wiadomości o firmie Znożenie spiralne w systemach piecowych o sprężynowym wsparciu: zużycie kontaktowe czy awaria obcięcia?

W systemach pieców walcowych o wysokiej temperaturze zużycie spiralne jest czasami obserwowane na końcachRulki z węglanu krzemowego (SiC)działające z konstrukcjami opartymi na sprężynach.

Wzorzec zużycia często występuje w postaci:

• Rury spiralne w pobliżu krawędzi walca
• Stopniowe usuwanie materiału
• Nagromadzenie się odpadów wokół stref kontaktowych

Ponieważ uszkodzenie rozwija się w pobliżu interfejsu obsługi, często jest błędnie interpretowane jako:

• Niewydolność strzyżenia
• Słabość materialna
• Niewystarczająca wytrzymałość walców

Jednakże analiza inżynieryjna pokazuje, że mechanizm jest zasadniczo inny.

Kiedy na końcu walca pojawia się zużycie spiralne, centralnym pytaniem jest:

Czy to jest mechanizm awarii napędzany strzyżką?

W wielu praktycznych systemach piecowych odpowiedź brzmi:

Nie

Typowe cechy obejmują:

• Użycie zlokalizowane na końcach walcówek
• Wzorce zużycia spiralne lub spiralne zamiast całkowitego złamania
• Postępująca degradacja powierzchni w czasie
• Nagromadzenie się pyłowych odpadów w pobliżu stref wsparcia
• Brak całkowitego zerwania przekroju poprzecznego

Ważne:

W początkowych etapach rolka często pozostaje nienaruszona.

To wskazuje:

Problem rozwija się stopniowo poprzez powtarzające się lokalne interakcje, a nie nagłą awarię przeciążenia.

W systemach pieca sprężynowego zachowanie mechaniczne walca można uprościć w następujący sposób:

• Rolka zachowuje się jak wiązka
• Obciążenie jest przenoszone przez interfejsy wspierające
• Kontakt występuje w ograniczonych regionach w pobliżu końców

W tych warunkach:

Zgięcie dominuje w reakcji strukturalnej.

Badania nad ceramicznymi systemami rolkowymi i wysokotemperaturowymi systemami rolkowymiSkładniki SiCwykazuje, że naprężenia kontaktowe i lokalizowane naprężenia rozciągające są często znacznie bardziej krytyczne niż czyste naprężenia cięcia w procesie tworzenia pęknięć i uszkodzenia powierzchni.

W długich walcach cylindrycznych:

• Prężenie przekrojowe jest stosunkowo małe w porównaniu z napięciem gięcia
• Maksymalne obciążenie występuje w pobliżu powierzchni zewnętrznej
• Obszary kontaktowe doświadczają wielokrotnego, zlokalizowanego obciążenia

W związku z tym:

Obserwowany spiralny wzór zużycia nie jest zgodny z klasycznym niepowodzeniem cięcia.

W przypadku wystąpienia prawdziwej awarii cięcia typowe cechy obejmują:

• Nagłe złamanie
• Wydzielenie przekrojowe na dużą skalę
• Płaszczyzny przejrzystego cięcia

Zazwyczaj nie występują w przypadku zużycia spiralnego.

Proces uszkodzenia jest lepiej wyjaśniony następującą sekwencją:

Wsparcie sprężynowe stosuje ciągłą siłę wstępnego obciążenia w celu utrzymania pozycji walca.

Ponieważ rzeczywisty obszar kontaktu jest ograniczony:

Stres koncentruje się w pobliżu małych obszarów na krawędzi walca.

W przypadku cyklu termicznego i rotacji:

Małe ruchy względne występują wielokrotnie pomiędzy walcem a przyczepą podtrzymującą.

Powtórne mikrokręcenie powoduje:

• Odrzucenie powierzchni
• Usunięcie materiału
• Ślady zużycia spiralnych

Z czasem:

Wzorzec zużycia staje się coraz bardziej widoczny.

Geometria spiralna jest zwykle spowodowana przez połączenie:

• Obrót walca
• Mikroprzesunięcie osiowe
• Powtórne obciążenie kontaktowe

Powoduje to:

Trasa obrażeń spiralnych, a nie przypadkowe uszkodzenia.

Zjawisko to jest zatem bliższe:

Odzież z powodu zmęczenia

niż awaria ścięcia konstrukcyjnego.

W systemach pieców o wysokiej temperaturze problem jeszcze bardziej pogarszają gradienty termiczne.

Niejednorodność temperatury generuje wewnętrzne napięcie cieplne wewnątrz walca SiC, zwłaszcza w pobliżu ograniczonych obszarów wsparcia.Badania nad zachowaniem SiC w zakresie naprężenia termicznego pokazują, że gradienty temperatury mogą znacząco zwiększać naprężenie naciągowe powierzchni i lokalną koncentrację naprężenia.

To wyjaśnia, dlaczego zużycie często przyspiesza podczas:

• Rozpoczęcie
• Wyłączenie
• Szybkie cykle chłodzenia

niż podczas stabilnej pracy.

Chociaż zużycie spiralne może występować w systemach opartych na sprężynach, elastyczne konstrukcje podtrzymujące nadal zapewniają duże zalety w stosunku do sztywnych systemów podtrzymujących koła.

Struktury oparte na sprężynach pomagają:

• Zmniejszenie napięcia kontaktowego
• Kompensacja rozszerzenia termicznego
• Niskie stężenie naprężenia
• Poprawa całkowitej długości życia walców

W porównaniu z sztywnymi systemami podtrzymania kół, podtrzymanie sprężyny na ogół zmniejsza prawdopodobieństwo nagłego złamania koła.Rury rolkowe SSiCstosowane w piecach ciągłych.

W celu zmniejszenia zużycia spiralnego w systemach opartych na sprężynach:

Należy unikać nadmiernie małych obszarów kontaktu.

Nadmierne obciążenie zwiększa lokalne napięcie.

Niewłaściwe ustawienie wzmacnia lokalne zużycie.

Stabilny rozkład temperatury pieca minimalizuje wahania naprężenia.

Regularnie sprawdzać końcówki rolków w celu:

• Ślady spiralne
• Nagromadzenie odpadów
• Zwiększenie chropowitości powierzchni

Więcej informacji:

• Wsparcie koła vs. wsparcie sprężyny w systemach rolkowych SSiC
• Zrozumienie naprężenia cieplnego w walcowanych wiosną silnikich SiC
• Dlaczego większość pęknięć zaczyna się w strefie kontaktu
• Jak rozpoznać wczesne oznaki uszkodzenia walców z węglem krzemowym

Możesz też odkryć Kegu.składniki pieców SSiC o wysokiej temperaturzedo zastosowań w ciągłych piecach na walcowaniach.

W systemach pieców sprężynowych zużycie spiralne wynosi:

Mechanizm kontaktowego zużycia w warunkach obciążenia zdominowanego gięciem.

To nie klasyczna awaria cięcia.

Główną przyczyną jest zwykle interakcja:

• Lokalne obciążenie kontaktowe
• Zachowanie rozszerzania cieplnego
• Mikro ruch względny
• Powtarzające się cykle cieplne

zamiast samej niewystarczającej sile materiału.

Zrozumienie mechaniki na poziomie systemu jest niezbędne do poprawy wiarygodności długoterminowej systemów rolkowych SiC o wysokiej temperaturze.