Was schützt vor Strahlverschleiß ?
Wer regelmäßig Fahrrad oder Auto fährt, muss irgendwann Bremsscheiben oder -beläge austauschen lassen. Schuld daran ist der Verschleiß, genauer der Reibverschleiß. Den gibt es nicht nur im heimischen Umfeld, sondern überall dort, wo Bauteile und deren Oberflächen aufeinander wirken. Insbesondere für die Industrie sind Verschleißprozesse ein Problem, weil einzelne Bauteile nicht mehr richtig funktionieren und immer wieder ausgetauscht werden müssen – das kostet Zeit und Geld. In der Industrie besonders weit verbreitet und schwierig zu bekämpfen ist der sogenannte Strahlverschleiß: Er tritt überall dort auf, wo partikelförmige Güter sortiert, gefördert, gemischt oder zerkleinert werden. Also in Mühlen, Betonförderern, Mähdreschern, Sandstahlkabinen, aber auch in Flugzeugturbinen oder an Helikopterrotoren. Dabei schlagen die Partikel mit hoher Geschwindigkeit und in großer Zahl auf die Bauteiloberfläche und zerstören das gesamte Bauteil oftmals schon innerhalb weniger Betriebsstunden.
Wie aber muss eine Oberfläche beschaffen sein, damit sie bestmöglich vor Strahlverschleiß schützt? Das untersucht Tobias Schniedermann vom Fachbereich Maschinenbau der FH Münster in seiner Dissertation.
Fliegt ein Partikel in einem sehr flachen Winkel gegen eine Oberfläche, reibt oder kratzt es leicht darüber. Weist diese Oberfläche eine höhere Härte auf als das darüber reibende Partikel, verträgt sie das zumeist problemlos“, sagt Schniedermann. So ist es zum Beispiel bei einem Stahlwürfel, der auf eine Glasscheibe trifft: Im sehr flachen Winkel gleitet oder reibt er nur über das Glas, ohne es zu beschädigen. Prallt der Würfel jedoch im direkten Winkel darauf, zerspringt die Scheibe. „Wirft man den Stahlwürfel aber in steilem Winkel auf eine Gummimatte, wird diese kaum beschädigt.“ Im flachen Winkel geworfen hinterlassen die Kanten des Würfels jedoch Kratzer in der weichen Gummioberfläche. „Elastische Werkstoffe können also gut vor dem Abtrag durch steil auftreffende Partikel schützen. Der Aufprall unter flachem Winkel verlangt jedoch nach harten Werkstoffen.“
Tribologie heißt das in der Fachsprache, gemeint ist damit die Lehre der Reibung und das gleichnamige Fachgebiet, das sich insbesondere mit der Verschleißbekämpfung beschäftigt.
Mehr zu diesem Thema lesen Sie in der Ausgabe 1-2018 von Schüttgut&Prozess, welche Ende Januar 2018 erscheint.