Neden Bazı Destek Tasarımları Gizli Stres Yaratıyor？

Birçok fırın sisteminde, destek yapıları öncelikle şunlar için tasarlanmıştır:

• konumlandırma,
• yük taşıma,
• ve mekanik istikrar.

Bununla birlikte, saha analizi şunları gösteriyor:

Bazı destek tasarımları istemeden SiC rulmanlarının içinde gizli iç stres yaratabilir.

Bu gerilimler kurulum veya normal çalışma sırasında görülemez.
Ancak uzun vadeli güvenilirliği önemli ölçüde azaltabilir.

Birçok destek sistemi ortaya çıkıyor:

• katı,
• istikrarlı
• ve mekanik olarak emniyetlidir.

Oda sıcaklığında:

• rulo normal şekilde dönebilir,
• uyum kabul edilebilir görünebilir,
• ve açık bir sorun tespit edilmiyor.

Bununla birlikte:

• 1200-1700°C,

Termal genişleme değişiklikleri:

• temas koşulları,
• yük dağılımı,
• ve yapısal kısıtlamalar.

Sonuç olarak:

• İçsel olarak birikmiş stres beklenenden çok daha yüksek olabilir.

Genel bir sorun şu:

• Aşırı yapısal kısıtlamalar.

Örnek olarak:

• katı destek blokları,
• sıkı temas geometrisi,
• sabit uçlu yapılar,
• düzensiz destek öncesi yükleme,
• ya da aşırı sıkıştırma gücü.

Bu koşullar:

• Serbest termal hareket.

Doğal olarak genişlemek yerine,
Roller şu hale gelir:

• kısmen kilitli,
  üretiyor:
• ısıtma sırasında iç basınç,
• ve soğutma sırasında gerilme gerginliği.

Stres nadiren eşit şekilde dağıtılır.

Çoğu durumda:

• yerel temas bölgelerinde çok daha fazla stres yaşanır.

Özellikle kritik yerler şunlardır:

• destek kenarları,
• Çubuk arayüzleri,
• Köşe temas bölgeleri,
• ve yerel destek noktaları.

Bu alanlar şunlardır:

• Stres yoğunluk bölgeleri,
  Toplam yükleme normal görünse bile.

Küçük destek sapmaları güçlü bir etkiye sahip olabilir:

• temas basıncı,
• bükme davranışı,
• ve termal deformasyon.

Örnekler:

• hafif bir yükseklik farkı,
• açı eğimi,
• eşit olmayan yay kuvveti,
• ya da desteklerin yerel aşınması.

Bu durumlar aşağıdakilere neden olur:

• düzensiz yük aktarımı,
• ikincil bükme momentleri,
• ve asimetrik stres dağılımı.

Tekrarlanan ısı döngüleri boyunca:

• Yerel hasar yavaş yavaş birikir.

Birçok gizli stres başarısızlığı aşağıdakiler sırasında meydana gelmez:

• istikrarlı bir operasyon.

Bunun yerine:

• Sık sık kapatma sırasında arızalar ortaya çıkar.

- Ne? Neden?

Çünkü:

• yüzey daha hızlı soğur,
• İç sıcaklık daha yüksek kalır,
• ve termal kasılma kısıtlanır.

Bu, aşağıdakileri oluşturur:

• Yüzeylerin ve destek alanlarının yakınında çekim gerginliği.

Kırılgan seramik malzemeler için:

• Çekim stresi son derece tehlikelidir.

Sonuç olarak:

• Çatlaklar sıklıkla destekle ilgili stres konsantrasyon alanlarında başlar.

Desteklenmiş gizli stres genellikle aşağıdakileri üretir:

• Kenar çatlaklığı,
• Destek bölgesi kırığı,
• Yerelleştirilmiş parçalanma,
• Asimetrik aşınma,
• Ya da ani bir termal şok gibi bir arıza.

Birçok durumda:

• Malzemenin kendisi kusurlu değil.

Asıl nedeni:

Destek kısıtlaması ve eşit olmayan yük aktarımı ile oluşan gerginlik.

Destek sistemleri sadece:

• taşıma yükü,
  Ama aynı zamanda:
• Termal harekete uyum sağlayabilir.

Bahçeli veya yüzen yapılar yardımcı olur:

• temas kuvvetini yeniden dağıtmak,
• boyut değişikliğini absorbe eder,
• Yerel kısıtlamaları azaltmak,
• ve stres konsantrasyonunu en aza indirir.

Bu özellikle şunlar için önemlidir:

• uzun fırınlar,
• Hızlı ısı döngüsü,
• ve geniş çaplı rulo sistemleri.

Gizli stres tehlikelidir çünkü:

• görünür bir deformasyon meydana gelmemelidir.
• Roller düz kalabilir.
• ve operasyon başlangıçta istikrarlı görünebilir.

Ancak:

• Sıcaklık döngüleri sırasında iç stres birikmeye devam ediyor.

Sonunda:

• Küçük mikro çatlaklar yayılır.
  aşağıdakilere yol açar:
• Uzun süreli çalışmadan sonra beklenmedik bir arıza.

Güvenilir bir rulo işleyişi sadece aşağıdakilere bağlı değildir:

• Malzeme dayanıklılığı,
  Ama aynı zamanda:
• Destek esnekliği,
• Termal genişleme oranı,
• temas geometri,
• ve yük dağılım davranışları.

Yüksek sıcaklıklı seramik sistemlerde:

Destek tasarımı stres sisteminin bir parçasıdır.

Bazı destek yapıları, termal genişlemeyi kısıtladıkları ve eşit olmayan yerel kısıtlamalar yarattıkları için gizli stres yaratır.

Güvenilir SiC rulo sistemleri için:

• Destekler kontrol edilen hareketi mümkün kılmalıdır.
• Yükü eşit bir şekilde dağıtın.
• ve termal döngü sırasında yerel stres konsantrasyonunu en aza indirir.

Yüksek sıcaklıklı rulo ateş fırınları için, yoğunbasınçsız sinterlenmiş silikon karbid (SSiC) rulolarıMükemmel termal kararlılıkları, oksidasyon direnci ve uzun vadeli boyut güvenilirliği nedeniyle yaygın olarak kullanılır.

Shaanxi Kegu Yeni Malzeme Teknolojisi Co., Ltd.