تاثیر افزودنی های ضد سایش بر عمر روکش غلطک چیست؟

۱. مفهوم سایش در روکش غلطک‌ها

غلطک‌ها در صنایع مختلف مانند فولاد، کاغذ، چاپ، لاستیک‌سازی، نساجی، معدن و سیمان مورد استفاده قرار می‌گیرند. سطح این غلطک‌ها معمولاً با موادی مانند لاستیک طبیعی، پلی‌یورتان، نئوپرن، سیلیکون یا روکش‌های فلزی پوشیده می‌شود تا مقاومت و عملکرد لازم را فراهم کنند.
اما در طول کارکرد، تماس مداوم سطح غلطک با مواد خام یا اجسام ساینده، باعث فرسایش تدریجی سطح می‌شود. این فرسایش به‌صورت از بین رفتن لایه‌ی سطحی، کاهش صافی، افت چسبندگی و در نهایت از کار افتادن غلطک ظاهر می‌گردد. در اینجا است که افزودنی‌های ضد سایش وارد عمل می‌شوند تا این فرایند را کند یا متوقف کنند.

۲. نقش افزودنی‌های ضد سایش در روکش غلطک

افزودنی‌های ضد سایش موادی هستند که به فرمولاسیون ترکیبات روکش (اعم از لاستیکی یا پلیمری) افزوده می‌شوند تا مقاومت سطح در برابر سایش، اصطکاک و خراش را افزایش دهند. این افزودنی‌ها با تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی روکش باعث می‌شوند که سطح دیرتر فرسوده شود و انرژی اصطکاکی کمتری از بین برود.

به‌طور خلاصه، مهم‌ترین نقش آن‌ها عبارت است از:

• افزایش سختی سطحی بدون کاهش انعطاف‌پذیری
• کاهش اصطکاک بین غلطک و ماده عبوری
• جلوگیری از ایجاد خراش یا بریدگی‌های سطحی
• حفظ یکنواختی سطح و صافی روکش در طول زمان
• افزایش مقاومت به دما و فشارهای عملیاتی

۳. انواع افزودنی‌های ضد سایش

افزودنی‌های ضد سایش را می‌توان به چند گروه اصلی تقسیم کرد که هر کدام مکانیسم اثر متفاوتی دارند:

الف) افزودنی‌های معدنی و پرکننده‌های سخت

این گروه شامل موادی مانند سیلیس، آلومینا، کربنات کلسیم، تیتانیا و کاربیدها (مانند SiC و WC) است.
این ذرات سخت درون ماتریس پلیمری توزیع می‌شوند و مانع از نفوذ ذرات ساینده به عمق سطح می‌گردند. به‌عبارت دیگر، این افزودنی‌ها مانند سپری فیزیکی از سطح محافظت می‌کنند.

ب) افزودنی‌های روان‌ساز جامد

موادی مانند گرافیت، مولیبدن دی‌سولفید (MoS₂) و PTFE (تفلون) با ایجاد یک لایه نازک لغزان در سطح، اصطکاک را کاهش می‌دهند و مانع از سایش چسبنده می‌شوند. این مواد بیشتر در روکش‌های لاستیکی نرم یا در شرایطی که تماس خشک وجود دارد، مؤثرند.

ج) افزودنی‌های شیمیایی واکنشی

این نوع افزودنی‌ها در دمای کار یا در اثر تماس با سطوح فلزی، واکنش داده و لایه‌ای محافظ ایجاد می‌کنند. لایه حاصل معمولاً نازک اما بسیار سخت و مقاوم است. فسفات‌ها و سولفیدهای آلی از این نوع هستند.

د) نانوذرات ضد سایش

در سال‌های اخیر، استفاده از نانوذرات مانند نانوسیلیکا، نانورس، نانوآلومینا و نانولوله‌های کربنی باعث تحولی بزرگ در دوام روکش‌ها شده است. این نانوذرات نه تنها مقاومت سایشی را افزایش می‌دهند بلکه چسبندگی بین پلیمر و زیرلایه را نیز بهبود می‌بخشند.

۴. مکانیزم عملکرد افزودنی‌های ضد سایش

اثر ضد سایش این افزودنی‌ها از چند مسیر حاصل می‌شود:

1. افزایش سختی سطح: افزودنی‌های معدنی و نانوساختارها باعث افزایش مدول الاستیسیته سطح می‌شوند و مقاومت به خراش را بالا می‌برند.
2. کاهش اصطکاک: افزودنی‌های روان‌ساز با کاهش تماس واقعی سطح و لغزش نرم‌تر، سایش را کاهش می‌دهند.
3. ایجاد لایه محافظ: افزودنی‌های واکنشی یا نانوذرات با تشکیل فیلم محافظ، مانع تماس مستقیم ماده ساینده با بستر می‌شوند.
4. جذب انرژی ضربه: در برخی مواد لاستیکی، افزودنی‌ها ساختار شبکه‌ای را تقویت کرده و انرژی ضربه‌های مکرر را پخش می‌کنند.

۵. تأثیر بر عمر مفید روکش

تحقیقات و تجربه صنعتی نشان داده است که افزودن مقدار مناسب افزودنی ضد سایش می‌تواند عمر مفید روکش غلطک را ۲ تا ۵ برابر افزایش دهد.
برای مثال:

• در غلطک‌های فولادسازی، افزودن ۵٪ نانوآلومینا باعث افزایش ۳۰۰٪ در مقاومت سایشی شده است.
• در صنایع چاپ، افزودنی PTFE موجب حفظ صافی سطح تا دو برابر زمان معمول می‌شود.
• در غلطک‌های انتقال مواد معدنی، ترکیب سیلیس و گرافیت دوام روکش را تا ۴ برابر افزایش داده است.

افزایش عمر نه تنها باعث صرفه‌جویی اقتصادی می‌شود، بلکه توقف‌های ناشی از تعمیر و تعویض روکش را نیز کاهش می‌دهد.

۶. ملاحظات در استفاده از افزودنی‌های ضد سایش

اگرچه استفاده از این افزودنی‌ها مزایای زیادی دارد، اما باید نکاتی نیز در طراحی و فرمولاسیون رعایت شود:

• تناسب مقدار افزودنی: مقدار بیش از حد می‌تواند موجب شکنندگی و کاهش انعطاف‌پذیری روکش شود.
• توزیع یکنواخت: ذرات باید به‌طور همگن در ترکیب پخش شوند تا نقاط ضعیف ایجاد نشود.
• سازگاری شیمیایی: افزودنی باید با ماتریس اصلی (لاستیک یا پلیمر) سازگار باشد تا چسبندگی سطحی حفظ شود.
• شرایط کاری: نوع افزودنی باید با دمای کار، نوع ماده عبوری و فشار تماس تطبیق داده شود.

۷. مزایای کلی استفاده از افزودنی‌های ضد سایش

1. افزایش طول عمر و کاهش هزینه‌های نگهداری
2. بهبود کیفیت سطح محصول نهایی (در چاپ، کاغذ یا فولاد)
3. کاهش توقف خط تولید به دلیل خرابی غلطک‌ها
4. افزایش پایداری مکانیکی و حرارتی روکش
5. کاهش مصرف انرژی به دلیل اصطکاک کمتر

۸. نتیجه‌گیری

افزودنی‌های ضد سایش یکی از عوامل کلیدی در افزایش کارایی و طول عمر روکش غلطک‌ها هستند. این افزودنی‌ها با ایجاد لایه‌های محافظ، افزایش سختی سطح، کاهش اصطکاک و بهبود چسبندگی، میزان سایش را به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهند. انتخاب نوع و مقدار مناسب افزودنی باید بر اساس شرایط کاری غلطک، جنس روکش و نوع ماده عبوری انجام گیرد.
در نتیجه، استفاده صحیح از افزودنی‌های ضد سایش نه تنها هزینه‌های تعمیر و تعویض را کاهش می‌دهد، بلکه موجب پایداری کیفیت تولید و افزایش بهره‌وری کل سیستم می‌شود.

جدول خلاصه تأثیر افزودنی‌های ضد سایش بر روکش غلطک‌ها:

برای خرید محصولات مرتبط با روکش غلطک می توانید به سایت مبنا مراجعه بفرمایید.