Przemysłowa rura ZrO2 o odporności na wysoką temperaturę, precyzyjna rura cyrkoniowa z izolacją termiczną

Rura cyrkonowa jest elementem tubowym wykonanym z wysokowydajnego materiału ceramicznego na bazie cyrkonu, stanowi ważną kategorię formowanych części ceramicznych z cyrkonu. Oddaje doskonałe cechy materiałów cyrkonowych i odgrywa niezastąpioną rolę w określonych scenariuszach zastosowania.

Charakterystyka wydajności

Rury cyrkonowe przejmują większość doskonałych właściwości ceramiki cyrkonowej oraz posiadają pewne unikalne funkcje wynikające z ich geometrycznej formy tubowej.

• Doskonała wydajność w wysokiej temperaturze i izolacja termiczna

• Stabilność w wysokiej temperaturze: Może pracować stabilnie przez długi czas w temperaturach do 1100 °C -1500°C  (w zależności od typu i proporcji stabilizatora) i nie ulega łatwemu rozmiękczeniu ani odkształceniom.
• Bardzo niska przewodność cieplna: jest uznawanym zaawansowanym materiałem izolacyjnym o przewodności cieplnej znacznie niższej niż większość metali i ceramiki tlenkowej (takiej jak glinianek). Dzięki temu rury cyrkonowe są idealne jako rury pieców wysokotemperaturowych i tuleje termiczne.

• Doskonała wydajność mechaniczna

• Wysoka odporność na pękanie: Dzięki mechanizmowi „zahartowania w wyniku przemiany fazowej” rury cyrkoniowe charakteryzują się wyższą odpornością na uderzenia i pęknięcia w porównaniu z innymi rurami ceramicznymi (np. rurami aluminowymi) oraz lepszą odpornością na obciążenia mechaniczne i szok termiczny.
• Wysoka wytrzymałość: potrafi wytrzymać pewne ciśnienia wewnętrzne i zewnętrzne oraz obciążenia mechaniczne.

• Wysoka odporność na korozję

• Wykazuje doskonałą odporność na działanie większości kwasów, zasad, metali ciekłych i szkła, nie ulegając korozji. Umożliwia to jego zastosowanie w ekstremalnie trudnych warunkach chemicznych.

• Specjalne właściwości elektryczne

• Wysokotemperaturowa przewodność jonowa: Po domieszkowaniu stabilizatorami takimi jak tlenek itru staje się przewodnikiem jonów tlenu w wysokiej temperaturze (zwykle >600 °C ). Jest to podstawowa zasada działania wykorzystania tego materiału jako kluczowego elementu czujnika tlenu.
• Izolacyjność w temperaturze pokojowej: Stanowi doskonały izolator elektryczny w temperaturze otoczenia.

• Niski współczynnik rozszerzalności termicznej

• Współczynnik rozszerzalności cieplnej jest zbliżony do współczynnika pewnych metali (takich jak stal), a jego kompatybilność termiczna w połączeniu lub dopasowaniu z częściami metalowymi jest dobra, co pozwala zmniejszyć naprężenia termiczne.

Zalety

• Zintegrowana odporność na wysoką temperaturę i izolacja: materiał ten sam wytrzymuje wysokie temperatury, skutecznie ogranicza przewodzenie ciepła i chroni elementy zewnętrzne.
• Długa żywotność i wysoka niezawodność: w trudnych warunkach pracy, takich jak wysoka temperatura, zużycie i korozja, jego okres użytkowania znacznie przekracza żywotność rur metalowych i zwykłych rur ceramicznych, co zmniejsza częstotliwość przestojów i konieczność wymiany.
• Obojętność chemiczna: nie powoduje zanieczyszczenia przetwarzanych materiałów (takich jak materiały o wysokiej czystości czy stopy w stanie stopionym), zapewniając czystość procesu.
• Wielofunkcyjność: pełni jednocześnie rolę elementu konstrukcyjnego i funkcjonalnego (np. przewodnictwo jonów tlenu, okienka optyczne itp.).

Zakres zastosowania

Unikalne właściwości rurek cyrkoniowych sprawiają, że są one kluczowym elementem w wielu zaawansowanych technologicznie i przemysłowych dziedzinach.

• Przemysłowe piece o wysokiej temperaturze i urządzenia do spiekania

• Rura piecowa: stosowana w piecach próżniowych i atmosferycznych jako nośnik materiału lub komora reakcyjna, zdolna do wytrzymywania ekstremalnie wysokich temperatur roboczych.
• Rura ochronna termopary: chroni wewnętrzną termoparę przed bezpośrednim działaniem korozyjnym stopionego metalu i agresywnych atmosfer, zapewniając dokładność i długotrwałość pomiaru temperatury.
• Walec nośny do pieców taczek i pieców wałkowych: dzięki wysokiej wytrzymałości w temperaturze i odporności na pełzanie może być używany do podtrzymywania transportu przedmiotów w piecach.

• Czujniki (kluczowe obszary zastosowania)

• Czujnik tlenu: To najbardziej klasyczne zastosowanie. Szeroko stosowany w:
• Silnik samochodowy: wykrywa zawartość tlenu w gazach wydechowych, dostarcza sygnały zwrotne do jednostki sterującej elektronicznie i umożliwia precyzyjną kontrolę stosunku powietrza do paliwa (czujnik Lambda).
• Sterowanie spalaniem przemysłowym: Monitorowanie zawartości tlenu w gazach odlotowych w kotłach, piecach itp., optymalizacja procesu spalania i oszczędność energii.
• Obróbka cieplna metali: Kontrola potencjału węgla w atmosferze pieca.
• Zasada działania: W wykorzystaniu właściwości przewodnictwa jonów tlenu w rurkach cyrkonowych w wysokiej temperaturze, gdy stężenie tlenu wewnątrz i na zewnątrz rurki jest różne, powstaje różnica potencjałów (efekt Nernsta).

• Metalurgia i przemysł szklarski

• Sondu do pomiaru tlenu w metalu stopionym: bezpośrednio wprowadzana do metalu stopionego, takiego jak stal czy miedź, umożliwia szybkie określenie zawartości tlenu.
• Czujnik poziomu szkła i otwór przepływowy: odporny na erozję cieczy szklanej, stosowany do kontroli i kontaktu ze szkłem stopionym.

• Nowe źródła energii i badania naukowe

• Stała elektrolitowa ogniw paliwowych tlenkowych: Jako membrana elektrolitu przewodzi jony tlenu w wysokiej temperaturze i stanowi rdzeniowy element wytwarzania energii komórki.
• Reaktor laboratoryjny: używany do syntezy chemicznej i badań materiałowych wymagających wysokiej temperatury oraz środowiska odpornego na korozję.

• Inne dziedziny

• Wyłożenie odporne na zużycie: stosowane jako wyłożenie rurociągów do transportu silnie ściernych proszków lub pulpe.
• Rura ochronna urządzeń optycznych: chroni włókna światłowodowe lub soczewki w trudnych warunkach środowiskowych.

Specyfikacje techniczne