Каждый клапан в системе сухого удаления золы является изнашиваемым элементом. Это не дефект — это особенность подачи твердого, угловатого, сухого абразива на скорости через механическое ограничение. Единственный реальный вопрос заключается в том, учитывается ли износ как плановый интервал технического обслуживания или обнаруживается как незапланированный простой.
Заводы, которые понимают это правильно, обычно поступают по-другому: они перестают рассматривать клапан как единый компонент и начинают относиться к смачиваемым деталям как к набору изнашиваемых элементов с отдельным сроком службы. Керамическая облицовка — это технология, которая делает возможным создание отдельных рейтингов.
Компания Wuxi Baofeng Electric Power Equipment Co., Ltd. с 2010 года производит защищенные от износа пневматические конвейерные клапаны и запасные части в Уси, Цзянсу, а именно для этой цели сотрудничает с научно-техническим факультетом Нанкинского университета и Научно-исследовательским институтом новых материалов Цзянсу над керамическими износостойкими материалами.
Где на самом деле происходит износ
Износ пневмотранспортного клапана распределен неравномерно. На практике он концентрируется в четырех зонах, каждая из которых имеет свой механизм:
Зона | Механизм | Определяющий фактор |
Седло/уплотняющая поверхность | Скользящее истирание, когда затвор волочится по пылевой пленке. | Количество циклов, загрузка пыли на сиденье |
Зона воздействия материала | Ударная эрозия в месте, где поток меняет направление | Скорость частицы, угловатость частицы |
Горло/отверстие | Скользящее и перекатывающееся истирание на сужении | Соотношение твердых веществ и воздуха, размер частиц |
Направляющие и шарнирные поверхности | Упаковка и фреттинг при попадании пыли в зазор | Конструкция с защитой от пыли |
Отсюда следуют два последствия. Во-первых, клапан, седло которого защищено, но зона воздействия отсутствует, выйдет из строя в зоне воздействия, а защита седла — это напрасная трата денег. Во-вторых, клапан с одинаковой защитой везде имеет чрезмерную защиту в одних зонах и недостаточную в других, поэтому изнашиваемые детали следует указывать по зонам.
Почему керамика и какая керамика
Керамика из глинозема (обычно 92–99% Al₂O₃) является стандартным выбором для работы с летучей золой и шлаком. Причины просты:
- Твердость. Спеченный оксид алюминия имеет температуру примерно 1200–1500 HV, что значительно выше твердости компонентов летучей золы и большинства минеральных шлаков. Соотношение твердости по отношению к абразиву является самым надежным показателем срока службы при скольжении.
- Химическая инертность. Летучая зола может содержать кислотный конденсат. Керамика не подвергается коррозии, поэтому поверхность износа не разрушается между механическими воздействиями.
- Низкое трение. Полированная керамическая поверхность удаляет пыль более чисто, чем сталь, что уменьшает образование пылевой пленки на седле при каждом цикле.
- Скрепленный, сменный формат. Керамические плитки и кольца склеены в стальной корпус, поэтому изнашиваемый элемент можно заменить без замены корпуса клапана.
Марки, закаленные цирконием, используются там, где ударная нагрузка является сильной, а не просто скользящей — например, в клапане, который видит крупный шлак, или в точке слива с высоким падением. Компромисс – это стоимость; цирконий указывается там, где стандартный оксид алюминия имеет документально подтвержденную историю сколов, а не в качестве обновления по умолчанию.
Практическое правило: подбирайте керамику в соответствии с механизмом износа, а не в соответствии с заказом на поставку. Износ скольжения требует использования высокоглиноземистого материала; ударный износ требует более жесткого класса; оба требуют правильно поддерживаемого связующего слоя.
Соединительный слой – вот то место, где не работают дешевые керамические клапаны
Керамическая плитка хороша настолько, насколько хорош удерживающий ее слой. В этой области доминируют две неудачи:
- Разрушение соединения при термоциклировании. Стальной носитель расширяется примерно на порядок больше, чем керамический, на градус изменения температуры. Слой соединения, который не может выдержать эту разницу, будет сдвигаться, и плитка поднимется — обычно в течение первых нескольких сотен циклов.
- Сколы кромок из-за неподдерживаемых краев плитки. Плитка с открытым незакрепленным краем является инициатором трещины. В хороших конструкциях плитка утоплена в держатель и защищает переднюю кромку.
Вот почему два керамических клапана с одинаковой твердостью на головке могут иметь четырехкратную разницу в сроке службы. При оценке поставщика запрашивайте систему связующих и испытание на термоциклирование, а не только чистоту оксида алюминия.
Расчет реалистичного интервала замены
Вместо того, чтобы приводить отдельные показатели жизни, полезнее построить интервал на основе собственных показателей растения. Четырех входов достаточно:
- Циклов в день — считайте операции привода по системе управления, а не по расписанию.
- Загрузка пыли на клапане — измеряется или оценивается на основе эффективности сепарации на входе.
- Характеристики частиц — крупность золы и потери при воспламенении — являются разумными показателями угловатости и твердости.
- Перепад рабочего давления — более высокий перепад приводит к более высокой местной скорости на сужении, и износ резко увеличивается с увеличением скорости.
Проработанный пример подтверждает это. Двойной подающий клапан на линии летучей золы с положительным давлением, работающий 240 циклов в день, со стандартным стальным седлом может показать измеримую маркировку седла через 6–8 недель и потребовать замены через 3–6 месяцев. Срок службы одного и того же клапана с керамическим кольцом седла и защелкой, защищенной керамикой, при одном и том же режиме эксплуатации обычно достигает 12–14 месяцев, а выход из строя, когда он наступает, является постепенным, а не внезапным, поскольку керамика не деформируется постепенно, как стальное седло.
Интервал — не единственное преимущество. Режим постепенного отказа с эксплуатационной точки зрения более ценен, чем более длительный, но резкий, поскольку его можно запланировать.
Применение керамической защиты во всем диапазоне клапанов
Одна и та же логика износа применима ко всем семействам клапанов в системе с сухой золой, но геометрия защиты различается:
- Керамический питательный клапан с двойной задвижкой — керамическое кольцо седла и затворы с керамической поверхностью. Конструкция с двойным затвором означает, что верхний затвор герметизирует давление в резервуаре, а нижний затвор обрабатывает столб материала, поэтому два затвора изнашиваются с разной скоростью и могут быть заменены независимо.
- Керамические двухстворчатые выпускные клапаны — керамические седла, в которых остаточная пыль достигает выхлопного тракта.
В каждом случае вопрос спецификации один и тот же: какие зоны защищены керамикой, какие из закаленной стали и каков предполагаемый интервал замены для каждой.
Шаблон планирования технического обслуживания
Для каждого положения клапана запишите следующую информацию на одном листе и просматривайте ее ежеквартально:
- Маркировка и сервис — тип клапана, линия, транспортируемый материал.
- Счет циклов — от системы управления, накопительный.
- Защищенные зоны — сиденье/соударение/горло/направляющая, с материалом для каждой.
- Базовые измерения — рисунок контакта седла, зазор наконечника или зазор затвора при вводе в эксплуатацию.
- Интервал проверки — устанавливается на уровне одной трети ожидаемого срока службы, затем корректируется.
- Расходные материалы — комплекты сидений и комплекты ворот, хранящиеся на месте, в указанном минимуме.
- История отказов — что не удалось, при каком количестве циклов и в какой зоне.
Седьмой пункт — тот, который меняет поведение. Если на заводе есть две или три записи об отказах на позицию, данные показывают, какая зона является истинным ограничением, и следующая спецификация клапана может быть целевой, а не общей.
Вопросы о закупках, которые стоит задать
При сравнении расценок на клапаны с керамической защитой эти пять вопросов отделяют сопоставимые предложения от дешевых:
- Каково содержание глинозема и сертифицирована ли партия?
- Как удерживается керамика — приклеенная, механически закрепленная или и то, и другое? Какова максимальная рабочая температура склеивания?
- Передний край каждой плитки утоплен или открыт?
- Все зоны износа защищены или только сиденье?
- Каков рекомендуемый интервал замены и на основании чего он рассчитывался?
Поставщик, который не может ответить на пятый вопрос, продает компонент. Поставщик, который может, продает интервалы технического обслуживания, которые завод фактически покупает.
Часто задаваемые вопросы
Насколько дольше прослужит керамическое седло, чем стальное? При типичном режиме работы с летучей золой при 200–300 циклах в день, что примерно в два-четыре раза превышает срок службы. Диапазон широк, поскольку нагрузка пыли и перепад давления сильно различаются между установками; оценка для конкретного объекта требует подсчета циклов и данных о пыли.
Можно ли заменить керамические детали на месте? Да, в большинстве наших клапанов. Кольца седла и защелкивающиеся поверхности можно заменить, не снимая корпус с линии, что позволяет проводить работы в рамках обычного интервала технического обслуживания.
Значительно ли увеличивает стоимость клапана керамическая футеровка? Это увеличивает цену за единицу, но стоимость за месяц эксплуатации обычно ниже, поскольку интервал замены увеличивается, а отказ является запланированным, а не вынужденным. Сравнение следует проводить по стоимости месячного обслуживания, а не по закупочной цене.
Подходит ли керамика как для шлака, так и для летучей золы? Да, но оценка должна измениться. Работа со шлаком включает в себя как удары, так и скольжение, поэтому рекомендуется использовать более прочную керамику и более толстую плитку.
О Уси Баофэн
Компания Wuxi Baofeng Electric Power Equipment Co., Ltd. исследует, проектирует, производит и обслуживает пневматическое конвейерное оборудование и ключевые запасные части, в том числе двойные задвижки с керамической футеровкой, клапаны для выпуска шлака, вставные выпускные клапаны, купольные клапаны и выпускные клапаны для энергетических, цементных, горнодобывающих и химических заводов. Завод сертифицирован по стандарту ISO 9001 и имеет квалификацию по монтажу механического, электрического и природоохранного оборудования.
Если вы можете предоставить количество циклов, характеристики материала и перепад давления на клапане, мы предложим спецификацию защиты от износа по зонам с предполагаемым интервалом замены. Напишите по адресу sam@bffluid.com или позвоните по телефону +86 150 5226 9954 или просмотрите ассортимент на нашей странице «Продукция» .
