U metaloprerađivačkoj industriji kao što su čelik i obojeni metali, valjaonice su osnovna oprema za postizanje plastične deformacije materijala. Među njima, obloge, kao važne potporne i zaštitne komponente sistema valjaonica, direktno utiču na tačnost valjanja, kvalitet proizvoda i radnu stabilnost opreme. U uslovima rada dugotrajnog-izloženosti ogromnim silama kotrljanja, visoko{4}}udarcima i trenju, habanje je neizbježna pojava. Naučno razumevanje habanja i usvajanje efikasnih metoda popravke je od velikog značaja za kontrolu troškova proizvodnje i obezbeđivanje kontinuirane proizvodnje.
Uzroci i efekti habanja ploče obloge valjaonice
Habanje obloge je složen i sveobuhvatan proces, koji uglavnom proizlazi iz sljedećih aspekata:
1. Mehaničko trošenje: Ovo je najznačajniji oblik habanja. Tokom procesa valjanja, valjci vrše ogroman pritisak na metalnu gredicu da bi je deformisali, a ova sila se prenosi na ploče obloge kroz ležišta ležaja. Kontinuirano mikro-trenje i udar se javljaju između ploča obloge i ležišta ležaja i prozora štanda mlinova, što dovodi do postepenog gubitka površinskog materijala i smanjenja točnosti dimenzija.
2. Habanje usled zamora: Radno opterećenje valjaonice karakterišu periodični ciklusi. Pod dugotrajnim-djelovanjem naizmjeničnog naprezanja, mikroskopske pukotine će se razviti u površinskim ili podzemnim slojevima obloga ploča. Ove pukotine se kontinuirano šire i spajaju, što na kraju dovodi do ljuštenja materijala u obliku tankih ljuskica, formirajući rupe ili ljuštenje.
3. Uvjeti podmazivanja: Iako postoji podmazivanje između kontaktnih površina ploča obloge, pod velikim opterećenjem i uslovima niske{1}}brzine, teško je formirati potpuni film za podmazivanje tekućine, što često rezultira graničnim podmazivanjem ili čak suhim trenjem, što pogoršava grebanje i habanje površine.
4. Preciznost ugradnje i poravnanja: Ako su ploče obloge nepravilno postavljene, ili je sistem valjaonica loše poravnat, to će dovesti do neravnomjerne raspodjele opterećenja i ekscentričnog opterećenja, uzrokujući da neke ploče obloge podnose nenormalno veliki napon, ubrzavajući njihovo trošenje i oštećenje.
Direktni efekti trošenja obloge uključuju: gubitak aksijalne i radijalne tačnosti pozicioniranja valjaka, što dovodi do neujednačene debljine i lošeg oblika valjane trake; povećan razmak od habanja koji uzrokuje vibracije i buku opreme, što utiče na vijek trajanja ležajeva i drugih povezanih komponenti; a u teškim slučajevima može doći do loma ploče obloge, što rezultira neplaniranim zastojima, narušavanjem rasporeda proizvodnje i izazivanjem značajnih ekonomskih gubitaka. II. Tradicionalni odgovor: Ograničenja zamjene novim oblogama
Kada se suočimo s habanjem košuljice, najdirektniji tradicionalni pristup je zamjena istrošenih obloga novim rezervnim dijelovima. Ova metoda ima jasne prednosti: nove košuljice imaju standardne dimenzije i dosljedne performanse, a njihova instalacija brzo vraća opremu na njenu originalnu tačnost dizajna, čineći rad jednostavnim.
Međutim, oslanjanje isključivo na zamjenu novim dijelovima ima značajna ograničenja:
Visoka cijena: obloge za velike valjaonice se obično kovaju od visoko{0}}kvalitetnog legiranog čelika, a svaka jedinica je skupa. Česta zamjena predstavlja veliki trošak na rezervne dijelove.
Logistički pritisak: Od nabavke rezervnih dijelova i transporta do upravljanja zalihama, potrebni su značajni kapital i resursi za skladištenje. Ako dođe do iznenadnog i ozbiljnog habanja i zaliha je nedovoljno, čekanje da stignu novi dijelovi može dovesti do produženog zastoja.
Otpad materijala: Habanje je često koncentrisano u lokalizovanim radnim područjima. Zamjena cijele obloge znači odbacivanje velike količine materijala koji je još uvijek funkcionalan, što je u suprotnosti s principom očuvanja resursa.
Ograničena prilagodljivost: Materijal i performanse standardnih novih košuljica su fiksni i ne mogu se "prilagoditi" kako bi se optimizirali za specifične uslove habanja određenih mlinskih štandova i proizvoda.
Tehnologija popravka istrošenih obloga: vrijednost i pristupi
U poređenju sa potpunom zamjenom, popravak i ponovna upotreba istrošenih obloga postaje ekonomičnija i tehnički ciljanija opcija. Osnovna ideja popravke je da se vrati veličina i oblik istrošene baze košuljice i poboljša njen lokalni učinak kroz aditivnu proizvodnju i druge metode.
Trenutno, glavni pristupi tehnologije popravka uključuju:
1. Popravka površina: Ovo je najčešće korištena tehnologija. To uključuje nanošenje jednog ili više slojeva legiranog materijala za zavarivanje na istrošenu površinu košuljice korištenjem metoda kao što su elektrolučno zavarivanje i zavarivanje zaštićeno plinom. Ključ procesa popravke je:
Usklađivanje materijala: Na osnovu hemijskog sastava osnovnog materijala košuljice i radnih uslova (kao što su pritisak, udar i temperatura), izaberite odgovarajuće ili superiorne žice/elektrode za zavarivanje kako biste osigurali jaku vezu između sloja za popravku i osnovnog materijala, i da tvrdoća, otpornost na habanje i otpornost na pucanje ispunjavaju zahteve.
Kontrola procesa: Potrebne su stroge procedure zavarivanja za kontrolu temperature predgrijavanja, međuprolazne temperature, struje i napona zavarivanja i mjere sporog hlađenja nakon{0}}zavarivanja kako bi se spriječilo prekomjerno naprezanje zavarivanja koje dovodi do deformacije ili pucanja. Mašinska obrada: Nakon što je zavarivanje na površini završeno, koriste se različite metode mehaničke obrade kao što su glodanje i brušenje kako bi se vratila tačnost dimenzija i završna obrada popravljene obloge prema zahtjevima projektnih crteža.
Prednosti popravke navarenim zavarivanjem leže u velikoj debljini sloja za popravku i visokoj čvrstoći vezivanja, što omogućava fleksibilno nadopunjavanje materijala u skladu sa uslovima habanja. Izazovi uključuju visoke tehničke zahtjeve za operatere, rizik od unošenja kvarova zbog neodgovarajućih procesa i mogućnost da zona utjecaja topline-izmijeni lokalna svojstva osnovnog materijala.
2. Popravak termičkim raspršivanjem: Ova tehnologija uključuje raspršivanje rastopljenih ili polu-otopljenih materijala za premazivanje (kao što su metalne legure, keramika ili metal-keramički kompoziti) na prethodno-tretiranu površinu obloge pomoću-brzine struje plina kako bi se formirao premaz. Najčešće korištene metode uključuju raspršivanje lukom, raspršivanje plamenom i prskanje plazmom.
Njegove prednosti uključuju relativno nisku radnu temperaturu, mali unos toplote u osnovni materijal košuljice i mali rizik od deformacije; može prskati razne materijale visokih{0}}performansi, značajno poboljšavajući površinsku otpornost na habanje i otpornost na koroziju; a debljina premaza se može kontrolisati.
Ograničenja uključuju da je veza između premaza i osnovnog materijala uglavnom mehanička (neki procesi mogu postići metalurško vezivanje), a čvrstoća vezivanja može biti niža od one površinskog sloja kada je podvrgnut velikim udarnim opterećenjima; premaz je obično tanak i nije pogodan za popravku dubokog habanja.
3. Tehnologija popravke kompozita: U praktičnim primenama, kompozitne tehnologije se često koriste da bi se iskoristile njihove prednosti i ublažile njihove slabosti. Na primjer, za duboko istrošene površine, prvo se koristi površinsko zavarivanje za popunjavanje površine, a zatim se sloj specijalnog materijala-otpornijeg na habanje raspršuje na površinu; ili se koristi tehnologija laserskog oblaganja, koja može postići metalurško vezivanje praškastih materijala sa osnovnim materijalom uz vrlo nisku stopu razrjeđivanja, što rezultira manjom termičkom deformacijom i gustijom strukturom, ali su ulaganja u opremu i troškovi veći.
Komparativna analiza popravke i zamjene
Izbor između popravke i zamjene zahtijeva sveobuhvatnu prosudbu zasnovanu na tehničkim i ekonomskim faktorima:
Što se tiče troškova: Trošak popravke je obično samo 30%-60% cijene nabavke novih dijelova, što je značajna prednost. To se posebno odnosi na velike i skupe brodove, gdje su uštede posebno značajne.
Što se tiče vremena ciklusa: Ciklus popravke je općenito kraći od ciklusa nabavke i proizvodnje novih dijelova, posebno za kompanije sa-mogućnošću popravke na licu mjesta ili lokalne partnere za popravku, što može značajno smanjiti vrijeme zastoja.
U pogledu performansi: Tehnologija popravka nudi mogućnost "nadogradnje performansi". Korištenjem materijala za popravku-otpornijih i{2}}otpornijih na udarce, slabe tačke koje su ranije bile sklone habanju mogu se ojačati, a vijek trajanja popravljene komponente može čak i premašiti onaj originalnog novog dijela. Performanse novog dijela su, međutim, fiksne.
