Grundlagen der Verschleißschutztechnik für Schüttgüter (Teil 1)

Schematische Darstellung von Abrasiv- (a) und Prallverschleiß (b)

Kontakt zwischen harter kugelförmiger Schüttgutpartikel und Wand

Kritische Partikel-Aufprallgeschwindigkeiten u_P,F zur Erzeugung plastischer Verformung im Grundkörper

Kaltverfestigung eines Stahls mit 0,3 M.-% C durch Beschuß mit Gußeisenpellets, D_P = (1,0 –1,5) mm [7]

Aufbau/Struktur eines metallischen Werkstoffs im Oberflächenbereich

Die drei grundlegenden Rißöffnungsarten I, II, III

Vorgänge an der Rißfront

Entstehung eines lateralen Bruchs

Verschleißmechanismen [15]: (a) Mikropflügen, (b) Mikrospanen, (c) Mikroermüdung, (d) Mikrobrechen

Ausgemessene Abrasivverschleiß-Furchen

Heterogener Wandwerkstoff: Mögliche Verschleißmechanismen

Dichtung eines Entlüftungs-Kugelhahns

Zusammenfassung: Verschleiß bei der Handhabung von Schüttgütern ist in einer Vielzahl von Industrien ein Faktor, der die Verfügbarkeit von Anlagen begrenzt und damit die Betriebs- bzw. Produktionskosten wesentlich erhöht. Mit dem nachfolgenden Beitrag wird versucht, dem betroffenen Anlagenbetreiber eine fundierte Basis zur Beurteilung, Einordnung und Lösung seiner Verschleißprobleme bereit zu stellen. Nach einem Überblick über relevante kontakt- und bruchmechanische Zusammenhänge werden systematisch die grundsätzlichen, auf den Verschleißvorgang und die Höhe des Verschleißes Einfluss nehmenden, Abhängigkeiten analysiert. Im zweiten Teil werden entsprechende Berechnungsansätze und -modelle vorgestellt. Ein Anwendungsbeispiel, das den Systemcharakter des Verschleißproblems betont, schließt den Bericht ab.

1 Einleitung

Die Lebensdauer bzw. Verfügbarkeit der Apparate und Anlagen, die für den Transport oder die Handhabung von Schüttgütern eingesetzt werden, wird häufig durch den Verschleiß der vom Feststoff temporär oder permanent kontaktierten Wandoberflächen bestimmt. Das heißt aber nicht, dass allein die Schüttgut- und Feststoffeigenschaften diesen Vorgang dominieren. Auch die speziellen Betriebsbedingungen, z. B. Relativgeschwindigkeit Schüttgut-Wand, Anpressdruck oder Arbeitstemperatur, sowie die Wandgeometrie, die Struktur und Eigenschaften des Wandwerkstoffs und das Zwischenraummedium...