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

do góry

W dniu wtorek, 2 sierpnia 2016 17:45:04 UTC+2 użytkownik Jacek napisał:
> 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

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".

do góry

W dniu 2016-08-02 o 17:45, Jacek pisze:
> 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

Tu masz odpowiedni wykres Ashby'ego:
http://www.kp.pollub.pl/files/w13.jpg

Firma CEREL z Boguchwały zajmuje się w Polsce ceramiką techniczną.
http://www.cerel.eu/1,Tworzywa%20ceramiczne,5.html

WM

do góry

W dniu 03.08.2016 o 04:48, Konrad Anikiel pisze:

> 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".
>
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

do góry

W dniu czwartek, 4 sierpnia 2016 11:35:43 UTC+2 użytkownik Jacek napisał:
> W dniu 03.08.2016 o 04:48, Konrad Anikiel pisze:
>
> > 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".
> >
> 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.

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?

do góry

W dniu 05.08.2016 o 06:25, Konrad Anikiel pisze:

> 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?
>
Jakiś przykład takiego chińskiego piecyka rzucisz? Link np.
Jacek

do góry

W dniu piątek, 5 sierpnia 2016 10:03:37 UTC+2 użytkownik Jacek napisał:
> W dniu 05.08.2016 o 06:25, Konrad Anikiel pisze:
>
> > 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?
> >
> Jakiś przykład takiego chińskiego piecyka rzucisz? Link np.
> Jacek

Wrzuciłem, tylko wyciąłeś w cytacie. masz jeszcze raz tiny.pl/g94gs

do góry

W dniu 05.08.2016 o 10:14, Konrad Anikiel pisze:
> Wrzuciłem, tylko wyciąłeś w cytacie. masz jeszcze raz tiny.pl/g94gs
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

do góry

Użytkownik "Jacek" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:no29o4$sf1$...@n...news.atman.pl...
W dniu 05.08.2016 o 10:14, Konrad Anikiel pisze:
>> Wrzuciłem, tylko wyciąłeś w cytacie. masz jeszcze raz tiny.pl/g94gs
>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.

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.

do góry

W dniu piątek, 5 sierpnia 2016 18:04:24 UTC+2 użytkownik J.F. napisał:
> Użytkownik "Jacek" napisał w wiadomości grup
> dyskusyjnych:no29o4$sf1$...@n...news.atman.pl...
> W dniu 05.08.2016 o 10:14, Konrad Anikiel pisze:
> >> Wrzuciłem, tylko wyciąłeś w cytacie. masz jeszcze raz tiny.pl/g94gs
> >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.
>
> 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.

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.

>
> Swoja droga ... w czyms ten kwarc topia.
> Molibden, wolfram ?

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.

do góry