Jaké jsou mechanické vlastnosti šroubů oleje za podmínek vysoké teploty a vysokotlaké?

Za podmínek s vysokým teplotou a vysokým tlakem jsou mechanické vlastnosti šrouby oleje jsou klíčovým faktorem pro zajištění bezpečnosti a spolehlivosti připojení potrubí. V tomto prostředí musí šrouby odolat extrémních pracovních podmínkách, včetně výzev, jako je vysoký napětí, tepelná roztažení, koroze a tečení. Následuje podrobná analýza mechanických vlastností šroubů olejových trubek za podmínek s vysokým teplotou a vysokým tlakem:

1. Dopad výběru materiálu na mechanické vlastnosti
Vysoce pevnost z slitiny ocel:
Za podmínek s vysokou teplotou a vysokým tlakem se jako šroubový materiál obvykle vybírá vysokopevní slitinová ocel (jako je 42Crmo, AISI 4140 nebo AISI 8740). Tyto materiály mají vysokou pevnost v tahu a výnosovou pevnost a mohou odolávat plastické deformaci pod vysokým tlakem.
Nerez:
Pokud existuje korozivní médium v ​​prostředí (jako je sirovodík, oxid uhličitý nebo slaná voda), lze vybrat nerezovou ocel s lepší odolností proti korozi (jako je 316L, duplexní nerezová ocel nebo super duplexní nerezová ocel). Ačkoli síla nerezové oceli může být nižší než u některých slitinových ocelí, její odolnost proti korozi a vysoká teplota z něj činí ideální volbu.
Super slitiny:
Za extrémně vysokých teplot (více než 500 ° C) a vysokotlakých podmínkách lze použít super slitiny na bázi niklu nebo kobaltu (jako je Inconel 718, Hastelloy C-276). Tyto materiály mají vynikající sílu s vysokou teplotou, oxidační odolnost a odolnost vůči dotvarování.
2. Vliv vysoké teploty na mechanické vlastnosti
Snížení pevnosti v tahu a výnosové pevnosti:

Se zvyšující se teplotou se pevnost v tahu a výtěžku kovových materiálů výrazně sníží. Například nad 400 ° C se může síla obyčejné uhlíkové oceli snížit o 30%-50%. Proto musí být vhodný materiál vybrán podle skutečné pracovní teploty.
Fenomén Creep:
Při vysokých teplotách se kovové materiály podrobí fenoménu dotvarování, tj. Plastická deformace se postupně vyskytuje při konstantním stresu. Aby se zabránilo selhání připojení způsobeného dotvarováním, měly by být vybrány materiály s dobrým odporem tečení a pracovní napětí šroubů by mělo být ovládáno v přípustném rozsahu.
Koeficient tepelné rozšiřování:
Rozdíl v koeficientů tepelné roztažnosti různých materiálů může způsobit, že se přizpůsobení šroubu a olejové potrubí může uvolnit nebo příliš těsné. Proto je třeba zvážit porovnávání tepelné roztažení během návrhu, aby se zabránilo úniku nebo poškození způsobeným tepelným napětím.
3. Vliv vysokého tlaku na mechanické vlastnosti
Kompresní odpor:
Za vysokotlakých podmínek musí šrouby odolat obrovskému axiálnímu napětí. Pokud je pevnost v tahu šroubu nedostatečná, může to způsobit zlomek vlákna nebo selhání připojení. Proto musí být požadována minimální velikost šroubu a stupeň pevnosti podle pracovního tlaku.
Únavová výkon:
V prostředí s vysokým tlakem a vibrací mohou být šrouby vystaveny periodickému napětí, což může způsobit zlomeninu únavy. Aby se zlepšila odolnost proti únavě, lze vybrat šrouby, které byly ukončeny a temperovány nebo posíleny povrchem.
Pečeťový výkon:
Za vysokotlakých podmínek je rozhodující těsnicí výkon šroubů. Připojení závitové připojení může způsobit únik stopování v důsledku vysokého tlaku, takže je nutné kombinovat těsnicí kroužky, surovou pásku nebo jiné metody těsnění, aby se zvýšil těsnicí účinek.
4. Běžné problémy a řešení
Volné šrouby:
Za podmínek s vysokým teplotou a vysokým tlakem se mohou šrouby postupně uvolňovat v důsledku tepelné roztažnosti a vibrací. K vyřešení tohoto problému lze přijmout následující opatření:
Použijte anti-uvolňující ořechy nebo uzamykací podložky;
Naneste lepidlo pro uzamykání vlákna (například LocTite);
Zvyšte předpětí, ale buďte opatrní, abyste nepřekročili výnosovou sílu šroubu.
Opotřebení vlákna:
Při vysokotlakém dynamickém zatížení se může nosit nití v důsledku tření. Životnost služeb může být prodloužena:
Povrchové kalení nití (jako je nitriding nebo chromová pokovování);
Používání materiálů s vyšším odolností proti opotřebení;
Pravidelně kontroluje a výměna vážně opotřebovaných šroubů.
Praskání koroze napětí:
V prostředích s vysokou teplotou, vysokým tlakem a korozivním médiem mohou šrouby trpět praskáním koroze. Řešení zahrnují:
Výběr materiálů odolných vůči korozi;
Snižování pracovního napětí šroubů;
Nanesení protikorozního povlaku na šrouby.

Aby byla zajištěna spolehlivost a bezpečnost šroubů, měly by být tyto faktory považovány za komplexně a návrh by měl být optimalizován přísným testováním a ověřením. Konečný výběr by měl být založen na konkrétním scénáři aplikace, aby se zajistilo, že šrouby mohou splňovat požadavky na výkon během jejich životnosti.