یکی از اساسی ترین مشکلاتی که در صنعت با آن مواجه بوده و رفع آن داشتن اطلاعات کاربردی دقیقی را طلب میکند پدیده سایش می باشد.

سایش به طورکلی بصورت از بین رفتن مواد به علت تماس و درگیری سطح با عامل خارجی تعریف می‌شود.

 

معمولا معیار اندازه گیری سایش، مقدار کاهش وزن در برابر انجام پدیده سایش است. مقاومت در برابر سایش یک ویژگی ذاتی مواد نیست بلکه به ساختار ماده و شرایط کارکرد آن وابسته است.

 لغزش یک ماده یا یک سطح روی سطحی دیگر که در واقع یک کار مکانیکی محسوب می شود باعث کنده شدن ذرات موجود در سطح گشته و سایش سطحی را بوجود می آورد.

 اغلب فرآیندهای سایشی در اثر برش یا تراش بوجود می آیند مثلاً در اثر عملیات ماشینکاری، یک وسیله ساینده در سطح فلز فرورفته و باعث کنده شدن ذرات سطح می گردد.

براده هایی که از محل سایش بدست می آیند حاوی ذرات بسیار ریزی هستند که از قلم تراش درحین عملیات ماشین کاری جدا می شوند.

 جهت انجام پدیده سایش لازم است سختی فلز ساینده از فلز تحت سایش بیشتر باشد در غیر اینصورت پدیده سایش شبیه خوردگی و اکسیداسیون بوده و سایش ناچیزی بوجود خواهد آمد.

عوامل مؤثر برسایش به دو دسته متالورژیکی و کاربردی تقسیم می شوند که ،سختی ،چقرمگی ساختار میکروسکوپی و ترکیب شیمیایی را از عوامل متالورژیکی و نوع ساینده و مشخصات آن سرعت روش و نوع بارگذاری را از عوامل کاربردی می توان نام برد.

۱- سایش توسط ساینده ها:

 

 سایش در اثر عوامل متعددی پیش می آید لذا شناخت انواع سایش، انتخاب مقاوم ترین ماده در مقابل آنرا میسر می سازد.

سایشی که توسط ساینده ها صورت می گیرد یکی از انواع مهم آن بشمار می رود که حدوداً ۵۰% کل سایش موجود در صنعت را به خود اختصاص می دهد. حضور مواد ساینده فلزی و غیرفلزی و یا موادی که از محیط خارج اضافه میشوند سبب بروز این نوع سایش می گردد.

طبق نظریه  Avery سایش توسط مواد ساینده به سه گروه زیر تقسیم می شود:

۱- سایش تحت تنش های پائین Low Stress Abrasion

۲-  سایش تحت تنش های بالا و یا آسیاب کردن Grinding Wear or High Stress Abrasion

۳- سایش در اثر کنده شدن مواد Gouging Wear

 

۲- سایش تحت تنش های پائین:

 

 این نوع سایش هنگامی اتفاق می افتد که مواد ساینده با آزادی روی سطح مورد نظر حرکت نمایند در این حالت تنش های اعمال شده توسط ذرات ساینده خرد نشده و نیز میزان تغییر شکل روی سطح حداقل بوده و تنها خراش های سطحی دیده می شود.

 این نوع سایش در تجهیزات انتقال مواد جامد نظیر ناودانی ها بونکرها، سرندهای ویبره ای و غیره مشاهده می گردد.

 

۳- سایش تحت تنش های بالا یا آسیاب کردن:

 

 این نوع سایش هنگامی اتفاق می افتد که دو سطح در حضور ذرات ساینده ای که بین آن ها قرار می گیرند روی هم حرکت نموده و یا بار از یک سطح به سطح دیگر اعمال شود. بار اعمال شده نسبت به کل سطح کم می باشد اما تنش های موازی اعمال شده برذرات به قدری بالا است که ذرات ساینده را خرد می نماید.

 و در صورت پائین بودن استحکام تسلیم یا سختی ،سطوح موجب تغییر شکل پلاستیک شده و سبب بروز ترک های ریز و خراش در سطوح می شود.

 این نوع سایش در صنعت سیمان نظیر آستر آسیاب های گلوله ای (Ball Mill Liners) و گلوله های آسیاب مشاهده می گردد.

 

 

 

۴- سایش در اثر کندگی:

 

 این نوع سایش هنگامی اتفاق میافتد که ذرات ساینده نظیر کلوخه های ساینده با چنان ضربه ای به سطوح مورد نظر برخورد می نمایند که ذرات درشت از سطوح سایشی کنده شده و در نتیجه شیارهای عمیقی روی سطوح بوجود می آید.

 این نوع سایش در خطوط انتقال کلوخه های بزرگ خردکننده های فکی Jaw Crushers و غیره مشاهده می گردد.

 

 

۵- سایش در اثر ضربه:

 

 در این نوع سایش برخلاف سایش در اثر کندگی عملی که عمدتاً سبب سایش می شود بجای حرکت ذرات ساینده روی سطوح ضربه های وارد شده توسط ذرات ساینده می باشد.

 به عبارتی دیگر تمایز این نوع سایش با سایش در اثر کندگی از جهت اعمال نیروهای ضربه ای بالاتر می باشد مکانیزم عمل این نوع سایش بصورت ایجاد خطوطی در سطوح و نهایتاً کندگی در مقیاس میکروسکوپی می باشد. این نوع سایش در چکش های خردکننده سنگ های معدنی مشاهده می گردد.

 

انواع مکانیزم سایش:

 

عمـده تـرين مكـانيزم هـاي سـايش عبارتنـد از : سايش چسبان، سايش خراشان، سايش خستگي، ورقه اي شدن و سايش تريبو شيميايي

همچنين سـايش خراشان نيز به دو بخش عمده سايش دو جـسمي و سـايش سـه جـسمي تقـسيم بندي مـي شـود .

 

 

۱-سایش خراشان:

 

سايش خراشان هنگامي رخ مي دهد كه برآمدگي هاي يك سطح سخت و يا ذرات سخت موجود در بين دو سطح بر روي سطح نرمتر لغزيده، موجب آسيب آن گردند.

الف-دوجسمی:

یک سطح سخت و زبر در برابر یک سطح نرم تر حرکت لغزشی داشته، درآن فرورفته و شیار ایجاد نماید که نتیجه آن کاهش وزن در نمونه نرم است.

ب- سه جسمی:

یک ذره ساینده در فصل مشترک دو سطح در حال لغزش قرار گیرد و از هر دو سطح ذراتی را جدا می شود.

 

۲-سایش چسبان:

 

سايش چسبان معمولاً در سرعت هاي پايين و فشار بالا ميان سطوحي كه در تماس لغزشي با هم قرار دارند اتفاق مي افتد. مكانيزم غالب در سايش چسبان بر اساس جدا شدن ذرات در اثر اتصال چسبان و يا به اصطلاح جوش سرد است. در اين مكانيزم جدا شدن ذرات از سطح با برش پلاستيك همراه است.

 

۳- سایش خوردگی:

 

این سایش زمانی حادث می شود که تماس دو سطح با یکدیگر در حضور یک محیط خورنده صورت گیرد.

فرآیند سایش با تشکیل لایه های محصول واکنش و جداسازی مداوم لایه های واکنش در سطح تماس ادامه می یابد. معمولا این لایه ها اکسیدی هستند.

 

۴- سایش خستگی سطحی:

 

این سایش را می توان با تشکیل میکرو ترک و جدا شدن ماده از سطح به علت اعمال تنش های سیکلی ایجاد کرد.

-ترک ها هم می توانند سطحی باشند هم زیر سطحی.

تنش های سیکلی سطحی می تواند ناشی از غلتش و یا لغزش و یا ضربه در محل تماس مواد باشد.

 

نوشته های مرتبط در عصر مواد:

فولادهای هادفیلد، راهکاری برای مصارف مقاوم به سایش (قسمت اول)

فولادهای هادفیلد، راهکاری برای مصارف مقاوم به سایش (قسمت دوم)