Por que é necessário para o transporte de cinzas em usinas de energia?
O meio transportado através de tubulações pneumáticas de remoção de cinzas em usinas de energia é cinza volante seca ou escória, caracterizada por altas velocidades de fluxo e alta dureza de partículas. Sob condições erosivas prolongadas, tubos convencionais de aço carbono ou tubos de aço fundido resistentes ao desgaste apresentam desgaste particularmente severo em curvas, tês, redutores e a jusante das válvulas, levando ao rápido adelgaçamento das paredes do tubo ou mesmo à perfuração.
O revestimento de tubulações de cerâmica resistentes ao desgaste normalmente emprega cerâmica de alumina (com teor de Al₂O₃ maior ou igual a 95%), que exibe uma dureza Mohs de até 9,0 segundos apenas em relação ao diamante em termos de dureza e possui resistência ao desgaste 10–20 vezes maior que a do aço carbono convencional. Isto significa que sob condições operacionais idênticas de transporte de cinzas, a vida útil das tubulações pode ser significativamente prolongada; os dados indicam que a vida útil de componentes propensos ao desgaste, como cotovelos, pode ser aumentada de 5 a 8 vezes e, em certos cenários de aplicação, a vida útil pode exceder 10 anos em comparação com tubos de aço convencionais.
Tipos estruturais comuns
O tipo mais comumente usado em sistemas de transporte de cinzas de usinas de energia é o duto de cerâmica resistente ao desgaste montado na superfície, que normalmente apresenta uma estrutura de três camadas:
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primeira classe |
Material/Construção |
agir |
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esfera externa |
Tubos de aço carbono Q235 ou Q345 (espessura da parede normalmente maior ou igual a 6–8 mm) |
Fornece resistência estrutural e resistência à pressão, facilitando a soldagem ou conexões de flange. |
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Camada adesiva |
Adesivo inorgânico resistente a altas temperaturas (espessura maior ou igual a 2 mm) |
As placas cerâmicas estão firmemente coladas à parede interna do tubo de aço; uma vez curados, apresentam resistência ao impacto e são resistentes ao envelhecimento. |
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forro interno |
Folhas cerâmicas de alumina de alta pureza (espessura típica: 5–8 mm) |
Suporta diretamente o desgaste abrasivo causado por poeira e pó, fornecendo proteção resistente ao desgaste do núcleo. |
As placas cerâmicas são normalmente dispostas usando padrões de saliências e recessos interligados ou conexões de arco de junta escalonadas, garantindo zero costuras nas junções das extremidades do tubo, com paredes internas planas e lisas (rugosidade da superfície menor ou igual a ±0,2 mm), reduzindo assim a resistência ao fluxo do material e o risco de acúmulo de poeira causando bloqueio do tubo.
Principais indicadores de desempenho para condições operacionais de usinas de energia
De acordo com as especificações técnicas da licitação da usina e os dados do produto, as tubulações de cerâmica resistentes ao desgaste usadas para transporte de cinzas normalmente devem atender às seguintes especificações:
Conteúdo cerâmico: O conteúdo de Al₂O₃ normalmente deve ser maior ou igual a 95% para garantir dureza e densidade.
Dureza cerâmica: Dureza Rockwell HRA maior ou igual a 85, e microdureza HV maior ou igual a 1000.
Resistência à temperatura: Em aplicações de usinas de energia - como remoção de cinzas secas e transporte de cinzas em economizadores - as temperaturas operacionais são normalmente altas, necessitando da seleção de sistemas adesivos inorgânicos resistentes a altas temperaturas. Os produtos convencionais podem operar continuamente abaixo de 350 graus, enquanto algumas variantes melhoradas podem suportar temperaturas de até 500 graus.
Método de conexão: Suporta conexões de flange ou soldagem direta do tubo de aço externo, facilitando a integração com tubulações existentes no local.
Principais considerações para seleção de modelo e operação e manutenção
Embora a tubulação cerâmica resistente ao desgaste ofereça uma vida útil geral prolongada, alguns detalhes ainda devem ser considerados durante a seleção do modelo e uso operacional:
A qualidade da adesão é crítica: a fixação das placas cerâmicas depende da camada adesiva. Se a parede interna do tubo de aço não estiver totalmente desengordurada e descalcificada, ou se o processo de cura do adesivo for inadequado, poderá ocorrer delaminação ou desprendimento das placas cerâmicas. Uma vez destacadas, áreas localizadas das placas podem sofrer rapidamente desgaste e desgaste.
Combinação de temperatura: Diferentes sistemas adesivos têm diferentes classificações de temperatura máxima. Se houver flutuações de temperatura ou altas temperaturas localizadas na tubulação de transporte de cinzas, é essencial selecionar um sistema adesivo cuja classificação de temperatura corresponda às condições operacionais para evitar que a camada adesiva falhe sob altas temperaturas.
Reparo local: Quando uma única placa cerâmica apresenta fissuras ou descolamentos, ela pode ser prontamente substituída individualmente; não há necessidade de substituir todo o segmento do tubo, o que pode reduzir ainda mais os custos de manutenção a longo prazo.
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