فرسایش مارپیچی در سیستم های کوره ی پرنده دار: فرسایش تماس یا شکست تراش؟

در سیستم های کوره غلتکی با دمای بالا، گاهی اوقات سایش مارپیچی در انتهای آن مشاهده می شودغلتک های کاربید سیلیکون (SiC).کار با سازه های فنری

الگوی سایش اغلب به صورت زیر ظاهر می شود:

• شیارهای مارپیچی در نزدیکی لبه غلتک
• حذف تدریجی مواد
• تجمع زباله در اطراف مناطق تماس

از آنجایی که آسیب در نزدیکی رابط پشتیبانی ایجاد می شود، اغلب به اشتباه به صورت زیر تعبیر می شود:

• شکست برشی
• ضعف مادی
• استحکام غلتکی ناکافی

با این حال، تجزیه و تحلیل مهندسی نشان می دهد که مکانیسم واقعی اساسا متفاوت است.

هنگامی که سایش مارپیچ در انتهای غلتک ظاهر می شود، سوال اصلی این است:

آیا این یک مکانیسم شکست برشی است؟

در بسیاری از سیستم های کوره عملی، پاسخ این است:

خیر - مکانیسم غالب، سایش تماس موضعی تحت بارگذاری خمشی است.

ویژگی های معمولی عبارتند از:

• سایش موضعی در انتهای غلتک
• الگوهای سایش مارپیچی یا مارپیچ به جای شکستگی کامل
• تخریب پیشرونده سطح در طول زمان
• تجمع زباله های پودر مانند در نزدیکی مناطق پشتیبانی
• بدون شکستگی کامل مقطعی

نکته مهم:

غلتک اغلب از نظر ساختاری در مراحل اولیه دست نخورده باقی می ماند.

این نشان می دهد:

مشکل به تدریج از طریق تعامل محلی مکرر ایجاد می شود، نه شکست ناگهانی اضافه بار.

در سیستم های کوره فنری، رفتار مکانیکی غلتک را می توان به صورت زیر ساده کرد:

• غلتک مانند یک پرتو رفتار می کند
• بار از طریق رابط های پشتیبانی منتقل می شود
• تماس در مناطق محدود نزدیک به انتهای آن رخ می دهد

تحت این شرایط:

تنش خمشی بر پاسخ ساختاری غالب است.

تحقیق در مورد سیستم های غلتکی سرامیکی و دمای بالااجزای SiCنشان می دهد که تنش های تماسی و تنش های کششی موضعی اغلب بسیار مهم تر از تنش برشی خالص در شروع ترک و آسیب سطح هستند.

در غلتک های استوانه ای بلند:

• تنش برشی عرضی در مقایسه با تنش خمشی نسبتاً کم است
• حداکثر تنش در نزدیکی مناطق سطح بیرونی رخ می دهد
• مناطق تماس بارگیری موضعی مکرر را تجربه می کنند

بنابراین:

الگوی سایش مارپیچی مشاهده شده با شکست برشی کلاسیک سازگار نیست.

اگر شکست برشی واقعی رخ دهد، ویژگی های معمولی عبارتند از:

• شکستگی ناگهانی
• جداسازی مقطعی در مقیاس بزرگ
• صفحات برشی پاک

اینها معمولاً در موارد سایش مارپیچی وجود ندارند.

روند آسیب با ترتیب زیر بهتر توضیح داده می شود:

تکیه گاه فنر نیروی پیش بارگذاری مداوم را برای حفظ موقعیت غلتک اعمال می کند.

زیرا منطقه تماس واقعی محدود است:

تنش در نزدیکی مناطق کوچک در لبه غلتک متمرکز می شود.

تحت سیکل حرارتی و چرخش:

حرکات نسبی کوچک به طور مکرر بین رابط غلتکی و پشتیبانی رخ می دهد.

میکرو لغزش مکرر تولید می کند:

• سایش سطحی
• حذف مواد
• مسیرهای سایش مارپیچی

با گذشت زمان:

الگوی سایش به طور فزاینده ای نمایان می شود.

هندسه مارپیچی معمولاً با ترکیبی از موارد زیر ایجاد می شود:

• چرخش غلتک
• جابجایی میکرو محوری
• بارگیری مکرر مخاطب

این ایجاد می کند:

یک مسیر سایش مارپیچ به جای آسیب تصادفی.

بنابراین این پدیده به موارد زیر نزدیکتر است:

سایش خستگی تماسی

نسبت به شکست برشی سازه

در سیستم های کوره با دمای بالا، گرادیان حرارتی مشکل را تشدید می کند.

عدم یکنواختی دما باعث ایجاد تنش حرارتی داخلی در غلتک SiC، به ویژه در نزدیکی مناطق پشتیبانی محدود می شود. مطالعات روی رفتار تنش حرارتی SiC نشان می‌دهد که گرادیان‌های دما می‌توانند به طور قابل‌توجهی تنش کششی سطحی و غلظت تنش موضعی را تقویت کنند.

این توضیح می دهد که چرا سایش اغلب در طی موارد زیر تسریع می شود:

• راه اندازی
• خاموش شدن
• چرخه های خنک کننده سریع

به جای عملکرد پایدار

اگرچه ممکن است سایش مارپیچی در سیستم‌های تکیه‌گاه فنر ظاهر شود، اما سازه‌های پشتیبانی الاستیک هنوز مزایای عمده‌ای نسبت به سیستم‌های تکیه‌گاه چرخ صلب دارند.

سازه های فنری کمک می کنند:

• اوج استرس تماس را کاهش دهید
• انبساط حرارتی را جبران کنید
• تمرکز استرس کمتر
• طول عمر غلتک را بهبود بخشید

در مقایسه با سیستم های تکیه گاه چرخ صلب، تکیه گاه فنری عموماً احتمال شکستگی شکننده ناگهانی را کاهش می دهد.میله های غلتکی SSiCدر کوره های پیوسته استفاده می شود.

برای کاهش سایش مارپیچ در سیستم های فنری:

از مناطق تماس بیش از حد کوچک خودداری کنید.

پیش بارگذاری بیش از حد استرس تماس موضعی را افزایش می دهد.

ناهماهنگی سایش موضعی را تقویت می کند.

توزیع پایدار دمای کوره نوسانات تنش را به حداقل می رساند.

انتهای غلتک را به طور منظم بررسی کنید:

• علائم مارپیچی
• تجمع زباله
• زبری سطح افزایش می یابد

مطالعه بیشتر:

• پشتیبانی چرخ در مقابل پشتیبانی فنری در سیستم‌های غلتکی SSiC
• چرا سایش مارپیچی در انتهای غلتکی در سیستم‌های کوره‌ای با پشتیبانی فنر ظاهر می‌شود؟
• چرا اکثر ترک های غلتکی از مناطق تماس شروع می شوند
• چگونه می توان علائم اولیه خرابی غلتک کاربید سیلیکون را شناسایی کرد

شما همچنین می توانید Kegu's را کشف کنیداجزای کوره SSiC با دمای بالابرای کاربردهای کوره غلتکی پیوسته

سایش مارپیچ در سیستم های کوره فنری به شرح زیر است:

مکانیزم سایش تماسی تحت شرایط بارگذاری خمشی.

شکست برشی کلاسیک نیست.

علت اصلی معمولاً تداخل موارد زیر است:

• استرس تماس موضعی
• رفتار انبساط حرارتی
• حرکت نسبی میکرو
• چرخه حرارتی مکرر

به جای استحکام مواد ناکافی به تنهایی.

درک مکانیک در سطح سیستم برای بهبود قابلیت اطمینان طولانی مدت دماهای بالا ضروری است.غلتک SiCسیستم های r