ويكاد يكون توليد الإجهاد المتبقي أمراً محتوماً أثناء تصنيع الطير الكهربائي الحراري. وتعزى هذه الإجهاد إلى التشوه والتبريد غير المتكافئ للمواد أثناء عملية التصنيع. وإذا لم يتم التحكم في هذه الضغوط بفعالية، فقد يكون لها تأثير سلبي على أداء وعمر الاستخدام للطرود. ومن ثم، فإن من المهم بشكل خاص تحليل ومراقبة الإجهاد المتبقي في تصنيع الطبعات الحرارية.
تحليل الإجهاد المتبقي
بسبب الضغط المتبقي
وأثناء تصنيع الطقعات الكهربائية، ينشأ الإجهاد المتبقي أساساً إلى الأسباب التالية:
‘1’ التشوه غير المتكافئ: في عملية الحشو، ينشأ عن التشوه اللدائن للمواد درجات متفاوتة من التشوه المواد في أجزاء مختلفة من الجسم، مما يؤدي إلى الإجهاد الداخلي.
‘2’ عملية التبريد: عند الانتهاء من المطا،، يحدث الإجهاد الحراري في عملية التبريد نتيجة لاختلاف درجات الحرارة في مختلف المواضع.
توزيع الإجهاد المتبقي
ويتوزع الإجهاد المتبقي في المطابقات الكهربائية أمر معقد، وهو يتأثر بعدد من العوامل، مثل طبيعة المواد وعمليات التريد. وبصفة عامة، توجد الإجهاد المتبقي على السطح وفي الداخل، ويمكن أن تتركز في بعض الأماكن.
تأثير الإجهاد المتبقي
ولالإجهاد المتبقي تأثير هام على أداء وعمر الطبعات الحرارية. أولاً، يمكن أن يؤدي الإجهاد المتبقي إلى التشوه أو التشويه في الطرود أثناء الخدمة. ثانياً، يمكن أن تؤثر الإجهاد المتبقي أيضاً على العمر التعب والأداء المقاوم للتآكل للكتل. وبالتالي، فإن السيطرة الفعالة على الإجهاد المتبقي أمر ضروري.
ولالسيطرة على الإجهاد المتبقي في تصنيع المطابقات الكهربائية، يمكن استخدام الوسائل التالية:
تحسين نوعية المواد الخام: من خلال الاستخدام الأمثل للمكونات الكيميائية والهيكل التنظيمي للمواد، وزيادة مرونة المواد وصلابتها، والحد من اختلال التوازن في عمليات التشكيل.
الاستخدام الأمثل لعملية التغليف: الحد من تشوهات المواد عن طريق التصميم السليم لعملية الحشو. فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام أساليب مثل التمرين أو الطيف.
أضف الإجهاد الخارجي: الموازنة بين الإجهاد المتبقي في الداخل من خلال الضغط الإضافي أثناء عملية أو بعد التشكيل. فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام المعالجة الحرارية أو التحميل الآلي.
ظروف التبريد المتحكم فيها: تقليل الإجهاد الحراري الناتج عن عملية التبريد من خلال التحكم المعقول في سرعة التبريد وتدرج درجات الحرارة. فعلى سبيل المثال، يمكن استخدام وسائل مثل التبريد البطيء أو التبريد بالتبريد المعادلة.
على سبيل المثال، تنتج نبضة التوربينات البخارية لمحطة توليد الطاقة الكهربائية قوة ضغط متبقية كبيرة أثناء عملية التصنيع. وقد تبين من التحليل أن هذه الضغوط تعزى أساساً إلى التشوهات والتبريد غير المتكافئة للمواد أثناء عملية. ولضبط هذه الاجهاد، تُستعمل الطرائق التالية:
الاستخدام الأمثل لعملية التمرين: استخدام أساليب متعددة الاتجاهات للحد من تشوهات المواد.
إضافة الإجهاد الخارجي: الموازنة بين الإجهاد المتبقي في الداخل من خلال المعالجة الحرارية عند الانتهاء من المطورة.
ظروف التبريد المتحكم فيها: استخدام طريقة تبريد بطيئة للحد من الإجهاد الحراري الناتج عن عملية التبريد.
ومن خلال تنفيذ هذه التدابير، تم بنجاح احتواء الإجهاد المتبقي في أوراقات التوربينات البخارية، مما أدى إلى تحسين أداء هذه الأوراق وعمرها النافع.
ويعد تحليل الإجهاد المتبقي والسيطرة عليه في تصنيع الطير الكهربائي الحراري مهمة بالغة الأهمية. ومن خلال تحليل أسباب وآثار الإجهاد المتبقي، يمكن اتباع أساليب مراقبة محددة الهدف، مثل تحسين نوعية المواد الخام، والاستخدام الأمثل لعمليات التعميد، وزيادة الإجهاد الخارجي، وما إلى ذلك. وفي التطبيق العملي، يتعين اختيار أساليب الرقابة المناسبة على أساس كل حالة على حدة، مع مراعاة عوامل من قبيل الجدوى التقنية والاقتصاد والصداقة البيئية. ويمكن تحقيق تنمية كفؤة وذات نوعية عالية ومستدامة في مجال تصنيع الحدادة الكهربائية من خلال الاستخدام الأمثل وتحسين أساليب المراقبة.
