Dlaczego na końcach rolków w piecach o sprężynach występuje zużycie spiralne?
Czasami obserwuje się spiralne zużycie na końcachWręby SiCstosowane wsystemy pieców sprężynowych.
Typowe objawy to:
- lokalizowane zużycie krawędzi,
- wzorce spiralnego zużycia zamiast całkowitego złamania,
- i gromadzenie się odpadów w pobliżu obszarów wspierających.
Ponieważ uszkodzenie wydaje się skoncentrowane na końcu walca, często jest błędnie interpretowane jako usterka związana z cięciem.
Badania terenowe zwykle wykazują:
- Użycie lokalizowane w pobliżu krawędzi walca
- Ślady zużycia spiralne lub spiralne
- Stopniowe usuwanie materiału w czasie
- Brak całkowitego pęknięcia przez nadwozie rolka
Wskazuje to na stopniowy mechanizm uszkodzenia powierzchni, a nie nagłą awarię strukturalną.
Czy to naprawdę usterka odcięcia, czy forma zużycia spowodowanego kontaktem pod wpływem napięcia zgięcia?
W wielu systemach pieców widoczny wzór zużycia może być mylący.
W rzeczywistym stanie stresu często dominują:
- zgięcia,
- lokalne obciążenie kontaktowe,
- i zachowania rozszerzania termicznego.
Związane z tym mechanizmy ewolucji stresu omawiane są również w:
- Zrozumienie naprężenia cieplnego w walcowanych wiosną silnikich SiC
- Wytrzymałość cieplna wywołana przez gradient w komponentach węglowodorów krzemowych
- Dlaczego awaria składnika SiC często rozpoczyna się podczas wyłączenia, a nie podczas pracy
W systemach rolkowych o sprężynach:
- Obciążenie przenosi się przez końce walcówek
- Kontakt występuje tylko w lokalizowanych regionach.
- Rolka zachowuje się głównie jako konstrukcja wiązki
W tych warunkach:
- przeważają obciążenia zgięcia,
- natomiast czyste naprężenie cięcia jest stosunkowo małe.
Obszar krawędzi doświadcza wielokrotnego lokalnego obciążenia podczas pracy i cyklu termicznego.
Powoduje to stan, w którym:
Lokalizowane zużycie kontaktowe staje się głównym mechanizmem uszkodzenia.
W przypadku rolników piecowych o długim przedziale:
- samopoważnienie,
- obciążenie produktem,
- i rozszerzenia termicznego
Wszystkie przyczyniają się głównie do deformacji gięcia.
Największe obciążenia występują zazwyczaj w:
- interfejsy obsługujące,
- krawędzie kontaktowe,
- i strefy ograniczeń.
Podobna ewolucja stresu może również przyczynić się do długoterminowegodeformacja wskakująca w walorach SiC, zwłaszcza w podwyższonej temperaturze.
Wyjaśnia to, dlaczego uszkodzenia często rozwijają się stopniowo na końcach walcówek, a nie w wyniku nagłego złamania.
Mechanizm spiralnego zużycia jest zwykle związany z:
- wioskowe przedładowanie,
- lokalne ciśnienie stykowe,
- ruch mikropociągany,
- wielokrotne cykle termiczne,
- i stopniowe nagromadzenie zużycia.
Niewielkie ruchy względne między walcem a przyczepą podtrzymującą mogą stale usuwać materiał z obszaru krawędzi.
Z czasem:
- gromadzą się odpady zużycia,
- zmiany warunków kontaktu,
- a spiralny wzór zużycia stopniowo się rozwija.
Warunki wsparcia i geometria kontaktu są często bardziej krytyczne niż sama wytrzymałość materiału.
Prawdziwa awaria cięcia zazwyczaj wykazuje:
- nagłe złamanie,
- wielkoskalowe oddzielanie materiałów,
- lub awarii poprzez przekrój.
Jednakże zużycie spiralne zwykle wykazuje:
- stopniowe usuwanie materiału krawędzi,
- lokalne uszkodzenia powierzchni,
- i powtarzające się zmiany w czasie.
To wskazuje:
mechanizm kontaktowego zużycia w warunkach obciążenia zdominowanego gięciem.
Aby zmniejszyć zużycie spiralne w systemach rolkowych pieca:
Należy unikać nadmiernego lokalnego ciśnienia kontaktowego na końcach walcówek.
Umożliwienie kontrolowanej ekspansji termicznej i zmniejszenie stężenia ograniczenia.
Poprawa stabilności interfejsu między rolką a konstrukcją nośną.
Nierównomierne rozszerzanie cieplne może wzmacniać lokalne napięcie kontaktowe.
Zanieczyszczenie spiralne końcówek walców jest głównie:
zjawiska zużycia kontaktowego w warunkach obciążenia zdominowanego gięciem nie klasyczna awaria cięcia.
Główna przyczyna jest zwykle związana z:
- lokalizowane naprężenie kontaktowe,
- Zachowanie termicznego rozszerzania,
- wioskowe przedładowanie,
- i powtarzających się mikro-ruchów podczas pracy.
Do wymagających systemów pieców o wysokiej temperaturze, zoptymalizowaneWręby SSiCwraz z odpowiednio zaprojektowanymi konstrukcjami nośnymi mogą znacząco zmniejszyć lokalizowane zużycie i poprawić długoterminową stabilność eksploatacyjną.
