Warum verformt sich ein industrielles Keramikrohr aus Aluminiumoxid während des Gebrauchs?
Aluminiumoxidkeramik, auch bekannt als Aluminiumoxid (Al₂O₃), ist einAbsolventin der Industriekeramik Aluminiumoxidkeramik ist bekannt für ihre extreme Härte und hohe Wärmeleitfähigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften zählt sie zu den am häufigsten verwendeten Keramiken für Strukturbauteile, Verschleiß- und korrosionsgefährdete Umgebungen. Aluminiumoxidkeramik wird typischerweise aus Bauxit hergestellt und kann mittels Spritzgießen, Formpressen, isostatischem Pressen, Schlickergießen, Diamantbearbeitung und Extrusion geformt werden. Wie Aluminiumnitrid und andere wichtige technische Werkstoffe kann Aluminiumoxid durch Trockenpressen und Sintern oder durch Heißpressen mit geeigneten Sinterhilfsmitteln hergestellt werden. Aluminiumoxidbasierte Keramiken gehören zu den am besten untersuchten und charakterisierten Hochleistungskeramiken. Aufgrund der wichtigen Kombination ihrer Eigenschaften wurde ihr Verhalten eingehend erforscht. Aluminiumoxid zeichnet sich durch hohe Härte, ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, thermische Stabilität, gute dielektrische Eigenschaften (für die Umwandlung von Gleichstrom in GHz-Frequenzen), geringen Verlustfaktor und Steifigkeit aus. Weitere Details zu den Eigenschaften von Aluminiumoxidkeramik finden Sie im nächsten Abschnitt.Aluminiumoxid-IndustriekeramikMaterialien.
Die Gründe für die Verformung von industriellen Aluminiumoxid-Keramikrohren können unter anderem folgende sein:
1. Ungleichmäßige Krafteinwirkung während der InstallationWird die Rohrleitung während der Installation einem ungleichmäßigen Druck ausgesetzt, führt dies zu übermäßigen lokalen Spannungen und damit zu Verformungen.
2. Erhebliche Temperaturschwankungen während des BetriebsBei ungleichmäßiger Erwärmung mit inkonsistenter Temperaturgradientenverteilung während der Nutzungsdauer des Rohrs entstehen thermische Spannungen an dessen Innen- und Außenfläche, die zu Verformungen führen können. Daher ist es notwendig, die Erwärmungsrate und die Temperaturverteilung zu kontrollieren.
3. Betriebsdruck überschreitet den AuslegungswertÜbersteigt der tatsächliche Betriebsdruck den Auslegungsdruck, können übermäßige oder ungleichmäßige äußere Kräfte, die im Betrieb auf das Rohr wirken, ebenfalls zu Verformungen führen. Auch eine unzureichende Rohrfestigkeit kann Verformungen verursachen.
4. Qualitätsprobleme.Weisen die Rohrverschraubungen selbst Probleme auf, wie etwa Materialfehler oder eine unzulässige Materialzusammensetzung, verringert sich auch ihre Festigkeit, und es kommt zu Verformungen.
5. Umweltbedingte KorrosionVeränderungen der Betriebsbedingungen, wie beispielsweise extreme pH-Werte oder Korrosion durch hohe Temperaturen, wirken sich ebenfalls auf die Festigkeit und Stabilität des Rohrs aus.
6. Übermäßige dynamische BelastungenWird das Rohr übermäßigen dynamischen Belastungen wie Wasserschlag, Vibrationen oder Pulsationen ausgesetzt, kann es sich auch allmählich verformen.
Daher sollten diese Faktoren bei Konstruktion, Installation und Betrieb umfassend berücksichtigt werden. Durch die Kontrolle von Verschleißkorrosion, Temperaturschwankungen und statischen/dynamischen Belastungen sowie durch regelmäßige Inspektionen und Präventivmaßnahmen lässt sich die Verformung vonAluminiumoxid-Industriekeramikrohrekann wirksam verhindert werden.
