Baharlı fırın sistemlerinde spiral aşınma: temas aşınması mı yoksa kesme hatası mı?

Yüksek sıcaklıklı valsli fırın sistemlerinde bazen uç kısımlarında spiral aşınmalar görülmektedir.silisyum karbür (SiC) silindirlerYay destekli yapılarla çalışır.

Aşınma modeli genellikle şu şekilde görünür:

• Silindir kenarına yakın spiral oluklar
• Aşamalı malzeme kaldırma
• Temas bölgeleri çevresinde enkaz birikmesi

Hasar destek arayüzünün yakınında geliştiğinden sıklıkla şu şekilde yanlış yorumlanır:

• Kesme hatası
• Maddi zayıflık
• Yetersiz silindir gücü

Ancak mühendislik analizleri gerçek mekanizmanın temelde farklı olduğunu gösteriyor.

Silindir ucunda spiral aşınma görüldüğünde asıl soru şudur:

Bu kesme kaynaklı bir kırılma mekanizması mı?

Birçok pratik fırın sisteminde cevap şudur:

Hayır — baskın mekanizma, bükülmenin hakim olduğu yükleme altında lokal temas aşınmasıdır.

Tipik özellikler şunları içerir:

• Silindir uçlarında lokal aşınma
• Tam kırılma yerine spiral veya sarmal aşınma modelleri
• Zamanla ilerleyen yüzey bozulması
• Destek bölgelerinin yakınında toz benzeri döküntü birikmesi
• Tam kesitsel kesme kırılması yok

Önemli olan:

Silindir genellikle erken aşamalarda yapısal olarak sağlam kalır.

Bu şunu gösterir:

Sorun, ani aşırı yük arızası değil, tekrarlanan yerel etkileşim yoluyla yavaş yavaş gelişir.

Yay destekli fırın sistemlerinde silindirin mekanik davranışı şu şekilde basitleştirilebilir:

• Silindir bir kiriş gibi davranır
• Yük, destek arayüzleri aracılığıyla aktarılır
• Temas uçlara yakın sınırlı bölgelerde meydana gelir

Bu koşullar altında:

Eğilme gerilimi yapısal tepkiye hakimdir.

Seramik silindir sistemleri ve yüksek sıcaklık üzerine araştırmaSiC bileşenleriçatlak başlangıcında ve yüzey hasarında temas gerilimlerinin ve lokal çekme gerilimlerinin saf kayma geriliminden çok daha kritik olduğunu göstermektedir.

Uzun silindirik makaralarda:

• Enine kayma gerilimi, eğilme gerilimiyle karşılaştırıldığında nispeten küçüktür
• Maksimum gerilim dış yüzey bölgelerinin yakınında meydana gelir
• Temas bölgeleri tekrarlanan yerelleştirilmiş yüklemeye maruz kalıyor

Öyleyse:

Gözlemlenen spiral aşınma modeli, klasik kayma kopması ile tutarlı değildir.

Gerçek kesme kırılması meydana gelmişse, tipik özellikler şunları içerecektir:

• Ani kırılma
• Büyük ölçekli kesit ayrımı
• Kesme düzlemlerini temizle

Bunlar genellikle spiral aşınma durumlarında mevcut değildir.

Hasar süreci aşağıdaki sırayla daha iyi açıklanmaktadır:

Yay desteği, silindir konumlandırmasını korumak için sürekli ön yükleme kuvveti uygular.

Çünkü gerçek temas alanı sınırlıdır:

Gerilim, silindir kenarındaki küçük bölgelerin yakınında yoğunlaşır.

Termal döngü ve rotasyon altında:

Silindir ve destek arayüzü arasında tekrar tekrar küçük göreceli hareketler meydana gelir.

Tekrarlanan mikro kayma şunları sağlar:

• Yüzey aşınması
• Malzeme kaldırma
• Spiral aşınma izleri

Mesai:

Aşınma deseni giderek daha görünür hale gelir.

Spiral geometriye tipik olarak aşağıdakilerin birleşimi neden olur:

• Silindir dönüşü
• Eksenel mikro yer değiştirme
• Tekrarlanan temas yükleme

Bu şunu yaratır:

Rastgele hasar yerine sarmal aşınma yörüngesi.

Bu nedenle olay şuna daha yakındır:

Temas yorgunluğu aşınması

yapısal kesme hasarından daha fazladır.

Yüksek sıcaklıklı fırın sistemlerinde termal değişimler sorunu daha da kötüleştirir.

Sıcaklık eşitsizliği, SiC silindiri içinde, özellikle kısıtlı destek bölgelerinin yakınında dahili termal gerilim oluşturur. SiC termal gerilim davranışı üzerine yapılan çalışmalar, sıcaklık gradyanlarının yüzey çekme gerilimini ve yerel gerilim konsantrasyonunu önemli ölçüde artırabildiğini göstermektedir.

Bu, aşağıdaki durumlarda aşınmanın neden sıklıkla hızlandığını açıklar:

• Başlatmak
• Kapat
• Hızlı soğutma çevrimleri

kararlı çalışma sırasında değil.

Yay destekli sistemlerde spiral aşınma görülebilmesine rağmen, elastik destek yapıları hala rijit tekerlek destek sistemlerine göre büyük avantajlar sağlamaktadır.

Yay destekli yapılar şunları sağlar:

• Tepe temas stresini azaltın
• Termal genleşmeyi telafi edin
• Daha düşük stres konsantrasyonu
• Genel silindir ömrünü artırın

Rijit tekerlek destek sistemleriyle karşılaştırıldığında yaylı destek genellikle tekerleklerde ani gevrek kırılma olasılığını azaltır.SSiC makaralı çubuklarsürekli fırınlarda kullanılır.

Yay destekli sistemlerde spiral aşınmayı azaltmak için:

Aşırı küçük temas bölgelerinden kaçının.

Aşırı ön yükleme yerel temas gerilimini artırır.

Yanlış hizalama, lokal aşınmayı artırır.

Kararlı fırın sıcaklığı dağılımı gerilim dalgalanmalarını en aza indirir.

Silindir uçlarını aşağıdakiler açısından düzenli olarak inceleyin:

• Sarmal işaretler
• Enkaz birikimi
• Yüzey pürüzlülüğü artışı

Daha fazla okuma:

• SSiC Makaralı Sistemlerde Tekerlek Desteği ve Yay Desteği
• Yay Destekli Fırın Sistemlerinde Makara Uçlarında Neden Spiral Aşınma Oluşur?
• Neden Çoğu Silindir Çatlağı Temas Bölgelerinden Başlıyor?
• Silisyum Karbür Silindir Arızasının Erken Belirtileri Nasıl Tespit Edilir?

Ayrıca Kegu'yu da keşfedebilirsiniz.yüksek sıcaklık SSiC fırın bileşenlerisürekli silindirli fırın uygulamaları için.

Yay destekli fırın sistemlerinde spiral aşınma:

Bükülmenin hakim olduğu yükleme koşulları altında bir temas aşınma mekanizması.

Klasik kayma kırılması değildir.

Temel neden genellikle aşağıdakilerin etkileşimidir:

• Lokalize temas stresi
• Termal genleşme davranışı
• Mikro göreceli hareket
• Tekrarlanan termal döngü

tek başına yetersiz malzeme gücünden ziyade.

Yüksek sıcaklıktaki sistemlerin uzun vadeli güvenilirliğini artırmak için sistem düzeyindeki mekaniği anlamak önemlidir.SiC silindirir sistemleri.