Ýokary temperatura şertlerinde rulon zynjyrlary üçin material saýlamagy

Ýokary temperatura şertlerinde rulon zynjyrlary üçin material saýlamagy

Metallurgiýa ýylylyk bilen işläp bejermek, azyk önümlerini bişirmek we nebithimiýa önümleri ýaly senagat gurşawlarynda,rolikli zynjyrlar, esasy geçiriji bölekleri hökmünde, köplenç 150°C-den ýokary temperaturadaky gurşawlarda üznüksiz işleýär. Aşa ýokary temperatura adaty zynjyrlaryň ýumşamagyna, oksidlenmegine, poslamagyna we ýaglamazlygyna sebäp bolup biler. Senagat maglumatlary nädogry saýlanan rolikli zynjyrlaryň ömrüniň ýokary temperatura şertlerinde 50% -den gowrak gysgalandygyny, hatda enjamlaryň işlemejekdigine hem sebäp bolup biljekdigini görkezýär. Bu makala ýokary temperaturadaky gurşawlarda rolikli zynjyrlaryň iş talaplaryna ünsi jemläp, senagat hünärmenlerine geçiriji ulgamlarynyň durnukly täzelenmelerine kömek etmek üçin dürli esasy materiallaryň häsiýetlerini we saýlama logikasyny yzygiderli seljerýär.

I. Rolikli zynjyrlar üçin ýokary temperatura şertleriniň esasy kynçylyklary

Ýokary temperaturaly gurşawyň rulon zynjyrlaryna ýetirýän zyýany köpugurlydyr. Esasy kynçylyklar iki tarapda ýerleşýär: materialyň işiniň pese gaçmagy we gurluş durnuklylygynyň peselmegi. Şeýle hem, material saýlamagyň ýeňip geçmeli tehniki päsgelçilikleri şulardyr:

- Materialyň mehaniki häsiýetleriniň zaýalanmagy: Adaty uglerodly polat 300℃-den ýokary temperaturada ep-esli ýumşaýar, dartgynlylyk güýji 30%-50% azalýar, bu bolsa zynjyr plastinkasynyň döwülmegine, ştiftiň deformasiýasyna we beýleki näsazlyklara getirýär. Beýleki tarapdan, pes legirlenen polat ýokary temperaturada granularara oksidlenme sebäpli has çalt aşynmalara sezewar bolýar we zynjyryň uzalmasynyň rugsat berilýän çäklerden geçmegine sebäp bolýar.

- Oksidlenme we korroziýanyň artmagy: Kislorod, suw bugy we senagat serişdeleri (kyslotaly gazlar we ýaglar ýaly) ýokary temperatura şertlerinde zynjyryň ýüzüniň korroziýasyny çaltlaşdyrýar. Netijede dörän oksid şkalasy menteşeleriň böwetlenmegine sebäp bolup biler, korroziýa önümleri bolsa ýaglamany azaldýar.

- Ýaglama ulgamynyň näsazlygy: Adaty mineral ýaglama ýagy 120℃-den ýokary temperaturada bugarýar we kömürleşýär, ýaglama täsirini ýitirýär. Bu bolsa rolikler bilen ştiftleriň arasyndaky sürtülme koeffisiýentiniň ýokarlanmagyna getirýär we aşynma tizligini 4-6 esse ýokarlandyrýar.

- Termal giňelme deňleşdirme meselesi: Eger zynjyr bölekleriniň (zynjyr plitalary, ştiftler, rolikler) termal giňelme koeffisiýentleri düýpli tapawutlanýan bolsa, temperatura sikli wagtynda boşluklar giňelip ýa-da zynjyr tutulyp, geçirijiligiň takyklygyna täsir edip biler.

II. Ýokary temperaturaly rulon zynjyrlarynyň esasy material görnüşleri we iş görkezijileriniň seljermesi

Ýokary temperatura iş şertleriniň aýratyn aýratynlyklary sebäpli, esasy tigir zynjyr materiallary üç esasy ulgamy emele getirdi: poslamaýan polat, gyzgynlyga çydamly polat we nikel esasly erginler. Her bir materialyň ýokary temperatura çydamlylygy, berkligi we korroziýa garşylygy babatda öz güýçli taraplary bar, bu bolsa belli bir iş şertlerine esaslanyp, takyk deňeşdirmegi talap edýär.

1. Dat almaýan polat seriýasy: Orta we ýokary temperatura iş şertleri üçin tygşytly saýlaw

Oksidlenme we korroziýa garşy ajaýyplygy bilen poslamaýan polat, 400 ℃-den aşak orta we ýokary temperatura şertlerinde ulanylýan iň gowy materiala öwrüldi. Olaryň arasynda 304, 316 we 310S markalary rolikli zynjyr önümçiliginde iň köp ulanylýar. Öndürijilik tapawutlary, esasan, hrom we nikel mukdarynyň gatnaşygyndan gelip çykýar.

Dat almaýan polat zynjyrlarynyň "ýalňyşsyz" däldigini bellemek gerek. 304 dat almaýan polat 450℃-den ýokary duýgurlyk görkezýär, bu bolsa granularara poslama getirýär. 310S gyzgynlyga çydamly bolsa-da, onuň bahasy 304-iň bahasyndan takmynan 2,5 esse gymmat, bu bolsa ömrüň dowamlylygyny doly göz öňünde tutmagy talap edýär.

2. Yssylyga çydamly polat seriýasy: Ekstremal temperaturalarda berklik liderleri

Işleýiş temperaturasy 800℃-den geçende, adaty polatdan ýasalan polatyň berkligi ep-esli pese gaçýar. Bu nokada, hrom we nikel mukdary ýokary bolan gyzgynlyga çydamly polat esasy saýlaw bolýar. Bu materiallar, garyndy elementleriniň gatnaşygyny sazlamak arkaly, ýokary temperaturada durnukly oksid plýonkasyny emele getirýär we şol bir wagtyň özünde gowy süýşme güýjüni saklaýar:

- 2520 Yssylyga çydamly polat (Cr25Ni20Si2): Köp ulanylýan ýokary temperaturaly material hökmünde, onuň uzak möhletli hyzmat temperaturasy 950℃ ýetip, karbürizasiýa atmosferasynda ajaýyp netije görkezýär. Ýüzleýin hrom diffuziýa bilen işlenilenden soň, korroziýa garşylygy 40% has-da ýokarlandyrylyp bilner. Ol köp maksatly peç zynjyrly konweýerlerinde we dişli öňünden oksidleşdiriji peç konweýer ulgamlarynda giňden ulanylýar. Onuň dartgynlylyk güýji ≥520MPa we uzalma güýji ≥40% ýokary temperaturada gurluş deformasiýasyna netijeli garşy durýar.

- Cr20Ni14Si2 gyzgynlyga çydamly polat: Nikel mukdary 2520-den biraz pes bolansoň, has tygşytly warianty hödürleýär. Onuň üznüksiz iş temperaturasy 850℃-e ýetip bilýär, bu bolsa ony aýna önümçiligi we ot çydamly materiallary daşamak ýaly gymmat bahaly ýokary temperatura ulanylyşlary üçin amatly edýär. Onuň esasy aýratynlygy durnukly gyzgynlyk giňelme koeffisiýentidir, bu bolsa dişli materiallar bilen has gowy utgaşyklylygy üpjün edýär we geçirijilik şokuny azaldýar.

3. Nikel esasly garyndy seriýasy: Agyr iş şertleri üçin iň gowy çözgüt

1000℃-den ýokary ekstremal şertlerde ýa-da ýokary derejede aşyndyryjy gurşawlaryň (meselem, aerokosmos bölekleriniň we ýadro senagaty enjamlarynyň ýylylyk bilen işlenilmegi) bolmagynda, nikel esasly erginler ýokary temperatura üçin ajaýyp görkezijileri sebäpli ornuny tutup bolmajak materiallardyr. Inconel 718 mysalynda görkezilen nikel esasly erginler 50%-55% nikel saklaýar we niobium we molibden ýaly elementler bilen berkidilýär, hatda 1200℃-de hem ajaýyp mehaniki häsiýetlerini saklaýar.

Nikel esasly legirli rolikli zynjyrlaryň esasy artykmaçlyklary: 1. Süýşme güýji 310S poslamaýan polatdan üç esse köp; 1000℃-de 1000 sagat üznüksiz işläninden soň, hemişelik deformasiýa ≤0.5%; 2. Ajaýyp güýçli poslama garşylygy, kükürt kislotasy we azot kislotasy ýaly güýçli poslama serişdelerine çydap bilýär; 3. Ajaýyp ýokary temperatura ýadawlygy, ýygy-ýygydan temperatura sikli şertleri üçin amatly. Şeýle-de bolsa, olaryň bahasy 310S poslamaýan polatdan 5-8 esse gymmat we olar adatça ýokary derejeli takyklykly geçirijilik ulgamlarynda ulanylýar.

4. Kömekçi materiallar we ýüzleý işläp bejeriş tehnologiýasy

Substrat saýlamakdan başga-da, ýüzi gaýtadan işlemek tehnologiýasy ýokary temperatura netijeliligini ýokarlandyrmak üçin örän möhümdir. Häzirki wagtda esasy prosesler aşakdakylary öz içine alýar: 1. Hrom infiltrasiýasy: zynjyryň ýüzünde Cr2O3 oksid plýonkasyny emele getirýär, korroziýa garşylygyny 40% ýokarlandyrýar, ýokary temperaturaly himiki gurşawlar üçin amatly; 2. Nikel esasly legirlenmiş sprey örtügi: iňňeler we rolikler ýaly aňsatlyk bilen geýilýän bölekler üçin örtügiň berkligi HRC60 ýa-da ondan ýokary derejä ýetip, hyzmat möhletini 2-3 esse uzaldýar; 3. Keramiki örtük: 1200℃-den ýokary şertlerde ulanylýar, ýokary temperaturaly oksidlenmäni netijeli izolýasiýa edýär, metallurgiýa senagaty üçin amatly.

III. Ýokary temperaturaly rulon zynjyrlary üçin material saýlamagyň logikasy we amaly teklipler

Material saýlamak diňe "temperatura garşylygy näçe ýokary bolsa, şonça gowy" diýen pikir bilen baglanyşykly däl, eýsem "temperatura-ýük-orta-baha" boýunça dört sany bir baha beriş ulgamyny döretmegi talap edýär. Dürli ýagdaýlarda saýlamak üçin aşakdaky amaly teklipler bar:

1. Esasy işleýiş parametrlerini aýdyňlaşdyryň

Saýlamazdan öň, üç esasy parametri takyk ýygnamak gerek: ① Temperatura aralygy (üznüksiz iş temperaturasy, iň ýokary temperatura we sikl ýygylygy); ② Ýük şertleri (nominal güýç, täsir ýük koeffisiýenti); ③ Daşky gurşaw gurşawy (suw bugunyň, kislotaly gazlaryň, ýagyň we ş.m. bolmagy). Mysal üçin, azyk çörek senagatynda 200-300℃ ýokary temperatura çydap bilmegiň daşyndan, zynjyrlar FDA-nyň arassaçylyk standartlaryna hem laýyk gelmelidir. Şonuň üçin 304 ýa-da 316 poslamaýan polat iň gowy saýlawdyr we gurşun saklaýan örtüklerden gaça durmaly.

2. Temperatura aralygyna görä saýlamak

- Orta temperatura aralygy (150-400℃): 304 poslamaýan polat iň gowy saýlawdyr; eger ýeňil poslama ýüze çyksa, 316 poslamaýan polada geçiň. Azyk üçin niýetlenen ýokary temperaturaly ýag (azyk senagaty üçin amatly) ýa-da grafit esasly ýag (senagat ulanylyşlary üçin amatly) ulanmak zynjyryň ömrüni adaty zynjyrlaryň ömründen üç esse köp uzaldyp biler.

- Ýokary temperatura aralygy (400-800℃): 310S poslamaýan polat ýa-da Cr20Ni14Si2 gyzgynlyga çydamly polat esasy saýlawdyr. Zynjyry hrom bilen örtmek we ýokary temperaturaly grafit ýagyny (temperatura garşylygy ≥1000℃) ulanmak, her 5000 siklde ýaglamany täzelemek maslahat berilýär.

- Aşa ýokary temperatura aralygy (800℃-den ýokary): Bahasy boýunça 2520 gyzgynlyga çydamly polat (ortadan ýokary derejeli) ýa-da Inconel 718 nikel esasly erginini (ýokary derejeli) saýlaň. Bu ýagdaýda, ýaglamanyň bozulmagynyň öňüni almak üçin ýaglamaýan dizaýn ýa-da berk ýaglaýjy (meselem, molibden disulfid örtügi) gerek.

3. Materiallaryň we gurluşyň gabat gelmegine ünsi çekiň

Ýokary temperaturada ähli zynjyr bölekleriniň termal giňelmeginiň yzygiderliligi örän möhümdir. Mysal üçin, 310S poslanmaýan polatdan ýasalan zynjyr plitalary ulanylanda, temperatura üýtgemeleri sebäpli adatdan daşary boşlugyň döremeginiň öňüni almak üçin ştiftler şol bir materialdan ýasalmaly ýa-da 2520 gyzgynlyga çydamly polat ýaly termal giňelme koeffisiýentine eýe bolmaly. Şol bir wagtyň özünde, ýokary temperaturada deformasiýa garşylygyny ýokarlandyrmak üçin berk rulonlar we galyňlaşdyrylan zynjyr plastinka gurluşlary saýlanmaly.

4. Netijeliligi we çykdajylary deňleşdirmek üçin çykdajy-netijelilik formulasy

Ekstremal däl iş şertlerinde, ýokary derejeli materiallary kör-körlük bilen saýlamagyň zerurlygy ýok. Mysal üçin, metallurgiýa senagatyndaky adaty ýylylyk bilen işleýän peçlerde (temperatura 500℃, güýçli korroziýa ýok), 310S poslamaýan polat zynjyrlaryny ulanmagyň bahasy 2520 ýylylyga çydamly polatdan takmynan 60% -e deňdir, ýöne ömrüniň dowamlylygy diňe 20% azalýar, netijede umumy çykdajy netijeliligi ýokarlanýar. Çykdajy netijeliligi material çykdajylaryny ömür koeffisiýentine köpeltmek arkaly hasaplap bolýar, wagt birligine iň pes çykdajyly warianta ileri tutulýar.

IV. Saýlama boýunça umumy ýalňyş düşünjeler we köp soralýan soraglara jogaplar

1. Ýalňyş düşünje: Material gyzgynlyga çydamly bolsa, zynjyr hemişe amatly bolarmy?

Ýalňyş. Material diňe esasdyr. Zynjyryň gurluş dizaýny (aralyk ölçegi we ýaglaýyş kanallary ýaly), ýylylyk bilen işleme prosesi (ýokary temperatura berkligini ýokarlandyrmak üçin ergini işleme ýaly) we gurnama takyklygy ýokary temperatura işine täsir edýär. Mysal üçin, 310S poslamaýan polat zynjyr 1030-1180℃ temperaturada ergini işlemeden geçmedik bolsa, ýokary temperatura berkligi 30% azalar.

2. Sorag: Ýokary temperatura şertlerinde zynjyryň böwetlenmegini materiallary sazlamak arkaly nädip çözmeli?

Çägeleriň çişmegi, esasan, oksid ölçeginiň soyulmagy ýa-da deň däl termal giňelme sebäpli ýüze çykýar. Çözgütler: 1. Eger oksidlenme meselesi bolsa, 304 poslamaýan polaty 310S derejesine çykaryň ýa-da hrom örtük işlemesini ýerine ýetiriň; 2. Eger termal giňelme meselesi bolsa, ähli zynjyr bölekleriniň materiallaryny birleşdiriň ýa-da termal giňelme koeffisiýenti pes bolan nikel esasly legirlenmiş ştiftleri saýlaň.

3. Sorag: Azyk senagatynda ýokary temperatura zynjyrlary ýokary temperatura garşylygy we gigiýena talaplaryny nähili deňleşdirip biler?

304 ýa-da 316L poslamaýan polatdan ýasalan önümleri ileri tutuň, agyr metallary öz içine alýan örtüklerden gaça duruň; aňsat arassalamak üçin oýuksyz dizaýny ulanyň; FDA tarapyndan tassyklanan azyk üçin ýokary temperaturaly ýaglaýjy ýagy ýa-da öz-özünden ýaglaýjy gurluşy (meselem, PTFE ýaglaýjysyny öz içine alýan zynjyrlar) ulanyň.

V. Gysgaça mazmuny: Materiallary saýlamakdan ulgamyň ygtybarlylygyna çenli

Ýokary temperaturaly gurşawlar üçin rolikli zynjyr materiallaryny saýlamak, esasan, ekstremal iş şertleri bilen senagat çykdajylarynyň arasynda iň gowy çözgüdi tapmagy öz içine alýar. 304 poslamaýan polatdan ykdysady taýdan peýdaly bolmakdan başlap, 310S poslamaýan polatdan iş görkezijileriniň deňagramlylygyna we soňra nikel esasly erginleriň iň soňky açyşyna çenli, her bir material iş şertleriniň anyk talaplaryna laýyk gelýär. Geljekde, materiallar tehnologiýasynyň ösmegi bilen, ýokary temperatura berkligini we arzan bahasyny birleşdirýän täze ergin materiallary meýile öwrüler. Şeýle-de bolsa, häzirki tapgyrda iş parametrlerini takyk ýygnamak we ylmy bahalandyrma ulgamyny döretmek durnukly we ygtybarly geçirijilik ulgamlaryna ýetmegiň esasy şertleridir.