Охлаждающие роликииграют важную роль в промышленном производстве, особенно в областях металлургии стали, алюминия, производства стекла, обработки бумаги и т. д. Его основная задача заключается в охлаждении термически обработанных металлов, стекла или других материалов в условиях высоких температур для обеспечения стабильности производственного процесса и качества продукции. В высокотемпературной среде охлаждающий ролик должен выдерживать множественные давления, такие как сильная теплопроводность, физический износ и химическая эрозия. Чтобы гарантировать, что охлаждающий ролик может работать стабильно в течение длительного времени в таких суровых условиях, особенно важно понимать производительность охлаждающего ролика в высокотемпературных операциях и проблемы, с которыми он сталкивается.

В этой статье подробно анализируются эксплуатационные характеристики охлаждающего ролика при высокотемпературных операциях, включая его устойчивость к высоким температурам, свойства материалов, принципы работы и различные возникающие проблемы, чтобы помочь специалистам отрасли лучше понять рабочий механизм охлаждающего ролика и его оптимизированную конструкцию.

Что такое охлаждающий ролик?

Охлаждающий ролик относится к устройству в форме ролика, которое в основном используется для быстрого охлаждения высокотемпературных металлов, стекла, бумаги и других материалов в процессе промышленного производства. Охлаждающий ролик быстро снижает температуру своей поверхности путем прямого контакта с материалом или путем распыления охлаждающей жидкости на поверхность ролика, чтобы избежать деформации или растрескивания материала из-за неравномерного термического напряжения.

Принцип работы охлаждающего ролика основан на принципе теплопроводности. Когда высокотемпературные материалы переносятся на охлаждающий ролик, поверхность ролика поглощает тепло, что приводит к повышению температуры, а затем проводит это тепло в охлаждающую жидкость (например, воду, масло или специальную охлаждающую жидкость) или в систему охлаждения внутри корпуса ролика. За счет высокоскоростного вращения и конвекции охлаждающей жидкости ролик эффективно проводит тепло в систему охлаждения, тем самым достигая быстрого снижения температуры.

Одной из самых больших проблем, с которой сталкиваются охлаждающие ролики при работе при высоких температурах, является деградация и старение свойств материала в высокотемпературных средах. Поэтому материал и конструкция охлаждающих роликов должны быть тщательно оптимизированы, чтобы справляться с эффектами термического напряжения, износа, коррозии и т. д., вызванными длительной высокотемпературной работой.

Как охлаждающий ролик работает при высоких температурах?

1. Высокотемпературная стойкость и термостойкость

Высокотемпературная стойкость охлаждающих роликов является основой их стабильной работы в условиях высоких температур. Для поддержания стабильного рабочего состояния охлаждающие ролики должны выдерживать длительный термический удар в условиях высоких температур, а их материалы должны иметь возможность поддерживать длительный срок службы без деформации или термической усталости.

● Выбор материала: охлаждающие ролики обычно изготавливаются из жаропрочных сплавов, нержавеющей стали, литой стали или огнеупорной керамики. Эти материалы обладают хорошей теплопроводностью и могут быстро передавать высокую температуру в систему охлаждения, чтобы избежать перегрева самого ролика. Кроме того, элементы с высокой термостойкостью, стойкостью к окислению и коррозионной стойкостью, такие как хром, молибден, титан и т. д., часто добавляются в сплавы для улучшения высокотемпературной стабильности материала.

● Тепловое расширение и тепловое напряжение: Материал охлаждающего ролика обычно имеет низкий коэффициент теплового расширения, чтобы уменьшить деформацию, вызванную разницей температур. Во время работы при высоких температурах чрезмерная разница температур вызовет тепловое напряжение в корпусе ролика, а в тяжелых случаях даже приведет к трещинам или разрывам в корпусе ролика. Поэтому тепловая стабильность материала корпуса ролика особенно важна. Чрезмерная разница температур и неравномерный нагрев могут легко вызвать термическую усталость охлаждающего ролика и снизить его долговечность.

2. Антиокислительная и антикоррозионная способность

В условиях высоких температур охлаждающий валик сталкивается не только с проблемами теплового удара и теплового расширения, но и с химическими факторами, такими как окисление и коррозия. В условиях высоких температур, таких как металлургия, производство стекла и обработка бумаги, поверхность валика может напрямую контактировать с едкими веществами, такими как кислород, кислота, щелочь, растворители и т. д. Поэтому антиокислительная и антикоррозионная способность охлаждающего валика имеет решающее значение для его производительности в условиях высоких температур.

● Реакция окисления: В среде с большим содержанием кислорода высокая температура ускорит реакцию окисления материала поверхности ролика и образует оксидную пленку. Хотя некоторые материалы (например, нержавеющая сталь) могут самостоятельно генерировать защитную пленку при высоких температурах, если оксидная пленка повреждена, поверхность ролика будет легко подвергаться коррозии, что приведет к ухудшению производительности. Поэтому при выборе материала охлаждающего ролика необходимо убедиться, что он имеет высокую стойкость к окислению.

● Защита от коррозии: Кислоты, щелочи или соли в охлаждающей жидкости, или сульфиды, хлориды и другие вещества в воздухе могут вызвать коррозию на поверхности охлаждающего ролика. Эти химикаты реагируют с металлом на поверхности корпуса ролика, что ускоряет повреждение ролика. Поэтому в качестве материала охлаждающего ролика следует выбирать сплавы или материалы покрытия с превосходной коррозионной стойкостью.

3. Износостойкость

Охлаждающий валик должен не только выдерживать высокие температуры, но и выдерживать трение между металлической поверхностью, поверхностью бумаги или другого материала и поверхностью валика во время работы. Поверхность охлаждающего валика подвержена износу, особенно в условиях высокой скорости или высокого давления.

● Твердость и износостойкость: Высокотвердые материалы обычно обеспечивают высокую износостойкость, поэтому охлаждающие ролики обычно используют закаленные материалы для повышения их износостойкости. Закаленные слои или покрытия (например, твердые хромовые покрытия, азотирование и т. д.) могут эффективно повысить твердость поверхности охлаждающего ролика и противостоять износу, вызванному трением.

● Смазка и охлаждение: Охлаждающая жидкость играет важную смазывающую роль на поверхности охлаждающего ролика, что может уменьшить тепло, выделяемое трением, и, таким образом, уменьшить износ. При высокотемпературных операциях охлаждающая жидкость должна иметь не только высокую теплопроводность, но и хорошие смазочные свойства.

4. Термическая усталость и трещины

Еще одной серьезной проблемой для охлаждающих роликов в условиях высоких температур является термическая усталость. Длительные колебания температуры и термические удары могут привести к образованию трещин на поверхности охлаждающего ролика и даже к поломке корпуса ролика. Термическая усталость в основном проявляется как:

● Концентрация напряжений, вызванная разницей температур: Во время работы охлаждающего ролика быстрое повышение и резкое понижение температуры вызовет большой температурный градиент на поверхности ролика. Из-за разной степени расширения в разных областях на поверхности ролика может возникнуть концентрация напряжений, которая при длительном воздействии приведет к трещинам.

● Расширение трещин: После того, как на поверхности охлаждающего ролика образуются трещины, при длительной эксплуатации охлаждающего ролика трещины будут продолжать расширяться, что в конечном итоге приведет к выходу ролика из строя. Поэтому при высокотемпературных операциях необходимо регулярно проверять трещины и повреждения на поверхности ролика и вовремя ремонтировать или заменять их.

5. Адаптивность к тепловому шоку и быстрому охлаждению

Наиболее распространенным режимом работы охлаждающих роликов в высокотемпературных операциях является выдерживание теплового удара. Когда горячие материалы соприкасаются с охлаждающим роликом, поверхность ролика быстро поглощает большое количество тепла, что приводит к резкому повышению температуры поверхности. В это время теплопроводность и тепловая диффузионная способность материала поверхности ролика будут определять, сможет ли он эффективно справляться с тепловым ударом.

● Устойчивость к тепловому удару: Теплопроводность материала охлаждающего ролика определяет его устойчивость к тепловому удару. Превосходные теплопроводящие материалы могут быстро рассеивать тепло, избегать чрезмерных перепадов температур на поверхности ролика и, таким образом, уменьшать ущерб, вызванный тепловым ударом.

● Тепловое расширение и распределение напряжений: Коэффициент теплового расширения и распределение напряжений материала играют ключевую роль в процессе термического удара. Выбор и проектирование материалов охлаждающих роликов должны учитывать изменения температуры в различных частях, чтобы избежать трещин или отказов, вызванных концентрацией напряжений.

Техническое обслуживание и уход за охлаждающими роликами при высокотемпературных операциях

Хотяохлаждающий роликиспользует высокопроизводительные материалы и тщательно спроектирован для решения задач в условиях высоких температур, длительная работа при высоких температурах все равно будет иметь определенное влияние на срок службы ролика. Поэтому регулярное обслуживание и уход имеют важное значение для продления срока службы охлаждающего ролика и повышения эффективности работы.

1. Регулярные проверки и испытания

● Обнаружение поверхностных трещин: Трещины или износ могут появиться на поверхности охлаждающего ролика. Регулярное использование технологии неразрушающего контроля (например, ультразвукового контроля и рентгеновского контроля) для проверки корпуса ролика может обнаружить потенциальные неисправности на ранней стадии и избежать больших потерь, вызванных расширением трещин.

● Проверка износа: Степень износа ролика напрямую влияет на его охлаждающий эффект и стабильность работы. Регулярная проверка износа корпуса ролика и своевременная замена или ремонт сильно изношенных деталей помогут продлить срок службы ролика.

2. Техническое обслуживание охлаждающей жидкости

Охлаждающая жидкость не только играет роль в теплопроводности, но также смазывает и защищает поверхность охлаждающего ролика. Регулярно заменяйте охлаждающую жидкость, чтобы убедиться, что она чистая и ее достаточно, что может эффективно снизить износ и коррозию и обеспечить нормальную работу охлаждающего ролика. 

Купите индивидуальные рулоны и цилиндры – высокое качество по доступным ценам

Хотите купить высококачественные рулоны для своих промышленных нужд? ДжХ Машины специализируется на производстве рулонов по индивидуальному заказу, которые используются в различных отраслях промышленности, таких как металлургия, упаковка и автомобильные испытания. Ассортимент нашей продукции включает полиуретановые рулоны, резиновые рулоны и гальванизированные рулоны, все из которых изготавливаются в соответствии с вашими требованиями. Мы предлагаем конкурентоспособные цены и возможность оптовых закупок по сниженным ценам. Покупайте напрямую с нашего завода в Китае и воспользуйтесь доступными ценами и индивидуальными решениями. Свяжитесь с нами, чтобы получить расценки или узнать больше о нашей продукции.