Titano lydinio medžiagos yra linkusios į lėtą negrįžtamą valkšnumo deformaciją, esant ilgalaikei -aukštai temperatūrai ir nuolatinei tempimo ar lenkimo apkrovai. Titano šildymo vamzdžiai, apriboti fiksuotais tvirtinimo elementais, vidiniu terpės slėgiu ir nuolatine šilumine apkrova, palaipsniui sukels lenkimo deformaciją, ašinį pailgėjimą ir formos iškraipymą. Dėl didelės valkšnumo deformacijos sutrinka flanšo sandarinimas, sutrūkinėja suvirinimo siūlė ir vietinis sienelės prasiskverbimas. Tokia deformacija kaupiasi lėtai per ilgą laiką ir sunkiai aptinkama atliekant įprastinę apžiūrą, nes tai yra latentinis titano šilumos mainų įrangos konstrukcinis gedimas.
1. Mikroskopinio šliaužimo evoliucijos mechanizmas
Esant aukštesnei eksploatavimo temperatūrai, metalo atomų terminis judėjimas suintensyvėja, o dislokacijos titano matricos viduje įveikia grūdelių ribos pasipriešinimą ir nuolat slysta esant nuolatiniam išoriniam įtempimui. Net jei taikomas įtempis yra mažesnis už titano -temperatūros takumo ribą, ilgalaikis aukštos{2} temperatūros išlaikymas sukels lėtą plastiko slydimą tarp granulių ir granulių. Pradinė valkšnumo deformacija yra maža ir atkuriama; Kai eksploatavimo laikas kaupiasi, jis pereina į pastovaus šliaužimo stadiją su stabilia nuolatine deformacija. Tretinėje šliaužimo fazėje mikrotuštumos formuojasi branduoliais, kaupiasi ir susilieja medžiagos viduje, sudarydamos besiplečiančius mikroįtrūkimus, dėl kurių galiausiai atsiranda struktūrinis nestabilumas ir lūžimas. Šalto apdirbimo liekamasis įtempis ir agregato fiksavimo įtempis žymiai sumažins slenkstinę temperatūrą ir kritinį įtempį titano ruošinių valkšnumo pradžiai.
2. Tipinės pozicijos, pažeidžiamos titano šliaužimo iškraipymui
U-formos išlenktos sekcijos su formuojančiu liekamuoju įtempimu, veikiančiu ilgalaikei -terminei apkrovai;
Keli standžiai prispausti tiesūs vamzdžio segmentai be rezervuotos šiluminio plėtimosi leidimo;
Suvirintos jungtys, turinčios ilgalaikį vidinį slėgį ir kintamą šiluminę įtampą;
Konsoliniai vamzdžių galai be laikančiųjų konstrukcijų, linkę lenkti žemyn;
Flanšinės jungties dalys, veikiamos pastovios varžto iš anksto{0}}priveržimo jėgos, esant aukštai{1}}temperatūrai.
3. Pagrindiniai veiksniai, pagreitinantys šliaužimo pažeidimą
Darbinė temperatūra artėja prie ilgalaikės leistinos titano medžiagos eksploatavimo{0}} arba viršija ją;
Per didelė surinkimo išankstinio priveržimo-jėga ir standžios ribojančios atramos, fiksuojančios šiluminę deformaciją;
Per ilgas konsolės dizainas ir nepakankami atraminiai taškai konstrukcijų išdėstyme;
Neapdorota titano medžiaga su stambia grūdėtumo struktūra ir daugybe vidinių inkliuzų, mažinančių atsparumą valkšnėjimui;
Nepertraukiama gamyba-ištisus metus be periodinio išjungimo, kad būtų sumažintas stresas.
4. Visos-nuorodų prevencijos ir kontrolės techninės priemonės
① Optimizuokite atramos išdėstymą, kad sumažintumėte apribojimus ir konsolės ilgį
Sutrumpinkite konsolės atstumą, naudokite slankiojančias judančias atramas, kad išlaikytumėte išsiplėtimo tarpą ir pašalintumėte standų fiksuotą šiluminį įtampą.
② Standartizuokite tvirtinimo sukimo momentą, kad išvengtumėte per didelio{0}}suspaudimo
Norėdami nurodyti varžtų priveržimo diapazoną, naudokite sukimo momento veržliarakčius; pridėkite spyruoklines poveržles, kad kompensuotumėte terminio susitraukimo deformaciją.
③ Nustatykite viršutinę nuolatinio veikimo temperatūros ribą
Neleisti ilgalaikiam{0}} eksploatavimui netoli medžiagos temperatūros ribos; įrengti apsaugą nuo perkaitimo, kad būtų nutraukta šildymo energija.
④ Pašalinkite liekamąjį įtempimą po{0}}formavimo atkaitinimo
Atlikite įtempių mažinimo terminį apdorojimą po lenkimo ir suvirinimo, kad sumažintumėte apdorojimo įtampą ir pagerintumėte pagrindo anti{0}}šliaužimą.
⑤ Pasirinkite aukštai{0}}temperatūrai atsparaus titano rūšis atšiaurioms darbo sąlygoms
Pereikite prie stabilizuotų titano lydinių su optimizuota grūdėtumo struktūra scenarijais, kai reikalingas nuolatinis aukšta{0}}temperatūra.
5. Prevencinio poveikio palyginimo lentelė
表格
| Projektavimo ir veikimo režimas | Šliaužimo iškraipymo rizika | Rekomenduojamas taikymo planas |
|---|---|---|
| Ilga konsolė + visiškai standus fiksavimas + ilgalaikis-laikas aukštoje-temperatūroje | Didelė lenkimo deformacijos ir suvirinimo siūlės įtrūkimų rizika | Peržiūrėkite atramos struktūrą ir pridėkite išplėtimo erdvę |
| Slankioji atrama + sukimo momento valdymas + įtempių mažinimo atkaitinimas | Efektyviai stabdo negrįžtamą valkšnumo deformaciją | Standartinė titano šildymo vamzdžių konstrukcijos specifikacija |
| Karščiui-atspari titano medžiaga + reguliari išjungimo priežiūra | Minimali nuolatinio matmenų kaitos tendencija | Aukštos{0}}temperatūrinės nepertraukiamos gamybos pageidaujama schema |
Išvada
Titano šildymo vamzdžių šliaužimas atsiranda dėl negrįžtamo dislokacijos slydimo ir vidinės tuštumos pažeidimo, kurį sukelia nuolatinis įtempis ir aukšta temperatūra. Pagrindinės prevencijos idėjos yra sumažinti standžių suvaržymų įtempimą, rezervuoti erdvę laisvam šiluminiam plėtimuisi, pašalinti pradinį liekamąjį ruošinių įtempį ir parinkti tinkamas karščiui -atsparias pagrindines medžiagas pagal temperatūros sąlygas. Mokslinis konstrukcinis projektavimas ir standartizuotas proceso veikimas gali veiksmingai užkirsti kelią nuolatiniams iškraipymams ir plyšimams, atsirandantiems dėl aukštos temperatūros šliaužimo{3}}.
