Μπορούν να χρησιμοποιηθούν σωλήνες με κεραμική επένδυση στους 400°C;

Για τη μεταφορά ιπτάμενης τέφρας σε υψηλές θερμοκρασίες, ένα από τα πρώτα ερωτήματα είναι συνήθως απλό:

Μπορεί ένας σωλήνας με κεραμική επένδυση να λειτουργεί συνεχώς στους 400°C;

Η απάντηση δεν μπορεί να βασίζεται μόνο στην κεραμική αλουμίνας.

Η κεραμική αλουμίνας έχει καλή αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, αλλά ένας χαλύβδινος σωλήνας με κεραμική επένδυση είναι μια πλήρης συναρμολόγηση. Ο χάλυβας, η κεραμική και το σύστημα στερέωσης συμπεριφέρονται όλοι διαφορετικά όταν αλλάζει η θερμοκρασία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο μια επένδυση που λειτουργεί καλά σε κανονική θερμοκρασία δεν μπορεί να θεωρηθεί αυτόματα κατάλληλη για συνεχή λειτουργία στους 400°C.

Το Κύριο Ζήτημα Είναι η Θερμική Διαστολή

Ο χάλυβας διαστέλλεται πολύ περισσότερο από την κεραμική αλουμίνας όταν θερμαίνεται.

Σε αυξημένες θερμοκρασίες, αυτή η διαφορά δημιουργεί τάση μεταξύ του χαλύβδινου περιβλήματος και της κεραμικής επένδυσης. Κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων κύκλων θέρμανσης και ψύξης, η τάση μπορεί να γίνει πιο σημαντική από την σκληρότητα της κεραμικής αυτής καθαυτή.

Εάν η δομή στερέωσης δεν επιτρέπει αυτή την κίνηση, το αποτέλεσμα μπορεί να είναι ρωγμές, χαλάρωση ή τοπική αποκόλληση της επένδυσης.

Για αυτόν τον λόγο, ο σχεδιασμός υψηλής θερμοκρασίας θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη:

• Συνεχής θερμοκρασία λειτουργίας
• Μέγιστη θερμοκρασία
• Κύκλος θέρμανσης και ψύξης
• Διάμετρος και μήκος σωλήνα
• Δόνηση
• Μέθοδος στερέωσης
• Θέση αγκώνων, τριών και άλλων εξαρτημάτων υψηλής τάσης

Πρέπει να επανεξεταστεί ολόκληρο το σύστημα επένδυσης, όχι μόνο το κεραμικό υλικό. 

Η Θερμοκρασία Κόλλας Δεν Είναι Κεραμική Θερμοκρασία

Μια άλλη κοινή παρεξήγηση είναι η χρήση της ικανότητας θερμοκρασίας της κεραμικής ως την ονομαστική θερμοκρασία του πλήρους σωλήνα.

Αυτό δεν είναι σωστό.

Η κεραμική μπορεί να αντέξει πολύ υψηλότερη θερμοκρασία από την κόλλα, το στρώμα προστασίας ή άλλα υλικά στερέωσης που χρησιμοποιούνται στη συναρμολόγηση.

Έτσι, όταν ένας πελάτης ρωτά αν ένας σωλήνας με κεραμική επένδυση μπορεί να λειτουργήσει στους 400°C, πρέπει πρώτα να γνωρίζουμεπώς θα στερεωθεί η κεραμική μέσα στον χαλύβδινο σωλήνα.

Για υπηρεσίες υψηλότερης θερμοκρασίας, η μέθοδος στερέωσης και η διάταξη θερμικής διαστολής συνήθως πρέπει να επανεξετάζονται ξεχωριστά. 

Οι Ευθείς Σωλήνες και τα Εξαρτήματα Δεν Πρέπει να Αντιμετωπίζονται το Ίδιο

Ένας ευθύς σωλήνας και ένας αγκώνας δεν υφίστανται τις ίδιες μηχανικές και θερμικές συνθήκες.

Οι αγκώνες, οι τρεις και οι μειωτήρες συνήθως έχουν πιο περίπλοκη γεωμετρία και μπορεί επίσης να έχουν πιο σοβαρή τοπική φθορά.

Αυτό σημαίνει ότι η μέθοδος επένδυσης που επιλέγεται για έναν ευθύ σωλήνα δεν πρέπει να αντιγράφεται αυτόματα σε κάθε εξάρτημα.

Για συστήματα ιπτάμενης τέφρας υψηλής θερμοκρασίας, συνήθως επανεξετάζουμε τον ευθύ σωλήνα, τους αγκώνες και τα ειδικά εξαρτήματα ξεχωριστά πριν επιβεβαιώσουμε την τελική κεραμική δομή.

Τι Πληροφορίες Πρέπει να Παρέχονται;

Για μια αρχική τεχνική ανασκόπηση, οι πιο χρήσιμες πληροφορίες είναι συνήθως:

• Κανονική θερμοκρασία λειτουργίας
• Μέγιστη θερμοκρασία
• Εάν η θερμοκρασία είναι σταθερή ή κυκλική
• Μεταφερόμενο υλικό
• Διάμετρος και πάχος τοιχώματος σωλήνα
• Κατεύθυνση και ταχύτητα ροής, εάν είναι διαθέσιμες
• Σχέδιο του σωλήνα ή του εξαρτήματος

Με αυτές τις πληροφορίες, η δομή επένδυσης, το πάχος της κεραμικής και η μέθοδος στερέωσης μπορούν να αξιολογηθούν πιο ρεαλιστικά.

Για εφαρμογές 400°C, το ερώτημα δεν είναι απλώς“Μπορεί η κεραμική αλουμίνας να αντέξει τους 400°C;”

Το καλύτερο ερώτημα είναι:

“Μπορεί το πλήρες σύστημα σωλήνα με κεραμική επένδυση να διαχειριστεί τη θερμική διαστολή και τις συνθήκες λειτουργίας στους 400°C;”

Αυτό είναι το σημείο που πρέπει να επιβεβαιωθεί πριν κατασκευαστεί ο σωλήνας.