Почему некоторые конструкции создают скрытый стресс?

Во многих системах печей, поддерживающие конструкции предназначены в основном для:

• позиционирование,
• грузоподъемность,
• и механической устойчивости.

Тем не менее, анализ на местах показывает, что:

Некоторые конструкции поддержки могут непреднамеренно создавать скрытое внутреннее напряжение внутри SiC-роллеров.

Эти нагрузки могут не быть видимыми во время установки или нормальной работы,
но может значительно снизить долгосрочную надежность.

Появляются многочисленные системы поддержки:

• жесткий,
• стабильный,
• и механически защищен.

При комнатной температуре:

• ролик может вращаться нормально,
• выровнение может показаться приемлемым,
• и никаких очевидных проблем не обнаружено.

Однако:

• 1200-1700°C,

изменения теплового расширения:

• условия контакта,
• распределение нагрузки,
• и структурные ограничения.

В результате:

• внутреннее накопление напряжения может быть намного выше, чем ожидалось.

Частая проблема:

• чрезмерные структурные ограничения.

Примеры:

• жесткие блоки опоры,
• плотноконтактная геометрия,
• фиксированные конструкции,
• неравномерная предварительная нагрузка поддержки,
• или чрезмерная сила зажима.

Эти условия предотвращают:

• свободное тепловое движение.

Вместо того, чтобы расширяться естественным образом,
ролик становится:

• частично заблокированный,
  который генерирует:
• внутреннее сжатие при нагревании,
• и напряжения натяжения во время охлаждения.

Стресс редко распределяется равномерно.

В большинстве случаев:

• Местные контактные регионы испытывают гораздо более высокий стресс.

Особенно критические места включают:

• опорные края,
• интерфейсы вала,
• зоны контакта уголков,
• и локальные точки опоры.

Эти области становятся:

• зоны концентрации стресса,
  даже когда общая нагрузка кажется нормальной.

Небольшие отклонения от поддержки могут сильно повлиять на:

• контактное давление,
• поведение при изгибе,
• и тепловой деформации.

Примеры:

• небольшое различие в высоте,
• угловой наклон,
• неравномерная сила пружины,
• или местное износ опоры.

Эти состояния вызывают:

• неравномерное перемещение нагрузки,
• вторичные моменты изгиба,
• и асимметричное распределение напряжения.

При повторных тепловых циклах:

• локализованное повреждение постепенно накапливается.

Многие неисправности, вызванные скрытым стрессом, не возникают во время:

• стабильная работа.

Вместо этого:

• Неисправности часто возникают во время отключения.

- Почему?!

Потому что:

• поверхность охлаждается быстрее,
• внутренняя температура остается выше,
• и тепловое сокращение становится ограниченным.

Это создает:

• напряжение натяжения вблизи поверхностей и зон опоры.

Для хрупких керамических материалов:

• Напряжение чрезвычайно опасно.

В результате:

• часто возникают трещины в областях концентрации напряжения, связанных с поддержкой.

Скрытое напряжение, вызванное поддержкой, обычно приводит к:

• трещины краев,
• перелом зоны опоры,
• локализованное измельчение,
• асимметричный износ,
• или внезапный тепловой шок-подобный отказ.

Во многих случаях:

• сам материал не имеет дефектов.

Фактическая причина заключается:

напряжение, вызванное ограничением поддержки и неравномерной передачей нагрузки.

Системы поддержки должны не только:

• грузоподъемность,
  а также:
• приспосабливать тепловое движение.

Подкрепленные пружиной или плавучие конструкции помогают:

• перераспределить контактную силу,
• поглощают изменение размеров,
• уменьшить местные ограничения,
• и минимизировать концентрацию стресса.

Это особенно важно для:

• длинные печи,
• быстрый тепловой цикл,
• и большие роликовые системы.

Скрытый стресс опасен, потому что:

• не должно возникать видимых деформаций,
• ролики могут оставаться прямыми,
• и работа может поначалу казаться стабильной.

Однако:

• Внутреннее напряжение продолжает накапливаться во время тепловых циклов.

В конце концов:

• размножаются мелкие микрорасколы,
  что приводит к:
• неожиданный сбой после длительной эксплуатации.

Надежная работа ролика зависит не только от:

• прочность материала,
  а также на:
• гибкость поддержки,
• допустимость теплового расширения,
• контактная геометрия,
• и распределение нагрузки.

В высокотемпературных керамических системах:

Дизайн поддержки является частью самой стрессовой системы.

Некоторые поддерживающие структуры создают скрытое напряжение, потому что они ограничивают тепловое расширение и создают неравномерное местное ограничение.

Для надежных SiC роликовых систем:

• опоры должны позволять контролируемое движение;
• равномерное распределение нагрузки,
• и минимизировать локальную концентрацию напряжения во время теплового цикла.

Для высокотемпературных печей на роликах, плотныебезжильные циликонокарбидные (SSiC) роликишироко используются из-за их отличной тепловой устойчивости, окислительности и долгосрочной достоверности измерений.

Компания Shaanxi Kegu New Material Technology Co., Ltd.