Per il trasporto di ceneri volanti ad alta temperatura, una delle prime domande è solitamente semplice:
Un tubo rivestito in ceramica può funzionare continuamente a 400°C?
La risposta non può basarsi solo sulla ceramica di allumina.
La ceramica di allumina ha una buona resistenza alle alte temperature, ma un tubo in acciaio rivestito in ceramica è un assemblaggio completo. Acciaio, ceramica e sistema di fissaggio si comportano tutti in modo diverso quando la temperatura cambia.
Questo è il motivo per cui un rivestimento che funziona bene a temperatura normale non può essere automaticamente considerato adatto per un servizio continuo a 400°C.
Il problema principale è l'espansione termica
L'acciaio si espande molto più della ceramica di allumina quando viene riscaldato.
A temperature elevate, questa differenza crea stress tra il guscio in acciaio e il rivestimento in ceramica. Durante ripetuti cicli di riscaldamento e raffreddamento, lo stress può diventare più importante della durezza della ceramica stessa.
Se la struttura di fissaggio non consente questo movimento, il risultato può essere screpolature, allentamento o separazione locale del rivestimento.
Per questo motivo, la progettazione ad alta temperatura dovrebbe considerare:
- Temperatura operativa continua
- Temperatura massima
- Ciclo di riscaldamento e raffreddamento
- Diametro e lunghezza del tubo
- Vibrazione
- Metodo di fissaggio
- Posizione di gomiti, tee e altri raccordi ad alto stress
L'intero sistema di rivestimento dovrebbe essere esaminato, non solo il materiale ceramico.
La temperatura dell'adesivo non è la temperatura della ceramica
Un altro malinteso comune è utilizzare la capacità di temperatura della ceramica come rating di temperatura del tubo completo.
Ciò non è corretto.
La ceramica può tollerare una temperatura molto più alta dell'adesivo, dello strato tampone o di altri materiali di fissaggio utilizzati nell'assemblaggio.
Quindi, quando un cliente chiede se un tubo rivestito in ceramica può funzionare a 400°C, dobbiamo prima saperecome la ceramica sarà fissata all'interno del tubo in acciaio.
Per un servizio a temperature più elevate, il metodo di fissaggio e il sistema di espansione termica devono normalmente essere esaminati separatamente.
Tubi dritti e raccordi non dovrebbero essere trattati allo stesso modo
Un tubo dritto e un gomito non subiscono le stesse condizioni meccaniche e termiche.
Gomiti, tee e riduttori di solito hanno una geometria più complessa e possono anche avere un'usura locale più severa.
Ciò significa che il metodo di rivestimento selezionato per un tubo dritto non dovrebbe essere automaticamente copiato in ogni raccordo.
Per i sistemi di ceneri volanti ad alta temperatura, esaminiamo normalmente il tubo dritto, i gomiti e i raccordi speciali separatamente prima di confermare la struttura ceramica finale.
Quali informazioni dovrebbero essere fornite?
Per una revisione tecnica iniziale, le informazioni più utili sono solitamente:
- Temperatura operativa normale
- Temperatura massima
- Se la temperatura è stabile o ciclica
- Materiale trasportato
- Diametro e spessore della parete del tubo
- Direzione e velocità del flusso, se disponibili
- Disegno del tubo o del raccordo
Con queste informazioni, la struttura del rivestimento, lo spessore della ceramica e il metodo di fissaggio possono essere valutati in modo più realistico.
Per applicazioni a 400°C, la domanda non è semplicemente«La ceramica di allumina può resistere a 400°C?»
La domanda migliore è:
«L'intero sistema di tubi rivestiti in ceramica può gestire l'espansione termica e le condizioni operative a 400°C?»
Questo è il punto che dovrebbe essere confermato prima che il tubo venga prodotto.
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