دراسة الحالة: لماذا تُظهر الأسطوانات المتطابقة عمر خدمة مختلفًا؟
في العديد من عمليات الفرن، أدوات مع:
- نفس الأبعاد
- نفس المادة
- و نفس مجموعة التصنيع
لا يزال يمكن أن تظهر حياة خدمة مختلفة بشكل كبير.
قد تعمل بعض الأدوات بشكل مستقر لسنوات
في حين أن البعض الآخر يفشل في وقت مبكر جدا في ظروف مماثلة على ما يبدو.
هذه الدراسة الحالة تشرح الأسباب الهندسية وراء هذه الظاهرة.
سوء فهم شائع هو:
إذا كانت الألواح متطابقة، يجب أن تكون مدة عمرها متطابقة أيضًا".
ومع ذلك ، بالنسبة لأنظمة السيراميك عالية درجة الحرارة ، فإن عمر الخدمة يتأثر ليس فقط:
- خصائص المواد
- الكثافة
- قوة
- أو دقة الأبعاد
ولكن أيضاً من خلال:
- الحرارة
- شروط الدعم
- توزيع الضغط المحلي،
- الجو
- وتاريخ العمليات.
مواد السيراميكية من كربيد السيليكون وحلول أنظمة الفرن
في الممارسة:
البيئة التشغيلية غالبا ما تهيمن على سلوك الحياة.
حتى داخل نفس الفرن
- توزيع درجة الحرارة نادرًا ما يكون موحدًا تمامًا.
يمكن أن تظهر المواقف المختلفة للدراجات:
- معدلات تسخين مختلفة،
- سلوك تبريد مختلف،
- تدفق هواء مختلف
- أو تعرض مختلف للإشعاع.
ونتيجة لذلك:
- التدرج الحراري يختلف من عجلة إلى عجلة
هذا يؤدي إلى:
- التطورات المختلفة للضغوط الداخلية
- تراكم التعب المختلف،
- و توقيت بداية الشق مختلف.
أسطوانات السيراميك SiC لتطبيقات الأفران عالية الحرارة
فترة حياة العجلة حساسة للغاية إلى:
- محاذاة الدعم
- حالة الربيع
- هندسة الاتصال،
- والقيود المحلية.
اختلافات صغيرة مثل:
- اتصال دعم غير متساو،
- تحميل الحافة المحلي،
- استرخاء الربيع،
- أو انحراف التثبيت
يمكن أن يخلق:
- التركيز الكبير للضغوط في مواقع محددة.
خلال دورات حرارية طويلة:
- تتراكم هذه الاختلافات المحلية في الإجهاد،
ينتج في نهاية المطاف: - حياة خدمة مختلفة جدا.
قد يختلف سلوك التآكل عند درجات الحرارة العالية اعتمادا على:
- تركيز الأكسجين المحلي
- تعرض بخار الليثيوم
- الغلاف الجوي القلوي
- محتوى البخار،
- أو ترسب المواد.
على سبيل المثال
- أدوات التشغيل بالقرب من مناطق التغذية
- مناطق العادم
- أو المناطق العدوانية كيميائيا
غالباً ما تتدهور أسرع من غيرها
حتى لو كانت المادة متطابقة
- تقدم التآكل ليس متساوياً في جميع أنحاء الفرن.
المواد السيراميكية تحتوي بشكل طبيعي على:
- عيوب مجهرية
- المسام
- أو عيوب السطح
في حالة الدورة الحرارية المتكررة:
- هذه العيوب تتطور بشكل مختلف اعتمادا على ظروف الضغوط المحلية.
بمجرد أن تبدأ الشقوق الصغيرة:
- معدل الانتشار يعتمد بشكل كبير على الموقع
هذا يفسر السبب:
- يمكن أن تبقى عجلة واحدة مستقرة،
بينما يطور آخر: - شظايا الحافة،
- التشقق في نهاية الوجه،
- أو كسر مفاجئ
في العديد من أنظمة الفرن:
يحدث التوتر الأكثر حدة أثناء الإيقاف وليس أثناء التشغيل.
التبريد السريع أو غير المتساوي يمكن أن يولد:
- ضغط سحب عالي،
- المنحدرات الحرارية العكسية
- و عدم تطابق التقلصات
أدوات التسلسل الموجودة في
- مناطق تدفق الهواء الأعلى،
- المناطق الحافة
- أو الدعم المقيد
قد يعاني من ضغوط تبريد أكثر حدة.
هذا يخلق:
- الاختلافات الكبيرة في مدة الحياة،
حتى بين عجلات متطابقة.
حياة الخدمة المختلفة لا تشير بالضرورة:
- جودة التصنيع السيئة،
- عدم التوافق المادي
- أو عيوب الأبعاد.
في كثير من الحالات، السبب الحقيقي هو:
- التاريخ الحراري الميكانيكي المختلف
بالنسبة لأنظمة SiC عالية الحرارة:
- فترة الحياة هي تراكمية،
- تعتمد على الإجهاد
- و حساسة للغاية للبيئة.
الدوامات المتطابقة لا تواجه ظروف تشغيل متطابقة.
بالنسبة لأنظمة SSiC الدوارة ، يتم التحكم في عمر الخدمة بواسطة:
- المنحدرات الحرارية
- شروط الدعم
- التعرض للجو،
- وتراكم الإجهاد بمرور الوقت
بدلاً من الهوية المادية وحدها.
