เหตุใดความเครียดจากการสัมผัสจึงเป็นอันตรายมากกว่าความเครียดจากการดัดงอในลูกกลิ้ง SiC

ในระบบเตาอบกลมอุณหภูมิสูงรอลเลอร์จากซิลิคอนคาร์บائد (SiC)ปกติจะวิเคราะห์เป็นโครงสร้างขั้ว ภายใต้ภาระบิด

ผลลัพธ์ก็คือ วิศวกรหลายคนสมมุติว่า

ความเครียดในการบิดเป็นสาเหตุหลักของการล้มเหลวของม้วน

อย่างไรก็ตาม ความล้มเหลวในสนามมักจะเปิดเผยความจริงที่แตกต่างกัน

ในหลายกรณี ความแตกจะเริ่มต้นไม่ได้ที่ระยะกลางที่วัตถุโค้งสูงสุด แต่ที่:

• ปลายม้วน
• พื้นที่ติดต่อสนับสนุน
• ภูมิภาคขอบเขต
• สถานที่บรรทุกที่ตั้ง

ซึ่งทําให้เกิดคําถามวิศวกรรมที่สําคัญ

ทําไมความผิดพลาดจึงเริ่มต้นที่บริเวณสัมผัส แทนที่จะเป็นบริเวณโค้งสูงสุด

คําตอบอยู่ที่ความแตกต่างระหว่าง

• ความเครียดการบิดทั่วโลก
  และ
• ความเครียดที่เกิดจากการติดต่อทางท้องถิ่น

จากกลไกรังสีคลาสสิค:

• รอลเลอร์ประพฤติเหมือนรั้วที่เพียงแค่รองรับ
• คราวโค้งสูงสุดเกิดขึ้นใกล้ศูนย์กลาง
• ความเครียดในการดึงพัฒนาบนผิวนอก

ดังนั้น:

ช่วงกลางมักถือว่าเป็นสถานที่อันตรายที่สุด

แนวคิดนี้ถูกต้องบางส่วน แต่ไม่สมบูรณ์

เพราะในระบบเตาอบจริง

ความเครียดที่เกิดจากการสัมผัสในท้องถิ่น อาจเป็นเรื่องสําคัญกว่าความเครียดในการบิดโดยรวม

รูปแบบการล้มเหลวทั่วไปในระบบม้วน SSiCได้แก่

• การบดขอบ
• การเจาะหน้าปลาย
• ความเสียหายพื้นผิวที่ตั้ง
• การสกัดลมใกล้กับพื้นที่สนับสนุน
• ความแตกที่เริ่มต้นที่อินเตอร์เฟซการติดต่อ

สําคัญ:

ช่วงกลางมักจะยังคงไม่เสียหาย แม้กระทั่งหลังจากที่ความล้มเหลวเริ่มต้น

นี่แสดงให้เห็นว่า:

ความเข้มข้นในท้องถิ่นควบคุมการเริ่มต้นการแตก

ความเครียดที่ติดต่อหมายถึง:

ความเครียดที่ระดับสูง เกิดขึ้นเมื่อพื้นผิวสองผิวสัมผัสกัน

ในระบบเตาอบม้วน การสัมผัสเกิดขึ้นที่:

• ล้อรองรับ
• อินเตอร์เฟซรองรับสปริง
• ภูมิภาคที่ใช้สอย
• พื้นที่สัมผัสแกน

เพราะพื้นที่สัมผัสที่แท้จริงนั้นเล็ก

ความดันในท้องถิ่นอาจสูงมาก

สําหรับโลหะยืดหยุ่น

ความเครียดในท้องถิ่นอาจกระจายตัวใหม่ผ่านการปรับปรุงพลาสติก

แต่เซรามิกมีพฤติกรรมที่แตกต่างกัน

ซิลิคอนคาร์ไบด์ คือ

• มีความแข็งแรงในการบด
• อ่อนแอในความตึงเครียด
• มีความรู้สึกสูงต่อความเครียด

นั่นหมายความว่า:

แม้กระทั่งจุดสูงของแรงดึงที่เล็ก ๆ ก็สามารถทําให้เกิดรอยแตกได้

ความเครียดในการบิดคือ:

• แบ่งกระจายในพื้นที่ที่ใหญ่กว่า
• ค่อนข้างคาดเดาได้
• ปรับปรุงค่อยๆตามกลม

ในหลายกรณี:

รอลเลอร์สามารถทนความเครียดโค้งปานกลางได้นาน

ความเครียดที่ติดต่อคือ:

• มีพื้นที่สูง
• เน้นในภูมิภาคเล็ก ๆ
• รู้สึกต่อความผิดปกติ
• มีอิทธิพลจากการขยายความร้อน

นี่ทําให้เกิด:

• ความเครียดสูงสุด
• ความเครียดในการดึงบนพื้นผิว
• การเริ่มต้นการแตกเล็กในพื้นที่

ในเซรามิคที่เปราะบาง:

ความกดดันในท้องถิ่นมักจะอันตรายกว่าความกดดันที่กระจาย

ในระบบเตาอบจริง:

ภูมิภาคที่ได้รับการสนับสนุนประสบผลรวมจาก

• การบรรทุกแบบติดต่อ
• ข้อจํากัดการขยายความร้อน
• การเบี่ยงเบนการจัดอันดับ
• คลื่นความร้อน

อิฟเฟ็คต์เหล่านี้ซับซ้อนกัน ใกล้ปลายม้วน

ผลก็คือ:

สถานการณ์ความเครียดในท้องถิ่นจะรุนแรงกว่าการบิดขั้วง่ายๆ

นี่อธิบายว่าทําไม

การแตกของม้วนมักจะเริ่มต้นที่ใกล้กับตัวสนับสนุน แทนที่จะเริ่มต้นที่ส่วนกลาง

ในอุณหภูมิสูง:

รอลเลอร์ SiC ขยายความร้อน

ถ้าระบบการสนับสนุนจํากัดการขยายนี้

ความเครียดต่อตัวกันเพิ่มเติม

โรคนี้พบบ่อยใน:

• ระบบสนับสนุนล้อแข็ง
• โครงสร้างสนับสนุนที่สอดคล้องไม่ดี
• อุปกรณ์ที่มีความจํากัดเกิน

เรื่องที่เกี่ยวข้อง:

• การสนับสนุนล้อ vs การสนับสนุนสปริงในระบบม้วน SSiC

ระบบที่รองรับสปริงเพิ่มความน่าเชื่อถือ เพราะมัน:

• การย้ายความหนาของการขยายความร้อน
• ลดความดันสัมผัสสูงสุด
• ปรับปรุงการกระจายภาระ
• ความเข้มข้นความเครียดด้านล่าง

นี่คือการแปลง:

ความเครียดที่ติดต่อไม่ได้

เป็น:

การปรับปรุงความยืดหยุ่น

ผลก็คือ:

ความน่าจะเป็นของการหักกระแทกอย่างฉับพลัน ลดลงอย่างมาก

การล้มเหลวที่เกิดขึ้นจริงมักจะเป็น:

พื้นที่สัมผัสเล็กๆ สร้างความเครียด

การทําความร้อนและทําความเย็นซ้ําๆ ทําให้เกิดความเครียดในพื้นที่

ช่องแตกเล็ก ๆ เริ่มขึ้นใกล้ขอบสัมผัส

ความแตกขยายตัวค่อยๆ ภายใต้วงจรซ้ําๆ

เกิดการหักขอบหรือหักม้วนอย่างฉับพลัน

สําคัญ:

วัสดุอาจยังดูแข็งแรง

ความเข้าใจผิดที่ทั่วไปคือ

วัสดุที่แข็งแกร่งกว่า = อายุการใช้งานของม้วนยาวนานกว่า

อย่างไรก็ตาม

แม้กระทั่ง SiC ที่มีความแข็งแรงสูงมาก ก็สามารถล้มเหลวได้ในช่วงต้น หากความเครียดที่เกิดจากการสัมผัสถูกควบคุมไม่ดี

นี่คือเหตุผล

การออกแบบระบบมักมีความสําคัญมากกว่าความแข็งแรงของวัสดุ

เพื่อลดความผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับความเครียดการสัมผัส

หลีกเลี่ยงพื้นที่สัมผัสที่เล็กมาก

ลดความหน่วงที่ไม่เหมาะสมหรือไม่เรียบร้อย

ระบบสปริงลดความเครียด

อุณหภูมิแบบเดียวกัน ช่วยลดความไม่เหมาะสมในการขยาย

การบดขอบก่อนมักจะชี้ให้เห็นถึงความเครียดที่มากเกินไป

อ่านที่เกี่ยวข้อง:

• เหตุ ใด การ ผูก ผูก ผูก ผูก ผูก ผูก ผูก ผูก ผูก
• เหตุ ผล ที่ การ แปรก ของ รอลเลอร์ ส่วน ใหญ่ เริ่ม ขึ้น จาก จุด ติด
• วิธีการระบุสัญญาณแรกของการล้มเหลวของม้วนซิลิคอนคาร์ไบด์

เราให้บริการ

• รอลเลอร์ SiC ที่ซินเตอร์โดยไม่ใช้แรงดันที่มีผลงานสูง
• การประเมินโครงสร้างรองรับเตาอบ
• การวิเคราะห์ความผิดพลาดของม้วน
• แนะนําการปรับปรุงความเครียดทางความร้อน
• การให้คําปรึกษาด้านการปรับปรุงระบบสนับสนุน

การใช้งานประกอบด้วย

• เครื่องเผาผิงแบตเตอรี่ลิตยู
• เครื่องอบม้วนเซรามิก
• ระบบเตาอบอุณหภูมิสูง
• อุปกรณ์บํารุงความร้อนแบบครึ่งตัว

ในระบบม้วน SiC:

ความเครียดจากการสัมผัสมักจะอันตรายกว่าความเครียดในการบิด

เพราะ:

• มันถูกจํากัดในพื้นที่สูง
• มันทําให้เกิดความเครียดอย่างมาก
• มันทําให้ผิวเกิดรอยแตก
• มันมีปฏิสัมพันธ์อย่างแข็งแรงกับการขยายความร้อนและความจํากัดการสนับสนุน

สําหรับวัสดุเซรามิกที่เปราะบาง เช่น SSiC:

การกระจายความเครียดในท้องถิ่นควบคุมความน่าเชื่อถือมากกว่าการบรรทุกรังสีทั่วไป

ดังนั้น การเข้าใจกลไกสัมผัสจึงเป็นสิ่งสําคัญในการปรับปรุงอายุการใช้งานของม้วนในระยะยาวและลดการล้มเหลวของเตาอบที่ไม่คาดหวัง