كيف يمكن تشخيص الفقدان التدريجي لسطح الصفيحة الناتج عن التغيرات المتكررة في درجات الحرارة؟

على مدار سنوات من الخدمة، ستبدأ لوحة الضغط التي تعمل في درجات حرارة تتجاوز درجة حرارتها المقدرة بسبب انحراف المستشعر أو خطأ وحدة التحكم أو أحداث التسخين الجامحة في فقدان شكلها الأصلي. قد لا يكون السطح مسطحًا تمامًا ولكنه يكتسب مظهرًا متواضعًا حيث يكون المركز أقل من الحواف. هذه المشكلة ليست مجرد تآكل أو تآكل عادي. وهو تشوه تراكمي دائم، وهو نتيجة للزحف الحراري، أي التدفق التدريجي للمعدن تحت الضغط عند درجة حرارة عالية.

أحد الأساليب الشائعة للفشل في أنظمة الأدوات الساخنة هو مشكلة تسمى فقدان التسطيح التدريجي على سطح درجات الحرارة.

فهم آلية التشوه
تشوه الزحف هو المسؤول بشكل رئيسي عن فقدان تسطيح الصوانى بسبب الاحترار.

يتم تعريف الزحف على النحو التالي:

تشوه البلاستيك الزمني

تحت الضغط الميكانيكي المستمر

تسارعت درجة الحرارة المرتفعة-إلى ما دون نقطة الانصهار

إذا واجه اللوح تغيرات متكررة في درجات الحرارة-، فإن المادة تدخل في وضع تقل فيه قوة الخضوع بشكل كبير. ينحني المعدن ببطء تحت ثقل الماكينة وقوى التثبيت.

إن ذكرى الصفيحة نفسها، منحوتة في شكلها، من الحرارة الزائدة.

عند التبريد، لا يعود التشوه إلى الشكل الهندسي الأولي ولكنه يظل دائمًا.

رسم الخرائط السطحية للقياس الدقيق
يبدأ التشخيص بقياس دقيق للتسطيح.

يتم استخدام مقياس السطح مع مؤشر الاتصال الدقيق لرسم خريطة لسطح الصوانى.

إجراءات القياس
ينقسم سطح الصوانى إلى نمط شبكي منتظم

يتم إنشاء النقاط المرجعية على فترات زمنية متساوية

تتم قراءة مؤشرات الاتصال على كل عقدة من الشبكة.

يتم رسم الانحرافات عن المستوى المرجعي

يوضح هذا الإجراء الاتجاه الهندسي العام للسطح.

نتيجة تشخيصية نموذجية
بالنسبة لأضرار الزحف الحراري، غالبًا ما تكون القراءات:

قيم أصغر في المنتصف

قيم أعلى عند الحواف

انحناء سلس ومستمر مقابل العيوب المعزولة

يعد شكل الوعاء الخاص بالملف مؤشرًا على تشوه الزحف وليس التلف الميكانيكي أو التآكل الموضعي.

تمايز التآكل وتدفق المواد
خطوة مهمة في التشخيص هي التمييز بين فقدان المواد وتشوه المواد.

في فقدان التسطيح المرتبط بالزحف:

سمك المادة الإجمالية لم يتغير تقريبًا

يبدو السطح سليمًا مع عدم وجود أنماط تآكل

التشوه حجمي وليس كاشطًا

يكشف قياس السُمك البسيط أنه لم تتم إزالة أي مادة بأي طريقة ذات معنى.

وبدلاً من ذلك، استسلم المعدن ببطء للبلاستيك تحت التأثير المشترك للحرارة والضغوط الميكانيكية.

السبب: حدث رحلة -الحرارية
إن عنصر البدء الرئيسي هو التعرض المتكرر لدرجات حرارة خارج نطاق العمل الآمن للصوانى.

الأسباب الشائعة هي:

أجهزة استشعار درجة الحرارة الخاطئة

ضبط وحدة التحكم غير صحيح

ظروف هارب سخان

فشل حلقة التغذية المرتدة الحرارية

منطق الحماية الحرارية غير كاف

حتى الزيادات القصيرة المدة يمكن أن تؤدي إلى تراكم زحف طويل المدى إذا تكررت على مدار عدة دورات.

يضيف كل حدث زيادة في درجة الحرارة-قدرًا صغيرًا من التشوه الدائم الذي يتراكم خلال العمر التشغيلي.

ارتفاع سلوك المواد درجة الحرارة
تتضاءل قوة المادة مع زيادة درجة الحرارة مما يؤدي إلى تشوه الزحف.

عند درجات الحرارة المرتفعة:

انخفاض في قوة الخضوع

يتم تسريع الانتشار الذري

يتم تشغيل حركة حدود الحبوب

يتم تقليل مقاومة التشوه

في هذه الحالة، حتى الضغط الميكانيكي البسيط، الناتج عن وزن اللوح وقوى التثبيت، قد يؤدي إلى تغيير دائم في الشكل.

يعتمد السلوك على الوقت-، أي كلما زاد التعرض، زاد التشوه.

إجراءات الإصلاح التصحيحية
تتضمن عملية استعادة الاستواء عمومًا إجراء تصحيح متعدد-الخطوات.

1. المعالجة الحرارية لتخفيف التوتر
أولاً، تتم إزالة اللوحة ووضعها في بيئة الفرن الخاضعة للرقابة.

الميزات الرئيسية:

يتم الاحتفاظ بدرجة الحرارة أقل من درجة حرارة التحول الحرجة للمادة.

الحد من التوترات الداخلية

الاستقرار الجزئي للسلالة المتبقية بسبب الزحف

لا يؤدي هذا إلى استعادة الشكل الهندسي ولكنه يجهز المادة لإعادة -التصنيع.

2. إعادة -التصنيع الآلي أو إعادة-الطحن بدقة
بعد تخفيف الضغط، يتم إعادة طحن اللوح أو تشكيله بدقة.

الأهداف هي:

إعادة بناء السطح المرجعي المسطح

تصحيح التشوه الهندسي

استعادة المستوية والتوازي

يعد هذا الإجراء مهمًا لعودة اللوح إلى مواصفات التشغيل.

3. الفحص النهائي
بعد المعالجة الآلية، تتم إعادة-فحص الاستواء باستخدام:

مخططات إشارة الاتصال الهاتفي

مقارنة لوحة السطح

قياس التداخل بالليزر (للتطبيقات الدقيقة)

يتم إعادة تشغيل اللوحة مرة أخرى بعد التحقق.

تجنب تكرار فقدان التسطيح
إصلاحه لا يحل المشكلة الجذرية.

يجب إصلاح المشكلة الحرارية الأساسية لتجنب تكرارها.

الطرق الوقائية الأولية هي:

معايرة جهاز استشعار درجة الحرارة.

التحقق من ضبط نظام التحكم

3. تقييد تنفيذ الحماية من درجات الحرارة الزائدة-.

المراقبة المنتظمة للتجانس الحراري.

التحقق من استقرار السخان وسلامة الأسلاك.

سيستمر التشوه الزاحف حتى بعد إعادة -المعالجة إذا لم يتم تصحيح الانحرافات الحرارية.

العلاقة بين درجة الحرارة والتشوه على المدى الطويل-.
الزحف يعتمد بشكل كبير على تاريخ درجة الحرارة،

يمكن أن تؤدي الرحلات الصغيرة ولكن المتكررة إلى زيادة الضرر بمرور الوقت.

وهذا يجعل المرض خبيثًا جدًا للأسباب التالية:

ولم يلاحظ أي فشل فوري

يحدث التشوه ببطء

غالبًا ما يكون فقدان الأداء هو الطريقة الوحيدة للكشف

يتم ترميز التاريخ الحراري في الهندسة الفيزيائية للصوانى.

ملخص
يتضمن تشخيص تشوه اللوح الناتج عن الحرارة الزائدة رسم خريطة شاملة للسطح وفحص السُمك ومعرفة سلوك الزحف. ستظهر شبكة مؤشر القرص، في الحالة العادية، تشوهًا مميزًا على شكل وعاء-، مما يشير إلى التدفق الدائم للمادة بدلاً من تآكل السطح.

في حالة الانحراف الحراري للوحة، يمكن تصحيح حالة الفقدان التدريجي للتسطيح من خلال إعادة الطحن الدقيق-بعد المعالجة الحرارية لتخفيف الضغط-. ولكن من أجل الإصلاح الناجح، يجب التخلص من السبب الأساسي-المتكرر على-أحداث درجة الحرارة-.

حتى الفولاذ، عند تعرضه لحرارة كافية لفترة كافية، يمكن أن يتصرف ببطء مثل مادة لزجة، تتدفق تحت الضغط مثل الأنهار الجليدية. وبالتالي، فإن اللوح الزاحف لا يمثل مشكلة ميكانيكية فحسب، بل يمثل أيضًا إشارة تحذير من العملية الحرارية التي يجب معالجتها لضمان -استقرار النظام على المدى الطويل.