1. Коррозияға төзімділік
FGD форсункаларыкүкірт оксидтері, хлоридтер және басқа да агрессивті химиялық заттар бар жоғары коррозиялық ортада жұмыс істейді. Кремний карбиді (SiC) керамикасы рН 1-14 ерітінділерінде 0,1%-дан аз масса жоғалтуымен ерекше коррозияға төзімділікті көрсетеді (ASTM C863 сынағына сәйкес). Тот баспайтын болатпен (PREN 18-25) және никель қорытпаларымен (PREN 30-40) салыстырғанда, SiC жоғары температурада концентрлі қышқылдарда да шұңқырлар немесе кернеулі коррозиялық жарықтарсыз құрылымдық тұтастығын сақтайды.
2. Жоғары температурадағы тұрақтылық
Ылғал түтін газын күкіртсіздендіру жүйелеріндегі жұмыс температурасы әдетте 60-80°C аралығында болады, ал күрт көтерілулер 120°C-тан асады. SiC керамикасы 1400°C температурада бөлме температурасындағы беріктігінің 85%-ын сақтайды, алюминий оксиді керамикасынан (беріктігі 1000°C-қа 50% төмендейді) және ыстыққа төзімді болаттардан асып түседі. Оның жылу өткізгіштігі (120 Вт/м·К) жылудың тиімді таралуын қамтамасыз етеді, термиялық кернеудің жиналуына жол бермейді.
3. Тозуға төзімділік
Виккерс қаттылығы 28 ГПа және сынуға төзімділігі 4,6 МПа·м¹/² болғандықтан, SiC ұшатын күл бөлшектеріне (Mohs 5-7) қарсы жоғары эрозияға төзімділікті көрсетеді. Далалық сынақтар SiC саптамаларының 20 000 жұмыс сағатынан кейін <5% тозуды сақтайтынын көрсетеді, ал алюминий оксиді саптамаларындағы 30-40% тозу және полимермен қапталған металдардың 8000 сағат ішінде толық істен шығуы байқалады.
4. Ағын сипаттамалары
Реакциямен байланысқан SiC (жанама бұрышы >100°) суланбайтын беті CV мәндерімен <5% дәл суспензия дисперсиясын қамтамасыз етеді. Оның өте тегіс беті (Ra 0,2-0,4 мкм) металл форсункалармен салыстырғанда қысымның төмендеуін 15-20%-ға азайтады, сонымен қатар ұзақ мерзімді пайдалану кезінде тұрақты разряд коэффициенттерін (±1%) сақтайды.
5. Техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы
SiC химиялық инерттілігі келесі агрессивті тазалау әдістерін қолдануға мүмкіндік береді:
- Жоғары қысымды су ағыны (250 барға дейін)
- Сілтілік ерітінділермен ультрадыбыстық тазалау
- 150°C температурада бумен стерилизациялау
Полимермен қапталған немесе жабыны бар металл саптамаларда жиі кездесетін беткі қабаттың тозу қаупі жоқ.
6. Өмірлік цикл экономикасы
SiC форсункаларының бастапқы құны стандартты 316L тот баспайтын болаттан жасалған бұйымдарға қарағанда 2-3 есе жоғары болғанымен, олардың 8-10 жылдық қызмет ету мерзімі (металдар үшін 2-3 жылға қарағанда) ауыстыру жиілігін 70%-ға азайтады. Жалпы меншік құны 10 жылдық кезең ішінде 40-60% үнемдеуді көрсетеді, ал жөндеу жұмыстарында нөлдік тоқтау уақыты болады.
7. Қоршаған ортаға үйлесімділік
SiC экстремалды жағдайларда теңдессіз өнімділікті көрсетеді:
- Тұз шашырауына төзімділік: 5000 сағаттық ASTM B117 сынағынан кейін массаның 0% өзгеруі
- Қышқыл шық нүктесінің жұмысы: 160°C H2SO4 буларына төзімді
- Термиялық соққыға төзімділік: 1000°C→25°C сөндіру циклдеріне шыдайды
8. Қақпақтан қорғайтын қасиеттер
SiC ковалентті атомдық құрылымы металл баламаларымен салыстырғанда 80%-ға төмен масштабтау жылдамдығымен реактивті емес бетті жасайды. Кристаллографиялық зерттеулер кальцит пен гипс шөгінділерінің металдардағы >5 МПа-ға қарағанда SiC-де әлсіз байланыстар (адгезия <1 МПа) түзетінін, бұл механикалық жолмен оңай кетіруге мүмкіндік беретінін көрсетеді.
Техникалық қорытынды
Кешенді өнімділікті бағалау арқылы кремний карбиді керамикасы FGD форсункалары үшін оңтайлы материал таңдауы ретінде пайда болады:
- Металл баламаларына қарағанда қызмет ету мерзімі 10 есе ұзағырақ
- Жоспарланбаған техникалық қызмет көрсетудің 92%-ға төмендеуі
- Тұрақты бүрку схемалары арқылы SO2 жою тиімділігін 35%-ға жақсарту
- EPA 40 CFR 63-бөлім шығарындылар стандарттарына толық сәйкестік
Сұйық фазалы күйдіру және CVD жабыны сияқты өндіріс әдістерінің дамуымен келесі буын SiC форсункалары субмикронды беттік өңдеуге және керамикада бұрын қол жетімді емес күрделі геометрияларға қол жеткізуде. Бұл технологиялық эволюция кремний карбидін келесі буын түтін газдарын тазарту жүйелері үшін таңдаулы материал ретінде көрсетеді.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 20 наурыз