V odvětvích zpracování kovů, jako je ocel a-neželezné kovy, jsou válcovny hlavním zařízením pro dosažení plastické deformace materiálů. Mezi nimi vložkové desky, jako důležité nosné a ochranné součásti systému válců válcovací stolice, přímo ovlivňují přesnost válcování, kvalitu produktu a provozní stabilitu zařízení. V pracovních podmínkách-dlouhodobého vystavení enormním valivým silám, vysokofrekvenčním nárazům{4}}a tření je opotřebení nevyhnutelným jevem. Vědecké pochopení opotřebení a přijetí účinných metod oprav má velký význam pro kontrolu výrobních nákladů a zajištění nepřetržité výroby.
Příčiny a účinky opotřebení desky vložky válcovací stolice
Opotřebení vložkové desky je komplexní a komplexní proces, který vychází především z následujících aspektů:
1. Mechanické opotřebení: Toto je nejvýznamnější forma opotřebení. Během procesu válcování vyvíjejí válce obrovský tlak na kovový blok, aby jej deformovaly, a tato síla se přenáší na desky vložek přes ložisková sedla. Mezi vložkovými deskami a ložiskovými sedly a okny válcovací stolice dochází k nepřetržitému mikro-tření a nárazům, což vede k postupné ztrátě povrchového materiálu a snížení rozměrové přesnosti.
2. Únavové opotřebení: Pracovní zatížení válcovny je charakterizováno periodickými cykly. Při dlouhodobém-působení střídavého napětí se v povrchových nebo podpovrchových vrstvách krycích desek vyvinou mikroskopické trhliny. Tyto trhliny se neustále rozšiřují a spojují, což případně vede k odlupování materiálu ve formě tenkých vloček, tvořících důlky nebo odlupování.
3. Podmínky mazání: I když dochází k mazání mezi kontaktními plochami desek vložky, při velkém zatížení a podmínkách nízkých-otáček je obtížné vytvořit úplný tekutý mazací film, což často vede k meznímu mazání nebo dokonce suchému tření, což zhoršuje povrchové poškrábání a opotřebení.
4. Přesnost instalace a vyrovnání: Pokud jsou desky vložky nesprávně nainstalovány nebo je systém válců válcovací stolice špatně vyrovnán, povede to k nerovnoměrnému rozložení zatížení a excentrickému zatížení, což způsobí, že některé desky vložky budou nést abnormálně vysoké napětí, což urychlí jejich opotřebení a poškození.
Mezi přímé účinky opotřebení vložkového plechu patří: ztráta přesnosti axiálního a radiálního polohování válců, což vede k nerovnoměrné tloušťce a špatnému tvaru válcovaného pásu; zvýšená vůle proti opotřebení způsobující vibrace a hluk zařízení, ovlivňující životnost ložisek a dalších souvisejících součástí; a v závažných případech může dojít k prasknutí desky vložky, což má za následek neplánované odstávky, narušení výrobních plánů a způsobující značné ekonomické ztráty. II. Tradiční odezva: Omezení výměny za nové vložky
Když čelíme opotřebení vložek, nejpřímějším tradičním přístupem je výměna opotřebovaných vložek za nové náhradní díly. Tato metoda má jasné výhody: nové vložky mají standardní rozměry a konzistentní výkon a jejich instalace rychle obnoví přesnost původního návrhu zařízení, takže provoz je přímočarý.
Spoléhat se pouze na výměnu za nové díly má však významná omezení:
Vysoké náklady: Vložky pro velké válcovny jsou obvykle vykovány z vysoce kvalitní -legované oceli a každá jednotka je drahá. Častá výměna představuje obrovské výdaje na náhradní díly.
Logistický tlak: Od nákupu náhradních dílů a přepravy až po řízení zásob jsou zapotřebí značné kapitálové a skladové zdroje. Pokud dojde k náhlému a vážnému opotřebení a zásoby nejsou dostatečné, čekání na dodání nových dílů může vést k prodlouženým prostojům.
Odpady materiálu: Opotřebení se často koncentruje v lokalizovaných pracovních oblastech. Výměna celé vložky znamená vyřazení velkého množství materiálu, který je stále funkční, což odporuje principu zachování zdrojů.
Omezená přizpůsobivost: Materiál a výkon standardních nových vložek jsou pevné a nelze je „přizpůsobit“ k optimalizaci pro specifické podmínky opotřebení konkrétních válcovacích stolic a produktů.
Technologie opravy opotřebovaných vložek: Hodnota a přístupy
Ve srovnání s kompletní výměnou se oprava a opětovné použití opotřebených vložek stává ekonomičtější a technicky cílenější možností. Základní myšlenkou opravy je obnovit velikost a tvar opotřebované základny vložky a zlepšit její místní výkon prostřednictvím aditivní výroby a dalších metod.
V současné době mezi hlavní technologické přístupy oprav patří:
1. Oprava povrchů: Jedná se o nejpoužívanější technologii. Zahrnuje nanášení jedné nebo více vrstev slitinového svařovacího materiálu na opotřebovaný povrch vložky pomocí metod, jako je obloukové svařování a svařování v ochranné atmosféře. Klíčem k procesu opravy je:
Shoda materiálu: Na základě chemického složení základního materiálu vložky a pracovních podmínek (jako je tlak, náraz a teplota) vyberte odpovídající nebo lepší svařovací dráty/elektrody, aby bylo zajištěno pevné spojení mezi opravnou vrstvou a základním materiálem a aby tvrdost, odolnost proti opotřebení a odolnost proti praskání splňovaly požadavky.
Řízení procesu: Ke kontrole teploty předehřívání, interpass teploty, svařovacího proudu a napětí a po-opatření pomalého ochlazování po svařování jsou vyžadovány přísné svařovací postupy, aby se zabránilo nadměrnému namáhání při svařování vedoucímu k deformaci nebo praskání. Obrábění: Po dokončení navařování se používají různé metody mechanického zpracování, jako je frézování a broušení, aby se obnovila rozměrová přesnost a povrchová úprava opravené vložky podle požadavků konstrukčních výkresů.
Výhody opravy navařovacím svařováním spočívají ve velké tloušťce opravné vrstvy a vysoké pevnosti spoje, což umožňuje flexibilní doplňování materiálu podle podmínek opotřebení. Mezi tyto výzvy patří vysoké technické požadavky na operátory, riziko zanesení defektů v důsledku nesprávných procesů a možnost, že oblast ovlivněná teplem- změní místní vlastnosti základního materiálu.
2. Oprava tepelným nástřikem: Tato technologie zahrnuje nástřik roztavených nebo polo{1}}roztavených nátěrových materiálů (jako jsou kovové slitiny, keramika nebo kovové -keramické kompozity) na předem -upravený povrch vložky pomocí vysokorychlostního proudu plynu za účelem vytvoření povlaku. Mezi běžně používané metody patří obloukové stříkání, stříkání plamenem a plazmové stříkání.
Mezi jeho výhody patří relativně nízká pracovní teplota, nízký tepelný příkon do základního materiálu vložky a nízké riziko deformace; může stříkat různé-výkonné materiály, což výrazně zlepšuje odolnost proti opotřebení povrchu a odolnost proti korozi; a tloušťka povlaku je ovladatelná.
Omezení zahrnují, že spojení mezi povlakem a základním materiálem je převážně mechanické (některými procesy lze dosáhnout metalurgického spojení) a pevnost spojení může být nižší než pevnost povrchové vrstvy, když je vystavena velkému rázovému zatížení; povlak je obvykle tenký a není vhodný pro opravy hlubokého opotřebení.
3. Technologie oprav kompozitů: V praktických aplikacích se kompozitní technologie často používají k využití jejich silných stránek a zmírnění jejich slabých stránek. Například u hluboce opotřebovaných oblastí se nejprve oblast vyplní povrchovým svařováním a poté se na povrch nastříká vrstva speciálního materiálu odolnějšího proti opotřebení-; nebo se používá technologie laserového plátování, kterou lze dosáhnout metalurgického spojení práškových materiálů se základním materiálem s velmi nízkou rychlostí ředění, což má za následek menší tepelnou deformaci a hustší strukturu, ale investice do zařízení a náklady jsou vyšší.
Srovnávací analýza opravy a výměny
Volba mezi opravou a výměnou vyžaduje komplexní úsudek založený na technických a ekonomických faktorech:
Z hlediska nákladů: Náklady na opravu jsou obvykle pouze 30%-60% nákladů na nákup nových dílů, což je značná výhoda. To platí zejména pro velké a drahé vložky, kde jsou úspory obzvláště významné.
Pokud jde o dobu cyklu: Cyklus oprav je obecně kratší než cyklus nákupu a výroby nových dílů, zejména u společností s-možností opravy na místě nebo u místních partnerů pro opravy, což může výrazně zkrátit prostoje.
Pokud jde o výkon: Technologie Repair nabízí možnost „upgradů výkonu“. Použitím opravárenských materiálů odolnějších proti opotřebení a nárazu- lze posílit slabá místa, která byla dříve náchylná k opotřebení, a životnost opravené součásti může dokonce přesáhnout životnost původního nového dílu. Výkon nového dílu je však pevný.
