8796961003

V

krzepnięcia fazy ciekłej w warstwach roboczych wyrobów,

zmiany atmosfery w przestrzeni podsklepieniowej.

Z punktu widzenia mechanizmów zużywania się wyrobów czynniki te można podzielić również na dwie grupy:

—    czynniki wpływające na korozyjne zużywanie się wyrobów — wysoka temperatura, agresywne topniki i tworzenie się budowy strefowej, aerodynamika gazów, zmiany atmosfery i oddziaływania mechaniczne,

—    czynniki wpływające na powstawanie w wyrobach naprężeń mechanicznych i zużywanie się poprzez łuszczenie — konstrukcja sklepienia i jakość jego wykonania, wysoka temperatura i jej zmiany, rozszerzalność cieplna wyrobów, utlenianie się blach otulin, zmiany atmosfery, korozja i tworzenie się budowy strefowej, gradient temperatury, szerokość szczelin dylatacyjnych i własności termomechaniczne wyrobów.

Rys. 4. Schemat rozprzestrzeniania się złuszczeń <Kowszar — 10)

Omówienia wymagają mechanizmy zużywania się wyrobów zasadowych. Wiadomo, że zużywają się one w sposób charakterystyczny poprzez tzw. łuszczenie się, obserwowane od początków stosowania wyrobów zasadowych niezależnie od miejsca zabudowania w piecach. Mechanizm tworzenia się złuszczeń nie jest jesz-v cze w pełni wyjaśniony. Pojęciem tym określa się szereg zjawisk bardzo podobnych do siebie zewnętrznie, jak np. odpryskiwanic warstwowe, rozszczepianie, two rzenie się spękań wskutek nagłych zmian temperatury, gradientu temperatury czy też różnicy w rozszerzalności cieplnej poszczególnych faz tworzywa, tworzenie się rys i szczelin wskutek przemian fizykochemicznych tworzywa, czy też rozsadzanie wyrobów wskutek nadmiernego ciśnienia gazów zawartych w jego porach. Stąd też do słowa „łuszczenie*’ dodaje się różne przymiotniki bliżej określające rodzaj czy przyczynę, co nic zawsze oddaje istotę zjawiska, bowiem w złożonych warunkach pracy sklepień wymienione mechanizmy nakładają się na siebie komplikując mechanizm łuszczenia. Wspólnym rezultatem tych zjawisk jest właśnie łuszczenie, przejawiające się okresowym ubywaniem z warstwy roboczej wyłożenia kawałków materiału o większej lub mniejszej grubości.

Można stwierdzić, że przyczynami tworzenia się złu-szczeń są zjawiska wywołujące powstawanie w wyrobach naprężeń mechanicznych. Uwzględniając najistotniejsze z nich, można za Dennisem [14] oraz Burs-tem i Spieckermanem [15] wyróżnić trzy podstawowe typy łuszczenia:

—    łuszczenie termiczne — powodowane gwałtownym rozszerzaniem lub kurczeniem się tworzywa wyrobu podczas nagłych zmian jego temperatury,

—    łuszczenie mechaniczne — obserwowane najczęściej w sklepieniach — powodowane przenoszeniem naprężeń i deformacji na stosunkowo niewielkiej

powierzchni w gorących warstwach sklepienia, wynikłym z większej rozszerzalności tych stref oraz podnoszenia się sklepienia w górę,

— łuszczenie strukturalne — powodowane wytworzeniem się w wyrobach, wskutek gradientu temperatury i absorpcji topników, budowy strefowej o zróżnicowanych własnościach fizykochemicznych.

Początkowo za główną przyczynę tworzenia się złusz-czeń uważano migrację i odkładanie się topników w pewnej odległości od powierzchni pracującej, po osiągnięciu temperatury krzepnięcia. Wynikało to stąd, żc w badaniach wyrobów po pracy obserwowano zawsze w strefie spękań wzrost zawartości SIO*. Późniejsze doświadczenia z wyrobami wysokiej jakości, wykazującymi występowanie złuszczeń mimo znacznie ograniczonej możliwości migracji kazały przypuszczać, żc głównym powodem są naprężenia mechaniczne. Podstawowym ich źródłem są ekspansja wyłożeń wywoływana różnymi przyczynami oraz zmiany temperatury. Nie eliminuje to jednak wpływu budowy strefowej. Poszczególne strefy różnią się składem fazowym, co z kolei rzutuje na ich wytrzymałości w wysokich temperaturach, możliwości i szybkości relaksacji naprężeń, zmiany objętości wskutek infiltracji reagentów, a także i na różnice w rozszerzalności cieplnej poszczególnych stref. Granice stref różniących się szybkością i stopniem relaksacji naprężeń są bardzo podatne na spękania. Wpływ budowy strefowej wydaje się mieć mniejsze znaczenie w przypadku wyrobów o zwartej teksturze, gdzie infiltracja reagentów jest minimalna a strefy tworzą się poprzez dyfuzję, która jest tak powolnym procesem, żc zmiany tc mogą być przejęte przez pełzanie tworzywa.

Rys. 5. Potencjalna zależność grubości zluszczeń od wytrzymałości mechanicznej wyrobów w wysokich temperaturach (Jackson. Laming — 18i

Spękania inicjujące łuszczenie tworzą się najczęściej w warunkach leżących tuż za strefą roboczą, bowiem strefa ta pod wpływem działania wysokiej temperatury i topników jest zbyt miękka by powstały w niej spękania. Powstają one w strefach pośrednich między termoplastyczną a sztywną, które wskutek działania wysokiej temperatury są mniej wytrzymałe mechanicznie. Wiadomo jest, że ze wzrostem temperatury wytrzymałość mechaniczna wyrobów w większości przypadków maleje. Od charakterystyki zmian tej wytrzymałości zależeć będzie grubość tworzących się złuszczeń. Według Jacksona i Laminga [16], im ta wytrzymałość będzie wyższa i im powolniejszy będzie jej spadek ze wzrostem temperatury tym grubość złuszczeń będzie mniejsza (rys. 5). Nasuwa to wniosek, że grubość złuszczeń a tym samym i intensywność zużywania się wyrobów przez łuszczenie można zmniejszyć poprzez poprawienie wytrzymałości mechanicznej wyrobów w wysokich temperaturach.

#

74

/