Miksi korkeakromirullat vikaantuvat varhain ankarissa työolosuhteissa?

Työmaan alkuvuosina uskoin, että suuri kovuus merkitsee pitkää käyttöikää. Monet toimittajat sanoivat samaa. Todellisuus tehtaalla oli kuitenkin hyvin erilainen. Näin kromirullien halkeilevan, irtoavan ja rikkoutuvan paljon odotettua aikaisemmin, vaikka kovuusluvut näyttivät täydellisiltä. Jokainen vika merkitsi tuotannon menetystä, kiireellisiä korjauksia ja pitkiä kokouksia, joissa esitettiin sama kysymys yhä uudelleen ja uudelleen.

Runsaasti kromia sisältävät telat vioittuvat usein varhain, koska niiden mikrorakenne on hauras, sitkeysmarginaali on alhainen ja todellisissa myllyolosuhteissa yhdistyvät iskut, lämmönmuutokset ja korkea kosketusjännitys. Nämä tekijät synnyttävät halkeamia, jotka kasvavat nopeasti ja aiheuttavat lohkeilua, tärinää ja äkillisiä seisokkeja.

Ajan myötä opin lopettamaan vain "huonon toiminnan" syyttämisen. Sen sijaan aloin tarkastella, miten materiaalin käyttäytyminen, valun laatu, lämpökäsittely ja todelliset kuormitusolosuhteet vaikuttavat toisiinsa. Kun näet koko kuvan, varhainen vikaantuminen ei ole enää mysteeri. Se on usein ennustettavissa.

Mistä johtuu, että korkeakromiset rullahylsyt halkeilevat kovien iskujen aikana?

Säröily iskusta on yksi yleisimmistä näkemistäni vikaantumistavoista. Korkeakromiset seokset sisältävät suuria määriä kovia karbideja. Nämä karbidit lisäävät kulutuskestävyyttä, mutta ne myös vähentävät sitkeyttä. Valun aikana karbidit voivat erottua toisistaan. Tämä luo paikallisia hauraita vyöhykkeitä. Iskussa jännitys ei leviä tasaisesti. Se keskittyy näihin heikkoihin vyöhykkeisiin, ja säröt alkavat.

Toinen tekijä on jäännösjännitys. Jos jäähdytys on epätasainen tai työstö on aggressiivinen, jännitys jää holkin sisälle. Kun jyrsin käynnistyy, käyttöjännitys kasvaa jäännösjännityksen päälle. Materiaali saavuttaa rajansa odotettua nopeammin. Halkeamat alkavat usein pinnan alapuolelta, jossa kosketusjännitys on suurin, ja kasvavat sitten ulospäin.

Kokemukseni mukaan iskuvahingot ovat harvoin yksittäinen ongelma. Se on väsymisongelma, joka johtuu toistuvista iskuista. Jokainen isku kasvattaa säröä hieman enemmän, kunnes se jonain päivänä tulee näkyväksi tai katastrofaaliseksi.

Miksi telani pinta lohkeilee, kun jauhan kovaa klinkkeriä tai kuonaa?

Palloutuminen ymmärretään usein väärin yksinkertaisena kulumisena. Todellisuudessa kyseessä on yleensä murtumisprosessi. Kovaa klinkkeriä tai kuonaa jauhettaessa rullan pintaan kohdistuu erittäin suuri puristus- ja leikkausjännitys. Korkeakromisessa materiaalissa karbidien välinen matriisi ei pysty juurikaan muodonmuutoksiin. Pinnan alle muodostuu mikrosäröjä, joissa leikkausjännitys on suurimmillaan.

Lämpövaikutukset lisäävät vahingon toisen kerroksen. Kun materiaalin virtaus on epävakaa, pintalämpötila muuttuu nopeasti. Tämä aiheuttaa lämpöväsymistä. Pintaan muodostuu pieniä halkeamia, jotka yhdistyvät maanalaisiin halkeamiin. Lopulta pala materiaalia irtoaa. Käyttäjät näkevät äkillistä lohkeilua, mutta vaurio on kasvanut hiljaa viikkoja.

Olen nähnyt lohkeilun kiihtyvän, kun vesisuihkun hallinta on heikkoa tai kun rehun kemia muuttuu. Nämä tekijät eivät tuhoa telaa välittömästi, mutta ne vievät hauraan rakenteen lähemmäs sen rajaa.

Miten voin vähentää nykyisten kromirullien nopeaa kulumista?

Nopea kuluminen on harvoin vain kulumista. Kovissa myllyissä kulumiseen kuuluu usein myös mikrosiruja, kemiallisia vaikutuksia ja väsymistä. Syövyttävä pöly tai rikkiyhdisteet voivat vahingoittaa kromirikasta oksidikerrosta. Kun tämä kerros on rikkoutunut, kuluminen poistaa uutta metallia nopeammin. Huono voitelu lisää kitkalämpöä, mikä heikentää pintaa entisestään.

Prosessin vakaudella on yhtä suuri merkitys kuin materiaalilla. Kun sänky on epävakaa, rulla osuu suoraan pöytään. Se, mikä näyttää kulumiselta, on usein iskujen aiheuttamaa lohkeilua. Tämän vuoksi kaksi laitosta, jotka käyttävät samaa telamateriaalia, voivat saada hyvin erilaisia käyttöikiä.

Käytännössä vähennän nopeaa kulumista yhdistämällä prosessinohjauksen ja materiaalien paremman yhteensopivuuden. Pelkkä kovuuden lisääminen pahentaa yleensä ongelmaa.

Onko korkeakromisten telojeni sitkeys liian alhainen myllyolosuhteisiini nähden?

Monet myllyt toimivat tietämättään korkeakromisten telojen sitkeysrajan yläpuolella. Nämä seokset toimivat hyvin tasaisessa kulutuksessa, mutta ne kärsivät iskuista ja tärinästä. Jos myllyssäsi esiintyy usein kuormituksen vaihtelua, hukkametallia tai suuria syöttökoon vaihteluita, sitkeys on kovuutta tärkeämpää.

Olen nähnyt tapauksia, joissa kovuuden lisääminen on lyhentänyt käyttöikää puoleen. Rulla kesti kulutusta, mutta murtui aikaisin. Näin tapahtuu, koska halkeamat kasvavat nopeammin hauraissa materiaaleissa. Kun sitkeys on liian alhainen, mikään kovuus ei voi pelastaa holkkia.

Kun halkeamat hallitsevat vikaantumista, vastaus ei yleensä ole pelkkä parempi toiminta. Kyse on materiaalien yhteensopimattomuudesta.

Miten telojen epätasainen kuluminen johtaa tärinään ja seisokkeihin?

Epätasainen kuluminen muuttaa kuorman kulumista. Kun yksi alue kuluu nopeammin, rulla ei enää koske tasaisesti alustaan. Tämä aiheuttaa tärinää. Tärinä lisää dynaamista kuormitusta, mikä lisää halkeamien kasvunopeutta. Järjestelmä joutuu negatiiviseen silmukkaan.

Olen nähnyt myllyjen käyvän "normaalisti", kun tärinä on hitaasti lisääntynyt. Kun hälytys laukesi, sisäiset halkeamat olivat jo suuria. Tämän vuoksi epätasaista kulumista olisi pidettävä varhaisena varoituksena, ei kosmeettisena ongelmana.

Voiko metallikeraamiset komposiittirullahylsyt ratkaista ennenaikaisen vikaantumisen ongelmani?

Kovissa olosuhteissa suosin materiaaleja, joissa kulutuskestävyys ja sitkeys ovat tasapainossa. Metalli-keraamiset komposiittitelat pyrkivät tähän. Niissä käytetään keraamisia vahvikkeita kulutuskestävyyden parantamiseksi ja sitkeää metallimatriisia halkeamien leviämisen estämiseksi.

Suurimpana etuna näen vakauden. Kun keramiikka on hyvin sidottu ja tuettu, keramiikka ei putoa eikä nasta putoa. Pinta pysyy tasaisena, mikä pitää tärinän alhaisena. Halkeamien kasvu hidastuu, koska pohjamateriaali voi absorboida energiaa.

Tämä lähestymistapa sopii tehtaille, jotka eivät voi välttää iskuja ja suurta kuormitusta.

Dafang-Castingin toiminta perustuu moniin todellisiin epäonnistumistapauksiin.

Miksi kunnostetut tai hitsatut telani vioittuvat odotettua nopeammin?

Kunnostus tuo mukanaan lämpöä, ja lämpö muuttaa rakennetta. Jos hitsauslämpö on liian suuri, muodostuu hauras lämpövaikutusalue. Tämä vyöhyke halkeaa helposti. Jäännösjännitys on toinen ongelma. Ilman asianmukaista jännityksenpoistoa hitsatut telat aloittavat käytön jo lähellä jännitysrajaansa.

Myös joukkovelkakirjojen laadulla on merkitystä. Jos uudelleenrakennettu kerros ei liimaudu täydellisesti, rajapinnassa kasvaa halkeamia. Syklisessä kuormituksessa tämä muuttuu delaminaatioksi.

Miten voin pidentää telojeni käyttöikää suurella kuormituksella tapahtuvassa VRM-toiminnassa?

Korkean kuormituksen VRM-huollossa keskityn halkeamien kasvun vähentämiseen. Tämä tarkoittaa kovempien materiaalien valintaa, tasaisen lämpökäsittelyn varmistamista ja toiminnan vakauttamista. Tasainen rakenne antaa tasaisen kulumisen. Vakaa toiminta vähentää iskuja. Yhdessä ne hidastavat vaurioiden kertymistä.

Monissa tapauksissa suurin hyöty saavutetaan vaihtamalla komposiittiin tai kovempaan metalliseokseen. Tämä ei johdu siitä, että kulumisnopeus laskisi dramaattisesti, vaan siitä, että vikaantuminen muuttuu ennustettavaksi.

Mitä materiaalia minun pitäisi valita, jos laitoksessani käsitellään hankaavia tai erittäin iskunkestäviä materiaaleja?

Materiaalin valinnan tulisi alkaa vikaantumistavan, ei kovuuden perusteella. Hiertävissä mutta stabiileissa olosuhteissa kromi voi toimia. Jos olosuhteet ovat hankaavia ja voimakkaita, kovempi ratkaisu on turvallisempi. Komposiittimallit tai vaihtoehtoiset seokset kestävät paremmin sekakuormitusta.

Kysyn aina: pettääkö tämä materiaali hitaasti kulumalla vai äkillisesti halkeamalla? Hidas kuluminen on helpompi hallita ja pitkällä aikavälillä halvempaa.

Miten varmistan, mikä rullaholkki tuottaa minulle alhaisimmat kustannukset käyttötuntia kohden?

Varmistan sen todellisilla käyttötiedoilla. Ostohinta on vain yksi osa. Lasken kokonaiskustannukset, mukaan lukien seisokkiaika, muutostyöt ja sivulliset vahingot. Sitten jaan sen käyttötunneilla. Tarkastelen myös vikaantumistapaa. Ennakoitavissa oleva kuluminen on turvallisempaa ja halvempaa kuin äkillinen murtuminen.

Päätelmä

Korkeakromirullat vikaantuvat varhain, kun hauras rakenne, alhainen sitkeys, lämpöväsyminen ja suuri kosketusjännitys vaikuttavat yhdessä. VRM:n ankarissa olosuhteissa pelkkä kovuus ei riitä. Keskityn särönkestävyyteen, rakenteen tasalaatuisuuteen ja vakaaseen toimintaan. Monille laitoksille Dafang-Castingin metallikeraamiset komposiittirullan holkit tarjoavat turvallisemman tien pidempään käyttöikään, harvempiin seisokkeihin ja alhaisempiin kustannuksiin käyttötuntia kohden.