Hoe kan ik een geleidelijk verlies van vlakheid van de glasplaat diagnosticeren, veroorzaakt door herhaalde schommelingen in de -temperatuur?

Na jarenlang gebruik zal een persplaat die heeft gewerkt bij temperaturen boven de nominale temperatuur als gevolg van sensorafwijking, controllerfout of oververhitting, zijn oorspronkelijke vorm gaan verliezen. Het oppervlak is misschien niet meer precies vlak, maar krijgt een bescheiden 'dishing'-look waarbij het midden lager ligt dan de randen. Dit probleem is niet alleen gewone slijtage. Het is een permanente, cumulatieve vervorming, die het gevolg is van thermische kruip, dat wil zeggen de geleidelijke stroming van het metaal onder spanning bij hoge temperatuur.

Een veel voorkomende storing bij verwarmde gereedschapssystemen is een probleem dat progressief vlakheidsverlies bij temperatuurschommelingen van de plaat wordt genoemd.

Begrip van vervormingsmechanismen
De kruipvervorming is hoofdzakelijk verantwoordelijk voor het verlies aan vlakheid van de plaat als gevolg van opwarming.

Kruip wordt gedefinieerd als:

Tijd plastische vervorming

Onder mechanische belasting blijft dat voortduren

Hoge-temperatuur versneld tot onder het smeltpunt

Als een plaat herhaaldelijk te maken krijgt met over- temperatuurschommelingen, komt het materiaal in een regime terecht waarin de vloeigrens sterk wordt verminderd. Het metaal buigt langzaam onder het gewicht en de klemkrachten van de machine.

De herinnering aan de plaat is zelf, in zijn vorm uitgehouwen, aan oververhitting.

Bij afkoeling keert de vervorming niet terug naar de oorspronkelijke geometrie, maar blijft permanent.

Precisiemeting van oppervlaktekaarten
De diagnose begint met een zorgvuldige meting van de vlakheid.

Een oppervlaktemeter met een nauwkeurige meetklok wordt gebruikt om het plaatoppervlak in kaart te brengen.

Procedure voor meting
Het plaatoppervlak is onderverdeeld in een regelmatig rasterpatroon

Referentiepunten worden op gelijke afstanden gecreëerd

Op elk knooppunt van het rooster worden de meetklokken afgelezen.

Afwijkingen van het referentievlak worden uitgezet

Deze procedure toont de algemene geometrische tendens van het oppervlak.

Typische diagnostische uitkomst
Voor schade door thermische kruip zijn de waarden vaak:

Kleinere waarden in het midden

Hogere waarden aan de randen

Gladde, doorlopende kromming versus geïsoleerde gebreken

De komvorm van het profiel is een indicatie van kruipvervorming en niet van mechanische schade of plaatselijke slijtage.

Slijtage en materiaalstroomdifferentiatie
Een belangrijke stap in de diagnose is het onderscheid maken tussen materiaalverlies en materiële vervorming.

Bij kruipgerelateerd verlies van vlakheid:

De dikte van het totale materiaal is vrijwel onveranderd

Het oppervlak ziet er intact uit zonder erosiepatronen

Vervorming is volumetrisch, niet schurend

Uit een eenvoudige diktemeting blijkt dat er geen materiaal op enige zinvolle wijze is verwijderd.

In plaats daarvan gaf het metaal langzaam plastisch mee onder de gecombineerde invloed van hitte en mechanische spanningen.

Oorzaak: Thermal Over-Excursie-evenement
Het belangrijkste initiërende element is herhaalde blootstelling aan temperaturen buiten het veilige werkbereik van de plaat.

Oorzaken die veel voorkomen zijn:

Defecte temperatuursensoren

De afstemming van de controller klopt niet

Omstandigheden van het verwarmingselement

Thermische feedbacklusfout

Thermische beschermingslogica is ontoereikend

Zelfs kortstondige pieken kunnen leiden tot kruipaccumulatie op de lange termijn als ze gedurende vele cycli worden herhaald.

Elke over{0}} temperatuurgebeurtenis voegt een kleine hoeveelheid permanente vervorming toe die zich ophoopt tijdens de operationele levensduur.

Materiaalgedrag bij hoge temperaturen
De materiaalsterkte neemt af bij toenemende temperatuur, wat resulteert in kruipvervorming.

Bij hoge temperaturen:

Vermindering van de vloeigrens

De atomaire diffusie wordt versneld

Er wordt een graangrensbeweging geactiveerd

De weerstand tegen vervorming wordt verminderd

In dit geval kunnen zelfs kleine mechanische spanningen, veroorzaakt door het gewicht van de plaat en door klemkrachten, tot een permanente vormverandering leiden.

Het gedrag is tijdsafhankelijk-, dat wil zeggen: hoe langer de blootstelling, hoe groter de vervorming.

Corrigerende reparatieprocedure
Het herstel van vlakheid omvat doorgaans een correctieprocedure die uit meerdere stappen bestaat.

1. Warmtebehandeling voor stressverlichting
Eerst wordt de plaat verwijderd en in de gecontroleerde ovenomgeving geplaatst.

Belangrijkste kenmerken:

De temperatuur wordt onder de kritische overgangstemperatuur van het materiaal gehouden.

Verminder interne spanningen

Gedeeltelijke stabilisatie van restspanning als gevolg van kruip

Hierdoor wordt de geometrie niet hersteld, maar wordt het materiaal voorbereid op her-bewerking.

2. Opnieuw-bewerken of opnieuw-slijpen tot precisie
Na het verlichten van de spanning wordt de plaat opnieuw geslepen of nauwkeurig bewerkt.

Doelstellingen zijn:

Reconstructie van een vlak referentieoppervlak

Correctie voor geometrische vervorming

Herstel van vlakheid en parallellisme

Deze procedure is belangrijk om ervoor te zorgen dat de degel terugkeert naar de bedrijfsspecificaties.

3. Eindcontrole
Na de bewerking wordt de vlakheid opnieuw-gecontroleerd met:

Wijzerplaat indicatie grafieken

Vergelijking van de oppervlakteplaat

Laserinterferometrie (voor nauwkeurige toepassingen)

Na verificatie wordt de degel weer in gebruik genomen.

Voorkomen van herhaald verlies van vlakheid
Door dit probleem op te lossen, wordt het kernprobleem niet opgelost.

Het fundamentele thermische probleem moet worden opgelost om herhaling te voorkomen.

Primaire preventieve methoden zijn:

Kalibratie van temperatuursensor.

Verificatie van de afstemming van het besturingssysteem

3. Beperking van de implementatie van bescherming tegen over- temperaturen

Regelmatige monitoring van de thermische homogeniteit.

Stabiliteit van de verwarmer en draadintegriteit controleren.

Kruipvervorming zal blijven bestaan, zelfs na her-bewerking als de thermische excursies niet worden gecorrigeerd.

Correlatie tussen temperatuur en vervorming op lange termijn.-
Kruip is zeer afhankelijk van de temperatuurgeschiedenis,

Kleine maar terugkerende excursies kunnen in de loop van de tijd tot schade leiden.

Dit maakt de ziekte zo schadelijk omdat:

er wordt geen onmiddellijk falen waargenomen

Vervorming gebeurt langzaam

Prestatieverlies is vaak de enige manier om dit te detecteren

De thermische geschiedenis is gecodeerd in de fysieke geometrie van de plaat.

Samenvatting
De diagnose van vervorming door oververhitting van de plaat omvat een uitgebreide kartering van het oppervlak, een controle van de dikte en kennis van het kruipgedrag. Het rooster van de wijzerplaat zal in het normale geval een karakteristieke kom-vormige vervorming vertonen, wat wijst op een permanente stroming van het materiaal in plaats van op slijtage van het oppervlak.

In het geval van temperatuurschommelingen kan de toestand van geleidelijk verlies van vlakheid worden gecorrigeerd door nauwkeurig her-vermalen na een spannings-- warmtebehandeling. Maar voor een succesvolle reparatie moet de fundamentele oorzaak-die zich herhaalt bij-temperatuurgebeurtenissen- worden geëlimineerd.

Zelfs staal, dat lang genoeg voldoende warmte krijgt, kan zich langzaam gedragen als een stroperig materiaal, dat onder spanning vloeit als een gletsjer. Een kruipende plaat is dus niet alleen een mechanisch probleem, maar ook een waarschuwingssignaal voor thermische processen dat moet worden aangepakt om de stabiliteit van het systeem op lange termijn te garanderen.