Biuletyn techniczny     Standardowe formuły okładzin z węglika wolframu — wytwarzanie energii elektrycznej   Download PDF here (284KB)    Opracowane formuły W wyniku trwających przeszło dwadzieścia lat badań naukowych Firma Conforma Clad ® opracowała trzy standardowe formuły okładzin z węglika wolframu, które spełniają najsurowsze wymagania w zakresie ochrony przed zużyciem. Wszystkie trzy formuły zapewniają ochronę urządzeń przed różnymi rodzajami oddziaływań niszczących, w tym abrazją, erozją, korozją lub dowolną kombinacją tych trzech czynników. Inżynierowie z Conforma Clad dokonują oceny poszczególnych elementów i ich środowiska eksploatacyjnego, aby zaproponować odpowiednią formułę lub stworzyć specjalną okładzinę spełniającą szczególne wymogi klienta. Nasz unikalny proces lutowania twardego z przenikaniem łączy twardość węglika wolframu z odpornością na korozję niklu-chromu-boru, tworząc barierę zabezpieczającą o niezrównanych właściwościach w zakresie ochrony przed zużyciem. Wytrzymałość spoiny przekraczająca 70.000 funtów/cal2 (483 MPa) sprawia, że okładzina jest niezwykle odporna na odpryskiwanie, pękanie i łuszczenie się.

Skład okładziny (udział wagowy w %)   WC 200 WC 210 WC 219 Węglik wolframu* 62% 55% 48% Nikiel 30% 34% 39% Chrom 6%  7% 8% Inne 2% 4% 5% Całkowita zawartość węglika wynikająca z innych czynników węglikotwórczych 68% 66% 62% * Węglik wolframu (WC) zawiera kobalt jako składnik wiążący.

Właściwości okładziny   WC 200 WC 210 WC 219 Gęstość funt/cal2 (g/cm2) 0.44 (30,9) 0.42 (29,5) 0.40 (28,1) Przewodność cieplna (BTU in/h•ft2•°F) 230 200 170 Siła wiązania metalurgicznego funt/cal2 (MPa) >70,000 (>483)  >70,000 (>483) >70,000 (>483) Porowatość <3% <3% <3% Twardość wg Rockwella ** 64-70 60-66 52-62 **Okładzina jest związkiem cząstek węglika wolframu rozproszonych w masie stopu na bazie niklu. Niezwykle twarde cząstki węglika, których twardość w skali Vickersa wynosi ok. 2000 DPH50g [1865 DPH50g odpowiada twardości 80 wg Rockwella (HRC)] są otoczone masą dwufazową stopu (300-800 DPH50g, odpowiednio 30-64 HRC). Z uwagi na różnorodną strukturę okładziny, wyniki bezpośrednich pomiarów twardości wg Rockwella są wartością średnią dla twardości cząstek węglika i stopu i nie są reprezentatywne dla poszczególnych składników kompozytu.

Fotomikrografi a okładziny 1. Okładzina Duża gęstość węglika wolframu w połączeniu z równomiernym rozkładem węglika daje w efekcie dużą odporność na zużycie oraz możliwość przewidywania tempa zużycia. Okładzina może być eksploatowana w sposób ciągły w temperaturze nie przekraczającej 1900°F (1038ºC)  Brak porowatości wzajemnej — doskonała odporność na korozję i wytrzymałość na uderzenia   2. Linia wiązania Właściwe wiązanie metalurgiczne (pow. 70.000 funtów/cal2, 483 MPa) i wiązania międzycząsteczkowe o dużej sile — zapewniają niezrównaną wytrzymałość i zapobiegają odpryskiwaniu, pękaniu i łuszczeniu się   3. Strefa dyfuzji Minimalne rozcieńczenie — w strefi e dyfuzji podłoże zachowuje jednorodne właściwości   4. Podłoże Możliwość obróbki cieplnej — podłoże może być poddane obróbce cieplnej po procesie nakładania okładziny w celu przywrócenia jego właściwości mechanicznych

Badania terenowe potwierdziły, że okładzina Conforma Clad z węglika wolframu o grubości 1/16 cala (1,5 mm) zapewnia taką samą ochronę przed korozją, co 1-calowa (25 mm) warstwa napawana węglika chromu lub 3-calowa (75 mm) warstwa stali węglowej. Dane eksploatacyjne   Próba erozji żużlowej węgla z Kompanii Black Beauty Kąt oddziaływania dynamicznego - 90°, 73 m/sek.; czas trwania próby - 30 min W badaniu laboratoryjnym przeprowadzonym zgodnie z normami ASTM G73, na wolno obracającym się roztrząsaczu węgla ustalono, że okładzina Conforma Clad WC 219 zapewnia najlepszą ochronę przed erozją powodowaną przez drobnoziarnisty żużel z węgla typu Black Beauty.

Próba erozji wywołanej popiołem lotnym Kąt oddziaływania dynamicznego - 40°, 168 m/sek., czas trwania próby - 30 min   W wyniku badania EPRI stwierdzono, że okładzina Conforma Clad WC 210 zapewnia pierwszorzędną ochronę przed erozją łopatek wentylatora w kotłach energetycznych, na które działa z dużą szybkością strumień popiołu lotnego z węgla bitumicznego.

Próba korozji 10-procentowy kwas siarkowy w temp. 212°F (100°C)   Badanie ASTM G31 wykazuje, że okładzina Conforma Clad WC 210 zapewnia najlepszą ochronę przed korozją.

Próba erozji gorącej Kąt oddziaływania dynamicznego - 30°; 43 m/sek., czas trwania próby - 180 min   W wyniku badania EPRI (Instytut Badań Energetycznych) w podwyższonych temperaturach stwierdzono, że okładzina Conforma Clad WC 200 chroni rurki kotła przed zużyciem erozyjnym lepiej niż alternatywne powłoki.

Porównanie okładziny Conforma Clad z innymi metodami ochrony   Właściwości  Conforma Clad Napylanie termiczne Warstwa napawana Płytka ceramiczna Płytka AR Wytrzymałość spoiny B. duża B. mala Duża Mala Nie dotyczy Złożone kształty Tak   Nie Z trudem Z trudem W bardzo malym stopniu Odporność na ścieranie B. duża Umiarkowana Duża B. duża B. mala Odporność na erozję B. duża Mala-Umiarkowana Mala Mala B. mala Odporność na korozję Duża Mala Mala Mala Mala Udarność Umiarkowana Mala Umiarkowana B. mala Mala Poziom utleniania Niski Wysoki Niski Niski Niski Odporność na wys. temperaturę Duża Umiarkowana Mala B. mala Duża Odporność na różne czynniki niszczące Tak Nie Tak Nie Nie