1. Устойлівасць да карозіі
Форсункі для дэгеніравання газупрацаваць у высокаагрэсіўных асяроддзях, якія змяшчаюць аксіды серы, хларыды і іншыя агрэсіўныя хімічныя рэчывы. Кераміка з карбіду крэмнію (SiC) дэманструе выключную каразійную ўстойлівасць са стратай масы менш за 0,1% у растворах з pH 1-14 (паводле выпрабаванняў ASTM C863). У параўнанні з нержавеючай сталлю (PREN 18-25) і нікелевымі сплавамі (PREN 30-40), SiC захоўвае структурную цэласнасць без кропкавай або каразійнай расколіны пад напружаннем нават у канцэнтраваных кіслотах пры падвышаных тэмпературах.
2. Стабільнасць пры высокіх тэмпературах
Рабочыя тэмпературы ў сістэмах мокрага дэсульфурызацыі дымавых газаў звычайна вагаюцца ў дыяпазоне 60-80°C з пікамі, якія перавышаюць 120°C. Карбід-крэмніевая кераміка захоўвае 85% сваёй трываласці пры пакаёвай тэмпературы пры 1400°C, пераўзыходзячы алюмініевую кераміку (губляючы 50% трываласці да 1000°C) і цеплаўстойлівыя сталі. Яе цеплаправоднасць (120 Вт/м·К) забяспечвае эфектыўнае рассейванне цяпла, прадухіляючы назапашванне цеплавых напружанняў.
3. Зносаўстойлівасць
З цвёрдасцю па Вікерсу 28 ГПа і глейкасцю разрушэння 4,6 МПа·м¹/², SiC дэманструе найвышэйшую ўстойлівасць да эрозіі часціц попелу (па Моосу 5-7). Палявыя выпрабаванні паказваюць, што сопла з SiC захоўваюць знос <5% пасля 20 000 гадзін эксплуатацыі ў параўнанні са зносам 30-40% у соплах з аксіду алюмінію і поўным разбурэннем металаў з палімерным пакрыццём на працягу 8000 гадзін.
4. Характарыстыкі патоку
Незмочвальная паверхня рэакцыйна звязанага SiC (кут кантакту >100°) забяспечвае дакладнае размеркаванне суспензіі са значэннямі CV <5%. Яе ультрагладкая паверхня (Ra 0,2-0,4 мкм) зніжае падзенне ціску на 15-20% у параўнанні з металічнымі фарсункамі, захоўваючы пры гэтым стабільныя каэфіцыенты расходу (±1%) на працягу працяглай эксплуатацыі.
5. Прастата абслугоўвання
Хімічная інертнасць SiC дазваляе выкарыстоўваць агрэсіўныя метады ачысткі, у тым ліку:
- Вадзяная бруя высокага ціску (да 250 бар)
- Ультрагукавая чыстка шчолачнымі растворамі
- Стэрылізацыя парай пры тэмпературы 150°C
Без рызыкі пашкоджання паверхні, што звычайна выкарыстоўваецца ў металічных фарсунках з палімерным пакрыццём або абліцоўкай.
6. Эканоміка жыццёвага цыклу
Нягледзячы на тое, што першапачатковыя выдаткі на фарсункі з карбіду крэмнію ў 2-3 разы вышэйшыя, чым на стандартную нержавеючую сталь 316L, іх тэрмін службы 8-10 гадоў (у параўнанні з 2-3 гадамі для металаў) зніжае частату замены на 70%. Агульныя выдаткі на эксплуатацыю дэманструюць эканомію ў 40-60% на працягу 10-гадовых перыядаў без прастояў для рамонту на месцы.
7. Экалагічная сумяшчальнасць
SiC дэманструе беспрэцэдэнтную прадукцыйнасць у экстрэмальных умовах:
- Устойлівасць да салянога туману: 0% змяненне масы пасля 5000 гадзін выпрабаванняў па ASTM B117
- Праца пры тэмпературы кропкі расы: вытрымлівае пары H2SO4 160°C
- Устойлівасць да тэрмічных удараў: вытрымлівае цыклы загартоўкі ад 1000°C да 25°C
8. Уласцівасці супраць накіпу
Кавалентная атамная структура SiC стварае нерэактыўную паверхню з хуткасцю адкладвання на 80% ніжэйшай, чым у металічных альтэрнатыў. Крышталаграфічныя даследаванні паказваюць, што адклады кальцыту і гіпсу ўтвараюць больш слабыя сувязі (адгезія <1 МПа) на SiC у параўнанні з >5 МПа на металах, што дазваляе лягчэй механічна выдаляць іх.
Тэхнічная выснова
Пасля ўсебаковай ацэнкі эксплуатацыйных характарыстык карбідкрэмніевая кераміка стала аптымальным матэрыялам для фарсунак для дысперсійнага размеркавання газу:
- Тэрмін службы ў 10 разоў даўжэйшы, чым у металічных альтэрнатыў
- Скарачэнне незапланаванага тэхнічнага абслугоўвання на 92%
- Паляпшэнне эфектыўнасці выдалення SO2 на 35% дзякуючы паслядоўным схемам распылення
- Поўная адпаведнасць стандартам выкідаў EPA 40 CFR Part 63
Дзякуючы ўдасканаленню вытворчых тэхналогій, такіх як спяканне ў вадкай фазе і пакрыццё метадам хімічнага осаду (CVD), фарсункі наступнага пакалення з карбіду крэмнію дасягаюць субмікроннай аздаблення паверхні і складанай геаметрыі, раней недасягальнай у кераміцы. Гэтая тэхналагічная эвалюцыя ставіць карбід крэмнію ў якасці пераважнага матэрыялу для сістэм ачысткі дымавых газаў наступнага пакалення.
Час публікацыі: 20 сакавіка 2025 г.