管道耐磨陶瓷真能延長壽命？數(shù)據(jù)說話
行業(yè)痛點(diǎn)：管道磨損，為何成為“沉默的殺手”？
在工業(yè)生產(chǎn)里頭, 管道系統(tǒng)就跟人體的血管是一樣的道理。全球每一年緣管道磨損致使的直接經(jīng)濟(jì)損失超出500億美元, 當(dāng)中礦山、電力、水泥等行業(yè)特別顯著。有一個(gè)不能被忽視的事實(shí)存在著: 普通金屬管道在高速顆粒流沖刷的狀況下, 平均壽命僅僅是6至18個(gè)月。這可不單單只是更換成本的問題——停工維修所造成的產(chǎn)能損失, 常常是硬件費(fèi)用的三到五倍。
咋地, 難道我們就只能眼巴巴瞅著那花錢不少的設(shè)備被一點(diǎn)點(diǎn)磨透, 而后周而復(fù)始地陷入“壞了就再去更換”這樣的循環(huán)之中嗎?
技術(shù)路徑：從“對抗磨損”到“卸力防護(hù)”
傳統(tǒng)的解決方案, 將重點(diǎn)放在增加管壁的厚度上, 或者選擇使用高硬度的合金上。然而, 這樣的做法并不是最為理想的解決辦法。隨著材料科學(xué)不斷地進(jìn)步, 氧化鋁陶瓷也就是 Al?O? , 慢慢地進(jìn)入到了工業(yè)的視野范圍之內(nèi)。它所具備的莫氏硬度達(dá)到了9, 僅僅是僅次于金剛石, 竟然是普通碳鋼硬度的超過十倍以上。
可陶瓷的脆性曾一度是應(yīng)用上的瓶頸, 直到出現(xiàn)了“貼片式耐磨陶瓷”以及“陶瓷/金屬復(fù)合工藝”, 才切實(shí)解決了這一矛盾, 管道耐磨陶瓷的核心理念, 不是單純的“硬碰硬”, 而是把陶瓷的高耐磨性當(dāng)作犧牲層, 并且經(jīng)由橡膠或者鋼板, 又或者高溫粘接劑作為緩沖結(jié)構(gòu), 達(dá)成了“剛性表面、柔性連接”的復(fù)合防護(hù)模式。
數(shù)據(jù)驗(yàn)證：現(xiàn)場測試揭示了什么？
在某大型火電廠進(jìn)行輸煤管道改造時(shí), 我們對三組方案做了對比, 其中一組采用的是 16Mn鋼, 一組采用的是雙金屬復(fù)合管, 最后一組采用的是氧化鋁陶瓷貼片管。
16Mn鋼, 于運(yùn)行7個(gè)月之后, 出現(xiàn)了穿孔的情況, 其局部磨損深度達(dá)到了8mm。
雙金屬復(fù)合管, 16個(gè)月過后, 內(nèi)襯出現(xiàn)了局部脫落的情況, 最終導(dǎo)致整體報(bào)廢。
陶瓷貼片管, 歷經(jīng)24個(gè)月不間斷運(yùn)行, 陶瓷層的磨損量小于1mm, 據(jù)預(yù)估其具備理論上長達(dá)8至10年的壽命。
是否這組數(shù)據(jù)就表明著陶瓷管道是毫無瑕疵的呢? 并非如此。陶瓷的不足之處在于其具備的抗沖擊能力方面。當(dāng)物料里邊存在著大塊的硬物（像是鐵件、大塊巖石這類東西）的時(shí)候, 陶瓷層很有可能會(huì)出現(xiàn)碎裂的情況。所以, 在實(shí)際開展應(yīng)用之際常常會(huì)選用“三明治結(jié)構(gòu)”, 具體來講就是鋼板外殼加上橡膠緩沖層再加上陶瓷內(nèi)襯, 以此來兼顧耐磨以及抗沖擊這兩方面。
成本效益：短期投入與長期回報(bào)之間的博弈
憑借單次采購的價(jià)格來觀察, 陶瓷管道相較于普通鋼制管道, 其價(jià)格要高出百分之三十至百分之八十。然而要是依據(jù)全生命周期進(jìn)行計(jì)算, 那么最終呈現(xiàn)的結(jié)果會(huì)有著極大的差異:
對于維護(hù)成本而言, 陶瓷管道的情況是, 每年僅開展一次檢查就行, 然而鋼制管道不一樣, 每一個(gè)季度都要去替換磨損的部分。
停機(jī)造成的損失是這樣的: 出現(xiàn)一回并非按計(jì)劃進(jìn)行的停機(jī)情況, 在礦山這個(gè)行業(yè)當(dāng)中, 平均下來的損失能夠達(dá)到數(shù)十萬元每小時(shí)。
能耗實(shí)現(xiàn)節(jié)約, 陶瓷的內(nèi)壁具備光滑的特性, 該摩擦系數(shù)僅僅是鋼管摩擦系數(shù)的三分之一, 能夠降低系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)所產(chǎn)生的阻力, 一年節(jié)約的電費(fèi)大約在百分之五至百分之八之間。
提出問題了: 要是你的產(chǎn)線每年產(chǎn)值超出一億元的金額, 然而卻還在使用那個(gè)使用壽命達(dá)不到一年時(shí)長的管道, 這樣到底是屬于“節(jié)省成本”的行為還是屬于“耗費(fèi)成本”的情況呢?
選型指南：并非所有陶瓷都適用于你的場景
用戶常問：“哪種陶瓷最好？” 答案并非單一。
成分含92%至95%氧化鋁的剛玉陶瓷, 具備著綜合性價(jià)比為最高的特性, 適用于多數(shù)的工況條件。
碳化硅陶瓷, 其硬度相較于其他材料更高, 具備良好的導(dǎo)熱性, 這種特性使得它適合應(yīng)用于高溫環(huán)境下, 也適合應(yīng)用于具有強(qiáng)腐蝕性質(zhì)的環(huán)境中。
氧化鋯陶瓷, 其韌性比氧化鋁更具優(yōu)勢, 然而成本相對較高, 它被大量應(yīng)用于極端工況的環(huán)境之中。
管道耐磨陶瓷其安裝方式同樣具有關(guān)鍵性, 焊接式貼片這種方式適宜于固定管道, 燕尾槽式嵌裝適用振動(dòng)環(huán)境, 要記住最貴的材料不一定就是最優(yōu)選擇, 匹配工況才是核心要點(diǎn)。
哲學(xué)視角：人類為什么需要向“磨損”妥協(xié)？
換個(gè)更具宏觀性的角度來瞧, 磨損屬于熵增定律在微觀層面的一種呈現(xiàn), 即世間萬物最終都會(huì)朝著無序以及消亡的方向發(fā)展。管道耐磨陶瓷得以問世, 說起來其本質(zhì)就是人類針對“時(shí)間”跟“能量”展開的一回逆向博弈。我們沒辦法將磨損給消除掉, 不過卻能夠讓它的進(jìn)程得以延緩。每一回陶瓷貼片成功實(shí)現(xiàn)應(yīng)用, 實(shí)際上都是工程領(lǐng)域?qū)χ安牧蠘O限”發(fā)起的一次探尋: 當(dāng)硬度跟韌性沒辦法同時(shí)兼顧的時(shí)候, 我們是不是能夠憑借結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 使得“不可能”轉(zhuǎn)而變得“近乎完美”?
結(jié)語：讓數(shù)據(jù)成為決策的依據(jù)
說回到最開始提及的那個(gè)問題, 管道耐磨陶瓷真的能夠起到延長壽命的作用嗎, 答案是這樣的, 當(dāng)工況相匹配的時(shí)候, 其壽命能夠延長五倍到十倍, 然而它并不是那種能解決所有問題的所謂萬能靈藥, 這是需要結(jié)合物料所具備的特性、沖擊所呈現(xiàn)的頻率以及安裝時(shí)所采用的工藝進(jìn)行綜合判斷的。
假如你正因管道出現(xiàn)磨損狀況而感到頭疼不已, 那么不妨先去算這么一筆賬, 在過去的一年時(shí)間里, 你究竟花費(fèi)了多少錢用于維修以及更換方面? 要是換用陶瓷管道的話, 這些所花費(fèi)的錢能夠節(jié)省下多少? 而答案, 也許會(huì)要比你所想象的情形更加清晰明了。
建湖上佳新材料有限公司
地址：江蘇鹽城建湖縣慶豐鎮(zhèn)
電話：15895154668
