آلة تصنيع الكريات هي جهاز لضغط وقود الكريات من الكتلة الحيوية وعلف الكريات، وتُعدّ أسطوانة الضغط مكونها الرئيسي وجزءها الأكثر عرضةً للتلف. ونظرًا لضغط العمل الشديد وظروف التشغيل القاسية، حتى مع الجودة العالية، فإن التآكل أمر لا مفر منه. يُعدّ استهلاك أسطوانات الضغط مرتفعًا في عملية الإنتاج، لذا فإنّ نوعية المواد المستخدمة في تصنيعها وعملية تصنيعها تُعدّان في غاية الأهمية.
تحليل أعطال أسطوانة الضغط في آلة الجسيمات
تشمل عملية إنتاج أسطوانة الضغط: القطع، والتشكيل، والتطبيع (التلدين)، والتشغيل الأولي، والتبريد والتلطيف، والتشغيل شبه الدقيق، والتبريد السطحي، والتشغيل الدقيق. وقد أجرى فريق متخصص بحثًا تجريبيًا حول تآكل وقود حبيبات الكتلة الحيوية المستخدم في الإنتاج والمعالجة، مما وفر أساسًا نظريًا للاختيار الأمثل لمواد الأسطوانات وعمليات المعالجة الحرارية. وفيما يلي نتائج البحث وتوصياته:
تظهر انبعاجات وخدوش على سطح أسطوانة الضغط في جهاز التحبيب. ويعزى هذا التآكل إلى تراكم الشوائب الصلبة كالرمل وبرادة الحديد على أسطوانة الضغط، ما يجعله تآكلاً غير طبيعي. يبلغ متوسط التآكل السطحي حوالي 3 مم، ويختلف مقدار التآكل بين الجانبين. ويُلاحظ تآكل شديد في جانب التغذية، حيث يصل إلى 4.2 مم. ويعود ذلك أساساً إلى عدم توفر الوقت الكافي للمجانس لتوزيع المادة بالتساوي بعد التغذية، ما أدى إلى بدء عملية البثق.
يُظهر تحليل التآكل المجهري أن نقص مادة سطح أسطوانة الضغط هو السبب الرئيسي للعطل، ويعود ذلك إلى التآكل المحوري على سطحها الناتج عن المواد الخام. وتشمل أشكال التآكل الرئيسية التآكل الالتصاقي والتآكل الكاشط، وتظهر هذه الأشكال على هيئة حفر خشنة، ونتوءات، وأخاديد، مما يدل على أن السيليكات، وجزيئات الرمل، وبرادة الحديد، وغيرها من المواد الموجودة في المواد الخام تُسبب تآكلًا شديدًا على سطح أسطوانة الضغط. وبسبب تأثير بخار الماء وعوامل أخرى، تظهر أنماط طينية على سطح أسطوانة الضغط، مما يؤدي إلى تشققات تآكل إجهادي على سطحها.
يُنصح بإضافة عملية إزالة الشوائب قبل تكسير المواد الخام لإزالة جزيئات الرمل وبرادة الحديد وغيرها من الشوائب المختلطة بها، وذلك لمنع التآكل غير الطبيعي لأسطوانات الضغط. يُوصى بتغيير شكل أو موضع تركيب الكاشطة لتوزيع المواد بالتساوي في حجرة الضغط، مما يمنع الضغط غير المتساوي على أسطوانة الضغط ويزيد من تآكل سطحها. ونظرًا لأن عطل أسطوانة الضغط غالبًا ما يكون بسبب تآكل السطح، فإنه لتحسين صلابة سطحها ومقاومتها للتآكل والتآكل الكيميائي، يجب اختيار مواد مقاومة للتآكل وإجراء عمليات معالجة حرارية مناسبة.
معالجة المواد والعمليات لبكرات الضغط
يُعدّ تركيب مادة أسطوانة الضغط وعملية تصنيعها من المتطلبات الأساسية لتحديد مقاومتها للتآكل. تشمل المواد الشائعة الاستخدام في صناعة الأسطوانات C50 و20CrMnTi وGCr15. تتم عملية التصنيع باستخدام آلات CNC، ويمكن تخصيص سطح الأسطوانة بأسنان مستقيمة أو مائلة أو ذات ثقوب، وغيرها، حسب الحاجة. تُستخدم معالجة التبريد بالكربنة أو التبريد عالي التردد لتقليل تشوه الأسطوانة. بعد المعالجة الحرارية، تُجرى عملية تشغيل دقيقة أخرى لضمان تمركز الدوائر الداخلية والخارجية، مما يُطيل عمر الأسطوانة.
أهمية المعالجة الحرارية لبكرات الضغط
يجب أن يفي أداء أسطوانة الضغط بمتطلبات القوة العالية، والصلابة العالية (مقاومة التآكل)، والمتانة العالية، بالإضافة إلى سهولة التشغيل (بما في ذلك التلميع الجيد) ومقاومة التآكل. تُعد المعالجة الحرارية لأسطوانات الضغط عمليةً مهمةً تهدف إلى إطلاق إمكانات المواد وتحسين أدائها. ولها تأثير مباشر على دقة التصنيع، والقوة، وعمر الخدمة، وتكاليف التصنيع.
بالنسبة للمادة نفسها، تتمتع المواد التي خضعت لمعالجة التسخين الزائد بقوة وصلابة ومتانة أعلى بكثير مقارنةً بالمواد التي لم تخضع لهذه المعالجة. وإذا لم يتم تبريدها، فسيكون عمر خدمة أسطوانة الضغط أقصر بكثير.
إذا أردتَ التمييز بين الأجزاء المعالجة حراريًا وغير المعالجة حراريًا التي خضعت لعمليات تشكيل دقيقة، فمن المستحيل التمييز بينها بالاعتماد على الصلابة ولون الأكسدة الناتج عن المعالجة الحرارية فقط. إذا كنتَ لا ترغب في القطع والاختبار، يمكنك محاولة التمييز بينها عن طريق صوت الطرق. يختلف التركيب المعدني والاحتكاك الداخلي للمسبوكات عن قطع العمل المُقساة والمُخففة، ويمكن التمييز بينهما بالطرق الخفيف.
تتحدد صلابة المعالجة الحرارية بعدة عوامل، منها نوع المادة، وحجمها، ووزن قطعة العمل، وشكلها، وبنيتها، وطرق المعالجة اللاحقة. فعلى سبيل المثال، عند استخدام سلك زنبركي لصنع أجزاء كبيرة، ونظرًا لسمك قطعة العمل الفعلي، ينص الدليل على أن صلابة المعالجة الحرارية قد تصل إلى 58-60 HRC، وهو ما لا يمكن تحقيقه مع قطع العمل الفعلية. إضافةً إلى ذلك، قد تؤدي مؤشرات الصلابة غير المنطقية، كالصلابة العالية جدًا، إلى فقدان متانة قطعة العمل، مما قد يتسبب في تشققها أثناء الاستخدام.
لا يقتصر دور المعالجة الحرارية على ضمان قيمة صلابة مُرضية فحسب، بل يشمل أيضاً الاهتمام باختيار العملية المناسبة والتحكم بها. يمكن تحقيق الصلابة المطلوبة من خلال التبريد السريع والتطبيع عند درجات حرارة عالية؛ وبالمثل، يمكن تحقيق نطاق الصلابة المطلوب أيضاً من خلال التسخين أثناء التبريد السريع، وضبط درجة حرارة التطبيع.
صُنعت أسطوانة الضغط من Baoke من فولاذ C50 عالي الجودة، مما يضمن صلابتها ومقاومتها للتآكل منذ البداية. وبفضل تقنية المعالجة الحرارية الدقيقة بالتصليد بدرجة حرارة عالية، يطول عمرها الافتراضي بشكل ملحوظ.
تاريخ النشر: 17 يونيو 2024