उच्च-तापमानाच्या वातावरणात रोलर चेनसाठी साहित्य निवड

उच्च-तापमानाच्या वातावरणात रोलर चेनसाठी साहित्य निवड

धातुकर्म उष्णता उपचार, अन्न बेकिंग आणि पेट्रोकेमिकल्ससारख्या औद्योगिक सेटिंग्जमध्ये,रोलर चेनकोर ट्रान्समिशन घटक म्हणून, बहुतेकदा १५०°C पेक्षा जास्त तापमानाच्या वातावरणात सतत काम करतात. अति तापमानामुळे पारंपारिक साखळ्या मऊ होतात, ऑक्सिडायझ होतात, गंजतात आणि वंगण घालण्यास अयशस्वी होतात. औद्योगिक डेटा दर्शवितो की अयोग्यरित्या निवडलेल्या रोलर साखळ्यांचे आयुष्य उच्च-तापमानाच्या परिस्थितीत ५०% पेक्षा जास्त कमी होऊ शकते, ज्यामुळे उपकरणे डाउनटाइम देखील होऊ शकतो. हा लेख उच्च-तापमानाच्या वातावरणात रोलर साखळ्यांच्या कामगिरीच्या आवश्यकतांवर लक्ष केंद्रित करतो, औद्योगिक व्यावसायिकांना त्यांच्या ट्रान्समिशन सिस्टममध्ये स्थिर अपग्रेड मिळविण्यात मदत करण्यासाठी विविध कोर सामग्रीच्या वैशिष्ट्यांचे आणि निवड तर्काचे पद्धतशीरपणे विश्लेषण करतो.

I. रोलर चेनसमोरील उच्च-तापमानाच्या वातावरणातील प्रमुख आव्हाने

उच्च-तापमानाच्या वातावरणामुळे रोलर साखळ्यांना होणारे नुकसान बहुआयामी आहे. मुख्य आव्हाने दोन पैलूंमध्ये आहेत: सामग्रीच्या कामगिरीचा ऱ्हास आणि संरचनात्मक स्थिरतेत घट. हे देखील तांत्रिक अडथळे आहेत ज्यावर सामग्री निवडीने मात करणे आवश्यक आहे:

- मटेरियलच्या यांत्रिक गुणधर्मांचे ऱ्हास: सामान्य कार्बन स्टील ३००°C पेक्षा जास्त तापमानात लक्षणीयरीत्या मऊ होते, तन्य शक्ती ३०%-५०% ने कमी होते, ज्यामुळे चेन प्लेट तुटणे, पिन विकृतीकरण आणि इतर बिघाड होतात. दुसरीकडे, कमी-मिश्रधातूच्या स्टीलला उच्च तापमानात इंटरग्रॅन्युलर ऑक्सिडेशनमुळे अधिक जलद झीज होते, ज्यामुळे चेनची लांबी परवानगीयोग्य मर्यादेपेक्षा जास्त होते.

- वाढलेले ऑक्सिडेशन आणि गंज: उच्च-तापमानाच्या वातावरणात ऑक्सिजन, पाण्याची वाफ आणि औद्योगिक माध्यमे (जसे की आम्लयुक्त वायू आणि ग्रीस) साखळीच्या पृष्ठभागावरील गंज वाढवतात. परिणामी ऑक्साइड स्केलमुळे बिजागर जॅम होऊ शकते, तर गंज उत्पादने स्नेहन कमी करतात.

- स्नेहन प्रणालीतील बिघाड: पारंपारिक खनिज स्नेहन तेल १२० डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात बाष्पीभवन होते आणि कार्बनाइज होते, ज्यामुळे त्याचा स्नेहन प्रभाव कमी होतो. यामुळे रोलर्स आणि पिनमधील घर्षण गुणांकात वाढ होते, ज्यामुळे झीज होण्याचा दर ४-६ पट वाढतो.

- थर्मल एक्सपेंशन मॅचिंग चॅलेंज: जर साखळी घटकांच्या (साखळी प्लेट्स, पिन, रोलर्स) थर्मल एक्सपेंशनचे गुणांक लक्षणीयरीत्या भिन्न असतील, तर तापमान सायकलिंग दरम्यान अंतर वाढू शकते किंवा साखळी जप्त होऊ शकते, ज्यामुळे ट्रान्समिशन अचूकतेवर परिणाम होतो.

II. उच्च-तापमान रोलर साखळ्यांचे मुख्य साहित्य प्रकार आणि कामगिरी विश्लेषण

उच्च-तापमान ऑपरेटिंग परिस्थितीच्या विशेष वैशिष्ट्यांमुळे, मुख्य प्रवाहातील रोलर चेन मटेरियलने तीन प्रमुख प्रणाली तयार केल्या आहेत: स्टेनलेस स्टील, उष्णता-प्रतिरोधक स्टील आणि निकेल-आधारित मिश्रधातू. उच्च-तापमान प्रतिरोध, ताकद आणि गंज प्रतिरोध या बाबतीत प्रत्येक मटेरियलची स्वतःची ताकद असते, ज्यासाठी विशिष्ट ऑपरेटिंग परिस्थितींवर आधारित अचूक जुळणी आवश्यक असते.

१. स्टेनलेस स्टील मालिका: मध्यम आणि उच्च-तापमानाच्या ऑपरेटिंग परिस्थितीसाठी किफायतशीर पर्याय

उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि गंज प्रतिकार असलेले स्टेनलेस स्टील हे मध्यम आणि उच्च-तापमानाच्या वातावरणात ४००℃ पेक्षा कमी तापमानासाठी पसंतीचे साहित्य बनले आहे. त्यापैकी, रोलर चेन उत्पादनात ३०४, ३१६ आणि ३१०S ग्रेडचा सर्वाधिक वापर केला जातो. कामगिरीतील फरक प्रामुख्याने क्रोमियम आणि निकेल सामग्रीच्या गुणोत्तरामुळे निर्माण होतो.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की स्टेनलेस स्टीलच्या साखळ्या "अचूक" नसतात. ३०४ स्टेनलेस स्टील ४५०℃ पेक्षा जास्त तापमानात संवेदनशीलता दर्शवते, ज्यामुळे आंतरग्रॅन्युलर गंज होतो. ३१०S उष्णता-प्रतिरोधक असले तरी, त्याची किंमत ३०४ च्या अंदाजे २.५ पट आहे, ज्यासाठी आयुर्मान आवश्यकतांचा व्यापक विचार करणे आवश्यक आहे.

२. उष्णता-प्रतिरोधक स्टील मालिका: अत्यंत तापमानात ताकदवान नेते

जेव्हा ऑपरेटिंग तापमान ८०० डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त असते तेव्हा सामान्य स्टेनलेस स्टीलची ताकद लक्षणीयरीत्या कमी होते. या टप्प्यावर, उच्च क्रोमियम आणि निकेल सामग्री असलेले उष्णता-प्रतिरोधक स्टील मुख्य निवड बनते. हे साहित्य, मिश्रधातू घटकांच्या गुणोत्तरांमध्ये समायोजन करून, उच्च तापमानात स्थिर ऑक्साईड फिल्म तयार करतात आणि चांगली क्रिप स्ट्रेंथ राखतात:

- २५२० उष्णता-प्रतिरोधक स्टील (Cr25Ni20Si2): सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या उच्च-तापमानाच्या सामग्री म्हणून, त्याचे दीर्घकालीन सेवा तापमान ९५०℃ पर्यंत पोहोचू शकते, जे कार्ब्युरायझिंग वातावरणात उत्कृष्ट कामगिरी दर्शवते. पृष्ठभागावरील क्रोमियम प्रसार उपचारानंतर, गंज प्रतिरोध ४०% ने आणखी सुधारता येतो. हे सामान्यतः बहुउद्देशीय भट्टी साखळी कन्व्हेयर्स आणि गियर प्री-ऑक्सिडेशन फर्नेस कन्व्हेयर सिस्टममध्ये वापरले जाते. त्याची तन्य शक्ती ≥५२०MPa आणि लांबी ≥४०% उच्च तापमानात संरचनात्मक विकृतीला प्रभावीपणे प्रतिकार करते.

- Cr20Ni14Si2 उष्णता-प्रतिरोधक स्टील: निकेलचे प्रमाण 2520 पेक्षा किंचित कमी असल्याने, ते अधिक किफायतशीर पर्याय देते. त्याचे सतत ऑपरेटिंग तापमान 850℃ पर्यंत पोहोचू शकते, ज्यामुळे ते काचेचे उत्पादन आणि रेफ्रेक्ट्री मटेरियल ट्रान्सपोर्टेशन सारख्या किमती-संवेदनशील उच्च-तापमान अनुप्रयोगांसाठी योग्य बनते. त्याचे प्रमुख वैशिष्ट्य म्हणजे त्याचे थर्मल विस्ताराचे स्थिर गुणांक, ज्यामुळे स्प्रॉकेट मटेरियलसह चांगली सुसंगतता येते आणि ट्रान्समिशन शॉक कमी होतो.

३. निकेल-आधारित मिश्रधातू मालिका: कठोर ऑपरेटिंग परिस्थितीसाठी अंतिम उपाय

१०००℃ पेक्षा जास्त तापमानाच्या परिस्थितीत किंवा अत्यंत संक्षारक माध्यमांच्या उपस्थितीत (जसे की एरोस्पेस घटकांचे उष्णता उपचार आणि आण्विक उद्योग उपकरणे), निकेल-आधारित मिश्रधातू त्यांच्या उच्च-तापमान कार्यक्षमतेमुळे अपूरणीय पदार्थ असतात. इनकोनेल ७१८ द्वारे उदाहरण दिलेले निकेल-आधारित मिश्रधातूंमध्ये ५०%-५५% निकेल असते आणि ते निओबियम आणि मोलिब्डेनम सारख्या घटकांनी मजबूत केले जातात, १२००℃ वर देखील उत्कृष्ट यांत्रिक गुणधर्म राखतात.

निकेल-आधारित मिश्रधातू रोलर साखळ्यांचे मुख्य फायदे आहेत: ① क्रिप स्ट्रेंथ 310S स्टेनलेस स्टीलपेक्षा तीन पट जास्त आहे; 1000℃ वर 1000 तास सतत ऑपरेशन केल्यानंतर, कायमस्वरूपी विकृती ≤0.5% आहे; ② अत्यंत मजबूत गंज प्रतिकार, सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि नायट्रिक ऍसिड सारख्या मजबूत गंज माध्यमांना तोंड देण्यास सक्षम; ③ उत्कृष्ट उच्च-तापमान थकवा कामगिरी, वारंवार तापमान सायकलिंग परिस्थितीसाठी योग्य. तथापि, त्यांची किंमत 310S स्टेनलेस स्टीलपेक्षा 5-8 पट आहे आणि ते सामान्यतः उच्च-स्तरीय अचूक ट्रान्समिशन सिस्टममध्ये वापरले जातात.

४. सहाय्यक साहित्य आणि पृष्ठभाग उपचार तंत्रज्ञान

सब्सट्रेटच्या निवडीव्यतिरिक्त, उच्च-तापमान कामगिरी सुधारण्यासाठी पृष्ठभाग उपचार तंत्रज्ञान महत्त्वपूर्ण आहे. सध्या, मुख्य प्रवाहातील प्रक्रियांमध्ये हे समाविष्ट आहे: ① क्रोमियम घुसखोरी: साखळीच्या पृष्ठभागावर Cr2O3 ऑक्साईड फिल्म तयार करणे, गंज प्रतिरोध 40% ने सुधारणे, उच्च-तापमान रासायनिक वातावरणासाठी योग्य; ② निकेल-आधारित मिश्र धातु स्प्रे कोटिंग: पिन आणि रोलर्स सारख्या सहजपणे जीर्ण झालेल्या भागांसाठी, कोटिंगची कडकपणा HRC60 किंवा त्याहून अधिक पोहोचू शकते, सेवा आयुष्य 2-3 पट वाढवते; ③ सिरेमिक कोटिंग: 1200℃ पेक्षा जास्त परिस्थितीत वापरले जाते, उच्च-तापमान ऑक्सिडेशन प्रभावीपणे वेगळे करते, धातुकर्म उद्योगासाठी योग्य.

III. उच्च-तापमानाच्या रोलर साखळ्यांसाठी साहित्य निवडीचे तर्कशास्त्र आणि व्यावहारिक सूचना

साहित्य निवड म्हणजे केवळ "तापमानाचा प्रतिकार जितका जास्त तितका चांगला" असा पाठपुरावा करणे नाही, तर त्यासाठी "तापमान-भार-मध्यम-खर्च" ची चार-इन-वन मूल्यांकन प्रणाली स्थापित करणे आवश्यक आहे. वेगवेगळ्या परिस्थितींमध्ये निवडीसाठी खालील व्यावहारिक सूचना आहेत:

१. कोर ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स स्पष्ट करा

निवड करण्यापूर्वी, तीन प्रमुख पॅरामीटर्स अचूकपणे गोळा करणे आवश्यक आहे: ① तापमान श्रेणी (सतत ऑपरेटिंग तापमान, पीक तापमान आणि सायकल वारंवारता); ② लोड स्थिती (रेटेड पॉवर, इम्पॅक्ट लोड गुणांक); ③ पर्यावरणीय माध्यम (पाण्याची वाफ, आम्लयुक्त वायू, ग्रीस इ. ची उपस्थिती). उदाहरणार्थ, अन्न बेकिंग उद्योगात, २००-३००℃ च्या उच्च तापमानाचा सामना करण्याव्यतिरिक्त, साखळ्यांनी FDA स्वच्छता मानके देखील पूर्ण केली पाहिजेत. म्हणून, ३०४ किंवा ३१६ स्टेनलेस स्टील हा पसंतीचा पर्याय आहे आणि शिसे असलेले कोटिंग्ज टाळावेत.

२. तापमान श्रेणीनुसार निवड

- मध्यम तापमान श्रेणी (१५०-४००℃): ३०४ स्टेनलेस स्टील हा पसंतीचा पर्याय आहे; जर थोडासा गंज आला तर ३१६ स्टेनलेस स्टीलवर अपग्रेड करा. फूड-ग्रेड हाय-टेम्परेचर ग्रीस (अन्न उद्योगासाठी योग्य) किंवा ग्रेफाइट-आधारित ग्रीस (औद्योगिक वापरासाठी योग्य) वापरल्याने साखळीचे आयुष्य सामान्य साखळ्यांपेक्षा तिप्पट वाढू शकते.

- उच्च तापमान श्रेणी (४००-८००℃): ३१०S स्टेनलेस स्टील किंवा Cr20Ni14Si2 उष्णता-प्रतिरोधक स्टील हा मुख्य पर्याय आहे. साखळीला क्रोमियम-प्लेटिंग करण्याची आणि उच्च-तापमान ग्रेफाइट ग्रीस (तापमान प्रतिरोधकता ≥१०००℃) वापरण्याची शिफारस केली जाते, दर ५००० चक्रांनी स्नेहन पुन्हा भरले जाते.

- अत्यंत उच्च तापमान श्रेणी (८००℃ पेक्षा जास्त): खर्चाच्या बजेटनुसार २५२० उष्णता-प्रतिरोधक स्टील (मध्यम ते उच्च टोक) किंवा इनकोनेल ७१८ निकेल-आधारित मिश्रधातू (उच्च टोक) निवडा. या प्रकरणात, स्नेहन बिघाड टाळण्यासाठी स्नेहन-मुक्त डिझाइन किंवा घन स्नेहक (जसे की मॉलिब्डेनम डायसल्फाइड कोटिंग) आवश्यक आहे.

३. साहित्य आणि रचना यांच्या जुळण्यावर भर द्या

उच्च तापमानात सर्व साखळी घटकांच्या थर्मल विस्ताराची सुसंगतता महत्त्वाची असते. उदाहरणार्थ, 310S स्टेनलेस स्टील चेन प्लेट्स वापरताना, तापमान बदलांमुळे होणारा असामान्य क्लिअरन्स टाळण्यासाठी पिन त्याच मटेरियलपासून बनवल्या पाहिजेत किंवा 2520 उष्णता-प्रतिरोधक स्टील सारख्या थर्मल विस्ताराचे गुणांक असले पाहिजेत. त्याच वेळी, उच्च तापमानात विकृतीला प्रतिकार सुधारण्यासाठी घन रोलर्स आणि जाड साखळी प्लेट स्ट्रक्चर्स निवडल्या पाहिजेत.

४. कामगिरी आणि खर्च संतुलित करण्यासाठी खर्च-प्रभावीता सूत्र

अत्यंत कठीण परिस्थितीत, उच्च दर्जाचे साहित्य आंधळेपणाने निवडण्याची गरज नाही. उदाहरणार्थ, धातू उद्योगातील पारंपारिक उष्णता उपचार भट्टींमध्ये (तापमान 500℃, तीव्र गंज नाही), 310S स्टेनलेस स्टील चेन वापरण्याची किंमत 2520 उष्णता-प्रतिरोधक स्टीलच्या अंदाजे 60% आहे, परंतु आयुर्मान फक्त 20% ने कमी होते, परिणामी एकूण खर्च-प्रभावीता जास्त होते. खर्च-प्रभावीता ही सामग्रीच्या किंमतीला आयुर्मान गुणांकाने गुणाकार करून, प्रति युनिट वेळेत सर्वात कमी खर्च असलेल्या पर्यायाला प्राधान्य देऊन मोजता येते.

IV. सामान्य निवड गैरसमज आणि वारंवार विचारल्या जाणाऱ्या प्रश्नांची उत्तरे

१. गैरसमज: जोपर्यंत साहित्य उष्णता-प्रतिरोधक आहे तोपर्यंत साखळी नेहमीच योग्य राहील?

चुकीचे. मटेरियल फक्त पाया आहे. साखळीची स्ट्रक्चरल डिझाइन (जसे की गॅप साइज आणि ल्युब्रिकेशन चॅनेल), उष्णता उपचार प्रक्रिया (जसे की उच्च-तापमानाची ताकद सुधारण्यासाठी द्रावण उपचार), आणि स्थापनेची अचूकता हे सर्व उच्च-तापमानाच्या कामगिरीवर परिणाम करतात. उदाहरणार्थ, 310S स्टेनलेस स्टील साखळीने 1030-1180℃ वर द्रावण उपचार घेतले नसल्यास तिची उच्च-तापमानाची ताकद 30% ने कमी होईल.

२. प्रश्न: उच्च-तापमानाच्या वातावरणात साहित्य समायोजित करून चेन जॅमिंग कसे सोडवायचे?

जबडा येणे हे बहुतेकदा ऑक्साईड स्केल सोलणे किंवा असमान थर्मल विस्तारामुळे होते. उपाय: ① जर ऑक्सिडेशनची समस्या असेल, तर 304 स्टेनलेस स्टीलला 310S वर अपग्रेड करा किंवा क्रोमियम प्लेटिंग ट्रीटमेंट करा; ② जर ही थर्मल विस्ताराची समस्या असेल, तर सर्व साखळी घटकांचे साहित्य एकत्रित करा किंवा कमी थर्मल विस्तार गुणांक असलेले निकेल-आधारित मिश्र धातु पिन निवडा.

३. प्रश्न: अन्न उद्योगातील उच्च-तापमान साखळ्या उच्च-तापमान प्रतिकार आणि स्वच्छता आवश्यकता कशा संतुलित करू शकतात?

जड धातू असलेले कोटिंग टाळून, ३०४ किंवा ३१६ एल स्टेनलेस स्टीलला प्राधान्य द्या; सोप्या स्वच्छतेसाठी ग्रूव्ह-फ्री डिझाइन वापरा; FDA-प्रमाणित फूड-ग्रेड हाय-टेम्परेचर लुब्रिकेटिंग ऑइल किंवा सेल्फ-लुब्रिकेटिंग स्ट्रक्चर (जसे की PTFE ल्युब्रिकेंट असलेली चेन) वापरा.

व्ही. सारांश: साहित्य निवडीपासून ते प्रणालीच्या विश्वासार्हतेपर्यंत

उच्च-तापमानाच्या वातावरणासाठी रोलर चेन मटेरियलची निवड करणे म्हणजे अत्यंत ऑपरेटिंग परिस्थिती आणि औद्योगिक खर्च यांच्यातील इष्टतम उपाय शोधणे. 304 स्टेनलेस स्टीलच्या आर्थिक व्यावहारिकतेपासून ते 310S स्टेनलेस स्टीलच्या कामगिरी संतुलनापर्यंत आणि नंतर निकेल-आधारित मिश्रधातूंच्या अंतिम प्रगतीपर्यंत, प्रत्येक सामग्री विशिष्ट ऑपरेटिंग स्थिती आवश्यकतांनुसार असते. भविष्यात, मटेरियल तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, उच्च-तापमान शक्ती आणि कमी किमतीचे मिश्रण करणारे नवीन मिश्रधातू साहित्य ट्रेंड बनतील. तथापि, सध्याच्या टप्प्यावर, स्थिर आणि विश्वासार्ह ट्रान्समिशन सिस्टम साध्य करण्यासाठी ऑपरेटिंग पॅरामीटर्स अचूकपणे गोळा करणे आणि वैज्ञानिक मूल्यांकन प्रणाली स्थापित करणे ही मुख्य पूर्वअट आहे.