Roghnú Ábhar do Shlabhraí Sorcóra i dTimpeallachtaí Ardteochta

Roghnú Ábhar do Shlabhraí Sorcóra i dTimpeallachtaí Ardteochta

I suíomhanna tionsclaíocha amhail cóireáil teasa miotalóireachta, bácáil bia, agus peitriceimiceáin,slabhraí rollála, mar chomhpháirteanna lárnacha tarchuir, is minic a oibríonn siad go leanúnach i dtimpeallachtaí os cionn 150°C. Is féidir le teochtaí foircneacha slabhraí traidisiúnta a mhaolú, a ocsaídiú, a chreimeadh, agus mainneachtain bealaithe a chur faoi deara. Léiríonn sonraí tionsclaíocha gur féidir saolré slabhraí sorcóra a roghnaítear go mícheart a ghiorrú níos mó ná 50% faoi dhálaí ardteochta, rud a fhágann fiú go mbíonn am neamhghníomhach trealaimh ann. Díríonn an t-alt seo ar riachtanais fheidhmíochta slabhraí sorcóra i dtimpeallachtaí ardteochta, ag déanamh anailíse córasaí ar shaintréithe agus ar loighic roghnúcháin ábhar lárnach éagsúil chun cabhrú le gairmithe tionsclaíocha uasghráduithe cobhsaí a bhaint amach ar a gcórais tarchuir.

I. Príomhdhúshláin Timpeallachtaí Ardteochta do Shlabhraí Sorcóra

Tá an damáiste do shlabhraí rollála de bharr timpeallachtaí ardteochta iltoiseach. Tá na príomhdhúshláin i ndá ghné: meath ar fheidhmíocht ábhair agus laghdú ar chobhsaíocht struchtúrach. Seo iad na bacainní teicniúla a chaithfear a shárú freisin nuair a roghnaítear ábhair:

- Díghrádú Airíonna Meicniúla Ábhar: Bogann cruach carbóin gnáth go suntasach os cionn 300℃, agus laghdaíonn an neart teanntachta 30%-50%, rud a fhágann briseadh pláta slabhra, dífhoirmiú bioráin, agus teipeanna eile. Ar an láimh eile, bíonn caitheamh níos tapúla ag cruach íseal-chóimhiotail mar gheall ar ocsaídiú idirghráinneach ag teochtaí arda, rud a fhágann go sáraíonn fadú slabhra na teorainneacha incheadaithe.

- Méadú ar Ocsaídiú agus Creimeadh: Luasghéadaíonn ocsaigin, gal uisce, agus meáin thionsclaíocha (amhail gáis aigéadacha agus ramhar) i dtimpeallachtaí ardteochta creimeadh dhromchla an tslabhra. Is féidir leis an scála ocsaíde a eascraíonn as sin bac a chur ar na insí, agus laghdaíonn táirgí creimeadh an lubrication.

- Teip ar an gCóras Bealaithe: Galaíonn agus carbónaíonn ola bhealaithe mianraí traidisiúnta os cionn 120℃, agus cailleann sí a héifeacht bhealaithe. Mar thoradh air sin, méadaítear an chomhéifeacht frithchuimilte idir na rollóirí agus na bioráin, rud a mhéadaíonn an ráta caitheamh 4-6 oiread.

- Dúshlán Meaitseála Leathnaithe Teirmigh: Má bhíonn difríocht shuntasach idir comhéifeachtaí leathnú teirmeach chomhpháirteanna an tslabhra (plátaí slabhra, bioráin, rollóirí), féadfaidh bearnaí leathnú nó féadfaidh an slabhra greim a fháil le linn timthriall teochta, rud a théann i bhfeidhm ar chruinneas an tarchuir.

II. Cineálacha Ábhar Croí agus Anailís Feidhmíochta ar Shlabhraí Sorcóra Ardteochta

Mar gheall ar shaintréithe speisialta na ndálaí oibriúcháin ardteochta, tá trí phríomhchóras déanta ag na hábhair slabhra rollála príomhshrutha: cruach dhosmálta, cruach atá frithsheasmhach in aghaidh teasa, agus cóimhiotail bunaithe ar nicil. Tá a láidreachtaí féin ag gach ábhar i dtéarmaí friotaíochta ardteochta, neart, agus friotaíocht creimeadh, agus éilíonn siad meaitseáil chruinn bunaithe ar dhálaí oibriúcháin sonracha.

1. Sraith Cruach Dhosmálta: Rogha Cost-éifeachtach do Dhálaí Oibriúcháin Meánteochta agus Ardteochta

Tá cruach dhosmálta, lena fhriotaíocht ocsaídiúcháin agus a fhriotaíocht creimeadh den scoth, anois ar an ábhar is fearr le haghaidh timpeallachtaí meánteochta agus ardteochta faoi bhun 400℃. Ina measc, is iad gráid 304, 316, agus 310S na cinn is mó a úsáidtear i ndéantúsaíocht slabhraí rollta. Eascraíonn na difríochtaí feidhmíochta den chuid is mó ón gcóimheas idir cion cróimiam agus nicil.

Ba chóir a thabhairt faoi deara nach bhfuil slabhraí cruach dhosmálta “neamhearráideach.” Taispeánann cruach dhosmálta 304 íogrú os cionn 450℃, rud a fhágann creimeadh idirghráinneach. Cé go bhfuil 310S teasdhíonach, tá a chostas thart ar 2.5 oiread costas 304, rud a éilíonn breithniú cuimsitheach ar riachtanais saoil.

2. Sraith Cruach Frithsheasmhach in aghaidh Teasa: Ceannairí Neart ag Teochtaí Foircneacha

Nuair a sháraíonn teochtaí oibriúcháin 800℃, laghdaíonn neart cruach dhosmálta gnáth go suntasach. Ag an bpointe seo, is é cruach teasdhíonach a bhfuil cion cróimiam agus nicil níos airde ann an rogha lárnach. Trí choigeartuithe a dhéanamh ar chóimheasa na n-eilimintí cóimhiotail, cruthaíonn na hábhair seo scannán ocsaíde cobhsaí ag teochtaí arda agus neart maith creep á choinneáil acu:

- 2520 Cruach Teasfhriotaíoch (Cr25Ni20Si2): Mar ábhar ardteochta a úsáidtear go coitianta, is féidir lena theocht seirbhíse fadtéarmach 950 ℃ a bhaint amach, ag taispeáint feidhmíocht den scoth in atmaisféir charbóraithe. Tar éis cóireála idirleata cróimiam dromchla, is féidir friotaíocht creimeadh a fheabhsú tuilleadh faoi 40%. Úsáidtear go coitianta é i gcórais iompair slabhra foirnéise ilchuspóireacha agus i gcórais iompair foirnéise réamh-ocsaídiúcháin fearas. Seasann a neart teanntachta ≥520MPa agus a fhadú ≥40% go héifeachtach i gcoinne dífhoirmithe struchtúraigh ag teochtaí arda.

- Cruach teasdhíonach Cr20Ni14Si2: Le cion nicil beagán níos ísle ná 2520, cuireann sé rogha níos costéifeachtaí ar fáil. Is féidir lena theocht oibriúcháin leanúnach 850 ℃ a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil sé oiriúnach d'fheidhmchláir ardteochta atá íogair ó thaobh costais de amhail déantúsaíocht gloine agus iompar ábhar teasfhulangach. Is é a phríomhghné ná a chomhéifeacht leathnaithe teirmeach cobhsaí, rud a fhágann comhoiriúnacht níos fearr le hábhair sproicéid agus turraing tarchuir laghdaithe.

3. Sraith cóimhiotail bunaithe ar nicil: An réiteach deiridh do dhálaí oibriúcháin crua

I ndálaí foircneacha os cionn 1000℃ nó i láthair meán an-chreimneach (amhail cóireáil teasa ar chomhpháirteanna aeraspáis agus trealamh tionscail núicléiche), is ábhair riachtanacha iad cóimhiotail nicilbhunaithe mar gheall ar a bhfeidhmíocht ardteochta den scoth. Tá 50%-55% nicil i gcóimhiotail nicilbhunaithe, mar shampla Inconel 718, agus tá siad treisithe le heilimintí cosúil le niobium agus moluibdín, ag coinneáil airíonna meicniúla den scoth fiú ag 1200℃.

Is iad seo a leanas príomhbhuntáistí slabhraí sorcóra cóimhiotail nicil-bhunaithe: ① Tá neart creaptha níos mó ná trí huaire níos mó ná neart cruach dhosmálta 310S; tar éis 1000 uair an chloig d'oibriú leanúnach ag 1000 ℃, is é ≤0.5% an dífhoirmiú buan; ② Friotaíocht creimeadh thar a bheith láidir, in ann meáin chreimneacha láidre amhail aigéad sulfarach agus aigéad nítreach a sheasamh; ③ Feidhmíocht tuirse ardteochta den scoth, oiriúnach do choinníollacha timthriallta teochta go minic. Mar sin féin, tá a gcostas 5-8 n-uaire níos mó ná cruach dhosmálta 310S, agus úsáidtear iad de ghnáth i gcórais tarchurtha cruinneas ardleibhéil.

4. Ábhair Chúnta agus Teicneolaíocht Cóireála Dromchla

Chomh maith leis an rogha foshraithe, tá teicneolaíocht chóireála dromchla ríthábhachtach chun feidhmíocht ardteochta a fheabhsú. Faoi láthair, áirítear ar na próisis phríomhshrutha: ① Insíothlú cróimiam: scannán ocsaíd Cr2O3 a fhoirmiú ar dhromchla an tslabhra, rud a fheabhsaíonn friotaíocht creimeadh faoi 40%, atá oiriúnach do thimpeallachtaí ceimiceacha ardteochta; ② Sciath spraeála cóimhiotail bunaithe ar nicil: i gcás páirteanna a chaitear go héasca amhail bioráin agus rollóirí, is féidir le cruas an sciath HRC60 nó níos airde a bhaint amach, rud a shíneann an saol seirbhíse faoi 2-3 huaire; ③ Sciath ceirmeach: a úsáidtear i ndálaí os cionn 1200 ℃, ag leithlisiú ocsaídiúcháin ardteochta go héifeachtach, atá oiriúnach don tionscal miotalóireachta.

III. Loighic Roghnúcháin Ábhar agus Moltaí Praiticiúla le haghaidh Slabhraí Sorcóra Ardteochta

Ní hamháin go bhfuil roghnú ábhar faoi “dá airde an fhriotaíocht teochta, is amhlaidh is fearr” a shaothrú, ach ina ionad sin éilíonn sé córas meastóireachta ceithre-i-gceann a bhunú de “theocht-ualach-meán-chostas”. Seo a leanas moltaí praiticiúla maidir le roghnú i gcásanna éagsúla:

1. Soiléiriú a dhéanamh ar Phríomhpharaiméadair Oibriúcháin

Sula ndéantar an rogha, ní mór trí phríomhpharaiméadar a bhailiú go cruinn: ① Raon teochta (teocht oibriúcháin leanúnach, teocht bhuaic, agus minicíocht timthriallta); ② Coinníollacha ualaigh (cumhacht rátáilte, comhéifeacht ualaigh tionchair); ③ Meán comhshaoil ​​(láithreacht gal uisce, gás aigéadach, ramhar, srl.). Mar shampla, sa tionscal bácála bia, chomh maith le seasamh in aghaidh teochtaí arda 200-300 ℃, ní mór do shlabhraí caighdeáin sláinteachais FDA a chomhlíonadh freisin. Dá bhrí sin, is é cruach dhosmálta 304 nó 316 an rogha is fearr, agus ba cheart bratuithe ina bhfuil luaidhe a sheachaint.

2. Roghnú de réir Raon Teochta

- Raon Meánteochta (150-400℃): is é cruach dhosmálta 304 an rogha is fearr; má tharlaíonn creimeadh beag, uasghrádaigh go cruach dhosmálta 316. Is féidir le ramhar ardteochta grád bia (oiriúnach don tionscal bia) nó ramhar graifítbhunaithe (oiriúnach d'fheidhmchláir thionsclaíocha) saolré an tslabhra a shíneadh níos mó ná trí huaire saolré slabhraí gnáth.

- Raon Ardteochta (400-800℃): is é cruach dhosmálta 310S nó cruach teasdhíonach Cr20Ni14Si2 an rogha is fearr. Moltar an slabhra a phlátáil le cróimiam agus ramhar graifíte ardteochta (friotaíocht teochta ≥1000℃) a úsáid, agus an bealadh a athlánú gach 5000 timthriall.

- Raon teochta ard-ard (os cionn 800℃): Roghnaigh cruach teasdhíonach 2520 (meán-go-hard) nó cóimhiotal nicil-bhunaithe Inconel 718 (ard) bunaithe ar bhuiséad costais. Sa chás seo, tá dearadh saor ó bhealaithe nó bealaidh soladach (amhail sciath déshuilfíd moluibdín) ag teastáil chun teip bealaithe a sheachaint.

3. Béim a chur ar mheaitseáil ábhar agus struchtúir

Tá comhsheasmhacht leathnú teirmeach gach comhpháirte slabhra ríthábhachtach ag teochtaí arda. Mar shampla, agus plátaí slabhra cruach dhosmálta 310S á n-úsáid, ba cheart na bioráin a dhéanamh den ábhar céanna nó comhéifeacht leathnú teirmeach cosúil a bheith acu le cruach teasdhíonach 2520 chun imréiteach neamhghnácha de bharr athruithe teochta a sheachaint. Ag an am céanna, ba cheart rollóirí soladacha agus struchtúir pláta slabhra tiubhaithe a roghnú chun friotaíocht in aghaidh dífhoirmithe ag teochtaí arda a fheabhsú.

4. An fhoirmle cost-éifeachtúlachta chun feidhmíocht agus costas a chothromú

I ndálaí oibriúcháin neamh-fhoircneacha, níl aon ghá ábhair ardchaighdeáin a roghnú go dall. Mar shampla, i bhfoirnéisí cóireála teasa traidisiúnta sa tionscal miotalóireachta (teocht 500 ℃, gan creimeadh láidir), is ionann costas slabhraí cruach dhosmálta 310S agus thart ar 60% de chostas cruach teasdhíonach 2520, ach ní laghdaítear an saolré ach 20%, rud a fhágann go bhfuil cost-éifeachtúlacht fhoriomlán níos airde. Is féidir cost-éifeachtúlacht a ríomh trí chostas ábhair a iolrú faoin gcomhéifeacht saoil, agus tús áite a thabhairt don rogha leis an gcostas is ísle in aghaidh an aonaid ama.

IV. Míthuiscintí Coitianta maidir le Roghnú agus Freagraí ar Cheisteanna Coitianta

1. Míthuiscint: Chomh fada is atá an t-ábhar teasdhíonach, an mbeidh an slabhra oiriúnach i gcónaí?

Mícheart. Níl san ábhar ach an bunús. Bíonn tionchar ag dearadh struchtúrach an tslabhra (amhail méid na bearna agus na bealaí bealaithe), an próiseas cóireála teasa (amhail cóireáil tuaslagáin chun neart ardteochta a fheabhsú), agus cruinneas suiteála ar fheidhmíocht ardteochta. Mar shampla, laghdófar neart ardteochta slabhra cruach dhosmálta 310S faoi 30% mura ndearnadh cóireáil tuaslagáin air ag 1030-1180 ℃.

2. Ceist: Conas réitiú a dhéanamh ar an mbac slabhra i dtimpeallachtaí ardteochta trí ábhair a choigeartú?

Is é is cúis leis an ngiall den chuid is mó ná feannadh scála ocsaíde nó leathnú teirmeach míchothrom. Réitigh: ① Más fadhb ocsaídiúcháin atá ann, uasghrádaigh cruach dhosmálta 304 go 310S nó déan cóireáil plátála cróimiam; ② Más fadhb leathnúcháin theirmigh atá ann, comhcheangail ábhair na gcomhpháirteanna slabhra go léir, nó roghnaigh bioráin chóimhiotail nicilbhunaithe le comhéifeacht leathnúcháin theirmigh níos ísle.

3. Ceist: Conas is féidir le slabhraí ardteochta sa tionscal bia cothromaíocht a bhaint amach idir friotaíocht ardteochta agus riachtanais sláinteachais?

Tabhair tús áite do chruach dhosmálta 304 nó 316L, agus seachain bratuithe ina bhfuil miotail throma; bain úsáid as dearadh gan chlais le haghaidh glanadh éasca; bain úsáid as ola bhealaithe ardteochta grád bia atá deimhnithe ag an FDA nó struchtúr féin-bhealaithe (amhail slabhraí ina bhfuil bealaidh PTFE).

V. Achoimre: Ó Roghnú Ábhar go hIontaofacht an Chórais

Baineann roghnú ábhar slabhra rollta do thimpeallachtaí ardteochta go bunúsach le teacht ar an réiteach is fearr idir dálaí oibriúcháin foircneacha agus costais thionsclaíocha. Ó phraiticiúlacht eacnamaíoch cruach dhosmálta 304, go cothromaíocht feidhmíochta cruach dhosmálta 310S, agus ansin go dtí an dul chun cinn deiridh i gcóimhiotail bunaithe ar nicil, comhfhreagraíonn gach ábhar do riachtanais shonracha maidir le dálaí oibriúcháin. Amach anseo, le forbairt na teicneolaíochta ábhar, beidh ábhair chóimhiotail nua a chomhcheanglaíonn neart ardteochta agus costas íseal mar threocht. Mar sin féin, ag an gcéim reatha, is iad na réamhriachtanais lárnacha chun córais tarchurtha cobhsaí agus iontaofa a bhaint amach ná paraiméadair oibriúcháin a bhailiú go cruinn agus córas meastóireachta eolaíoch a bhunú.