صنایع فولاد بهعنوان یکی از مهمترین صنایع زیربنایی، با چالشهای جدی در زمینه سایش، خوردگی، اکسیداسیون و خستگی حرارتی-مکانیکی قطعات و تجهیزات روبهرو است. تجهیزات کلیدی نظیر انواع غلتک ها، تیغه قیچی ها، ماندریل ها، قطعات واحد گندله سازی و آهن سازی و قطعات پمپ در معرض شرایط کاری سختی قرار دارند که باعث کاهش عمر سرویسدهی و افزایش هزینههای تعمیر و توقف تولید میشود.
برای رفع این مشکلات، استفاده از فناوریهای پیشرفته مهندسی سطح بهعنوان یک راهکار استراتژیک شناخته میشود. این فناوریها با ایجاد تغییرات هدفمند در خواص سطحی، امکان افزایش مقاومت به سایش و خوردگی، بهبود مقاومت خستگی، و افزایش طول عمر قطعات را فراهم میسازند، بدون آنکه نیاز به تغییر در طراحی یا جنس اصلی قطعات باشد.
به طور کلی میتوان گفت که روشهای مهندسی سطح مانند پاشش حرارتی(HVOF, APS, Flame Spray)، کلدینگ (GMAW, GTAW, SAW, PTA, OWA) و نیتراسیون پلاسمایی به عنوان ابزارهای کلیدی مهندسی سطح، در صنایع فولاد بهطور گسترده بهکار گرفته میشوند.
کاربردهای فناوریهای مهندسی سطح در قطعات صنایع فولاد
1)غلتکها:
غلتکها در معرض سایش شدید ناشی از تماس مداوم با ورق فولادی، شوکهای حرارتی و بارگذاری دینامیکی بالا هستند.
2) قالبهای ریختهگری مداوم:
این قالبها تحت تأثیر خوردگی و سایش ناشی از تماس مداوم با مذاب فولاد قرار دارند.
3) تیغهها و قیچیهای برش فولاد:
این قطعات تحت بارهای شدید ضربهای و سایش مداوم در فرآیند برش قرار دارند.
4) ماندریلها و شفتها:
این قطعات به دلیل بارگذاری سیکلی و تماس چرخشی، دچار سایش و ترکهای خستگی میشوند.
5) قطعات پمپها و ولوها:
این اجزا در تماس با محیطهای خورنده، جریان سیال و پدیده سایش حفره ای قرار دارند؛ به خصوص که در برخی موارد آببندی سطوح نیز به شدت قابل اهمیت است.
6) قطعات واحد گندله سازی و آهن سازی:
این قطعات با ذرات معدنی و سرباره در تماس مستقیم هستند و دچار سایش ساینده شدید میشوند.
7) ابزارهای شکلدهی و قالبکاری:
ابزارهای شکلدهی فولاد، در معرض فشارهای بالا، سایش و اکسیداسیون هستند.
8) قطعات گیربکس:
یکی از معضلات استفاده از دنده ها، کچل شدن سر دنده ها در اثر تماس با یکدیگر است.
9) غلتک های سیو واحد گندله سازی (دابل دک)
جمع بندی:
در نهایت با توجه به شرایط کاری بسیار سخت در صنایع فولاد، استفاده از روشهای مهندسی سطح نقش تعیینکنندهای در افزایش کارایی، دوام و کیفیت قطعات دارد. فناوریهایی مانند پوششدهی مقاوم به سایش و خوردگی، رسوبدهی آلیاژی مقاوم و سختکاری نفوذی سطحی، با تقویت خواص سطحی بدون تغییر در خواص مغزی فولاد، توانستهاند محدودیتهای سنتی قطعات فولادی را برطرف کنند.
این روشها، بهطور همزمان، طول عمر قطعات و تجهیزات را افزایش داده، مقاومت به سایش، خوردگی و خستگی مکانیکی را بهبود میبخشند، کیفیت محصول نهایی را تضمین میکنند و هزینههای نگهداری و توقفات تولید را کاهش میدهند.
و بهکارگیری این فناوریها به صنایع فولاد امکان میدهد که تجهیزاتی با دوام بیشتر، عملکرد پایدار و بهرهوری بالاتر داشته باشند و با کاهش ریسک خرابی و توقفهای ناگهانی، رقابتپذیری و پایداری فرآیند تولید را بهطور قابل توجهی ارتقا دهند.
