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उच्च तापमान भट्ठी प्रणालियों में, रोलर विफलता अक्सर गलत तरीके से निम्नलिखित के लिए जिम्मेदार हैः
- खराब सीधापन,
- अपर्याप्त झुकने की शक्ति,
- या विनिर्माण दोष.
हालांकि, क्षेत्र के अवलोकन से पता चलता है कि यहां तक किपूरी तरह से सीधी रोलर्सबंद या शीतलन चक्र के बाद भी विफल हो सकता है।
इस केस स्टडी में इस घटना के पीछे की वास्तविक इंजीनियरिंग तंत्र की व्याख्या की गई है।
स्थिर उच्च तापमान संचालन के दौरानः
- रोलर के साथ तापमान वितरण अपेक्षाकृत समान है,
- थर्मल विस्तार संतुलित है
- और आंतरिक तनाव कम रहता है।
इन शर्तों के तहत:
- रोलर उत्कृष्ट सीधापन बनाए रख सकता है,
- घूर्णन स्थिर रहता है,
- और कोई दिखाई देने वाला दरार नहीं दिखाई देता है।
दूसरे शब्दों में:
एक रोलर यांत्रिक रूप से "पूर्ण" दिखाई दे सकता है जबकि छिपे हुए थर्मल तनाव पहले से ही आंतरिक रूप से जमा हो रहे हैं।
गंभीर स्थिति आमतौर पर निम्न के दौरान होती हैः
- तेजी से ठंडा होना,
- आपातकालीन रोक,
- या असमान बंद।
इस अवस्था में:
- बाहरी सतह पहले ठंडा होती है,
- जबकि कोर गर्म रहता है,
- एक गंभीर तापमान ढाल पैदा करना।
इससे उत्पन्न होता है:
- सतह पर तन्यता तनाव
- अंदर दबाव तनाव,
- और समर्थन और संपर्क क्षेत्रों के पास तनाव की एकाग्रता।
भंगुर सिरेमिक सामग्रियों के लिए जैसे दबाव रहित सिंटरित SiC (SSiC):
तन्यता तनाव ️ खुद भार को नहीं झुकाना ️ अक्सर विफलता का वास्तविक ट्रिगर होता है।
कई असफल रोलर्स अभी भी दिखाते हैंः
- अच्छी आयामी सटीकता,
- स्वीकार्य प्रवाह,
- और टूटने से पहले कोई स्पष्ट विकृति नहीं।
इसका कारण यह है कि सीधापन केवल दर्शाता हैः
- ज्यामितीय गुणवत्ता,
जबकि विफलता को नियंत्रित किया जाता हैः
- थर्मल तनाव का विकास,
- स्थानीय बाधा,
- शीतलन की स्थिति,
- और तनाव की एकाग्रता।
एक पूरी तरह से सीधा रोलर अभी भी विफल हो सकता है यदिः
- ठंडा होना बहुत तेज़ है,
- समर्थन का विस्तार सीमित है,
- या थर्मल ग्रेडिएंट अत्यधिक हो जाते हैं।
फ़ील्ड विफलता आमतौर पर निम्नलिखित पर शुरू होती हैः
- रोलर अंत चेहरे,
- समर्थन संपर्क क्षेत्र,
- बाहरी सीमावर्ती क्षेत्र,
- या स्थानीय संपर्क बिंदु।
विशिष्ट क्षति मोड में शामिल हैंः
- किनारे चिपिंग,
- अंत के चेहरे के दरार,
- कोने में फ्रैक्चर,
- और प्रगतिशील सूक्ष्म दरार फैलाव।
ये स्थान सीधे इस प्रकार हैं:
- शीतलन के दौरान तन्यता तनाव एकाग्रता क्षेत्र।
तंत्र केवल यह नहीं हैः
"रोलर अतिभारित था. "
इसके बजाय, वास्तविक तंत्र आमतौर पर हैः
- थर्मल ग्रेडिएंट जनरेशन,
- अंतर संकुचन,
- स्थानीय तन्यता तनाव,
- दरार प्रारंभ,
- पुनरावर्ती चक्रों के दौरान प्रगतिशील प्रजनन।
यह बताता है कि क्योंः
- कुछ रोलर्स बंद होने के बाद अचानक विफल हो जाते हैं,
- भले ही ऑपरेशन पहले स्थिर प्रतीत होता था।
रोलर विश्वसनीयता में सुधार के लिएः
बंद होने के दौरान तेज या असमान ठंडा होने से बचें।
भट्ठी के तापमान का समान वितरण बनाए रखें।
नियंत्रित विस्तार और संकुचन की अनुमति दें।
समर्थन इंटरफेस पर तनाव एकाग्रता को कम से कम करें।
नियमित रूप से किनारे के क्षेत्रों का निरीक्षण करें और संपर्क क्षेत्रों का समर्थन करें।
पूर्ण सीधापन विश्वसनीयता की गारंटी नहीं देता है।
उच्च तापमान SSiC रोलर्स के लिए, दीर्घकालिक उत्तरजीविता अधिक निम्नानुसार निर्धारित होती हैः
- थर्मल तनाव प्रबंधन,
- शीतलन व्यवहार,
- और संरचनात्मक तनाव वितरण
केवल ज्यामिति से।