Yüksək Temperaturlu Mühitlərdə Roller Zəncirləri üçün Material Seçimi
Metallurgiya istilik emalı, qida çörəkçiliyi və neft-kimya kimi sənaye müəssisələrində,diyircəkli zəncirlər, əsas ötürücü komponentləri kimi, tez-tez 150°C-dən yuxarı mühitlərdə davamlı olaraq işləyir. Həddindən artıq temperatur ənənəvi zəncirlərin yumşalmasına, oksidləşməsinə, korroziyasına və yağlanmamasına səbəb ola bilər. Sənaye məlumatları göstərir ki, düzgün seçilməmiş diyircəkli zəncirlərin ömrü yüksək temperatur şəraitində 50%-dən çox qısala bilər və hətta avadanlıqların işləməməsinə səbəb ola bilər. Bu məqalə yüksək temperaturlu mühitlərdə diyircəkli zəncirlərin performans tələblərinə yönəlmişdir, sənaye mütəxəssislərinə ötürücü sistemlərində sabit yeniləmələrə nail olmağa kömək etmək üçün müxtəlif əsas materialların xüsusiyyətlərini və seçim məntiqini sistematik şəkildə təhlil edir.
I. Yüksək Temperaturlu Mühitlərin Roller Zəncirləri üçün Əsas Çətinlikləri
Yüksək temperaturlu mühitlərin diyircəkli zəncirlərə vurduğu zərər çoxölçülüdür. Əsas çətinliklər iki aspektdədir: materialın performansının pisləşməsi və struktur sabitliyinin azalması. Bunlar həm də material seçiminin aradan qaldırmalı olduğu texniki maneələrdir:
- Materialın Mexaniki Xüsusiyyətlərinin Deqradasiyası: Adi karbon polad 300℃-dən yuxarı temperaturda əhəmiyyətli dərəcədə yumşalır, dartılma gücü 30%-50% azalır və bu da zəncir lövhəsinin qırılmasına, sancaq deformasiyasına və digər nasazlıqlara səbəb olur. Digər tərəfdən, aşağı ərintili polad yüksək temperaturda dənəvərlərarası oksidləşmə səbəbindən daha da sürətlənmiş aşınmaya məruz qalır və bu da zəncir uzanmasının icazə verilən hədləri aşmasına səbəb olur.
- Artan Oksidləşmə və Korroziya: Yüksək temperaturlu mühitlərdə oksigen, su buxarı və sənaye mühiti (məsələn, turşu qazları və yağlar) zəncir səthinin korroziyasını sürətləndirir. Yaranan oksid miqyası menteşənin ilişib qalmasına səbəb ola bilər, korroziya məhsulları isə yağlamanı azaldır.
- Yağlama Sisteminin Nasazlığı: Adi mineral sürtkü yağı 120℃-dən yuxarı temperaturda buxarlanır və karbonlaşır, sürtkü təsirini itirir. Bu, diyircəklər və sancaqlar arasında sürtünmə əmsalının artmasına və aşınma sürətinin 4-6 dəfə artmasına səbəb olur.
- İstilik Genişlənməsi Uyğunluğu Çətinliyi: Zəncir komponentlərinin (zəncir lövhələri, sancaqlar, diyircəklər) istilik genişlənməsi əmsalları əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənirsə, temperatur dövriyyəsi zamanı boşluqlar genişlənə və ya zəncir tutula bilər ki, bu da ötürmə dəqiqliyinə təsir göstərir.
II. Yüksək Temperaturlu Roller Zəncirlərinin Əsas Material Növləri və Performans Təhlili
Yüksək temperaturlu iş şəraitinin xüsusi xüsusiyyətlərinə görə, əsas diyircəkli zəncir materialları üç əsas sistem əmələ gətirmişdir: paslanmayan polad, istiliyədavamlı polad və nikel əsaslı ərintilər. Hər bir materialın yüksək temperatur müqaviməti, möhkəmliyi və korroziyaya davamlılığı baxımından öz güclü cəhətləri var və bu da müəyyən iş şəraitinə əsasən dəqiq uyğunluq tələb edir.
1. Paslanmayan Polad Seriyası: Orta və Yüksək Temperaturlu İş Şərtləri üçün Səmərəli Seçim
Əla oksidləşmə və korroziyaya davamlılığı ilə paslanmayan polad, 400℃-dən aşağı orta və yüksək temperaturlu mühitlər üçün üstünlük verilən material halına gəlmişdir. Bunların arasında 304, 316 və 310S dərəcələri diyircəkli zəncir istehsalında ən çox istifadə edilənlərdir. Performans fərqləri əsasən xrom və nikel tərkibinin nisbətindən qaynaqlanır.
Qeyd etmək lazımdır ki, paslanmayan polad zəncirlər "səhvsiz" deyil. 304 paslanmayan polad 450℃-dən yuxarı həssaslığa malikdir və bu da dənəvərlərarası korroziyaya səbəb olur. 310S istiliyə davamlı olsa da, onun qiyməti 304-dən təxminən 2,5 dəfə bahadır və bu da ömrünün tələblərini hərtərəfli nəzərə almağı tələb edir.
2. İstiliyədavamlı Polad Seriyası: Ekstremal Temperaturda Möhkəmlik Liderləri
İşləmə temperaturu 800℃-dən çox olduqda, adi paslanmayan poladın möhkəmliyi əhəmiyyətli dərəcədə azalır. Bu nöqtədə, daha yüksək xrom və nikel tərkibli istiliyədavamlı polad əsas seçim olur. Bu materiallar, ərinti element nisbətlərinə düzəlişlər etməklə, yaxşı sürünmə möhkəmliyini qoruyarkən yüksək temperaturda sabit oksid təbəqəsi əmələ gətirir:
- 2520 İstiliyədavamlı Polad (Cr25Ni20Si2): Tez-tez istifadə olunan yüksək temperaturlu material kimi, uzunmüddətli xidmət temperaturu 950℃-ə çata bilər və karbürləşdirici atmosferlərdə əla performans nümayiş etdirir. Səth xrom diffuziyası ilə müalicədən sonra korroziyaya davamlılıq 40% daha da yaxşılaşdırıla bilər. Çoxməqsədli soba zəncirli konveyerlərində və dişli əvvəlcədən oksidləşmə soba konveyer sistemlərində geniş istifadə olunur. Dartılma möhkəmliyi ≥520MPa və uzanma ≥40% yüksək temperaturda struktur deformasiyasına effektiv şəkildə müqavimət göstərir.
- Cr20Ni14Si2 istiliyədavamlı polad: 2520-dən bir qədər aşağı nikel tərkibi ilə daha səmərəli seçim təklif edir. Davamlı işləmə temperaturu 850℃-ə çata bilər ki, bu da şüşə istehsalı və odadavamlı material daşınması kimi yüksək temperaturlu tətbiqlər üçün uyğundur. Əsas xüsusiyyəti sabit istilik genişlənmə əmsalıdır ki, bu da dişli çarx materialları ilə daha yaxşı uyğunluğa və ötürmə şokunun azalmasına səbəb olur.
3. Nikel əsaslı ərinti seriyası: Sərt iş şəraiti üçün ən yaxşı həll yolu
1000℃-dən yuxarı ekstremal şəraitdə və ya yüksək korroziyaya uğrayan mühitlərin (məsələn, aerokosmik komponentlərin və nüvə sənayesi avadanlıqlarının istiliklə işlənməsi) iştirakı ilə nikel əsaslı ərintilər üstün yüksək temperatur göstəricilərinə görə əvəzolunmaz materiallardır. Inconel 718 nümunəsində nikel əsaslı ərintilər 50%-55% nikel ehtiva edir və niobium və molibden kimi elementlərlə möhkəmləndirilir, hətta 1200℃-də belə əla mexaniki xüsusiyyətləri qoruyur.
Nikel əsaslı lehimli diyircəkli zəncirlərin əsas üstünlükləri bunlardır: ① Sürünmə gücü 310S paslanmayan poladdan üç dəfədən çoxdur; 1000℃-də 1000 saat davamlı işlədikdən sonra daimi deformasiya ≤0.5% -dir; ② Kükürd turşusu və azot turşusu kimi güclü korroziya mühitlərinə davam gətirə bilən son dərəcə güclü korroziyaya davamlılıq; ③ Tez-tez temperatur dövriyyəsi şəraitinə uyğun olan əla yüksək temperatur yorğunluq performansı. Lakin, onların dəyəri 310S paslanmayan poladdan 5-8 dəfə bahadır və onlar adətən yüksək dəqiqlikli ötürmə sistemlərində istifadə olunur.
4. Köməkçi Materiallar və Səthi Emal Texnologiyası
Substratın seçilməsindən əlavə, səthi təmizləmə texnologiyası yüksək temperatur göstəricilərini yaxşılaşdırmaq üçün çox vacibdir. Hazırda əsas proseslərə aşağıdakılar daxildir: ① Xrom infiltrasiyası: zəncir səthində Cr2O3 oksid təbəqəsi əmələ gətirir, korroziyaya davamlılığı 40% artırır, yüksək temperaturlu kimyəvi mühitlər üçün uyğundur; ② Nikel əsaslı ərintili sprey örtük: sancaqlar və diyircəklər kimi asanlıqla aşınan hissələr üçün örtük sərtliyi HRC60 və ya daha yüksək səviyyəyə çata bilər və xidmət müddətini 2-3 dəfə uzadır; ③ Keramika örtük: 1200℃-dən yuxarı şəraitdə istifadə olunur, yüksək temperaturlu oksidləşməni effektiv şəkildə təcrid edir, metallurgiya sənayesi üçün uyğundur.
III. Yüksək Temperaturlu Roller Zəncirləri üçün Material Seçimi Məntiqi və Praktik Təkliflər
Material seçimi sadəcə "temperatur müqaviməti nə qədər yüksəkdirsə, bir o qədər yaxşıdır" demək deyil, əksinə "temperatur-yük-orta-qiymət" dörddə bir qiymətləndirmə sisteminin qurulmasını tələb edir. Müxtəlif ssenarilərdə seçim üçün praktik təkliflər aşağıdakılardır:
1. Əsas Əməliyyat Parametrlərini Dəqiqləşdirin
Seçimdən əvvəl üç əsas parametr dəqiq şəkildə toplanmalıdır: ① Temperatur diapazonu (davamlı işləmə temperaturu, pik temperatur və dövr tezliyi); ② Yük şəraiti (nominal güc, təsir yükü əmsalı); ③ Ətraf mühit (su buxarının, turşu qazlarının, yağların və s. olması). Məsələn, qida çörək sənayesində zəncirlər 200-300℃ yüksək temperaturlara davam gətirməklə yanaşı, FDA gigiyena standartlarına da cavab verməlidir. Buna görə də, 304 və ya 316 paslanmayan polad üstünlük verilən seçimdir və qurğuşun tərkibli örtüklərdən çəkinmək lazımdır.
2. Temperatur Aralığına görə Seçim
- Orta Temperatur Aralığı (150-400℃): 304 paslanmayan polad üstünlük verilən seçimdir; yüngül korroziya baş verərsə, 316 paslanmayan polada keçin. Qida dərəcəli yüksək temperaturlu yağdan (qida sənayesi üçün uyğundur) və ya qrafit əsaslı yağdan (sənaye tətbiqləri üçün uyğundur) istifadə etmək zəncirin ömrünü adi zəncirlərin ömründən üç dəfədən çox uzada bilər.
- Yüksək Temperatur Aralığı (400-800℃): 310S paslanmayan polad və ya Cr20Ni14Si2 istiliyədavamlı polad əsas seçimdir. Zənciri xromla örtmək və yüksək temperaturlu qrafit yağı (temperatur müqaviməti ≥1000℃) istifadə etmək, hər 5000 dövrdən bir yağlamanı yeniləmək tövsiyə olunur.
- Həddindən artıq yüksək temperatur diapazonu (800℃-dən yuxarı): Xərc büdcəsinə əsasən 2520 istiliyədavamlı polad (ortadan yüksək səviyyəyə qədər) və ya Inconel 718 nikel əsaslı ərinti (yüksək səviyyəli) seçin. Bu halda, yağlama çatışmazlığının qarşısını almaq üçün yağlamayan dizayn və ya bərk sürtkü (məsələn, molibden disulfid örtüyü) tələb olunur.
3. Materialların və strukturun uyğunluğunu vurğulayın
Bütün zəncir komponentlərinin istilik genişlənməsinin ardıcıllığı yüksək temperaturda çox vacibdir. Məsələn, 310S paslanmayan polad zəncir lövhələrindən istifadə edərkən, temperatur dəyişikliklərindən qaynaqlanan qeyri-adi boşluğun qarşısını almaq üçün sancaqlar eyni materialdan hazırlanmalı və ya 2520 istiliyədavamlı poladla oxşar istilik genişlənmə əmsalına malik olmalıdır. Eyni zamanda, yüksək temperaturda deformasiyaya qarşı müqaviməti artırmaq üçün bərk diyircəkli və qalınlaşdırılmış zəncir lövhəli konstruksiyalar seçilməlidir.
4. Performans və maya dəyəri arasında balans yaratmaq üçün xərc-səmərəlilik düsturu
Ekstremal olmayan iş şəraitində kor-koranə yüksək keyfiyyətli materialları seçməyə ehtiyac yoxdur. Məsələn, metallurgiya sənayesindəki ənənəvi istilik emalı sobalarında (temperatur 500℃, güclü korroziya yoxdur), 310S paslanmayan polad zəncirlərinin istifadəsinin dəyəri 2520 istiliyədavamlı poladın təxminən 60%-ni təşkil edir, lakin ömrü yalnız 20% azalır və nəticədə ümumi xərc səmərəliliyi daha yüksək olur. Xərc səmərəliliyi material dəyərini ömür əmsalına vurmaqla hesablana bilər və vahid vaxt üçün ən aşağı xərcə malik seçimə üstünlük verilir.
IV. Ümumi Seçim Yanlış Təsəvvürləri və Tez-tez Verilən Suallara Cavablar
1. Yanlış təsəvvür: Material istiliyə davamlı olduğu müddətcə zəncir həmişə uyğun olacaqmı?
Səhv. Material yalnız təməldir. Zəncirin struktur dizaynı (məsələn, boşluq ölçüsü və yağlama kanalları), istilik emalı prosesi (məsələn, yüksək temperatur möhkəmliyini artırmaq üçün məhlul emalı) və quraşdırma dəqiqliyi yüksək temperatur performansına təsir göstərir. Məsələn, 310S paslanmayan polad zəncir, 1030-1180℃ temperaturda məhlul emalından keçməyibsə, yüksək temperatur möhkəmliyi 30% azalacaq.
2. Sual: Yüksək temperaturlu mühitlərdə zəncirvari tıxanma problemini materialları tənzimləməklə necə həll etmək olar?
Çənə deşilməsi əsasən oksid miqyasının soyulması və ya qeyri-bərabər istilik genişlənməsindən qaynaqlanır. Həlli yolları: 1. Əgər oksidləşmə problemidirsə, 304 paslanmayan poladı 310S-ə yüksəldin və ya xrom örtüklə emal edin; 2. Əgər istilik genişlənməsi problemidirsə, bütün zəncir komponentlərinin materiallarını birləşdirin və ya daha aşağı istilik genişlənmə əmsalına malik nikel əsaslı ərinti sancaqları seçin.
3. Sual: Qida sənayesində yüksək temperaturlu zəncirlər yüksək temperatura davamlılıq və gigiyena tələblərini necə tarazlaşdıra bilər?
304 və ya 316L paslanmayan poladdan istifadəyə üstünlük verin, ağır metallar ehtiva edən örtüklərdən çəkinin; asan təmizlənmə üçün yivsiz dizayndan istifadə edin; FDA tərəfindən sertifikatlaşdırılmış qida dərəcəli yüksək temperaturlu sürtkü yağı və ya öz-özünə yağlanan strukturdan (məsələn, PTFE sürtkü ehtiva edən zəncirlər) istifadə edin.
V. Xülasə: Material Seçimindən Sistem Etibarlılığına
Yüksək temperaturlu mühitlər üçün diyircəkli zəncir materiallarının seçilməsi əsasən ekstremal iş şəraiti ilə sənaye xərcləri arasında optimal həllin tapılmasını əhatə edir. 304 paslanmayan poladın iqtisadi praktikliyindən tutmuş 310S paslanmayan poladın performans balansına və daha sonra nikel əsaslı ərintilərin son nailiyyətinə qədər hər bir material müəyyən iş şəraiti tələblərinə cavab verir. Gələcəkdə material texnologiyasının inkişafı ilə yüksək temperatur möhkəmliyini və aşağı qiyməti birləşdirən yeni ərinti materialları trendə çevriləcək. Lakin, hazırkı mərhələdə əməliyyat parametrlərinin dəqiq toplanması və elmi qiymətləndirmə sisteminin yaradılması sabit və etibarlı ötürmə sistemlərinə nail olmaq üçün əsas şərtlərdir.
Yayımlanma vaxtı: 12 Dekabr 2025