چرا در انتهای رولر در سیستم های کوره ی پرتاب شده به صورت مارپیچی ظاهر می شود؟
گاهی اوقات سایش مارپیچی در انتهای آن مشاهده می شودغلتک های SiCاستفاده شده درسیستم های کوره فنری.
علائم معمولی عبارتند از:
- سایش موضعی لبه،
- الگوهای سایش مارپیچی به جای شکستگی کامل،
- و تجمع زباله در نزدیکی مناطق پشتیبانی.
از آنجایی که آسیب در انتهای غلتک متمرکز به نظر می رسد، اغلب به اشتباه به عنوان شکست مربوط به برش تعبیر می شود.
بازرسی میدانی معمولاً نشان می دهد:
- سایش موضعی در نزدیکی لبه غلتک
- علائم سایش مارپیچ یا مارپیچ
- حذف تدریجی مواد در طول زمان
- بدون شکستگی کامل از طریق بدنه غلتک
این نشان دهنده مکانیسم تخریب تدریجی سطح به جای شکست ناگهانی سازه است.
آیا این شکست واقعاً برشی یا نوعی سایش ناشی از تماس تحت تنش خمشی است؟
در بسیاری از سیستم های کوره، الگوی سایش قابل مشاهده می تواند گمراه کننده باشد.
وضعیت استرس واقعی اغلب تحت سلطه موارد زیر است:
- خم شدن،
- استرس تماس موضعی،
- و رفتار انبساط حرارتی
مکانیسمهای تکامل استرس مرتبط نیز در موارد زیر مورد بحث قرار میگیرند:
- درک استرس حرارتی در غلتک های SiC با فنر
- تنش ناشی از گرادیان حرارتی در اجزای کاربید سیلیکون
- چرا خرابی کامپوننت SiC اغلب در حین خاموش شدن شروع می شود نه در حین کار
در سیستم های غلتکی با فنر:
- بار از طریق انتهای غلتک منتقل می شود
- تماس فقط در مناطق محلی رخ می دهد
- غلتک در درجه اول به عنوان یک ساختار تیر عمل می کند
تحت این شرایط:
- استرس خمشی غالب است،
- در حالی که تنش برشی خالص نسبتاً کم است.
ناحیه لبه در طول عملیات و چرخه حرارتی بارگذاری موضعی مکرر را تجربه می کند.
این شرایطی را ایجاد می کند که:
سایش تماس موضعی به مکانیسم آسیب اولیه تبدیل می شود.
برای غلتک های کوره بلند دهانه:
- وزن خود،
- بار محصول،
- و انبساط حرارتی
همه به طور عمده به تغییر شکل خمشی کمک می کنند.
بیشترین تنش ها معمولاً در موارد زیر رخ می دهد:
- رابط های پشتیبانی،
- لبه های تماس،
- و مناطق محدودیت
تکامل استرس مشابه نیز می تواند در درازمدت نقش داشته باشدتغییر شکل خزشی در غلتکهای SiCبه خصوص در دمای بالا
این توضیح می دهد که چرا آسیب اغلب به جای شکستگی ناگهانی توده ای در انتهای غلتک به تدریج ایجاد می شود.
مکانیسم سایش مارپیچی معمولاً با موارد زیر مرتبط است:
- پیش بارگیری فنر،
- فشار تماس موضعی،
- حرکت میکرو لغزشی،
- چرخه حرارتی مکرر،
- و انباشتگی تدریجی سایش.
حرکات نسبی کوچک بین رابط غلتکی و پشتیبانی می تواند به طور مداوم مواد را از ناحیه لبه حذف کند.
با گذشت زمان:
- زباله های سایش جمع می شود،
- شرایط تماس تغییر می کند،
- و الگوی سایش مارپیچی به تدریج ایجاد می شود.
شرایط تکیه گاه و هندسه تماس اغلب مهمتر از استحکام مواد به تنهایی است.
شکست برشی واقعی معمولاً نشان می دهد:
- شکستگی ناگهانی،
- جداسازی مواد در مقیاس بزرگ،
- یا شکست از طریق مقطع.
با این حال، سایش مارپیچ معمولاً نشان می دهد:
- حذف تدریجی مواد لبه،
- آسیب سطحی موضعی،
- و تکامل لباس مکرر در طول زمان.
این نشان می دهد:
یک مکانیسم سایش تماسی تحت شرایط بارگذاری خمشی.
برای کاهش سایش مارپیچ در سیستم های غلتکی کوره:
از فشار تماس موضعی بیش از حد در انتهای غلتک خودداری کنید.
اجازه انبساط حرارتی کنترل شده را بدهید و غلظت محدودیت را کاهش دهید.
بهبود پایداری رابط بین غلتک و ساختار پشتیبانی.
انبساط حرارتی ناهموار می تواند استرس تماس موضعی را تقویت کند.
سایش مارپیچ در انتهای غلتک در درجه اول عبارت است از:
یک پدیده سایش تماسی تحت شرایط بارگذاری خمشی - نه شکست برشی کلاسیک.
علت اصلی معمولاً به موارد زیر مربوط می شود:
- استرس تماس موضعی،
- رفتار انبساط حرارتی،
- پیش بارگذاری فنر،
- و ریز حرکت مکرر در حین کار.
برای سیستم های کوره ای با دمای بالا، بهینه سازی شده استغلتک های SSiCهمراه با ساختارهای پشتیبانی که به درستی طراحی شده اند می توانند به طور قابل توجهی سایش موضعی را کاهش دهند و پایداری عملیاتی طولانی مدت را بهبود بخشند.
