Промисловий термоізоляційний прецизійний цирконієвий керамічний трубопровід ZrO2 для високих температур

Цирконієва труба — це трубчастий компонент, виготовлений із високоякісного керамічного матеріалу на основі цирконію, який є важливою категорією формованих цирконієвих керамічних деталей. Вона поєднує в собі виняткові властивості матеріалів на основі цирконію та відіграє незамінну роль у певних сценаріях застосування.

Відмінності експлуатаційних характеристик

Цирконієві труби успадковують більшість виняткових властивостей цирконієвої кераміки та мають деякі унікальні функції завдяки своїй трубчастій геометрії.

• Виняткові високотемпературні характеристики та теплова ізоляція

• Стабільність при високих температурах: може стабільно працювати протягом тривалого часу при температурах до 1100 °C -1500°C  (залежно від типу та співвідношення стабілізатора) і не схильна до розм'якшення чи деформації.
• Надзвичайно низька теплопровідність: визнана передова ізоляційна матеріал з коефіцієнтом теплопровідності, що значно нижчий, ніж у більшості металів та оксидних керамік (наприклад, глинозему). Це робить цирконієві труби ідеальними високотемпературними печерними трубами та тепловою ізоляцією.

• Виняткові механічні властивості

• Висока міцність: завдяки механізму «затвердіння при фазовому переході» цирконієві трубки мають вищу стійкість до ударів і руйнування порівняно з іншими керамічними трубками (наприклад, глиноземними) та кращий опір механічним навантаженням і термічному удару.
• Висока міцність: здатна витримувати певний внутрішній і зовнішній тиск та механічні навантаження.

• Висока стійкість до корозії

• Має чудову стійкість до більшості кислот, лугів, розплавлених металів і скла, не піддається корозії. Це дозволяє використовувати її в надзвичайно жорстких хімічних умовах.

• Спеціальні електричні властивості

• Йонна провідність при високій температурі: при легуванні стабілізаторами, такими як оксид іттрію, стає провідником кисневих іонів при високій температурі (зазвичай >600 °C ). Це основний принцип використання матеріалу як основного компонента кисневого датчика.
• Ізоляція при кімнатній температурі: є чудовим електричним ізолятором при кімнатній температурі.

• Низький коефіцієнт термічного розширення

• Коефіцієнт термічного розширення наближений до певних металів (наприклад, сталі), і він має добру термічну сумісність під час упаковування або поєднання з металевими деталями, що дозволяє зменшити термічне напруження.

Перевага

• Комплексний високотемпературний опір та ізоляція: може витримувати високі температури самостійно, ефективно ізолює передачу тепла та захищає зовнішні компоненти.
• Тривалий термін служби та висока надійність: у складних умовах експлуатації, таких як висока температура, знос і корозія, термін служби значно перевищує термін служби металевих труб і звичайних керамічних труб, що зменшує частоту простою та заміни.
• Хімічна інертність: не забруднює оброблювані матеріали (наприклад, високочисті матеріали та розплавлені матеріали), забезпечуючи чистоту процесу.
• Багатофункціональність: є одночасно конструкційним і функціональним компонентом (наприклад, провідність іонів кисню, оптичні віконця тощо).

Обсяг застосування

Унікальні властивості цирконієвих труб роблять їх основним компонентом у багатьох галузях високих технологій та промисловості.

• Промислові печі високих температур та обладнання для спікання

• Труба пічна: використовується у вакуумних печах та печах з атмосферним середовищем як матеріал-носій або реакційна камера, здатна витримувати надзвичайно високі робочі температури.
• Труба захисна для термопари: захищає внутрішню термопару від прямого впливу розплавленого металу та агресивного середовища, забезпечуючи точність і довговічність вимірювання температури.
• Ролики для плитчастих печей та рольгангових печей: завдяки високій міцності при високих температурах і стійкості до повзучості можуть використовуватися для підтримки транспортування виробів у печах.

• Сенсори (ключові сфери застосування)

• Кисневий сенсор: це найкласичніше застосування. Широко використовується в:
• Двигун автомобіля: визначає вміст кисню в відпрацьованих газах, подає сигнали зворотного зв'язку до електронного блоку керування та забезпечує точний контроль співвідношення повітря та палива (лямбда-сенсор).
• Контроль промислового згоряння: моніторинг вмісту кисню у димових газах у котлах, печах тощо, оптимізація процесу згоряння та економія енергії.
• Термічна обробка металів: контроль карбоного потенціалу атмосфери печі.
• Принцип роботи: використання характеристик провідності іонів кисню в цирконієвих трубках при високих температурах, при різних концентраціях кисню всередині та ззовні трубки виникає різниця потенціалів (ефект Нернста).

• Металургія та скляна промисловість

• Проба для вимірювання кисню в розплавленому металі: безпосередньо занурюється в розплавлений метал, наприклад, у розплавлену сталь або мідь, для швидкого визначення вмісту кисню.
• Датчик рівня скла та отвору для протікання: стійкий до ерозії скляним розплавом, використовується для контролю та контакту з розплавленим склом.

• Альтернативна енергетика та наукові дослідження

• Твердооксидний паливний елемент: як електролітна мембрана проводить іони кисню при високих температурах і є основним компонентом генерації електроенергії в елементі.
• Лабораторний реактор: використовується для хімічного синтезу та дослідження матеріалів, що потребують високих температур і середовищ, стійких до корозії.

• Інші сфери

• Зносостійка облицювання: використовується як внутрішнє покриття трубопроводів для транспортування сильно абразивних порошків або пульп.
• Захисна трубка для оптичних пристроїв: захищає оптичні волокна чи лінзи в жорстких умовах експлуатації.

Технічні специфікації