Jaki materiał wytrzyma 1300 stopni i 20 at?

Przyszło mi brać udział w budowie prototypowego urządzenia do badań,
gdzie potrzebna jest komora w kształcie walca (rury), która ma być
ogrzewana do minimum 1300 st. C i wewnątrz ma panować ciśnienie do 20
at/2 MPa. Komora będzie niewielka - łączna objętość ok 100-200 cm sześć.
Ponieważ moje doświadczenia z materiałami żarowytrzymałymi kończą się na
1050 st. C więc mam do Kolegów prośbę, abyście mnie ukierunkowali czego
szukać? Ceramika? Stopy wolframu?
Jacek
Reply to
Jacek
Loading thread data ...
W dniu wtorek, 2 sierpnia 2016 17:45:04 UTC+2 użytkownik Jacek napisał:
Za mało danych. Jakie obciążenia, znaczy czy stałe czy zmienne, ile to ma wytrzymać cykli grzania/chłodzenia, ile czasu ma trwać pojedynczy cykl pracy, jak to ma wyglądać, w sensie jak masz zamiar te dwa megapaskale zamknąć w środku, co i jak ma do tego być podłączone, czy masz w środku miejsce na izolację, jaki masz na to budżet, no ile konkretnie to jest "minimum 1300".
Reply to
Konrad Anikiel
W dniu 2016-08-02 o 17:45, Jacek pisze:
Tu masz odpowiedni wykres Ashby'ego:
formatting link
Firma CEREL z Boguchwały zajmuje się w Polsce ceramiką techniczną.
formatting link
WM
Reply to
WM
W dniu 03.08.2016 o 04:48, Konrad Anikiel pisze:
Obciążenie w zasadzie stałe (gaz pod ciśnieniem, które będzie się powoli zmieniać i jest pod kontrolą). Te 2 MPa w środku będzie zamknięte w ten sposób, że rura będzie dość długa i środkowa jej część będzie tylko grzana do 1300, a końce będą (w miarę) chłodne i zaopatrzone w króćce do podawania i odbioru gazów. Ile cykli ma wytrzymać? - Jak najwięcej, ale rozumiem, że jak będzie kilkaset to już będzie super. Pojedynczy cykl trwa od godziny do kilku godzin. Temperaturę wytwarza piec elektryczny i jest ona stabilizowana, tak więc mamy 1300 do max 1350. Jacek
Reply to
Jacek
W dniu czwartek, 4 sierpnia 2016 11:35:43 UTC+2 użytkownik Jacek napisał:
Takie rzeczy robi się w kwarcowych piecach: tiny.pl/g94gs Są takie w których rura rozgrzewa się do pełnej tempertury wsadu, są takie w których wsad jest gorący, a rura zimniejsza. Wtedy możesz dojść z temperaturą znacznie wyżej.
Jeśli się uprzesz że pokażesz światu że sam umisz coś takiego zmajstrować, to nie masz dużego wyboru materiału. Molibden czysty albo stopowy da radę, ale będzie drogi. Z tańszych to spokojnie możesz wziąć rurę z 253MA od Outokumpu, ale będziesz musiał dobrać grubość na podstawie solidnej symulacji pełzania, bo to znacznie poza normalnym zakresem zalecanym dla tego materiału, niewiele od temperatury topnienia. Lepsze będą ferrytyczne nierdzewki, oni mają bardzo fajne z dodatkiem aluminium. Nie wiem czy w postaci rury, bo widziałem tylko blachy i to dość grube. Z trochę droższych masz stopy niklu: 800H albo HR120 od Haynesa, ale za to ostatnio płaciłem 100 funtów za kilogram, więc też tani nie jest. Tak czy siak, zamknij tę rurę w płaszczu, w który puść argon, żeby od zewnątrz się nie utleniła. Od środka obłóż to materiałem izolacyjnym, żeby nie grzać rury do maksymalnej temperatury wkładu. Jak zasymulujesz proces uwzględniając izolację od wewnątrz i chłodzenie argonem od zewnątrz, to tej rurze wyjdzie temperatura znacznie niższa niż tego co tam w środku ma siedzieć. Jak zadbasz o symetryczne obciążenie (że tylko zewnętrzne ciśnienie działa na metal, a na przykład grawitacyjne zginanie rury podpartej na końcach już nie), zasymulujesz w jakimś ansysie creep-buckling (powodzenia ze zdobyciem własności materiału do zbudowania modelu obliczeniowego), to powinno działać, tylko po co się tak męczyć, skoro gotowy piec od Chińczyka kosztuje tysiąc albo dwa tysiące dolców?
Reply to
Konrad Anikiel
W dniu 05.08.2016 o 06:25, Konrad Anikiel pisze:
Jaki? przyk?ad takiego chi?skiego piecyka rzucisz? Link np. Jacek
Reply to
Jacek
W dniu 05.08.2016 o 10:14, Konrad Anikiel pisze:
Dzięki za link, jest tam trochę ciekawego "badziewia". Jeszcze jedna uwaga: moja rura będzie grzana Z ZEWNĄTRZ, tak więc patent z izolacją i płaszczem odpada. Rura musi samodzielnie wytrzymać te warunki. Jacek
Reply to
Jacek
Użytkownik "Jacek" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych:no29o4$sf1$ snipped-for-privacy@node2.news.atman.pl... W dniu 05.08.2016 o 10:14, Konrad Anikiel pisze:
Dac dwie rury jedna w drugiej. A miedzy nimi tez 20at :-)
I jeszcze trzecia metalowa, bo jak to wszystko kiedys p**...
Kwarc ma temperature topnienia ~1700 C, obawiam sie, ze w 1300 moze juz byc miekki. A wszelkie zanieczyszczenia obniza. No i jesli rura grzana z zewnatrz, to byc moze potrzebuje 1400 czy 1500 C.
Tlenek glinu (ceramika alundowa) wytrzymuje 2000 C, berylowa nawet 2500, ale jak z wytrzymaloscia to nie wiem.
Swoja droga ... w czyms ten kwarc topia. Molibden, wolfram ?
J.
Reply to
J.F.
W dniu piątek, 5 sierpnia 2016 18:04:24 UTC+2 użytkownik J.F. napisał:
Tu nie chodzi o doraźną wytrzymałość, tylko o mięknięcie (materiały amorficzne) lub pełzanie (krystaliczne), lub kombinację (mieszaniny). To są procesy zależne od czasu, więc zaprojektowanie czegoś polega na porachowaniu czasu życia urządzenia. Na podstawie symulacji stanu nieustalonego. Dużo roboty.
Widziałem proces wytwarzania szkła szafirowego do zegarków. Składniki topi się w piecu przelotowym (o bardzo małym obszarze gorącym), z którego spływa strużka szkła, którą po zastygnięciu łamie się na patyczki. Potem taki półprodukt stapia się w (jednorazowych!) molibdenowych garnkach w próżniowym piecu, żeby zrobić duże buce szkła. Potem się to kroi na plasterki piłami diamentowymi.
Reply to
Konrad Anikiel
Użytkownik "Konrad Anikiel" napisał w wiadomości grup dyskusyjnych: snipped-for-privacy@googlegroups.com... W dniu piątek, 5 sierpnia 2016 18:04:24 UTC+2 użytkownik J.F. napisał:
Ogolnie podejrzewam, ze material co sie topi w 1700 st C, to w 1300 pelzanie moze miec juz spore. 2000/1300 czy 2500/1300 to juz wieksza roznica.
Hm, powinni miec opanowana produkcje walka srednicy ~5 cm metoda topienia strefowego. Z krzemu potrafia ...
J.
Reply to
J.F.
W dniu poniedziałek, 8 sierpnia 2016 15:41:36 UTC+2 użytkownik J.F. napisał:
A z tego Twojego ogólnego podejrzewania ile wychodzi godzin do rozpoczęcia niekontrolowanej utraty stabilności powłoki pod wpływem obciążenia ciśnieniem zewnętrznym? Sporo? No to nieźle. A dużo nieźlej wyjdzie dla tych innych?
Kto powinien?
Reply to
Konrad Anikiel

Site Timeline

PolyTech Forum website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.