Jak diagnostikovat postupnou ztrátu plochosti desky způsobenou opakovanými exkurzemi při přehřátí-?
Zanechat vzkaz
V průběhu let provozu lisovací deska, která pracovala při teplotách přesahujících svou jmenovitou teplotu v důsledku posunu snímače, poruchy regulátoru nebo nekontrolovaného ohřevu, začne ztrácet svůj původní tvar. Povrch již nemusí být přesně plochý, ale vyvine skromný „nepravidelný“ vzhled, kde je střed níže než okraje. Tento problém není jen obyčejné opotřebení nebo oděr. Jde o trvalou, kumulativní deformaci, která je důsledkem tepelného tečení, tj. postupného toku kovu pod napětím při vysoké teplotě.
Běžným způsobem selhání v systémech vyhřívaných nástrojů je problém nazývaný progresivní ztráta plochosti v průběhu teplotních výkyvů desky.
Porozumění mechanismu deformace
Creepová deformace je zodpovědná především za ztrátu rovinnosti desky v důsledku zahřívání.
Creep je definován jako:
Časová plastická deformace
Při trvalém mechanickém namáhání
Vysoká-teplota zrychlená pod bod tání
Pokud se deska setká s opakovanými-výkyvy teploty, materiál přejde do režimu, kdy je mez kluzu výrazně snížena. Kov se pomalu ohýbá pod tíhou a upínacími silami stroje.
Paměť desky je sama o sobě, vyřezaná do jejího tvaru, přehřívání.
Po ochlazení se deformace nevrátí k původní geometrii, ale zůstane trvalá.
Přesné měření povrchu mapování
Diagnostika začíná pečlivým měřením rovinnosti.
K mapování povrchu desky se používá povrchový měřič s přesným číselníkovým úchylkoměrem.
Postup při měření
Povrch desky je rozdělen do pravidelného rastru
Referenční body jsou vytvářeny v ekvidistantních intervalech
Číselníkové indikátory se odečítají na každém uzlu mřížky.
Vykreslí se odchylky od referenční roviny
Tento postup ukazuje obecnou geometrickou tendenci povrchu.
Typický diagnostický výsledek
U poškození tepelným tečením jsou hodnoty často:
Menší hodnoty uprostřed
Vyšší hodnoty na okrajích
Hladké, souvislé zakřivení vs. izolované vady
Miskovitý tvar profilu je známkou creepové deformace a nikoli mechanického poškození nebo lokálního opotřebení.
Diferenciace opotřebení a materiálového toku
Důležitým krokem v diagnostice je rozlišení mezi ztrátou materiálu a deformací materiálu.
Při ztrátě plochosti související s tečením:
Tloušťka celkového materiálu se prakticky nemění
Povrch vypadá neporušený bez erozí
Deformace je objemová, není abrazivní
Jednoduché měření tloušťky odhalí, že žádný materiál nebyl žádným smysluplným způsobem odstraněn.
Místo toho se kov pomalu plasticky poddával kombinovaným vlivem tepla a mechanického namáhání.
Příčina: Přehřátí-exkurze
Klíčovým iniciačním prvkem je opakované vystavení teplotám mimo bezpečný pracovní rozsah desky.
Časté příčiny jsou:
Vadné teplotní senzory
Naladění ovladače není správné
Okolnosti útěku ohřívače
Porucha tepelné zpětné vazby
Logika tepelné ochrany je nedostatečná
Dokonce i krátkodobé špičky mohou vést k dlouhodobému nahromadění tečení, pokud se opakují v mnoha cyklech.
Každá událost přehřátí- přidává malé množství trvalé deformace, která se nahromadí během provozní životnosti.
Chování materiálu při vysoké teplotě
Pevnost materiálu klesá s rostoucí teplotou, což má za následek creepovou deformaci.
Při vysokých teplotách:
Snížení meze kluzu
Atomová difúze je urychlena
Spustí se pohyb hranice zrn
Odolnost proti deformaci je snížena
V tomto případě může i malé mechanické namáhání, způsobené hmotností desky a upínacími silami, vést k trvalé změně tvaru.
Chování je-závislé na čase, tj. čím delší je expozice, tím větší je deformace.
Postup opravy
Obnova rovinnosti obecně zahrnuje více{0}}krokový opravný postup.
1. Tepelné zpracování pro úlevu od stresu
Nejprve je deska vyjmuta a umístěna do prostředí řízené pece.
Klíčové vlastnosti:
Teplota se udržuje pod kritickou teplotou přechodu materiálu.
Snižte vnitřní napětí
Částečná stabilizace zbytkového přetvoření v důsledku tečení
Tím se neobnoví geometrie, ale připraví se materiál pro přepracování-.
2. Pře-obrábění nebo přebrušování{2}}na přesnost
Po zmírnění pnutí je deska přebroušena nebo přesně opracována.
Cíle jsou:
Rekonstrukce rovné referenční plochy
Korekce geometrického zkreslení
Obnova rovinnosti a rovnoběžnosti
Tento postup je důležitý pro návrat válce k provozním specifikacím.
3. Závěrečná kontrola
Po opracování se rovinnost znovu zkontroluje-pomocí:
Indikační tabulky číselníku
Porovnání povrchové desky
Laserová interferometrie (pro přesné aplikace)
Po ověření je plunžr opět uveden do provozu.
Zabránění opakované ztrátě plochosti
Oprava nevyřeší kořenový problém.
Základní tepelný problém musí být vyřešen, aby se zabránilo opakování.
Primární preventivní metody jsou:
Kalibrace teplotního čidla.
Ověření naladění řídicího systému
3. Omezení implementace ochrany proti přehřátí-
Pravidelné monitorování tepelné homogenity.
Kontrola stability ohřívače a integrity drátu.
Dotvarování bude přetrvávat i po opětovném opracování-, pokud nebudou korigovány teplotní výkyvy.
Korelace mezi teplotou a dlouhodobou{0}}deformací
Creep je velmi závislý na teplotní historii,
Malé, ale opakující se výlety mohou časem způsobit poškození.
Díky tomu je nemoc tak zhoubná, protože:
není pozorováno žádné okamžité selhání
Deformace probíhá pomalu
Ztráta výkonu je často jediným způsobem, jak zjistit
Tepelná historie je zakódována ve fyzické geometrii desky.
Shrnutí
Diagnostika deformace přehřátím desky zahrnuje komplexní mapování povrchu, kontrolu tloušťky a znalost chování při tečení. Indikační mřížka číselníku bude v normálním případě vykazovat charakteristické miskovité zkreslení-, které ukazuje spíše trvalé proudění materiálu než povrchové opotřebení.
V případě teplotních výkyvů desky lze stav postupné ztráty rovinnosti korigovat přesným přebroušením po tepelném zpracování uvolňujícím pnutí-. Pro úspěšnou opravu však musí být odstraněna základní příčina-opakovaných-teplotních událostí-.
Dokonce i ocel, která má dostatek tepla po dostatečně dlouhou dobu, se může pomalu chovat jako viskózní materiál, který pod napětím teče jako ledovec. Plíživá deska tedy není pouze mechanickým problémem, ale také varovným signálem tepelného procesu, který je třeba řešit, aby byla zajištěna dlouhodobá-stabilita systému.
