A fémfeldolgozó iparágakban, például az acél- és a színesfém{0}}iparban, a hengerművek jelentik az anyagok képlékeny deformációjának fő berendezését. Ezek közül a béléslemezek, mint a hengermű-hengerrendszer fontos tartó- és védőelemei, közvetlenül befolyásolják a hengerlési pontosságot, a termékminőséget és a berendezés működési stabilitását. Hatalmas gördülési erőknek, nagy-frekvenciás behatásoknak és súrlódásnak kitett hosszú távú-munkakörülmények között a kopás elkerülhetetlen jelenség. A kopás tudományos megértése és a hatékony javítási módszerek alkalmazása nagy jelentőséggel bír a termelési költségek ellenőrzése és a folyamatos gyártás biztosítása szempontjából.
A hengermű béléslemezek kopásának okai és hatásai
A béléslemezek kopása összetett és átfogó folyamat, amely főként a következő szempontokból fakad:
1. Mechanikai kopás: Ez a kopás legjelentősebb formája. A hengerlési folyamat során a hengerek hatalmas nyomást fejtenek ki a fémtuskóra, hogy deformálják azt, és ez az erő a csapágyüléseken keresztül a béléslemezekre átvitelre kerül. Folyamatos mikro-súrlódás és ütés lép fel a béléslemezek és a csapágyülések és a maróállvány ablakai között, ami a felületi anyag fokozatos elvesztéséhez és a méretpontosság csökkenéséhez vezet.
2. Fáradási kopás: A hengermű munkaterhelését periodikus ciklusok jellemzik. A váltakozó feszültség hosszú távú hatása alatt mikroszkopikus repedések keletkeznek a béléslemezek felszíni vagy felszín alatti rétegeiben. Ezek a repedések folyamatosan tágulnak és összekapcsolódnak, ami végül az anyag vékony pelyhek formájában történő leválásához vezet, ami gödrösödést vagy foltosodást eredményez.
3. Kenési feltételek: Bár a béléslemezek érintkezési felületei között van kenés, nagy terhelés és alacsony sebesség mellett nehéz teljes folyadék kenőréteget kialakítani, ami gyakran határkenést vagy akár száraz súrlódást eredményez, ami súlyosbítja a felület karcolódását és kopását.
4. Beépítési és beállítási pontosság: Ha a béléslemezek helytelenül vannak felszerelve, vagy a hengermű hengerrendszere rosszul van beállítva, az egyenetlen terheléseloszláshoz és excentrikus terheléshez vezet, ami egyes béléslemezek abnormálisan nagy igénybevételét okozza, ami felgyorsítja kopásukat és károsodásukat.
A béléslemezek kopásának közvetlen hatásai a következők: a hengerek axiális és radiális pozicionálási pontosságának elvesztése, ami a hengerelt szalag egyenetlen vastagságához és rossz alakjához vezet; megnövekedett kopási hézag, ami a berendezés vibrációját és zaját okozza, ami befolyásolja a csapágyak és más kapcsolódó alkatrészek élettartamát; súlyos esetekben pedig a béléslemez törése léphet fel, ami nem tervezett leállást, megzavarhatja a gyártási ütemtervet és jelentős gazdasági veszteségeket okozhat. II. Hagyományos válasz: Az új betétekre való csere korlátai
Ha szembesülünk a béléskopással, a legközvetlenebb hagyományos megközelítés az elhasználódott bélések új pótalkatrészekkel való cseréje. Ennek a módszernek egyértelmű előnyei vannak: az új bélések szabványos méretűek és egyenletes teljesítményűek, és felszerelésük gyorsan visszaállítja a berendezés eredeti tervezési pontosságát, egyszerűvé téve a működést.
A kizárólag az új alkatrészek cseréjére hagyatkozásnak azonban jelentős korlátai vannak:
Magas költség: A nagy hengerművek béléseit általában jó{0}}minőségű ötvözött acélból kovácsolják, és mindegyik egység drága. A gyakori csere óriási alkatrészköltséget jelent.
Logisztikai nyomás: Az alkatrészbeszerzéstől és a szállítástól a készletkezelésig jelentős tőke- és raktári erőforrások szükségesek. Ha hirtelen és súlyos kopás következik be, és a készlet nem elegendő, az új alkatrészek érkezésére való várakozás hosszan tartó leálláshoz vezethet.
Anyaghulladék: A kopás gyakran a helyi munkaterületeken összpontosul. A teljes bélés cseréje nagy mennyiségű, még működőképes anyag kidobását jelenti, ami ellentmond az erőforrás-takarékosság elvének.
Korlátozott alkalmazkodóképesség: A szabványos új bélések anyaga és teljesítménye rögzített, és nem "testreszabható" az adott malomállványok és termékek speciális kopási körülményeihez való optimalizáláshoz.
A kopott betétek javítási technológiája: érték és megközelítés
A teljes cseréhez képest a kopott betétek javítása és újrafelhasználása gazdaságosabb és műszakilag célzottabb megoldás. A javítás alapötlete a kopott bélésalap méretének és alakjának helyreállítása, valamint a helyi teljesítmény javítása additív gyártási és egyéb módszerekkel.
Jelenleg a fő javítási technológiai megközelítések a következők:
1. Felületek javítása: Ez a legszélesebb körben használt technológia. Ez magában foglalja egy vagy több réteg ötvözött hegesztőanyag felhordását a bélés kopott felületére olyan módszerekkel, mint az ívhegesztés és az árnyékolt gázhegesztés. A javítási folyamat kulcsa:
Anyagillesztés: A bélés alapanyagának kémiai összetétele és a munkakörülmények (például nyomás, ütés és hőmérséklet) alapján válasszon megfelelő vagy jobb hegesztőhuzalokat/elektródákat, hogy biztosítsa a javítóréteg és az alapanyag közötti erős kötést, valamint hogy a keménység, a kopásállóság és a repedésállóság megfeleljen a követelményeknek.
Folyamatszabályozás: Szigorú hegesztési eljárások szükségesek az előmelegítési hőmérséklet, az áthaladási hőmérséklet, a hegesztőáram és a feszültség szabályozásához, valamint a hegesztés utáni lassú hűtési intézkedések-megakadályozzák a deformációhoz vagy repedéshez vezető túlzott hegesztési feszültséget. Megmunkálás: A felületi hegesztés befejezése után változatos mechanikai feldolgozási módszereket alkalmaznak, mint például marás és köszörülés, hogy visszaállítsák a javított bélés méretpontosságát és felületi minőségét a tervrajzok követelményeinek megfelelően.
A felülethegesztés javításának előnyei a javítóréteg nagy vastagságában és a nagy tapadási szilárdságban rejlenek, ami lehetővé teszi a rugalmas anyagutánpótlást a kopási feltételeknek megfelelően. A kihívások közé tartozik a kezelőkkel szemben támasztott magas műszaki követelmények, a nem megfelelő folyamatok miatti hibák fellépésének kockázata, valamint az a lehetőség, hogy a hőhatás-zóna megváltoztatja az alapanyag helyi tulajdonságait.
2. Termikus permetezés javítása: Ez a technológia magában foglalja az olvadt vagy félig{1}}olvadt bevonóanyagok (például fémötvözetek, kerámiák vagy fém-kerámia kompozitok) szórását az előkezelt bélésfelületre, nagy sebességű gázárammal, hogy bevonatot képezzenek. Az általánosan használt módszerek közé tartozik az ívpermetezés, a lángpermetezés és a plazmapermetezés.
Előnyei közé tartozik a viszonylag alacsony munkahőmérséklet, a bélés alapanyagának alacsony hőbevitele és az alacsony deformációs kockázat; különféle nagy teljesítményű{0}}anyagokat tud szórni, jelentősen javítva a felületi kopásállóságot és a korrózióállóságot; és a bevonat vastagsága szabályozható.
A korlátok közé tartozik, hogy a bevonat és az alapanyag közötti kötés főként mechanikai jellegű (egyes eljárások kohászati kötést érhetnek el), és a kötési szilárdság kisebb lehet, mint a felületi rétegé, ha nagy ütési terhelésnek van kitéve; a bevonat általában vékony, és nem alkalmas a mély kopás javítására.
3. Kompozit javítási technológia: A gyakorlati alkalmazásokban a kompozit technológiákat gyakran használják erősségeik kiaknázására és gyengeségeik enyhítésére. Például a mélyen elhasználódott területeken először felületi hegesztéssel töltik ki a területet, majd egy réteg kopásállóbb speciális anyagot permeteznek a felületre; vagy lézeres burkoló technológiát alkalmaznak, mellyel nagyon alacsony hígítási arány mellett lehet elérni a poranyagok metallurgiai kötését az alapanyaggal, ami kisebb termikus deformációt és sűrűbb szerkezetet eredményez, de a berendezés beruházás és költség magasabb.
A javítás és csere összehasonlító elemzése
A javítás és a csere közötti választás átfogó, műszaki és gazdasági tényezőkön alapuló mérlegelést igényel:
Költség szempontjából: A javítás költsége általában csak az új alkatrészek beszerzési költségének 30%-60%-a, ami jelentős előny. Ez különösen igaz a nagy és drága bélésekre, ahol a megtakarítás különösen jelentős.
A ciklusidő tekintetében: A javítási ciklus általában rövidebb, mint az új alkatrészek beszerzési és gyártási ciklusa, különösen a helyszíni javítási képességekkel rendelkező-vállalkozások vagy helyi javítópartnerek esetében, ami jelentősen csökkentheti az állásidőt.
A teljesítmény szempontjából: A javítási technológia lehetőséget kínál a "teljesítmény-fejlesztésre". Kopásállóbb-és ütésállóbb-javítóanyagok használatával megerősíthetők a korábban kopásra hajlamos gyenge pontok, és a megjavított alkatrész élettartama akár meg is haladhatja az eredeti új alkatrészét. Egy új rész teljesítménye azonban rögzített.
