszerűek az olaj- és gáziparban dolgozók körében, míg a magas hőmérsékletnek és a vegyi anyagoknak való ellenálló képességük miatt kerámia szigetelők, építési kerámiák és szaniteráruk gyártásánál is szívesen használják őket.

A szilíciumkarbid kiemelkedik kivételes szilárdságával és kopásállóságával, valamint hővezető képességével és alacsony rugalmassági modulusával, továbbá nem pórusos, így a repedés kialakulása előtt nagy mennyiségű feszültséget is kibír. Továbbá, a hősokkállóságát olyan tényezők határozzák meg, mint a rugalmassági modulus / tágulási együttható / hővezető képesség / környezeti közeg mérete / külső mechanikai terhelés.

Termoelem védelem

A termoelem-csövek védik a termoelem-érzékelőket azáltal, hogy fizikai akadályt képeznek a szondájuk és a környezetük között, ezáltal csökkentik a veszélyt vagy a sérülést, valamint pontos hőmérséklet-nyilvántartást biztosítanak. A csöveknek azonban ellen kell állniuk mind a magas hőmérsékletnek, mind a kémiailag agresszív környezetnek - amiben a szilíciumkarbid kiválóan teljesít, köszönhetően tűzálló tulajdonságainak, amelyek lehetővé teszik, hogy a szélsőséges hőnek tágulás nélkül ellenálljon, és a gyártáshoz oxidkötésű vagy nitridkötésű formában is kapható.

A szilícium-karbid csövek kiváló termikus tulajdonságokkal rendelkeznek, és megfizethető és hosszú távú megoldást jelentenek a hőmérséklet-érzékelők árnyékolásának védelmére. Bár a rozsdamentes acélcsövek megfelelő termikus tulajdonságokkal rendelkeznek, élettartama idővel csökkenhet. A szilícium-karbid csövek nagyobb hőstabilitást biztosítanak, miközben összességében költséghatékonyabbak.

Az ACE szilíciumkarbid csövek számos méretben és formában kaphatók, hogy bármilyen alkalmazáshoz ideális megoldást kínáljanak. Megrendelheti egyenként vagy nagy tételben, a szállítás általában a megrendeléstől számított egy-négy hétig tart.

A szilíciumkarbid cső védelmére magas hőmérsékletű környezetben, például gázlángoknál van szükség. A csupasz huzalos hőelemekkel ellentétben azonban a szilícium-karbid csövek jobb tűzállóságot és lepattanásállóságot biztosítanak, így tartósabbak, miközben immunisak a cink, az alumínium, az ólom savasságával, valamint a lúgokkal szemben.

A szilícium-karbid nem csak hővédelmet nyújt - a hőelemek pontos leolvasását is biztosítja, mivel szigetelt csőként szolgál, amely megvédi őket a durva környezeti elemektől, például a közvetlen hőtől vagy a kémiai vegyületektől, amelyek megváltoztathatják a leolvasást, és pontatlan hőmérséklet-méréshez vezethetnek.

A szigetelő tulajdonságok ideálisak a csövek olyan alkalmazásokhoz, ahol a gyöngyök szélsőséges hőmérséklet-változásoknak vannak kitéve, mint Hindasageri et al. [1] tanulmánya a szigetelés nélküli gázláng hőelemekről kimutatta, hogy a gyöngyök behatolásának legalább 10 mm-re kell elérnie a lángba a vezeték konvekciós veszteségének minimalizálásához és a stabil hőmérséklet-leolvasás eléréséhez; és a gyöngyök hőmérséklet-leolvasására gyakorolt hatásuk a csövek vezetőképességétől, emissziós képességétől és geometriájának tulajdonságaitól függ.