لماذا يظهر التآكل المتدحرج في نهايات الدوار في أنظمة الفرن المدعومة بالربيع؟
يُلاحظ أحيانًا التآكل الحلزوني في نهاياتبكرات كربيد السيليكونتستخدم فيأنظمة الفرن المدعومة بالزنبرك.
تشمل الأعراض النموذجية ما يلي:
- ارتداء الحافة الموضعية,
- أنماط التآكل الحلزوني بدلاً من الكسر الكامل،
- وتراكم الحطام بالقرب من مناطق الدعم.
ونظرًا لأن الضرر يبدو مركزًا في نهاية الأسطوانة، فغالبًا ما يتم تفسيره بشكل خاطئ على أنه فشل متعلق بالقص.
يظهر الفحص الميداني عادة:
- ارتداء موضعي بالقرب من حافة الأسطوانة
- علامات التآكل الحلزونية أو الحلزونية
- إزالة المواد التدريجية مع مرور الوقت
- لا يوجد كسر كامل من خلال جسم الأسطوانة
يشير هذا إلى آلية تلف السطح تدريجيًا وليس فشلًا هيكليًا مفاجئًا.
هل هذا فشل القص حقًا، أم شكل من أشكال التآكل الناتج عن التلامس تحت ضغط الانحناء؟
في العديد من أنظمة القمائن، يمكن أن يكون نمط التآكل المرئي مضللاً.
غالبًا ما يهيمن على حالة التوتر الفعلية ما يلي:
- الانحناء,
- الإجهاد الاتصال المحلي،
- وسلوك التمدد الحراري.
وتناقش أيضًا آليات تطور الإجهاد ذات الصلة في:
- فهم الإجهاد الحراري في بكرات SiC المدعومة بالزنبرك
- الإجهاد الناجم عن التدرج الحراري في مكونات كربيد السيليكون
- لماذا يبدأ فشل مكون SiC غالبًا أثناء إيقاف التشغيل وليس أثناء التشغيل
في أنظمة الأسطوانة المدعومة بالزنبرك:
- يتم نقل الحمل من خلال نهايات الأسطوانة
- يحدث الاتصال فقط في المناطق المحلية
- تتصرف الأسطوانة في المقام الأول كهيكل شعاع
في ظل هذه الظروف:
- يهيمن الإجهاد الانحناء ،
- في حين أن إجهاد القص النقي صغير نسبيا.
تواجه منطقة الحافة تحميلًا موضعيًا متكررًا أثناء التشغيل والتدوير الحراري.
وهذا يخلق حالة حيث:
يصبح تآكل التلامس الموضعي هو آلية الضرر الأساسية.
بالنسبة لبكرات الفرن طويلة المدى:
- الوزن الذاتي،
- تحميل المنتج,
- والتمدد الحراري
جميعها تساهم بشكل رئيسي في تشوه الانحناء.
تحدث أعلى الضغوط عادة في:
- واجهات الدعم,
- حواف الاتصال,
- ومناطق القيود.
يمكن أن يساهم تطور الإجهاد المماثل أيضًا على المدى الطويلتشوه الزحف في بكرات SiC، وخاصة في درجات الحرارة المرتفعة.
وهذا يفسر سبب تطور الضرر غالبًا بشكل تدريجي عند نهايات الأسطوانة بدلاً من حدوث كسر جماعي مفاجئ.
ترتبط آلية التآكل الحلزوني عادةً بما يلي:
- التحميل المسبق الربيع,
- ضغط الاتصال الموضعي,
- حركة انزلاقية دقيقة،
- الدراجات الحرارية المتكررة,
- وتراكم التآكل التدريجي.
يمكن للحركات النسبية الصغيرة بين الأسطوانة وواجهة الدعم إزالة المواد بشكل مستمر من منطقة الحافة.
متأخر , بعد فوات الوقت:
- يتراكم حطام التآكل ،
- تتغير حالة الاتصال
- ويتطور نمط التآكل الحلزوني تدريجيًا.
غالبًا ما تكون حالة الدعم وهندسة الاتصال أكثر أهمية من قوة المادة وحدها.
عادةً ما يُظهر فشل القص الحقيقي ما يلي:
- الكسر المفاجئ،
- فصل المواد على نطاق واسع،
- أو الفشل من خلال المقطع العرضي.
ومع ذلك، يظهر التآكل الحلزوني عادةً ما يلي:
- إزالة المواد الحافة التقدمية,
- الضرر السطحي الموضعي ،
- وتطور التآكل المتكرر مع مرور الوقت.
وهذا يدل على:
آلية تآكل التلامس في ظل ظروف التحميل التي يهيمن عليها الانحناء.
لتقليل التآكل الحلزوني في أنظمة أسطوانة الفرن:
تجنب ضغط التلامس الموضعي المفرط عند أطراف الأسطوانة.
السماح بالتمدد الحراري المتحكم فيه وتقليل تركيز القيد.
تحسين استقرار الواجهة بين الأسطوانة وهيكل الدعم.
يمكن أن يؤدي التمدد الحراري غير المتساوي إلى تضخيم إجهاد التلامس المحلي.
التآكل الحلزوني عند نهايات الأسطوانة هو في المقام الأول:
ظاهرة تآكل التلامس في ظل ظروف التحميل التي يهيمن عليها الانحناء - وليس فشل القص الكلاسيكي.
عادة ما يرتبط السبب الجذري بما يلي:
- إجهاد الاتصال الموضعي ،
- سلوك التمدد الحراري,
- التحميل المسبق الربيع,
- والحركة الدقيقة المتكررة أثناء التشغيل.
تم تحسينه لأنظمة الأفران ذات درجات الحرارة العالية المطلوبةبكرات SSiCجنبا إلى جنب مع هياكل الدعم المصممة بشكل صحيح يمكن أن تقلل بشكل كبير من التآكل الموضعي وتحسين الاستقرار التشغيلي على المدى الطويل.
