ब्लेड प्ररित करनेवाला कास्टिंग में अवशिष्ट तनाव प्ररित करनेवाला के दीर्घकालिक परिचालन जीवन को कैसे प्रभावित करता है

ब्लेड प्ररित करनेवाला कास्टिंग द्रव मशीनरी का हृदय, अक्सर उच्च गति, उच्च दबाव, संक्षारक मीडिया और तापमान में उतार-चढ़ाव वाले वातावरण में काम करता है। सेवा के दौरान, इम्पेलर्स को केन्द्रापसारक, हाइड्रोलिक और थर्मल तनाव सहित जटिल भार के अधीन किया जाता है। हालाँकि, इन बाहरी भारों के अलावा, कास्टिंग के भीतर एक छिपा हुआ खतरा छिपा होता है: अवशिष्ट तनाव। अवशिष्ट तनाव एक स्व-संतुलन तनाव प्रणाली है जो चरण संक्रमण और गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के दौरान असमान संकोचन या मात्रा परिवर्तन से आंतरिक रूप से उत्पन्न होती है। ज्यामितीय रूप से जटिल प्ररित करनेवाला कास्टिंग के लिए, अवशिष्ट तनाव की उपस्थिति प्ररित करनेवाला के दीर्घकालिक परिचालन जीवन और संरचनात्मक अखंडता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालती है।

अवशिष्ट तनाव और क्रैकिंग जोखिम के बीच सीधा संबंध

कास्टिंग दरारों का प्रेरण

कास्टिंग में गर्म और ठंडे क्रैकिंग के पीछे उच्च स्तर का तन्य अवशिष्ट तनाव प्राथमिक प्रेरक शक्ति है। ब्लेड इम्पेलर कास्टिंग में, ब्लेड और हब (हब/कफ़न) के बीच मोटा इंटरफ़ेस और ज्यामितीय अचानक परिवर्तन अवशिष्ट तनाव एकाग्रता के लिए उच्च जोखिम वाले क्षेत्र हैं।

तन्य अवशिष्ट तनाव: यदि यह आंतरिक तन्य तनाव सामग्री की उपज शक्ति या तन्य शक्ति से अधिक है, तो यह कास्टिंग के बाद स्थिर अवस्था में भी तत्काल या विलंबित मैक्रोक्रैक का कारण बन सकता है।

विलंबित क्रैकिंग: विशेष रूप से कुछ मिश्र धातुओं के लिए, जैसे कि मार्टेंसिटिक स्टेनलेस स्टील या कुछ निकल-आधारित मिश्र धातु, हाइड्रोजन उत्सर्जन के साथ संयुक्त अवशिष्ट तनाव विलंबित क्रैकिंग का कारण बन सकता है। फ़ैक्टरी निरीक्षण के दौरान इस दोष का पता लगाना अक्सर मुश्किल होता है, लेकिन प्ररित करनेवाला के सेवा जीवन की शुरुआत में अचानक विफलता हो सकती है।

तनाव सुपरपोजिशन प्रभाव

प्ररित करनेवाला को परिचालन में लाने के बाद, अवशिष्ट तन्य तनाव बाहरी परिचालन तनाव पर आरोपित हो जाते हैं।

तनाव एकाग्रता: उच्च गति रोटेशन के दौरान प्ररित करनेवाला द्वारा उत्पन्न केन्द्रापसारक तनाव ब्लेड रूट पर अपने अधिकतम तक पहुंच जाता है। यदि इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण कास्टिंग अवशिष्ट तन्य तनाव भी मौजूद है, तो परिणामी स्थानीय कुल तनाव सामग्री की सुरक्षा सीमा से कहीं अधिक हो सकता है।

उपज और विरूपण: आरोपित तनाव स्थानीयकृत सामग्री को समय से पहले प्लास्टिक विरूपण चरण में प्रवेश करने का कारण बन सकता है, जिससे प्ररित करनेवाला का ज्यामितीय विरूपण हो सकता है, इसके गतिशील संतुलन में बाधा आ सकती है, और अंततः गंभीर कंपन और असर क्षति हो सकती है।

थकान भरे जीवन और संक्षारण व्यवहार पर अवशिष्ट तनाव का प्रभाव

थकान भरे जीवन में उल्लेखनीय कमी

ब्लेड प्ररित करनेवाला कास्टिंग ज्यादातर वैकल्पिक भार के तहत काम करते हैं, और उनकी थकान जीवन दीर्घकालिक विश्वसनीयता का एक प्रमुख संकेतक है।

त्वरित थकान दरार की शुरुआत: तन्य अवशिष्ट तनाव तनाव चक्र के औसत तनाव को प्रभावी ढंग से बढ़ाता है। गुडमैन या हाई थकान मानदंड के अनुसार, औसत तनाव में वृद्धि सामग्री की थकान सीमा को काफी कम कर देती है, जिससे दोष पर थकान दरार की शुरुआत तेज हो जाती है।

थकान वृद्धि के लिए प्रेरक शक्ति: अवशिष्ट तन्य तनाव शुरू किए गए माइक्रोक्रैक के लिए अतिरिक्त प्रेरक शक्ति प्रदान करता है, जिससे वे उच्च दर पर प्ररित करनेवाला के महत्वपूर्ण भार-वहन क्षेत्रों के माध्यम से फैलते हैं, जिससे समय से पहले थकान विफलता होती है।

त्वरित तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी)

कई प्ररित करनेवाला कास्टिंग, विशेष रूप से स्टेनलेस स्टील या डुप्लेक्स स्टील से बने, को संक्षारक मीडिया (जैसे क्लोराइड समाधान) में संचालित करने की आवश्यकता होती है।

एससीसी संवेदनशीलता: तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) संक्षारण और तन्य तनाव के संयुक्त प्रभावों के कारण होने वाली एक विफलता मोड है। अकेले अवशिष्ट तन्य तनाव एससीसी के लिए आवश्यक तनाव की स्थिति बनाने के लिए पर्याप्त है।

स्थानीय एनोडिक प्रभाव: उच्च अवशिष्ट तनाव वाले क्षेत्रों में अनाज की सीमाएं या सूक्ष्म संरचनाएं अधिक सक्रिय हो सकती हैं, जिससे स्थानीय एनोड बनते हैं। यह इलेक्ट्रोकेमिकल क्षरण को तेज करता है और सामग्री की उपज शक्ति से काफी कम तापमान पर तेजी से भंगुर दरार पैदा करता है। पेट्रोकेमिकल और समुद्री अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाने वाले संक्षारण प्रतिरोधी मिश्र धातुओं से बने इम्पेलर्स के लिए यह बेहद खतरनाक है।

कास्टिंग प्रक्रिया में अवशिष्ट तनाव का महत्वपूर्ण नियंत्रण

ब्लेड इम्पेलर कास्टिंग में अवशिष्ट तनाव को नियंत्रित करना कास्टिंग इंजीनियरों के प्राथमिक कार्यों में से एक है।

हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता: तनाव राहत एनीलिंग या विशिष्ट समाधान उपचार का उपयोग आम तौर पर अवशिष्ट तनाव को मुक्त करने या पुनर्वितरित करने के लिए किया जाता है। नए तापीय तनावों को शुरू करने या सामग्री की सूक्ष्म संरचना को प्रभावित करने से बचने के लिए ताप दर, धारण समय और तापमान और शीतलन दर का सटीक नियंत्रण महत्वपूर्ण है।

ठोसकरण और शीतलन अनुकूलन: मोल्ड डिज़ाइन और शीतलन दरों को अनुकूलित करके, जैसे कि ठंड का उपयोग करना या मोल्ड के गर्म मोल्ड तापमान को नियंत्रित करना, सभी प्ररित करनेवाला घटकों में एक साथ ठोसकरण और समान शीतलन प्राप्त किया जा सकता है, जिससे उनके स्रोत पर अवशिष्ट तनाव कम हो जाता है।