Betriebszustand mit Feststoffpartikelschlamm: Technische Anwendung eines Keramikventilkerns und eines verschleißfesten Strömungskanals

Hallo zusammen, hier ist Vatten Valve.

Wenn eine hochviskose Flüssigkeit ein „weiches Messer“ ist, dann ist Schlamm, der feste Partikel enthält, ein „harter Abrieb“.

Mineralschlamm aus dem Bergbau, Kalksteinschlamm, Katalysatorpulver … Wenn diese Flüssigkeiten durch ein Ventil strömen, ist es, als würde der Ventilkern 24 Stunden am Tag ununterbrochen mit einer Mühle gemahlen.

Gewöhnliche Edelstahlventile halten unter solchen Bedingungen möglicherweise nur zwei Wochen. Was ist also die Lösung? Wenn Metall nicht standhalten kann, wenden wir uns an den König der Materialhärte: technische Keramik.

Warum versagen Metalle?

Metallverschleiß wird typischerweise dadurch verursacht, dass Partikel die Metalloberfläche schneiden oder auftreffen. Obwohl wir das Metall härten können (z. B. durch Stellite-Aufpanzerung), bleibt es aufgrund des unzureichenden Härteunterschieds relativ „weich“, wenn es mit Quarzsand oder Erzpartikeln beschichtet wird.

Wenn sich außerdem die Strömungsrichtung ändert (z. B. in Biegungen) oder sich Wirbel bilden, wird die lokale Scheuergeschwindigkeit der Partikel extrem hoch, wodurch große Hohlräume im Metall entstehen.

Keramikbesatz: Härte mit Härte bekämpfen

Wir verwenden hauptsächlich zwei Arten von Strukturkeramik:

• Zirkonoxid (ZrO₂): Hohe Zähigkeit, nicht leicht zu brechen, weiße Farbe.
• Siliziumnitrid (Si₃N₄): Extrem hohe Härte, temperaturschockbeständig, grau/schwarze Farbe.

Ihre Mohs-Härte liegt normalerweise über 9 und liegt damit nach Diamant an zweiter Stelle. Sand (Kieselsäure) kann sie überhaupt nicht zermürben.

Vergleich der Lebensdauer: Unter den gleichen Schlammbedingungen ist die Lebensdauer vollkeramischer Innenteile typischerweise 5 bis 10 Mal länger als die von Stellite-Legierungen.

Die Weisheit des Strömungskanaldesigns: Lassen Sie keine toten Zonen

Neben dem Materialwechsel muss auch die Ventilstruktur verbessert werden.

Vermeiden Sie tote Zonen:

Bei einem herkömmlichen Kugelventil sammeln sich Partikel in den Totzonen des Ventilhohlraums an und verstopfen schließlich den Schaft.

Bevorzugte Strukturen:

• Keramikkugelhahn: Gerader Durchfluss, keine Behinderung; Die rotierende Scherwirkung kann auch Partikel durchschneiden.
• Eckventil mit ausgestelltem Auslass: Nutzt den Venturi-Effekt zur Beschleunigung des Durchflusses und nutzt die Direktauslasscharakteristik des Eckventils.
• Quetschventil: Unterbricht den Durchfluss durch Zusammendrücken einer verschleißfesten Gummimanschette, ohne dass Metallteile mit dem Medium in Kontakt kommen.

Zusammenfassung

• Schmerzpunkt: Feste Partikel verursachen verheerenden Verschleiß am Metall.
• Material: Zirkonoxid und Siliziumnitrid sind die ultimativen Lösungen.
• Struktur: Wählen Sie immer Kugelhähne oder Eckhähne mit glatten Durchflusskanälen, um Materialansammlungen zu vermeiden.
• Warnung vor Zerbrechlichkeit: Keramik ist anfällig für mechanische Erschütterungen (starke Stöße) und starke Thermoschocks. Gehen Sie bei der Installation äußerst vorsichtig vor, genau wie bei feiner Jade oder Kristall.