گالینگ

با سلام خدمت دوستان و همراهان همیشگی پارس بوته. امروز هم با یک مطلب آموزشی گالینگ (Galling) در خدمت شما هستیم. یکی از چالش‌های مهم در بین قطعات فلزی سایش و خوردگی است که می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید تجهیزات و افزایش هزینه‌های تعمیر و نگهداری در صنایع مختلف شود.

دو نوع رایج از این سایش، گالینگ و سایندگی هستند که هرکدام مکانیزم و پیامدهای خاص خود را دارند. گالینگ بیشتر ناشی از چسبندگی بین فلزات در شرایط فشار بالا و اصطکاک زیاد است، درحالی‌که سایندگی به دلیل وجود ذرات سخت بین سطوح رخ می‌دهد.

در این مقاله به بررسی این موضوع و عوامل آن، مقایسه‌اش با سایندگی و راهکارهای موثر برای پیشگیری از آن پرداخته خواهد شد.

گالینگ چیست؟

گالینگ (Galling) نوعی سایش چسبنده است که در آن دو سطح فلزی هنگام تماس و تحت فشار بالا به یکدیگر چسبیده و دچار اصطکاک شدید می‌شوند.

این پدیده زمانی رخ می‌دهد که سطوح فلزی بدون روان‌کاری مناسب و با فشار زیاد روی هم حرکت می‌کنند، که منجر به انتقال ذرات فلز از یک سطح به سطح دیگر می‌شود. نتیجه این فرآیند، ایجاد خراش‌ها و آسیب‌های عمیق است که می‌تواند عملکرد و دوام قطعات فلزی را به شدت کاهش دهد.

این پدیده بیشتر در فلزات نرم و شکل‌پذیر مانند آلومینیوم و فولاد ضدزنگ رخ می‌دهد. این فلزات به دلیل ساختار کریستالی و ویژگی‌های سطحی‌شان، در برابر گالینگ آسیب‌پذیرتر هستند. به عنوان مثال، آلومینیوم به راحتی دچار پدیده Galling می‌شود، در حالی که فولاد آنیل‌شده مقاومت بیشتری در برابر این پدیده نشان می‌دهد.

عوامل ایجاد گالینگ

گالینگ یک نوع سایش چسبنده است که در آن دو سطح فلزی تحت تأثیر اصطکاک و فشار بالا به یکدیگر چسبیده و دچار تغییر شکل یا آسیب می‌شوند. عوامل زیر تأثیر مستقیمی بر ایجاد این پدیده دارند که در ادامه به معرفی آنها خواهیم پرداخت:

اصطکاک

اصطکاک نیرویی است که در برابر حرکت نسبی دو سطح مقاومت می‌کند. هرچه اصطکاک بین دو سطح بیشتر باشد، احتمال چسبندگی آن‌ها و در نتیجه Galling افزایش می‌یابد. اصطکاک بالا می‌تواند منجر به ایجاد تنش‌های سطحی شده و باعث انتقال مواد از یک سطح به سطح دیگر شود.

گرما

حرارت تولیدشده در اثر اصطکاک باعث نرم شدن و حتی ذوب جزئی سطوح فلزی می‌شود. این افزایش دما می‌تواند پیوندهای مولکولی بین سطوح را تقویت کند و در نتیجه چسبندگی را تشدید کرده و منجر به Galling شود.

فشار

زمانی که دو سطح فلزی با نیروی زیاد به یکدیگر فشرده شوند، تماس بین مولکول‌های سطحی افزایش می‌یابد. این امر باعث افزایش احتمال چسبندگی و ایجاد Galling می‌شود. هرچه فشار بیشتر باشد، احتمال تغییر شکل و انتقال مواد بین سطوح افزایش می‌یابد.

نوع فلز

برخی فلزات نسبت به Galling حساس‌تر هستند. فلزات نرم و شکل‌پذیر مانند

• آلومینیوم
• فولاد ضدزنگ
• تیتانیوم

به دلیل ساختار کریستالی و تمایل به چسبندگی، بیشتر در معرض این پدیده قرار دارند. در مقابل، فلزاتی با سختی بالا مانند فولادهای سخت‌کاری‌شده، برنز و برخی آلیاژهای مخصوص مقاومت بیشتری در برابر این نوع سایش دارند.

جلوگیری از گالینگ

برای جلوگیری از گالینگ، باید عواملی مانند اصطکاک، گرما، فشار و نوع فلز را کنترل کرد. برخی از راهکارهای مؤثر شامل موارد زیر هستند:

• روان‌کننده‌ها مانند گریس، روغن‌های صنعتی و پوشش‌های خشک (مانند دی‌سولفید مولیبدن) اصطکاک را کاهش داده و مانع از تماس مستقیم فلزات با یکدیگر می‌شوند.
• فلزات مشابه تمایل بیشتری به چسبندگی دارند. ترکیب فلزات مختلف مانند فولاد ضدزنگ با برنز می‌تواند از این پدیده جلوگیری کند. همچنین برخی آلیاژهای سخت‌تر مقاومت بیشتری در برابر آن دارند.
• پرداخت سطحی مناسب، کاهش زبری و استفاده از روش‌هایی مانند پولیش‌کاری و آنودایزینگ می‌تواند احتمال Galling را کاهش دهد. قابل ذکر است که بدانید سطوح صاف‌تر اصطکاک کمتری ایجاد می‌کنند.
• طراحی مناسب قطعات و استفاده از پیچ و مهره‌هایی با روکش ضدسایش می‌تواند از ایجاد فشار بیش‌ازحد جلوگیری کند.
• گرمای بیش‌ازحد باعث نرم شدن فلز و افزایش Galling می‌شود. استفاده از سیستم‌های خنک‌کننده یا مواد مقاوم به حرارت می‌تواند این مشکل را کاهش دهد.

تفاوت سایندگی و گالینگ

سایندگی و Galling دو نوع مختلف از سایش فلزات هستند که در اثر اصطکاک و تماس بین سطوح رخ می‌دهند، اما مکانیزم و پیامدهای آن‌ها متفاوت است.

1. سایندگی زمانی اتفاق می‌افتد که ذرات سخت یا زبری سطحی مانند گرد و غبار، براده‌های فلزی یا ذرات ساینده، بین دو سطح قرار گرفته و با حرکت نسبی، باعث خراشیدگی و از بین رفتن سطح فلز شوند. این نوع سایش معمولاً در محیط‌های دارای آلودگی بالا و در قطعاتی مانند یاتاقان‌ها، چرخ‌دنده‌ها و نوارهای نقاله دیده می‌شود. سایندگی به مرور زمان سطح را فرسایش داده و باعث کاهش ضخامت و عملکرد قطعه می‌شود.
2. گالینگ یک نوع سایش چسبنده است که در آن دو سطح فلزی، معمولاً در اثر فشار بالا و نبود روان‌کننده، به یکدیگر می‌چسبند. در این حالت، نیروی اصطکاک و گرما باعث جوش خوردن موضعی سطوح می‌شود و با ادامه حرکت، ذرات فلزی از یک سطح جدا شده و به سطح مقابل منتقل می‌شوند. این پدیده بیشتر در فلزات نرم مانند آلومینیوم و فولاد ضدزنگ رخ می‌دهد.

جمع‌بندی

گالینگ نوعی سایش است که می‌تواند به قطعات صنعتی آسیب برساند و عملکرد آن‌ها را مختل کند. گالینگ بیشتر در اثر اصطکاک و چسبندگی بین دو سطح فلزی تحت فشار بالا رخ می‌دهد. برای جلوگیری از این مشکلات، انتخاب مواد مناسب، استفاده از روان‌کننده‌ها، کاهش فشار تماس، بهبود پرداخت سطح و کنترل دما از مهم‌ترین راهکارها هستند.

این اقدامات نه‌تنها از خرابی قطعات جلوگیری می‌کنند، بلکه باعث افزایش عمر مفید تجهیزات و کاهش هزینه‌های نگهداری می‌شوند. بنابراین آگاهی از عوامل ایجاد Galling و سایندگی و اجرای روش‌های پیشگیرانه، نقش بسیار مهمی در بهینه‌سازی عملکرد ماشین‌آلات و تجهیزات صنعتی دارد که منجر به تولید قطعات بادوام و باکیفیت می‌شود.