Les céramiques-résistantes à l'usure, avec leurs avantages de dureté élevée, de résistance à l'usure et de résistance à la corrosion, ont des cas d'application matures et typiques dans divers domaines industriels tels que l'exploitation minière, l'énergie électrique, la métallurgie et l'industrie chimique. Ils résolvent non seulement le problème de l’usure facile des équipements, mais réduisent également considérablement les coûts d’exploitation et de maintenance des entreprises. Voici des cas spécifiques par secteur d’activité :
1. Industrie minière
Rénovation des goulottes de convoyage du minerai : Les goulottes de transport du minerai d'une grande mine à ciel ouvert-étaient à l'origine constituées de matériaux métalliques. En raison des arêtes vives et du fort impact du minerai, ils devaient être remplacés tous les 3 mois. Après avoir reconstruit les goulottes avec de grandes tuiles épaisses en alumine de haute-pureté, leur dureté ultra-élevée a efficacement résisté à l'impact et à l'usure de coupe du minerai, prolongeant la durée de vie à plus d'un an. La fréquence de maintenance des équipements a été considérablement réduite et la production continue de minerais a été garantie.
Protection des équipements de transport de résidus : Les résidus miniers contiennent des particules de haute-dureté et sont corrosifs. Les pompes et pipelines à résidus métalliques traditionnels sont extrêmement sujets aux dommages, et il existe un risque de fuite de matériaux provoquant une pollution de l'environnement. Une mine a sélectionné des céramiques de carbure de silicium pour fabriquer des pompes à résidus et des pipelines de transport. La résistance élevée à l’usure et la stabilité chimique du carbure de silicium ont permis à l’équipement non seulement de faire face au récurage des particules, mais également de résister à la corrosion. Le cycle de remplacement des canalisations et des corps de pompe a été prolongé de 6 mois à plus de 3 ans, et l'efficacité du transport a également été considérablement améliorée.
2. Industrie de l’énergie électrique
Protection des systèmes de transport de charbon dans les centrales thermiques: Les canalisations et goulottes de transport de charbon d'une centrale thermique ont été longtemps rongées par les blocs de charbon, connaissant fréquemment des problèmes d'usure et de fuite, et nécessitant un arrêt de maintenance 2 à 3 fois par mois. Plus tard, après avoir installé des revêtements en céramique d'alumine sur les parois intérieures de ces composants, l'usure pendant le transport du flux de charbon a été considérablement réduite, les problèmes de fuite et de blocage des matériaux ont été pratiquement éliminés et la fréquence de maintenance de l'équipement a été réduite à une fois par trimestre. Les coûts d'exploitation et de maintenance de la centrale électrique ont été réduits de 40 %, tout en garantissant le fonctionnement stable du système de transport du charbon.
Rénovation des conduits de chaudière à haute-résistance à l'usure aux températures : Les cendres volantes à haute-température contenues dans les conduits de chaudière des centrales électriques ont un débit élevé, provoquant une usure importante des parois internes des conduits, et l'environnement à haute-température exacerbe le vieillissement des composants métalliques. Après avoir reconstruit les parois intérieures des conduits avec des revêtements en céramique d'alumine, les matériaux céramiques maintiennent des performances stables dans des environnements à haute -température, qui peuvent non seulement résister au récurage des cendres volantes, mais également réduire les pertes de chaleur, prolongeant ainsi la durée de vie des conduits de 2 ans à plus de 5 ans.
3. Industrie métallurgique
Application des rouleaux de travail en céramique dans les laminoirs à -haute température: Dans le scénario de soudage et de laminage de tuyaux en aluminium (800-1 000 degrés, 500 MPa), les rouleaux en acier au tungstène traditionnels sont sujets à une déformation plastique à haute température, avec un écart de diamètre de 0,3 mm après un fonctionnement continu, nécessitant un remplacement et un ajustement fréquents. Après le passage aux rouleaux de travail en céramique au nitrure de silicium, l'écart de diamètre était toujours inférieur à 5 μm après 1 200 heures de fonctionnement continu. Lors du laminage de plaques ultra fines en alliage de titane (0,1 mm d'épaisseur), les rouleaux en céramique contrôlaient la tolérance d'épaisseur de la plaque à ±0,5 μm, contribuant directement à augmenter le taux de rendement des pales de moteurs d'avion à 99,9 %.
Protection des revêtements de hauts fourneaux : Les revêtements des hauts fourneaux d'une usine sidérurgique sont érodés et récurés pendant une longue période par le fer en fusion et les scories à haute température. Les matériaux réfractaires traditionnels nécessitent un entretien majeur une fois par an, ce qui affecte la progression de la production. Après avoir utilisé de la céramique d'alumine comme matériau de revêtement du haut fourneau, son point de fusion élevé et sa stabilité à haute -température peuvent résister à une cuisson à long-terme à haute température-, et en même temps résister au récurage des matériaux dans le four. Cela a non seulement prolongé la durée de vie du revêtement du four à plus de 3 ans, mais a également réduit les pertes de chaleur et amélioré l'efficacité énergétique du haut fourneau.
4. Industrie chimique
Modernisation des pipelines de transport d'acide chlorhydrique : Les canalisations de transport d'acide chlorhydrique d'une entreprise chimique étaient à l'origine constituées de matériaux métalliques résistants à la corrosion-. En raison de la forte corrosion de l'acide chlorhydrique et de l'effet de décapage lors de l'écoulement, les canalisations devaient être remplacées tous les 6 mois, ce qui risquait de provoquer des fuites. Après avoir été remplacés par des canalisations en céramique de carbure de silicium, les matériaux céramiques ont une stabilité chimique extrêmement forte, qui peut résister à l'érosion à long terme de l'acide chlorhydrique - et résister au récurage des matériaux. Le cycle de remplacement du pipeline a été prolongé à plus de 3 ans, réduisant considérablement le risque d'interruption de production causée par des dommages au pipeline.
Protection des composants agitateurs dans les réacteurs : Dans les réacteurs acide-base d'une entreprise chimique, les composants d'agitation doivent résister à l'érosion de milieux fortement corrosifs et aux contraintes mécaniques lors de l'agitation, et les composants métalliques traditionnels sont sujets à la corrosion et aux dommages. Après avoir remplacé les composants d'agitation par des matériaux céramiques à base de zircone, la ténacité élevée et la stabilité chimique de la zircone leur permettent de supporter de manière stable les contraintes mécaniques dans des environnements fortement corrosifs. Le cycle de remplacement des composants a été allongé de 3 mois à 2 ans, et la pollution des produits causée par la corrosion des métaux a également été évitée.
5. Industrie du ciment et des matériaux de construction
Rénovation de la résistance à l'usure des systèmes de broyeurs verticaux de ciment: Les composants tels que les goulottes d'alimentation des broyeurs verticaux de crudités et les aubes directrices des classificateurs dans une cimenterie étaient continuellement lavés par des matériaux tels que des particules de calcaire, et les composants métalliques d'origine ont subi une usure importante après 4 à 6 mois d'utilisation. Après avoir collé des revêtements en céramique d'alumine sur ces pièces, la résistance à l'usure des composants a été grandement améliorée et la durée de vie a été prolongée à plus de 2 ans ; dans le même temps, après l'installation de revêtements en céramique sur les roues des ventilateurs de circulation, la stabilité de fonctionnement des ventilateurs a été considérablement améliorée et les coûts de maintenance ont été réduits de 50 %.
Protection des pipelines de transport de clinker: Le clinker de ciment a une température et une dureté élevées, de sorte que les canalisations de transport et les coudes s'usent extrêmement rapidement. Après avoir remplacé les canalisations métalliques traditionnelles par des canalisations composites en céramique d'alumine, les canalisations peuvent résister au récurage du clinker à haute température, et le cycle de remplacement initial d'environ 1 an a été prolongé à 4 ans. De plus, le risque de fuite de clinker a été réduit, garantissant ainsi le fonctionnement continu du processus de production de ciment.
