Alumiinioksidikeraaminen pallo (Al2O3) ja zirkoniumoksidikarkaistu alumiinioksidikeraaminen pallo (ZTA) ovat laajalti käytössä keraamisten materiaalien teollisuudessa, ja niillä on omat suorituskyvyn ominaispiirteensä. Tässä artikkelissa tehdään vertaileva analyysi materiaalien ominaisuuksien, käyttöskenaarioiden ja taloudellisuuden kolmesta ulottuvuudesta, jotta se tarjoaa päätöksenteon perustan-suunnittelun valinnassa.
Materiaalien ominaisuuksien vertailu
Fysikaalisten ominaisuuksien osalta alumiinioksidipallojen tiheys on yli 92 %, Rockwellin kovuus saavuttaa HRA85-90, mutta murtolujuus on vain 3,5-4,0 MPa ·m¹/². ZTA lisää 15-20 % zirkoniumoksidia (ZrO₂), samalla kun HRA88-92:n kovuus säilyy, murtolujuus nostetaan arvoon 6,0-8,0 MPa·m¹/² ja taivutuslujuus kasvaa 30 % arvoon 450 MPa.
Erot sovelluksessa
Korkean kustannustehokkuuden ansiosta alumiinioksidipalloja käytetään laajalti{0}}vähäkuormitusskenaarioissa, kuten paperikoneissa ja kemikaalipumppuventtiileissä. ZTA Ceramic pallo kaivoksen murskaimen vuorauslevyssä, käyttöikä jopa 2,3 kertaa tavalliseen alumiinioksidipalloon verrattuna, sopii erityisen hyvin suuriin iskuihin, korkean kulutuksen ääriolosuhteisiin.
Lämpötilan mukautuvuuden kannalta alumiinioksidipallo voi toimia vakaasti 800 asteessa, ja ZTA:n lämpöshokin lämpötila nostetaan 1200 asteeseen zirkoniumoksidin faasimuutosominaisuuksien vuoksi. Lämpövoimalaitoksen savukaasujen käsittelyjärjestelmässä käytetään ZTA Ceramic -palloa tiivisteinä, jotta saavutetaan ongelmaton toiminta-18 000 tuntia 950 asteessa.
ZTA Ceramic -pallon taloudellinen analyysi
Hankintakustannusten näkökulmasta Zirkonia karkaistun alumiinioksidipallon hinta on 2-3 kertaa alumiinioksidipallon hinta. Koko elinkaarikustannuslaskelma kuitenkin osoittaa, että raskaassa käytössä olevissa skenaarioissa, kuten kaivoksen murskaamisessa, zirkoniumoksidilla karkaistujen alumiinioksidipallojen vaihtokustannuksia voidaan pienentää jopa 45 % pidennetyn käyttöiän ansiosta. Sementin tuotantolinjan saneeraustapaus osoittaa, että ZTA-hiomarungon käyttöönoton jälkeen vuotuiset ylläpitokustannukset pienenevät 28 % ja laitteiden seisokit 60 %.
Yhteenvetona voidaan todeta, että alumiinioksidipallot soveltuvat kustannustehokkaaseen valintaan tavanomaisissa työolosuhteissa, kun taas karkaistulla alumiinioksidilla ja Zta-kuulalla on merkittäviä etuja äärimmäisissä työolosuhteissa.
