Za razliko od integralnih keramičnih cevi in kompozitnih cevi iz lite keramike ima keramična obloga tipa patch-prilagodljivo konstrukcijo, prilagodljivost na posebne cevne priključke, kot so kolena in T-kratniki, priročno lokalno popravilo in izjemno celovito stroškovno učinkovitost. Pri-transportu na dolge-razdalje visoko{3}}trdotnih delcev materialov, kot so premogov pepel, mineralni prah, žlindra in rudna gošča, imajo tradicionalne brezšivne jeklene cevi,-zlitine, odporne proti obrabi, in cevi,-obložene z gumo, vidne napake, kot so hitro tanjšanje sten, puščanje skozi perforacijo in pogosta zaustavitev zaradi vzdrževanja. Keramične kompozitne cevi učinkovito rešujejo boleče točke abrazije cevovoda, erozije in srednje korozije. Ta članek podrobneje opisuje strukturno sestavo ter fizikalne in kemijske značilnosti kompozitne cevi s keramičnimi zaplatami, primerja njene diferencirane konkurenčne prednosti z drugimi cevovodi,-odpornimi na obrabo, razvršča celotna-scenarija industrijskih aplikacijskih področij in ključnih točk gradnje, analizira tipične vzroke za okvare in preventivne ukrepe v dejanskem delovanju ter napoveduje trend razvoja trga v ozadju varčevanja z energijo in zmanjšanja porabe v težki industriji, da zagotovi tehnične reference za preoblikovanje proti{10}}obrabi cevovodov podjetij za transport razsutega materiala.
Transportni cevovodi za praškaste in zrnate materiale se v veliki meri uporabljajo v različnih industrijah, vključno s proizvodnjo toplotne energije, premogovništvom, metalurgijo, predelavo mineralov, proizvodnjo cementa, kemično industrijo in obdelavo trdnih odpadkov. Mediji v teh cevovodih so večinoma izpostavljeni eroziji s trdnimi delci, praskanju s tekočino, koroziji zaradi kislinsko-baznega medija in vplivom temperaturnih nihanj. V pogojih intenzivnega praskanja z delci se običajni cevovodi iz ogljikovega jekla v 3 do 12 mesecih močno obrabijo, kar povzroči perforacijo stene cevi, uhajanje materiala, onesnaževanje okolja in prisilno zaustavitev zaradi vzdrževanja. Čeprav imajo cevi iz litega železa z visoko- vsebnostjo kroma izboljšano odpornost proti obrabi, njihova znatna teža močno obremenjuje podporne strukture cevovoda, otežuje upogibni postopek za kolena in posebej oblikovane cevi ter povečuje skupne stroške preoblikovanja. Kompozitne-cevi z gumo nudijo dobro zmogljivost blaženja udarcev; vendar so nagnjeni k staranju, mehčanju in ločevanju pri visokih temperaturah in rezanju ostrih delcev, zaradi česar niso primerni za transport žlindre in vročega pepela pri visokih-temperaturah. Integralne sintrane kompozitne cevi iz keramičnega jekla izkazujejo izjemno odpornost proti obrabi; kljub temu je njihova proizvodnja omejena z omejitvami glede dolžine in premera cevi. Poleg tega je treba, ko pride do lokalne poškodbe, zamenjati celotno cev, kar povzroči znatno izgubo materiala. Za odpravo teh pomanjkljivosti se je pojavila kompozitna cev s keramičnim zaplatom. Uporablja modularno zasnovo obloge iz keramičnih ploščic, ki jo je mogoče prilagoditi-na mestu za ravne cevi, kolena, reduktorje, T-kratnike in druge zapletene cevne priključke, kar omogoča ciljno popravilo obrabljenih cevovodov in uravnoteženje odpornosti proti obrabi, fleksibilnosti konstrukcije in stroškov celotne-ciklične uporabe. To je v zadnjih letih postala glavna tehnična rešitev za obnovo industrijskih transportnih cevovodov proti-obrabi. Strukturna sestava in značilnosti osnovnega materiala keramičnih kompozitnih cevi 2.1 Sestava kompozitne strukture Izdelek ima tri-slojno kompozitno strukturo od zunanjosti do notranjosti: zunanjo osnovo iz jeklene cevi, lepilno plast, ki je odporna na srednjo visoko-temperaturo,-in notranjo plast obloge iz aluminijevega oksida. Zunanja jeklena cev, izdelana iz Q235 ali brezšivne jeklene cevi, nosi pritisk v cevovodu, zunanje obremenitve in varilni sklop, kar zagotavlja celotno strukturno togost cevovoda. Srednji lepilni sloj uporablja specializirano anorgansko visoko{26}}temperaturno lepilo ali epoksidno strukturno lepilo za lepljenje keramičnih zaplat na jekleno cev, absorbiranje dela udarne energije delcev in izolacijo korozivnega medija od stika z jekleno matriko. Notranja obloga je sestavljena iz pravilnih kvadratnih, šestkotnih ali ločnih-oblikovanih keramičnih zaplat iz aluminijevega oksida (92 %/95 % aluminijevega oksida običajnih razredov). Šestkotni keramični obliži so razporejeni v zamaknjenem vzorcu, da se izognemo ravnim spojem v oblogi, preprečimo prodiranje gnojnice in odstranjevanje lepila. Za težke udarne delovne pogoje je mogoče uporabiti keramične obliže iz kaljenega cirkonijevega oksida (ZTA) za izboljšanje učinkovitosti proti -pokanju.
2.2 Ključne fizikalne in kemijske lastnosti keramične obloge Keramični obliž iz aluminijevega oksida ima trdoto po Mohsu do 9, kar je bistveno več kot trdota kremenove rude, jalovine, letečega pepela in drugih transportiranih delcev, z odpornostjo proti obrabi, ki je 20- do 30-krat večja od običajnega ogljikovega jekla in 8- do 10-krat večja od odpornosti na manganovo jeklo. Keramično telo je gosto z nizko poroznostjo in močno kemično inertnostjo, odporno proti koroziji zaradi žveplove kisline, klorovodikove kisline, kisle vode premogovega gnoja in alkalne pepelne vode, brez raztapljanja ali poslabšanja obloge. Keramična obloga ima visoko gladko površino in nizek koeficient trenja, zaradi česar je manj nagnjena k oprijemu mokrega prahu in viskozne brozge, s čimer se izognemo blokadi cevovoda, ki jo povzroča obešanje materiala na steno. Kar zadeva temperaturno prilagodljivost, lahko običajne cevi z lepilom delujejo stabilno od -30 stopinj do 180 stopinj, medtem ko se lahko visoko{13}}kompozitne cevi z anorganskim lepilom uporabljajo daljša obdobja pod 350 stopinjami, kar omogoča prenos vroče žlindre in visokotemperaturnega pepela iz dimnih plinov. Obsežne prednosti uporabe keramičnih kompozitnih cevi
3.1 Ultra-dolga življenjska doba in nizki obsežni operativni stroški Pri enakih transportnih pogojih življenjska doba kompozitnih cevovodov s keramičnimi zaplatami doseže 5 do 8 let, kar je bistveno dlje kot življenjska doba cevi iz legiranega jekla in gumijastih cevi. Glavna prednost zaplatne strukture je njena zmožnost delnega popravila: zamenjati je treba samo keramični zaplat na močno obrabljenem mestu komolca, brez potrebe po rezanju in zamenjavi celotnega cevovoda. To zmanjša stroške vzdrževanja za več kot 70 % in bistveno skrajša čas vzdrževanja, s čimer se minimizirajo ekonomske izgube, ki nastanejo zaradi zaustavitve proizvodnje. Čeprav je začetna naložba višja od naložbe v običajne jeklene cevi, se celoviti stroški, vključno z zamenjavo materiala, vzdrževanjem in izgubami pri zaustavitvi, zmanjšajo za več kot 60 % v celotnem življenjskem ciklu.
3.2 Visoka prilagodljivost zapletenim cevnim nastavkom in gradbenim pogojem-na gradbišču Integralne keramične kompozitne cevi se soočajo z izzivi pri izdelavi cevi ultra-velikega premera in posebej oblikovanih ukrivljenih cevi. V nasprotju s tem je mogoče keramične zaplate natančno izrezati in razporediti-na kraju samem, da se prilagodijo obrisom notranjih sten kolen, razcepljenih cevi in stožčastih reduktorjev, kar ponuja visoko prilagodljivost pri oblikovanju. Postopek gradnje je dobro-uveljavljen in vključuje odstranjevanje rje in poliranje notranje stene jeklene cevi, nanašanje lepila in pritrjevanje keramičnih zaplat za strjevanje in oblikovanje. Ta pristop odpravlja potrebo po -mehanski obdelavi velikega obsega, zaradi česar je zelo primeren za projekte prenove starih cevovodov v tovarnah z omejenim gradbenim prostorom.
3.3 Prednosti energetske učinkovitosti, stabilizacije pretoka in varstva okolja Gladka keramična notranja stena zmanjša transportni upor cevovoda, kar vodi do 8–15-odstotnega zmanjšanja porabe energije za opremo ventilatorjev in črpalk, s čimer se dosežejo prihranki energije v transportnem sistemu. Odsotnost puščanja cevovoda preprečuje izgubo materiala in onesnaženje tal zaradi puščanja pepela in rudne gošče. Keramična obloga ni-strupena in ne onesnažuje-zaradi česar je primerna za transport mineralnih surovin ne-železnih kovin in za preprečevanje kontaminacije z železom zaradi obrabe jeklenih cevi.
3.4 Odlična zmogljivost proti-blokiranju Kovinske in gumijaste cevi so nagnjene k oprijemu materiala in luščenju pri transportu finega premogovega prahu z visoko{2}}vlažnostjo in koncentrirane rudne gošče. Gosta keramična površina izkazuje šibke adsorpcijske sile na mokrih materialih, kar učinkovito preprečuje nabiranje lusk na stenah in zamašitev cevovoda ter zmanjšuje pogostost čiščenja cevovoda in poglabljanja. Tipični scenariji industrijske uporabe.
4.1 Industrija termoelektrarne To predstavlja najbolj zrelo področje uporabe, kjer se keramične obloge uporabljajo v transportnih ceveh za premog v prahu, cevovodih za transport suhega letečega pepela, cevovodih za gnojevko iz žlindre, kolenih za razžveplanje kotla in povezovalnih ceveh za lijake za pepel. Kolena so najbolj obrabljene komponente v cevovodih za pepel in uporaba keramičnih zaplatnih oblog lahko v celoti reši problem pogostih lukenj v kolenih za transport pepela elektrarn.
4.2 Premogovnik in premogovna kemična industrija Keramične obloge za zaplate se uporabljajo v podzemnih cevovodih za gnojevko premoga, cevovodih za polnjenje jalovega premoga in transportnih cevovodih za gnojevko za pranje surovega premoga, ki se prilagajajo vlažnemu in jedkemu podzemnemu delovnemu okolju ter so odporne na udarce trdnih delcev in korozijo podtalnice.
4.3 Metalurgija in predelava mineralov Te obloge se uporabljajo v gnojevki koncentrata železove rude, cevovodih za transport jalovine, cevovodih za vodo iz žlindre iz jeklarskih plavžev in cevovodih za transport pepela za sintranje. Za-transport rudne gošče na dolge razdalje kompozitne cevi s keramičnimi zaplatami zmanjšujejo obrabo cevovoda in zagotavljajo neprekinjeno delovanje koncentratorja.
4.4 Cement in novi gradbeni materiali Keramične obloge za zaplate se uporabljajo v cevovodih za transport cementne surove moke v prahu, kolenih za transport klinkerja in pepela ter navpičnih cevovodih za izpust žlindre iz mlina, ki obravnavajo problem obrabe, ki ga povzroča visoko{1}}trdotni cementni klinker na steni cevovoda.
4.5 Obdelava kemičnih in trdnih odpadkov Te obloge se uporabljajo v cevovodih za transport jedke kemične rudne gošče in letečega pepela iz sežigalnic, pri čemer se izkorišča keramična odpornost proti koroziji za podaljšanje življenjske dobe cevovoda. Pogosti načini okvar in preventivni ukrepi za optimizacijo V dejanskem delovanju so primarne okvare kompozitnih cevi s keramičnimi zaplatami keramične razpoke in degumiranje obloge, ki se večinoma pripisujejo ne-standardnim konstrukcijskim praksam in neustrezni izbiri modela, ne pa inherentnim napakam v samem keramičnem materialu. Prvič, do degumiranja in luščenja lahko pride zaradi nepopolne odstranitve rje z notranje stene jeklene cevi, gradnje v okoljih z visoko-vlažnostjo ali uporabe pri temperaturah, ki presegajo mejo temperaturne odpornosti lepila. Optimizacijski ukrepi vključujejo peskanje za odstranjevanje rje iz jeklenih cevi, izvedbo gradnje v suhem okolju in izbiro visoko-temperaturnih anorganskih lepil za visoko-temperaturne pogoje delovanja. Drugič, razdrobljenost keramičnih zaplat je lahko posledica uporabe običajne keramike iz aluminijevega oksida v komolcih, ki so izpostavljeni močnim -udarcem padcev, kar povzroči krhke razpoke. Optimizacija vključuje konfiguracijo utrjenih keramičnih obližev ZTA za položaje z močnimi udarci in uporabo zamaknjene šestkotne razporeditve za razpršitev udarne napetosti. Tretjič, lokalizirana koncentrirana obraba se lahko pojavi, ko nerazumno spajanje zaplat povzroči vrtinčenje materiala na šivih. Optimizacija vključuje uporabo posnetih keramičnih ploščic za zapiranje robov za zmanjšanje vrtincev toka.
5. Pogosti načini okvar in strategije preventivne optimizacije Med dejanskim delovanjem so primarne napake, opažene pri kompozitnih ceveh s keramičnimi zaplatami, pokanje keramike in degumiranje obloge, ki se večinoma pripisujejo ne-standardnim gradbenim praksam in neustrezni izbiri modela, ne pa inherentnim napakam v samem keramičnem materialu. Prvič, do degumiranja in luščenja pride zaradi neustreznega odstranjevanja rje z notranje stene jeklenih cevi, gradnje v okoljih z visoko-vlažnostjo in uporabe pri temperaturah, ki presegajo mejo toplotne odpornosti lepila. Strategije optimizacije vključujejo uporabo peskanja za odstranjevanje rje z jeklenih cevi, izvedbo gradnje v suhem okolju in izbiro visoko-temperaturnih anorganskih lepil za visoko-temperaturne pogoje delovanja. Drugič, razdrobljenost keramičnih zaplat izhaja iz uporabe običajne keramike iz aluminijevega oksida v komolcih, ki so izpostavljeni znatnim udarcem zaradi padajočih materialov, kar vodi do krhkega zloma. Optimizacija vključuje uporabo utrjenih keramičnih zaplat ZTA na močno prizadetih lokacijah in uporabo zamaknjene šestkotne razporeditve za razpršitev udarne napetosti. Tretjič, lokalizirana koncentrirana obraba je posledica neracionalnega spajanja zaplat, kar povzroča vrtinčno erozijo materiala na šivih. Optimizacija vključuje uporabo posnetih keramičnih ploščic za zapiranje robov za ublažitev vrtincev toka.
6. Obeti za razvoj industrije in zaključek S strogimi državnimi predpisi o industrijski porabi energije, emisijah onesnaževal in varni proizvodnji kažejo podjetja težke industrije veliko povpraševanje po dolgo{1}}obrabno-odpornih cevovodih za zmanjšanje tveganj vzdrževanja in puščanja. Keramične kompozitne cevi so pripravljene na nadaljnje povečanje svojega tržnega deleža pri prenovah starih cevovodov zaradi svoje prilagodljive konstrukcije in majhne zapletenosti obnove. Na materialni ravni poteka razvoj poceni-cenovnih keramičnih surovin iz boksita visoke{6}}čistosti in visoko{7}}temperaturnih fleksibilnih strukturnih lepil za nadaljnje znižanje skupnih stroškov kompozitnih cevi. Poleg tega se razvijajo funkcionalni kompozitni keramični zaplati, ki združujejo odpornost proti obrabi in antistatične lastnosti za cevovode,-odporne proti eksploziji premogovega prahu. Skratka, kompozitne cevi s keramičnimi zaplatami presegajo omejitve integralnih cevi,-odpornih proti obrabi, v smislu obdelave oblike in vzdrževanja, združujejo žilavost jeklenih cevi z vrhunsko odpornostjo proti obrabi keramike iz aluminijevega oksida, s čimer ponujajo stroškovno{12}}učinkovito rešitev za cevovode proti-obrabi. Čeprav začetna naložba v gradnjo presega naložbo v običajne jeklene cevi, je zaradi prednosti podaljšane življenjske dobe, priročnega vzdrževanja, varčevanja z energijo in varstva okolja nenadomestljiva uporaba v cevovodih za transport razsutega materiala. Pričakuje se, da bo v prihodnosti postala standardna tehnologija obloge za-obrabno odporne transformacije cevovodov v termoelektrarnah, rudarstvu, metalurgiji in drugih težkih industrijah, kar bo olajšalo uresničitev varnih, zelenih in nizko{17}}ogljičnih operacij v tradicionalnih težkih industrijah.