கட்டுரை எண்.146 | சிதைவுகள் உட்பதிதல் மற்றும் உராய்வுத் தேய்மானம்: ஒரு மென் உருளை உங்கள் அலுமினியத் தடத்தை எவ்வாறு காப்பாற்றும்
கட்டுரை எண்.146 | சிதைவுகள் உட்பதிதல் மற்றும் உராய்வுத் தேய்மானம்: ஒரு மென் உருளை உங்கள் அலுமினியத் தடத்தை எவ்வாறு காப்பாற்றும்
நகரும் கதவுரோல்மேலும் அதன் தடம், எந்தவொரு கட்டிடத்திலும் மிகவும் எளிதில் தேய்மானத்திற்கு உள்ளாகும் பாகங்களில் ஒன்றாகும். நாளுக்கு நாள், அந்த உருளை ஒரு கனமான கண்ணாடி அல்லது மரப் பலகையின் முழு எடையையும் அலுமினியத் தடத்தில் சுமந்து செல்கிறது, அதே நேரத்தில் தூசி, மணல் மற்றும் காற்றில் பரவும் துகள்கள் அதன் ஓடும் பரப்பில் படிகின்றன. கடினமான உருளை தேய்மானத்தை சிறப்பாக எதிர்க்கும் என்ற வழக்கமான கருத்து, இந்தப் பயன்பாட்டில் முற்றிலும் தவறானது என்று நிரூபிக்கப்படுகிறது. மிகவும் கடினமான ஒரு உருளை தானாகவே தேய்வதில்லை; மாறாக, அது குப்பைகளைத் தடத்தில் அரைத்து, பாதிப்பில்லாத துகள்களைப் பதிக்கப்பட்ட சிராய்ப்புகளாக மாற்றி, அவை படிப்படியாக அலுமினிய ஓடும் பரப்பை அழிக்கின்றன. குப்பைகள் பதிக்கப்படுவதன் உராய்வியல் தன்மையைப் புரிந்துகொள்வது, ஒரு மென்மையான உருளை ஏன் முழு சறுக்கும் அமைப்பின் ஆயுளையும் நீட்டிக்க முடியும் என்பதை வெளிப்படுத்துகிறது.
மூன்றாம் பொருள் உராய்வின் சிக்கல்
ஒரு சிறந்த நெகிழ் கதவு அமைப்பில்,ரோல்மேலும், அவற்றுக்கு இடையில் ஒரு மெல்லிய மசகுப் படலம் மட்டுமே இருக்க, தடங்கள் நேரடியாக ஒன்றையொன்று தொடும். நிஜ உலகச் சூழல்கள் மிகவும் குழப்பமானவை. காற்றில் பரவும் தூசி, காலணிகளில் ஒட்டிக்கொண்டு வரும் மணல் துகள்கள், அருகிலுள்ள கட்டுமானப் பணிகளிலிருந்து வரும் கழிவுகள், காய்ந்த இலைகள் மற்றும் பூச்சித் துண்டுகள் கூட தடத்தின் மேற்பரப்பில் வந்து சேர்கின்றன. உருளை இந்தத் துகள்களின் மீது கடந்து செல்லும்போது, இரண்டு விஷயங்களில் ஒன்று நிகழ்கிறது. துகளுடன் ஒப்பிடும்போது உருளையின் பொருள் போதுமான அளவு மென்மையாக இருந்தால், அந்தத் துகள் உருளையின் மேற்பரப்பில் பதிந்து, பாலிமர் அல்லது எலாஸ்டோமருக்குள் பாதிப்பில்லாமல் சிக்கிக்கொள்கிறது. உருளை மிகவும் கடினமாக இருந்தால், துகளால் பதிய முடியாது, மாறாக அது தடத்தின் மேற்பரப்பில் அழுத்தப்பட்டு, ஒவ்வொரு முறையும் கடந்து செல்லும்போது அலுமினியத்தைக் கீறி, பள்ளமாக்குகிறது. இதுவே மூன்றாம் பொருள் உராய்வின் அடிப்படைக் செயல்முறையாகும்—கழிவுகள் வெட்டும் கருவியாகவும், தடம் வேலைப் பொருளாகவும் மாறுகிறது. இந்தச் சேதம் படிப்படியாகக் கூடி, மீள முடியாததாகிறது. ஒவ்வொரு கீறலும் ஒரு புதிய அழுத்தச் செறிவையும், அரிப்பு தொடங்குவதற்கான ஒரு புதிய இடத்தையும் உருவாக்குகிறது.
கடினத்தன்மை பொருந்தாமை மற்றும் தட அழிவு
அலுமினியம் என்பது அடிப்படையில் ஒரு மென்மையான கட்டமைப்பு உலோகம் ஆகும். கட்டிடக்கலை சார்ந்த வார்ப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் கடினப்படுத்தப்பட்ட கலப்புலோகங்களான 6063-T5 அல்லது 6061-T6 கூட, 60 முதல் 95 வரையிலான பிரினெல் கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. காற்றில் பரவும் பொதுவான சிராய்ப்புத் துகள்கள், குறிப்பாக சிலிக்கா மணல், நூப் அளவுகோலில் சுமார் 800 முதல் 1000 வரையிலான கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன. இதனால் அவை அலுமினியத் தண்டவாளத்தை விட மிகவும் கடினமானவை. ஒரு எஃகுரோல்200 முதல் 400 பிரினெல் வரையிலான கடினத்தன்மை கொண்ட இது, அலுமினியத்தை விட மிகவும் கடினமானது, ஆனால் சிலிக்கா துகள்களை விட மென்மையானது. ஒரு எஃகு உருளை அலுமினியத் தடத்தில் மணலை எதிர்கொள்ளும்போது, அந்தத் துகள் எஃகில் பதிய முடியாது. அது மேலே உள்ள உருளை மற்றும் கீழே உள்ள தடம் ஆகிய இரண்டு கடினமான பரப்புகளுக்கு இடையில் சிக்கிக்கொள்கிறது. உருளையின் எடையும் சறுக்கும் இயக்கமும் அந்தத் துகளை அலுமினியத்திற்குள் செலுத்துகின்றன, இது தடத்தில் ஒரு பள்ளத்தை உருவாக்கும் உழவுச் செயலை ஏற்படுத்துகிறது. ஆயிரக்கணக்கான கதவு சுழற்சிகளுக்குப் பிறகு, இந்த நுண்ணிய பள்ளங்கள் படிந்து, கண்ணுக்குத் தெரியும் கீறல்களாகவும், பின்னர் மென்மையான உருளலுக்கு இடையூறு விளைவிக்கும் ஆழமான பள்ளங்களாகவும் மாறுகின்றன. எஃகு உருளை ஒப்பீட்டளவில் சேதமடையாமல் இருக்கும்போது, தடம் படிப்படியாக அழிக்கப்படுகிறது.
மென்மையான ரோலர் தீர்வு
ஒருரோல்பொதுவாக பாலிஅமைடு, அசிட்டால், பாலியூரிதேன் அல்லது தெர்மோபிளாஸ்டிக் எலாஸ்டோமர் போன்ற பொறியியல் பாலிமரிலிருந்து தயாரிக்கப்படும் உருளைகள், குப்பைகளுடன் முற்றிலும் மாறுபட்ட ஒரு இடைவினையை வழங்குகின்றன. இந்தப் பொருட்களின் கடினத்தன்மை மதிப்புகள் பொதுவாக 60 முதல் 95 ஷோர் D வரம்பில் இருக்கும், இது சிலிக்கா மணலை விடப் பல மடங்கு மென்மையானது. அத்தகைய உருளை தண்டவாளத்தில் உள்ள ஒரு கடினமான துகளை எதிர்கொள்ளும்போது, அந்தத் துகள் அலுமினியத்தில் அழுத்துவதற்குப் பதிலாக உருளையின் மேற்பரப்பில் அழுத்துகிறது. பாலிமர் அந்தத் துகளைச் சுற்றி மீள்விசையுடனோ அல்லது நெகிழ்வுடனோ உருமாறி, அதை உருளையின் தடத்தில் சிக்க வைக்கிறது. இந்த உள்ளிழுத்தல், உருளும் இடைமுகத்திலிருந்து துகளை அகற்றி, அது தண்டவாளத்திற்கு எதிராக ஒரு வெட்டும் கருவியாகச் செயல்படுவதைத் தடுக்கிறது. உருளை ஒரு தியாகக் குப்பைப் பொறியாக மாறி, அதன் மேற்பரப்பு அடுக்கில் துகள்களைக் குவித்து, அதே நேரத்தில் கீழே உள்ள தண்டவாளத்தைப் பாதுகாக்கிறது. இந்தச் செயல்முறைக்கு விளைவுகளும் உண்டு—உள்ளிழுக்கப்பட்ட துகள்கள் இறுதியில் உருளையின் செயல்திறன் மிக்க மேற்பரப்பு சொரசொரப்பை அதிகரித்து, உருளையின் தேய்மானத்தையும் விரைவுபடுத்தக்கூடும்—ஆனால் இதன் பரிமாற்றம் மிகவும் சாதகமானது. தேய்ந்த பாலிமர் உருளையை ஒவ்வொரு சில வருடங்களுக்கும் மாற்றுவது மலிவானதும் நேரடியானதும் ஆகும். கீறல் விழுந்த அலுமினியத் தண்டவாளத்தை மாற்றுவது என்பது, சட்டகத்தைப் பிரித்தல், மேற்பூச்சைச் சீரமைத்தல் மற்றும் கணிசமான தொழிலாளர் செலவு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய ஒரு பெரிய கட்டிடப் பழுதுபார்ப்புப் பணியாகும்.
உகந்த உட்பொதிவிற்கான பொருள் தேர்வு
எல்லா மென் உருளைகளும் குப்பைகளைப் பதிய வைப்பதில் ஒரே மாதிரியான செயல்திறன் கொண்டிருப்பதில்லை.ரோல்ஒரு பொருளானது, ஒன்றுக்கொன்று முரண்படும் பல தேவைகளைச் சமநிலைப்படுத்த வேண்டும்: அதிகப்படியான உருக்குலைவின்றி கதவின் எடையைத் தாங்குவதற்குப் போதுமான கடினத்தன்மை, துகள்கள் உட்பதிவதற்கு அனுமதிக்கும் அளவுக்குப் போதுமான மென்மை, துகள்கள் மேற்பரப்பில் அழுத்தப்படும்போது கிழிவதைத் தடுக்கும் அளவுக்குப் போதுமான உறுதித்தன்மை, மற்றும் கதவின் சீரான செயல்பாட்டிற்கான குறைந்த உருளும் எதிர்ப்பு. பாலிஅமைடு உருளைகள், மிதமான எடை கொண்ட கதவுகளுக்கு, போதுமான சுமை தாங்கும் திறன் மற்றும் ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய உட்பதிப்புப் பண்புகளுடன் ஒரு நல்ல சமநிலையை வழங்குகின்றன. பாலியூரிதேன் உருளைகள் அதிக சுமை தாங்கும் திறனையும் சிறந்த மீள் மீட்சியையும் வழங்குகின்றன; இது துகள்களைச் சுற்றி உருக்குலைந்து, பின்னர் மீண்டும் பழைய நிலைக்குத் திரும்பி, காலப்போக்கில் குப்பைகளை வெளியேற்ற அனுமதிக்கிறது. கனமான வர்த்தகக் கதவுகளுக்கு, தெர்மோபிளாஸ்டிக் எலாஸ்டோமர் உருளைகள், கடினமான பாலிமர்களின் சுமை தாங்கும் பண்புகளையும், திறமையான குப்பை மேலாண்மைக்குத் தேவையான இணக்கத்தன்மையையும் ஒருங்கிணைக்கின்றன. சில உயர்தர உருளை வடிவமைப்புகள் ஒரு கலப்பு அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன: கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாட்டிற்கான ஒரு கடினமான மையப்பகுதி மற்றும் துகள்கள் உட்பதிவதற்காகவே பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு மென்மையான மிதி அடுக்கு. இந்த அடுக்கு அணுகுமுறை, சுமை தாங்கும் திறன் மற்றும் குப்பைப் பண்பு ஆகியவற்றைத் தனித்தனியாக உகந்ததாக்க அனுமதிக்கிறது.
கடலோர மற்றும் வறண்ட சூழல்களில் தடப் பாதுகாப்பு
சறுக்குக் கதவு உள்ள இரண்டு சூழல்களில், சிதைவுகள் பதியும் பொறிமுறையானது மிக முக்கியமானதாகிறது.ரோல்அமைப்புகள் கடுமையான சூழ்நிலைகளை எதிர்கொள்கின்றன. கடலோரப் பகுதிகளில், காற்றில் பரவும் குப்பைகளில் சிலிக்கா மணல் மட்டுமல்லாமல், உராய்வு மற்றும் அரிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடிய உப்புப் படிகங்களும் அடங்கும். ஒரு பாலிமர் ரோலரில் பதிக்கப்பட்ட உப்புத் துகள்கள், அந்த ரோலரின் மூலப்பொருளாலேயே அலுமினியத் தடத்திலிருந்து பிரிக்கப்படுகின்றன. இதனால், அதே துகள்கள் தடத்தின் மேற்பரப்பில் தேய்க்கப்பட்டால் ஏற்படக்கூடிய கால்வனிக் மற்றும் வேதியியல் அரிப்பு குறைகிறது. வறண்ட மற்றும் பாலைவனச் சூழல்களில், காற்றில் பரவும் நுண்ணிய தூசி தொடர்ந்து காணப்படும். பெரும்பாலும் குவார்ட்ஸ் துகள்களால் ஆன இந்தத் தூசி, தடங்களில் தொடர்ந்து படியும். இந்தச் சூழ்நிலைகளில் ஒரு கடினமான ரோலர், ஒவ்வொரு முறையும் தடத்தின் மேற்பரப்பைத் தேய்த்து, ஒரு அரைக்கும் சக்கரம் போல திறம்பட செயல்படுகிறது. ஒரு மென்மையான ரோலர் தூசித் துகள்களைத் தனது மிதிப்பகுதிக்குள் உறிஞ்சிக்கொள்கிறது. மேலும், தூய்மையான சூழல்களை விட இந்த ரோலரை அடிக்கடி மாற்ற வேண்டியிருந்தாலும், கதவின் ஆயுட்காலம் முழுவதும் தடம் பயன்பாட்டிற்கு உகந்ததாகவே இருக்கும். இதற்கு மாற்றாக, கீறல்கள் விழுந்து மாற்றப்பட வேண்டிய ஒரு தடம், மிகவும் இடையூறு விளைவிப்பதாகவும் அதிக செலவு மிக்கதாகவும் இருக்கும்.
ஒரு நழுவும் அமைப்பில் தேய்மான விகிதங்களைச் சமநிலைப்படுத்துதல்
அமைப்பு வடிவமைப்பு கண்ணோட்டத்தில்,ரோல்மேலும், டிராக் என்பது தேய்மானத்தைத் தாங்கும் ஒரு ஜோடியாகக் கருதப்பட வேண்டும், இதில் ஒரு கூறு வேண்டுமென்றே தியாகம் செய்யப்படும் ஒரு பாகமாக வடிவமைக்கப்படுகிறது. வாகனப் பொறியியலில், பிரேக் பேடுகளை விட பிரேக் டிஸ்க்குகள் மென்மையானவை, ஏனெனில் பேடுகளை எளிதில் மாற்ற முடியும், ஆனால் டிஸ்க்குகளை மாற்ற முடியாது. இதே கொள்கைதான் சறுக்குக் கதவுகளின் வன்பொருளுக்கும் பொருந்தும். ரோலரை எளிதில் அணுக முடியும், அது ஒப்பீட்டளவில் விலை மலிவானது, மேலும் ஒரு பராமரிப்பு தொழில்நுட்ப வல்லுநரால் சில நிமிடங்களில் அதை மாற்றிவிட முடியும். டிராக் என்பது கதவுச் சட்டகத்தின் ஒரு ஒருங்கிணைந்த பகுதியாகும், அதை அணுகுவது செலவு மிக்கது, மேலும் அதை மாற்றுவதற்கும் அதிக செலவாகும். ரோலரை மென்மையான, தியாகம் செய்யப்படும் ஒரு பாகமாக வடிவமைப்பது—அது தேய்ந்து, அவ்வப்போது மாற்றப்பட வேண்டியிருக்கும் என்பதை ஏற்றுக்கொள்வது—நீண்ட காலத்திற்கு டிராக்கைப் பாதுகாக்கிறது. இந்த வடிவமைப்புத் தத்துவம், ஆயுட்காலச் செலவு உகப்பாக்கத்துடன் முழுமையாக ஒத்துப்போகிறது. ஐந்து முதல் எட்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை பாலிமர் ரோலர்களை மாற்றும் ஒரு கட்டிட உரிமையாளர், முப்பது வருட கட்டிட ஆயுட்காலத்தில், எஃகு ரோலர்களைப் பொருத்தி, பதினைந்து அல்லது இருபது ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு கீறல்கள் உள்ள அலுமினிய டிராக்குகளை மாற்ற வேண்டிய ஒருவரை விட மிகக் குறைவாகவே செலவிடுவார்.
முடிவு
கடினமான பொருட்கள் தேய்மானத்தை சிறப்பாக எதிர்க்கும் என்ற உள்ளுணர்வு, மூன்றாம் தரப்பு உராய்வுப் பொருட்களின் முன்னிலையில் தோல்வியடைகிறது. ஒரு நழுவும் கதவுரோல்பொறியியல் பாலிமரால் செய்யப்பட்ட இது, அது சந்திக்கும் குப்பைத் துகள்களை விட மென்மையானது. இது, அந்தத் துகள்கள் தண்டவாளத்தைக் கிழித்துக்கொண்டு செல்வதற்குப் பதிலாக, தனது சொந்த மேற்பரப்பில் பாதிப்பின்றிப் பதிய அனுமதிப்பதன் மூலம் அலுமினியத் தண்டவாளத்தைப் பாதுகாக்கிறது. இந்தத் தியாகச் செயல்பாடு, உருளையை ஒரு சாதாரண பளு தாங்கும் சக்கரத்திலிருந்து, செயல்திறன் மிக்க குப்பை மேலாண்மை சாதனமாக மாற்றுகிறது. தண்டவாளம் வழுவழுப்பாகவே இருக்கிறது, கதவு தொடர்ந்து சத்தமின்றி நகர்கிறது, மேலும் அவ்வப்போது உருளையை மாற்றுவது மட்டுமே பராமரிப்புச் செலவாகும்—இது நாட்கள் மற்றும் ஆயிரக்கணக்கான டாலர்களுக்குப் பதிலாக நிமிடங்கள் மற்றும் பத்து டாலர்களில் கணக்கிடப்படும் ஒரு பணியாகும். ஒரு சறுக்குக் கதவின் உராய்வியல் சூழலில், இந்த மென்மையான உருளை ஒரு பலவீனமான இணைப்பு அல்ல. அதுவே அமைப்பின் மற்ற பகுதிகளைப் பாதுகாக்கும் ஒரு பாகமாகும்.
