فروش فلش مموري

به سازي مطلوب مواد مقاوم در برابر سايش به طراحي كل تريبو سيستم شامل نيازهاي مكانيكي، شيميايي و حرارتي محيط كاركرد متكي است. بهسازي بيشتر مواد بر اساس دانش در مورد سايش و مكانيسم هاي تخريب است، به اين ترتيب پارامترهاي مواد مانند تركيب و ريزساختار از اهميت حياتي برخوردار هستند. در اينجا الاستومرهاي مقاوم در برابر سايش (رزين هاي پلي يورتاني) كه براي استفاده در معادن و صنايع فرآوري مواد معدني توليد يا سازگار شده اند، بررسي ميشوند. عملكرد فلزات و الاستومرها در محيط هايي با سايش بالا مقايسه مي شود. مشخصات محصول (سختي، مقاومت در برابر كشش، مقاومت DIN يا ASTM در برابر سايش) تا عملكرد سايشي آنها مورد بحث قرار گرفته است.

الاستومر هاي مقاوم به سايش در صنايع معدني

غربالگري مطلوب يكي از كاربرد هاي معمول مش هاي فلزي (فولاد ضدزنگ) مي باشد. در اين حالت بهره وري بالاست اما عمر سايشي كم پانل ها كابوسي واقعي است. تعويض مكرر قطعات به قدري زياد است كه از نظر اقتصادي هم به صرفه نمي باشد، چراكه موجب خاموش شدن تجهيزات و توقف فرآيند مي شود. با نگاهي كوتاه به طبيعت متوجه مي شويم كه به طور كلي، طبيعت از مواد انعطاف پذير براي لولاها، پمپ ها، لوله ها و ساير سطوح سايشي استفاده مي كند، درحالي كه بشر مواد سفت مانند فلزات را كه شكل خود را تحت فشار نگه دارند ترجيح مي دهد.

از آنجا كه وزن و شرايط اقتصادي مواد، نقش هاي فزآيندهاي در توسعه تريبو سيستم دارند، بسيار مهم است افزايش استفاده از الاستومرها را براي شرايط سايشي در صنايع معدني و فرآوري مواد معدني در نظر بگيريم. مهندسين مواد پنجره دمايي عملياتي اي كه مواد در آن به عنوان متريال مقاوم در برابر سايش استفاده مي شوند را تعريف كرده اند. بر خلاف آلياژهاي سخت، الاستومرهاي انعطافپذير مي توانند با افزايش سختي، مقاومت در برابر سايش را دارا باشند. اين رفتار را ميتوان در كلاس مواد پليمري مانند پلي يورتان ها يافت.

براي رزين پلييورتان بازهي دمايي عملياتي 25- الي 80+ درجه سانتيگراد مي باشد. بنابراين، مهندسين نمي توانند با ديد ساده ي “سخت تر بهتر است” كار كنند و بايد دركي از شيمي، نيروها و درجه حرارت تريبو سيستم و همچنين خصوصيات مواد داشته باشند. تاكنون، قطعات فلزي در صنايع معدني شايع تر هستند. با اين وجود، نيازي به جايگزيني تجهيزاتي كه براي صفحات فلزي طراحي شده اند براي استفاده از ويژگي هاي مواد انعطاف پذير تازه توسعه يافته نيست.

به عنوان مثال

اين مواد براي ترومل ها و مش هاي سرندهاي ويبر هاي در ابتدا به صورت پوشش روي يك قطعه فلزي موجود بدون تغيير در سيستم يا طراحي قطعات معرفي شدند. شكل 1 چگونگي تاثير زاويه خوراك ماده ساينده بر ميزان سايش مواد مختلف تحت بار كم را نشان مي– دهد.

براي فولاد ممكن است از زاويه برخورد 80 درجه استفاده شود. جايگزيني فولاد با لاستيك يا پوشاندن فولاد با لاستيك باعث كاهش سرعت سايش در 80 درجه مي شود. با اين حال، تغيير زاويه به 08 يا 08 درجه سانتيگراد براي لاستيك، ميزان سايش را حتي بيشتر كاهش ميدهد.

شكل 1_ ميزان سايش به عنوان از دست دادن جرم در هر جسم فرساينده تعريف مي شود.

در الاستومر هاي پلي يورتاني نيز تفاوت هايي وجود دارد، به صورتي كه رزين هاي پلي يورتاني بر پايه پلي استرخواص بسيار خوبي از نظر استحكام كششي و سايش دارند اما خواص ديناميكي وخواص سايشي آن ها در دماهاي پايين نسبت به پلياترها كمتر است. همچنين پلي استرها مقاومت هيدروليز بسيار كمي دارند و استفاده از آن ها در قطعاتي در تماس با محيط آبي و اسيدي توصيه نمي شود.

از تست آزمايشگاهي تا عملكرد واقعي

چندين نويسنده نشان داده اند كه از طريق بررسي و آزمايش نمي توان مقاومت فرسايش مواد پليمري را بر اساس پارامترهاي ماده از ورق هاي داده ي مشخصات محصول، به طور دقيق پيشبيني كرد. در بحث در مورد سايش فلزي، پوهل و ال روبايي اشاره كردند كه مقاومت در برابر سايش يك ويژگي ذاتي نيست. بنابر اين، يك آزمايش يا استاندارد آزمايشگاهي وجود ندارد كه مقاومت در برابر سايش را اندازه گيري كند. شرايط بارگذاري در تجهيز بايد به طور مناسب توسط يك آزمايش آزمايشگاهي شبيه سازي شود تا عمر و سايش يك جز تخمين زده شود.

شكل 2 به صورت شماتيك تغيير ميزان سايش را در 30 درجه سانتي گراد براي يك قطعه پلي يورتان قبل و بعد از عمليات حرارتي با استفاده از ويژگي هاي ريز ساختاري حاصل از پراكندگي اشعه ايكس نشان مي دهد.

شكل 2

( a ) تغيير در ميزان سايش در زاويه بروز 30 درجه براي يك پلي اورتان در شرايط بازيافتي و حرارتي (b) تصوير شماتيك ريز ساختار پلي اورتان در حالت هاي قبل از عمليات حرارتي (درجه d=140) و عمليات حرارتي (240 درجه=d) ميانگين فاصله بين دامنه با علامت “d” از طريق پراكندگي اشعه ايكس اندازه گيري مي شود.

از ديدگاه تحقيقاتي بر روي فلزات، تغيير سايش با به سازي ريزساختار ها از طريق عمليات حرارتي ساده لوحانه است، اما در زمينه الاستومر هاي مقاوم به سايش به نظر مي رسد خاصيتي جز سختي باعث نگراني محققان نمي گردد. درحالي كه تركيب شيميايي، شرايط توليد، عمليات حرارتي (پس از پخت)، پيري، حملات شيميايي و خستگي مي توانند به طور قابل توجهي بر عملكرد سايش مشاهده شده تأثير بگذارد.

پيشرفت هاي اخير

در زمينه عملكرد سايش الاستومر هاي مقاوم به سايش، پيشرفت هاي اخير در متناسب سازي ريز ساختار الاستومرها و تمركز بر تعيين مكانيسمهاي سايش واقعي در عمل و آزمايش– هاي آزمايشگاهي بوده است. در چندسال گذشته، محققان دانشگاهي از روش استفاده از سختي الاستومر هاي مقاوم به سايش به عنوان تنها موثر بر طيف خواص مكانيكي آن فاصله گرفتهاند.

تقريباً در همه مواردي كه عملكرد ظاهراً غيرطبيعي خوبي ديده شدهاست، به دلايل ريزساختاري مربوط ميباشد. در الاستومرهاي پلي– يورتان، اين مورفولوژي توزيع شده دو فاز است كه در آن بخشهاي سخت غني از دي ايزوسيانات به عنوان سايتهاي اتصال عرضي در يك ماتريس پلياتر يا پلي– استر نرم و انعطاف پذير عمل ميكند كه عملكرد سايش را در هر يك از تركيبات فراتر ميبرد كه همين موجب ميشود سايش با تغييرات مورفولوژي از طريق بازپخت مواد در شرايط مناسب بهبود يابد. مشخص شده كه با افزايش سطح جداسازي فاز، خاصيت سايش بهبود مييابد. شكل 5 b نمايشي شماتيك از تغييراتي است كه در الاستومر پلييورتان هنگام بازپخت در دماي كمي زير دماي جداسازي ميكروفاژ رخ ميدهد را نشان مي دهد.

روند بازپخت منجر به خالص تر شدن مراحل سخت و نرم و افزايش ميزان اتصال عرضي (تبلور) در حوزه هاي سخت مي شود. پيشرفت هاي چشمگير ديگر در زمينه توسعه الاستومرها براي صنايع معدني بدر زمينه ي كاهش هزينه توليد است كه منجر به افزايش اتوماسيون فرآيند هاي ريخته گري/ قالب ريزي و كاهش هدر رفتن مواد مي شود.

پيشرفت مهم ديگر

درك عملكرد سايش الاستومر در شناخت مكانيسم هاي بوجود آورنده ي سايش بوده است. محققاني مانند هاچينگ و همكارانش، آرنولد و وود و همكارانش مكانيزم هاي الاستومر هاي مقاوم به سايش را در آزمايش هاي فرسايشي ( و ساير موارد) بررسي كرده و مكانيزم هاي آسيب واقعي را تعيين كرده اند.

فعل و انفعالات بين خوراك فرساينده و سطح به دليل شكنندگي نسبي الاستومر و خستگي ناشي از برخوردهاي مكرر، پيچيده است. نكات جالبي كه به تازگي آشكار شده است، طيف گسترده اي از مكانيسم هاي آسيب است كه تمامي اتفاق ميافتند. آينده الاستومرهاي مورد استفاده در صنايع معدني بسيار درخشان است، خصوصاً اگر شركت هاي معدني و بخش هاي خريد و نگهداري آن ها بتوانند به استفاده صحيح از الاستومرها، يعني درك بازه عملياتي براي افزايش در طول عمر خدمات آموزش ببينند.

تحولات احتمالي آينده

در اين مواد شامل الاستومرهاي خود تقويت شده است مانند استفاده از افزودني هاي لغزنده براي كنترل خصوصيات اصطكاكي الاستومرها، استفاده از مواد جديدتر مانند فلورواستومرها، از همه مهم تر كنترل ريز ساختي الاستومرها براي توليد به طوري كه سايش را به حداقل برساند.

همچنين اگر توليدكنندگان الاستومر ها بتوانند با كاربران نهايي در صنعت معدن (هم شركت معدن و هم پيمانكاران) همكاري نزديكتر داشته باشند تا ارزيابي دقيقي از شرايط واقعي موجود در محل معدن / ماده معدني به دست آورند، بسيار مفيد مي باشد. از نظر ما، بسياري از موارد ناموفق الاستومر هاي مقاوم به سايش در صنعت معدن ناشي از عدم درك از ماهيت خصوصيات فيزيكي الاستومرها است. لازم به تأكيد است كه به علت متغيرهاي فرآيند، همه الاستومرها داراي يك پنجره عملياتي كوچك هستند كه در آن مي توانند عملكرد بهينه داشته باشند.

تغييرات اندك در مكانيسم هاي سايش، pH، وجود يون هاي فلزي خاص و افزايش دما و خستگي مي تواند منجر به شكست سريع و غير منتظره شود. يكي ديگر از راهكار هايي كه به تازگي توسط شركت هاي بزرگ انجام مي شود استفاده از سيستم منحصر به فرد اتصال بدون پين T-Lock هاست كه اين هزينه هاي كلي عمر كار دستگاه را از طريق كم كردن نياز به قطعات يدكي افزايش مي دهد. همچنين باعث كاهش زمان تعمير و نگهداري محصولات مي گردد. نحوه ي اتصال پانل ها را ميتوان به اين صورت نشان داد:

پيشنهاد براي مطاله: كاربردهاي پلي يورتان در صنعت

يكي ديگر از بزرگترين مشكلات موجود در سرندهاي ترومل، ميزان سايش زياد به علت سرعت خارجي بالاي خود تجهيز ترومل مي باشد كه با بزرگتر شدن سايز ترومل ها اين مشكل روز به روز بيشتر هم مي شود، چراكه با 2 برابر شدن سرعت مواد روي پانل ها، ميزان سايش 5 برابر مي شود. كاهش عمر مفيد مش ها به اين دلايل چالش هايي بوجود مي آورد، با اين وجود ما راه حل هايي براي اين موارد نيز داريم.

نتايج

در اين بررسي استفاده از عمليات حرارتي و شيمي براي تغيير ريز ساختار و الاستومر هاي مقاوم به سايش پلي يورتاني مورد بحث قرار گرفته است. ما بر روي كلاس جديد مواد با مبناي پليمري متمركز شده ايم تا مواردي را كه ممكن است عملكرد بهتر و مزيت اقتصادي به ارمغان آورند را با توجه به ملاحظات طراحي تجهيزات نشان دهيم. بهبود بيشتر در عملكرد مواد ممكن است از طريق بررسي و شبيه سازي رويكرد طبيعت به طراحي تريبوسيستم حاصل شود.

اين توضيحات اين نويد را به ما مي دهد كه فرصت هايي براي طراحي هاي ساخته شده توسط بشر با استفاده از مواد انعطاف پذير و راهكارهاي تعمير/ جايگزيني پايدار براي اجزاي فرسوده وجود دارد. به عنوان مثال، در طبيعت با وجود فرسودگي ناخن ها و دندان ها به رشد خود ادامه مي دهند. دندان هاي روي لايروبي را تصور كنيد كه مي توانند اين كار را انجام دهند. پوست براي ايجاد محافظت در مناطق داراي سايش زياد، پينه ايجاد مي كند. چالش آينده مواد سايشي، توسعه استراتژي هاي به حداقل رساندن انرژي و پايدار براي سيستم هاي تريبوسيستمي و رساندن زمان كاركرد بدون توقف تجهيزاتي مانند ترومل به 12 الي 14 هفته است.