پوری صنعت میں بھروسے کو بہتر بنانے کی مانگ میں اضافہ کا مطلب ہے کہ انجینئرز کو اپنے آلات کے تمام اجزاء پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔بیئرنگ سسٹم مشین کے اہم حصے ہیں اور ان کی ناکامی کے تباہ کن اور مہنگے نتائج ہو سکتے ہیں۔بیئرنگ ڈیزائن کا وشوسنییتا پر بڑا اثر پڑتا ہے، خاص طور پر انتہائی آپریٹنگ حالات میں جس میں اعلی یا کم درجہ حرارت، ویکیوم اور سنکنرن ماحول شامل ہیں۔یہ مضمون چیلنج کرنے والے ماحول کے لیے بیرنگ کی وضاحت کرتے وقت اٹھائے جانے والے تحفظات کا خاکہ پیش کرتا ہے، تاکہ انجینئرز اپنے آلات کی اعلیٰ وشوسنییتا اور بہترین طویل زندگی کی کارکردگی کو یقینی بنا سکیں۔

بیئرنگ سسٹم بہت سے عناصر پر مشتمل ہوتا ہے جن میں بالز، انگوٹھیاں، پنجرے اور چکنا وغیرہ شامل ہیں۔معیاری بیرنگ عام طور پر سخت ماحول کی سختیوں کا مقابلہ نہیں کرتے ہیں اور اس لیے انفرادی حصوں کا خاص خیال رکھنے کی ضرورت ہے۔سب سے اہم عناصر چکنا، مواد، اور خصوصی ہیٹ ٹریٹمنٹ یا کوٹنگز ہیں اور ہر ایک عنصر کو دیکھ کر بیرنگ کو ایپلی کیشن کے لیے بہترین طریقے سے ترتیب دیا جا سکتا ہے۔

اعلی درجہ حرارت پر کام کرنا

اعلی درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز، جیسے کہ ایرو اسپیس انڈسٹری کے اندر ایکٹیویشن سسٹم میں استعمال ہونے والی ایپلی کیشنز معیاری بیرنگ کے لیے چیلنجز پیش کر سکتی ہیں۔مزید برآں، آلات میں درجہ حرارت بڑھ رہا ہے کیونکہ یونٹ تیزی سے چھوٹے ہوتے جا رہے ہیں اور پاور کثافت میں اضافہ ہوا ہے، اور یہ اوسط بیئرنگ کے لیے ایک مسئلہ بنتا ہے۔

چکنا

چکنا یہاں ایک اہم خیال ہے۔تیل اور چکنائی کا زیادہ سے زیادہ آپریٹنگ درجہ حرارت ہوتا ہے جس مقام پر وہ خراب ہونا شروع کر دیتے ہیں اور تیزی سے بخارات بننا شروع کر دیتے ہیں جس کی وجہ سے بیئرنگ ناکام ہو جاتی ہے۔معیاری چکنائیاں اکثر 120 ° C کے زیادہ سے زیادہ درجہ حرارت تک محدود ہوتی ہیں اور کچھ روایتی اعلی درجہ حرارت والی چکنائیاں 180 ° C تک درجہ حرارت کا مقابلہ کرنے کی صلاحیت رکھتی ہیں۔

تاہم، ایسی ایپلی کیشنز کے لیے جن کے لیے اس سے بھی زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے، خاص فلورین والی چکنا کرنے والی چکنائیاں دستیاب ہیں اور 250 °C سے زیادہ درجہ حرارت حاصل کیا جا سکتا ہے۔جہاں مائع چکنا ممکن نہیں ہے، ٹھوس چکنا ایک ایسا آپشن ہے جو اس سے بھی زیادہ درجہ حرارت پر کم رفتار کے قابل اعتماد آپریشن کی اجازت دیتا ہے۔اس صورت میں molybdenum disulphide (MOS2)، tungsten disulphide (WS2)، گریفائٹ یا Polytetrafluoroethylene (PTFE) کو ٹھوس چکنا کرنے والے مادوں کے طور پر تجویز کیا جاتا ہے کیونکہ یہ طویل عرصے تک بہت زیادہ درجہ حرارت کو برداشت کر سکتے ہیں۔

مواد

جب 300 ° C سے زیادہ درجہ حرارت کی بات آتی ہے تو خصوصی رنگ اور گیند کے مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔AISI M50 ایک اعلی درجہ حرارت والا سٹیل ہے جس کی عام طور پر سفارش کی جاتی ہے کیونکہ یہ اعلی درجہ حرارت پر زیادہ پہننے اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحمت کو ظاہر کرتا ہے۔BG42 ایک اور اعلی درجہ حرارت والا سٹیل ہے جو 300°C پر اچھی گرم سختی رکھتا ہے اور عام طور پر اس کی وضاحت کی جاتی ہے کیونکہ اس میں سنکنرن مزاحمت کی اعلی سطح ہوتی ہے اور یہ انتہائی درجہ حرارت پر تھکاوٹ اور پہننے کے لیے بھی کم حساس ہوتا ہے۔

اعلی درجہ حرارت کے پنجروں کی بھی ضرورت ہوتی ہے اور انہیں خصوصی پولیمر مواد بشمول PTFE، Polyimide، Polyamide-imide (PAI) اور Polyether-ether-ketone (PEEK) میں فراہم کیا جا سکتا ہے۔اعلی درجہ حرارت کے تیل کے لیے چکنا کرنے والے نظام کے لیے پنجرے والے پنجرے بھی کانسی، پیتل یا چاندی کے چڑھائے ہوئے اسٹیل سے تیار کیے جا سکتے ہیں۔

کوٹنگز اور گرمی کا علاج

رگڑ کا مقابلہ کرنے، سنکنرن کو روکنے اور پہننے کو کم کرنے کے لیے بیرنگ پر اعلی درجے کی کوٹنگز اور سطح کے علاج کا اطلاق کیا جا سکتا ہے، اس طرح اعلی درجہ حرارت پر بیئرنگ کی کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔مثال کے طور پر، کارکردگی اور وشوسنییتا کو بہتر بنانے کے لیے سٹیل کے پنجروں کو چاندی کے ساتھ لیپت کیا جا سکتا ہے۔چکنا کرنے والے کی ناکامی/ فاقہ کشی کی صورت میں، سلور چڑھانا ایک ٹھوس چکنا کرنے والے مادے کی طرح کام کرتا ہے، جس سے بیئرنگ کو مختصر مدت یا ہنگامی صورت حال میں چلنا جاری رہتا ہے۔

کم درجہ حرارت پر وشوسنییتا

پیمانے کے دوسرے سرے پر، کم درجہ حرارت معیاری بیرنگ کے لیے پریشانی کا باعث ہو سکتا ہے۔

چکنا

کم درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز میں، مثال کے طور پر -190 ° C کے علاقے میں درجہ حرارت کے ساتھ کرائیوجینک پمپنگ ایپلی کیشنز، تیل کی چکنا مومی ہو جاتی ہے جس کے نتیجے میں بیئرنگ ناکام ہو جاتی ہے۔ٹھوس پھسلن جیسے MOS2 یا WS2 قابل اعتماد کو بہتر بنانے کے لیے مثالی ہیں۔مزید برآں، ان ایپلی کیشنز میں، جو میڈیا پمپ کیا جا رہا ہے وہ چکنا کرنے والے کے طور پر کام کر سکتا ہے، اس لیے بیرنگز کو خاص طور پر ان کم درجہ حرارت پر کام کرنے کے لیے کنفیگر کرنے کی ضرورت ہے جو میڈیا کے ساتھ اچھی طرح کام کرتے ہیں۔

مواد

ایک ایسا مواد جو بیئرنگ کی تھکاوٹ کی زندگی کو بہتر بنانے اور پہننے کے خلاف مزاحمت کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے SV30® ہے - ایک مارٹینسٹیٹک تھرو سخت، ہائی نائٹروجن، سنکنرن سے بچنے والا اسٹیل۔سیرامک ​​گیندوں کی بھی سفارش کی جاتی ہے کیونکہ وہ اعلی کارکردگی پیش کرتے ہیں۔مواد کی موروثی مکینیکل خصوصیات کا مطلب ہے کہ وہ پھسلن کے ناقص حالات میں بہترین آپریشن فراہم کرتے ہیں، اور یہ کم درجہ حرارت پر قابل اعتماد طریقے سے کام کرنے کے لیے کہیں زیادہ موزوں ہے۔

پنجرے کے مواد کا بھی انتخاب کیا جانا چاہیے کہ وہ ممکنہ حد تک پہننے کے لیے مزاحم ہو اور یہاں اچھے اختیارات میں PEEK، Polychlorotrifluoroethylene (PCTFE) اور PAI پلاسٹک شامل ہیں۔

گرمی کا علاج

کم درجہ حرارت پر جہتی استحکام کو بہتر بنانے کے لیے انگوٹھیوں کو خاص طور پر گرمی کا علاج کیا جانا چاہیے۔

اندرونی ڈیزائن

کم درجہ حرارت میں کام کرنے کے لیے مزید غور کرنا بیئرنگ کا اندرونی ڈیزائن ہے۔بیرنگ کو ریڈیل پلے کی سطح کے ساتھ ڈیزائن کیا گیا ہے، لیکن جیسے جیسے درجہ حرارت کم ہوتا ہے، بیئرنگ کے اجزاء تھرمل سکڑاؤ سے گزرتے ہیں اور اس لیے ریڈیل پلے کی مقدار کم ہو جاتی ہے۔اگر آپریشن کے دوران ریڈیل پلے کی سطح صفر ہو جاتی ہے تو اس کے نتیجے میں بیئرنگ ناکام ہو جائے گی۔کم درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز کے لیے بنائے گئے بیرنگ کو کمرے کے درجہ حرارت پر زیادہ ریڈیل پلے کے ساتھ ڈیزائن کیا جانا چاہیے تاکہ کم درجہ حرارت پر آپریٹنگ ریڈیل پلے کی قابل قبول سطح کی اجازت دی جا سکے۔

ویکیوم کے دباؤ کو سنبھالنا

الٹرا ہائی ویکیوم ماحول میں جو کہ الیکٹرانکس، سیمی کنڈکٹرز اور ایل سی ڈیز بنانے میں موجود ہیں، دباؤ 10-7mbar سے کم ہو سکتا ہے۔الٹرا ہائی ویکیوم بیرنگ عام طور پر مینوفیکچرنگ ماحول میں ایکٹیویشن آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔ایک اور عام ویکیوم ایپلی کیشن ٹربومولیکولر پمپس (ٹی ایم پی) ہے جو مینوفیکچرنگ ماحول کے لیے ویکیوم پیدا کرتی ہے۔اس مؤخر الذکر ایپلی کیشن میں بیرنگ کو اکثر تیز رفتاری سے کام کرنے کی ضرورت ہوتی ہے۔

چکنا

ان حالات میں چکنا کلیدی چیز ہے۔اس طرح کے اونچے ویکیوم میں، معیاری چکنا کرنے والی چکنائیاں بخارات بن کر باہر نکل جاتی ہیں، اور موثر چکنا کرنے کی کمی بیئرنگ کی ناکامی کا باعث بن سکتی ہے۔اس لیے خصوصی چکنا استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔اعلی ویکیوم ماحول کے لیے (تقریباً 10-7 mbar تک) PFPE چکنائیوں کو استعمال کیا جا سکتا ہے کیونکہ ان میں بخارات کی مزاحمت بہت زیادہ ہوتی ہے۔انتہائی ہائی ویکیوم ماحول کے لیے (10-9mbar اور اس سے نیچے) ٹھوس چکنا کرنے والے مادے اور کوٹنگز استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔

درمیانے ویکیوم ماحول کے لیے (تقریباً 10-2mbar)، خاص ویکیوم چکنائی کے محتاط ڈیزائن اور انتخاب کے ساتھ، بیئرنگ سسٹم جو 40,000 گھنٹے (تقریباً 5 سال) سے زیادہ طویل زندگی گزارتے ہیں، اور تیز رفتاری سے کام کرتے ہیں۔ حاصل کیا

سنکنرن مزاحمت

بیرنگ جو سنکنرن ماحول میں استعمال کے لیے بنائے گئے ہیں خاص طور پر ترتیب دینے کی ضرورت ہے کیونکہ وہ ممکنہ طور پر تیزاب، الکلیس اور نمکین پانی کے ساتھ دوسرے سنکنار کیمیکلز کے سامنے آسکتے ہیں۔

مواد

مواد corrosive ماحول کے لئے ایک اہم غور ہے.معیاری بیئرنگ اسٹیل آسانی سے زنگ آلود ہو جاتے ہیں، جس کی وجہ سے بیئرنگ کی ابتدائی ناکامی ہوتی ہے۔اس صورت میں، سیرامک ​​بالز کے ساتھ SV30 رِنگ میٹریل پر غور کیا جانا چاہیے کیونکہ یہ سنکنرن کے خلاف انتہائی مزاحم ہیں۔درحقیقت، مطالعات سے پتہ چلتا ہے کہ SV30 مواد نمک کے اسپرے ماحول میں دیگر سنکنرن مزاحم اسٹیل کے مقابلے میں کئی گنا زیادہ دیر تک چل سکتا ہے۔کنٹرول شدہ سالٹ اسپرے ٹیسٹوں میں SV30 اسٹیل صرف 1,000 گھنٹے نمک کے اسپرے ٹیسٹنگ کے بعد سنکنرن کی معمولی علامات کو ظاہر کرتا ہے (گراف 1 دیکھیں) اور SV30 کی اعلی سنکنرن مزاحمت ٹیسٹ کے حلقوں پر واضح طور پر نظر آتی ہے۔خاص سیرامک ​​بال مواد جیسے کہ زرکونیا اور سلکان کاربائیڈ کو بھی سنکنرن مادوں کے خلاف مزاحمت کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔

میڈیا چکنا کرنے سے زیادہ حاصل کرنا

آخری چیلنجنگ ماحول ایپلی کیشنز ہے جہاں میڈیا چکنا کرنے والے کے طور پر کام کرتا ہے، مثال کے طور پر ریفریجرینٹ، پانی، یا ہائیڈرولک سیال۔ان تمام ایپلی کیشنز میں مواد سب سے اہم خیال ہے، اور SV30 - سیرامک ​​ہائبرڈ بیرنگ اکثر سب سے زیادہ عملی اور قابل اعتماد حل فراہم کرتے پائے گئے ہیں۔

نتیجہ

انتہائی ماحول معیاری بیرنگ کے لیے بہت سے آپریشنل چیلنجز پیش کرتا ہے، اس طرح وہ وقت سے پہلے ناکام ہو جاتے ہیں۔ان ایپلی کیشنز میں بیرنگ کو احتیاط سے ترتیب دیا جانا چاہیے تاکہ وہ مقصد کے لیے موزوں ہوں اور بہترین دیرپا کارکردگی پیش کریں۔بیرنگ کی اعلی وشوسنییتا کو یقینی بنانے کے لیے پھسلن، مواد، سطح کی کوٹنگز اور گرمی کے علاج پر خصوصی توجہ دی جانی چاہیے۔