A study of erosion phenomena part I

In fluid-bed systems, transport lines for solids, etc. heavy erosion may occur. This type of attack has been shown to comprise two types of wear, one caused by repeated deformation during collisions, eventually resulting in breaking loose of a piece of material, the other caused by the cutting action of the free-moving particles. In practice these two types of wear occur simultaneously. Formulae could be derived expressing erosion as a function of mass and velocity of the impinging particles, impingement angle and mechanical and physical properties both of erosive particles and eroded body. In this part of the publication only wear due to repeated deformation is considered; in a second part cutting wear and the combination of these two types will be described. For deformation wear the following equation is found: WD = 12M(Vsinα − K)2ε in which WD is erosion in units volume loss, M and V are respectively total mass and velocity of impinging particles, α is impact angle, K is a constant, which can be calculated from mechanical and physical properties and expresses the particle velocity at incipient erosion. ε represents the energy needed to remove a unit volume of material from the body surface and describes the plastic-elastic behaviour of the substance. Test results confirm this equation. In Wirbelschichtsystemen, Transportleitungen für Feststoffe usw. kann starke Erosion auftreten. Es hat sich herausgestellt, dass diese Art des Angriffs zwei Typen des Verschleisses umfasst; der eine entsteht durch wiederholte Verformung wenn das Fördergut an die Wand prallt, wodurch schliesslich das Material zersplittern kann, der andere durch die Schnittwirkung der sich frei bewegenden Teilchen. In der Praxis begleiten diese zwei Verschleisstypen einander. Es gelang Formeln abzuleiten, in denen die Erosion als Funktion der Masse und Geschwindigkeit der aufprallenden Teilchen, des Aufprallwinkels und der mechanischen und physikalischen Eigenschaften sowohl der erodierenden Teilchen als auch des erodierten Körpers ausgedrückt wird. Der vorliegende Teil dieser Arbeit behandelt nur den Prallverschleiss; im zweiten Teil werden der Schnittverschleiss und die Kombination der beiden Verschleisstypen beschrieben. Für den Prallverschleiss wird nachstehende Gleichung ausgearbeitet: WD=12M(Vsinα−K)2ε worin mit WD die Erosion in Volumenverlusteinheiten bezeichnet wird, mit M und V die Gesamtmasse bzw. Geschwindigkeit der aufprallenden Teilchen, mit α der Aufprallwinkel, und mit K eine Konstante, die sich aus mechanischen und physikalischen Eigenschaften berechnen lässt und die minimale Geschwindigkeit der Teilchen ausdrückt bei der Erosion auftritt. Das Symbol & stell die zur Entfernung einer Volumeneinheit des Materials von der Körperoberfläche benötigte Energie dar und beschreibt das plastisch-elastische Verhalten des Materials. Versuchsergebnisse bestätigen diese Gleichung.