Trong nhiều hệ thống lò nhiệt độ cao, các nhà khai thác quan sát một hiện tượng bất thường:

Các thành phần vẫn ổn định trong quá trình sản xuất
Nhưng vết nứt hoặc thất bại xuất hiện sau khi tắt

Điều này đặt ra một câu hỏi kỹ thuật quan trọng:

Tại sao sự cố xảy ra trong quá trình làm mát thay vì trong quá trình hoạt động ở nhiệt độ cao?

Giả định phổ biến là:

• Nhiệt độ cao nhất = nguy cơ cao nhất
• Trọng lượng sản xuất đầy đủ = căng thẳng tối đa

Do đó:

Sự cố sẽ xảy ra trong khi vận hành.

Tuy nhiên, các quan sát thực địa thường cho thấy điều ngược lại.

Các đặc điểm lỗi liên quan đến việc tắt máy điển hình bao gồm:

• Các vết nứt xuất hiện sau khi làm mát
• Chỗ bị gãy cạnh gần các hỗ trợ
• Sự gia tăng nứt chậm
• Không có sự cố đột ngột trong quá trình sản xuất

Trong nhiều trường hợp:

Các thành phần hoạt động bình thường ở nhiệt độ cao trong thời gian dài
Nhưng thất bại sau nhiều chu kỳ tắt máy.

Lý do chính là:

Các điều kiện căng thẳng trong thời gian tắt là cơ bản khác với những người trong quá trình hoạt động

Ở nhiệt độ hoạt động ổn định:

• Phân phối nhiệt độ trở nên tương đối đồng đều
• Sự giãn nở nhiệt đạt đến sự cân bằng
• Sự biến dạng cấu trúc ổn định

Trong thời gian tắt:

• Các gradient nhiệt độ thay đổi nhanh chóng
• Các vật liệu khác nhau làm mát với tốc độ khác nhau
• Các hạn chế cấu trúc trở nên quan trọng

Điều này tạo ra những điều kiện căng thẳng không ổn định.

Trong khi hoạt động:

• Các thành phần có thể được làm nóng đồng đều

Trong thời gian tắt:

• Các bề mặt bên ngoài mát trước
• Các khu vực bên trong vẫn nóng

Điều này tạo ra:

• Phân tích nhiệt ngược
• Áp lực kéo bên trong

Trong gốm:

Căng thẳng kéo đặc biệt nguy hiểm.

Các bộ phận khác nhau của hệ thống làm mát khác nhau:

• Thành phần SiC
• Hỗ trợ kim loại
• Cấu trúc lò xo
• Hỗ trợ lửa

Mỗi vật liệu có:

• Các hệ số mở rộng nhiệt khác nhau
• Tốc độ làm mát khác nhau

Kết quả:

• Sự co thắt không đồng đều
• Áp lực bổ sung tại các vùng tiếp xúc

Ở nhiệt độ cao:

• Một số cấu trúc trở nên tuân thủ hơn
• Căng thẳng có thể làm dịu một phần

Trong quá trình làm mát:

• Các cấu trúc lại cứng lại
• Sự co thắt nhiệt trở nên hạn chế

Căng thẳng tích tụ gần:

• Hỗ trợ
• Các cạnh
• Khu vực tiếp xúc

Trong khi hoạt động:

• Các vết nứt nhỏ có thể đã tồn tại
• Sự suy yếu bề mặt có thể phát triển dần dần

Tắt hoạt động như:

giai đoạn kích hoạt cuối cùng

Áp lực làm mát gây ra:

• Các khiếm khuyết hiện có để nhân rộng
• Các vết nứt cạnh phát triển nhanh chóng

Thất bại xuất hiện "đột nhiên", nhưng thiệt hại tích lũy theo thời gian.

Áp lực liên quan đến việc ngừng hoạt động mạnh nhất ở:

• Hỗ trợ
• Các điểm liên lạc
• Sự gián đoạn hình học

Do đó:

• Đánh nát cạnh
• Nứt góc
• Xứt đầu

thường thấy.

Ở nhiệt độ hoạt động:

• Cấu trúc đã được mở rộng nhiệt
• Sự phân bố căng thẳng thực sự có thể ổn định hơn

Trong một số hệ thống:

Làm mát nguy hiểm hơn sưởi ấm.

Thất bại tắt thường bị dán nhãn không chính xác như sau:

• Sốc nhiệt
• Vấn đề chất lượng vật liệu
• Sức mạnh không đủ

Tuy nhiên, nguyên nhân thực sự thường là:

gradient nhiệt + giới hạn + thiệt hại tích lũy

Trong hệ thống cuộn lò:

• Các con lăn có thể tồn tại hoạt động liên tục
• Rạn nứt xuất hiện sau các chu kỳ tắt

Các vị trí bị hỏng được quan sát:

• Đầu cuộn
• Giao diện hỗ trợ
• Khu vực tiếp xúc

Không phải khoảng trung tâm.

Thất bại không chỉ được xác định bởi nhiệt độ đỉnh

Nó được xác định bởi:

• Phân bố nhiệt độ
• Hành vi làm mát
• Các hạn chế cấu trúc
• Sự tích lũy căng thẳng theo thời gian

Để giảm sự cố liên quan đến việc tắt máy:

• Tỷ lệ làm mát điều khiển
• Giảm gradient nhiệt
• Tối ưu hóa tính linh hoạt hỗ trợ
• Tránh hạn chế cấu trúc quá mức
• Cải thiện hình học cạnh

Sự cố thường bắt đầu trong thời gian tắt vì:

• Các gradient nhiệt đảo ngược trong quá trình làm mát
• Sự co thắt khác nhau làm tăng căng thẳng
• Microdamage hiện có lan rộng dưới căng thẳng kéo

Việc làm mát có thể quan trọng hơn là hoạt động.

Nhiệt độ cao không phải lúc nào cũng là nguy cơ lớn nhất

Trong nhiều hệ thống gốm, thời điểm nguy hiểm nhất là tắt máy.