Yağ borusu vidalarının yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında mekanik özellikleri nelerdir?

Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında, yağ borusu vidaları boru hattı bağlantılarının güvenliğini ve güvenilirliğini sağlamada önemli bir faktördür. Bu ortamda, vidaların yüksek stres, termal genleşme, korozyon ve sürünme gibi zorluklar dahil olmak üzere aşırı çalışma koşullarına dayanması gerekir. Aşağıda, yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında yağ borusu vidalarının mekanik özelliklerinin ayrıntılı bir analizidir:

1. Malzeme seçiminin mekanik özellikler üzerindeki etkisi
Yüksek mukavemetli alaşım çelik:
Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında, yüksek mukavemetli alaşım çelik (42CRMO, AISI 4140 veya AISI 8740 gibi) genellikle vida malzemesi olarak seçilir. Bu malzemeler yüksek gerilme mukavemetine ve akma mukavemetine sahiptir ve yüksek basınç altında plastik deformasyona dayanabilir.
Paslanmaz çelik:
Çevrede aşındırıcı bir ortam varsa (hidrojen sülfür, karbondioksit veya tuzlu su gibi), daha iyi korozyon direncine sahip paslanmaz çelik (316L, dubleks paslanmaz çelik veya süper dubleks paslanmaz çelik) seçilebilir. Paslanmaz çeliğin mukavemeti bazı alaşım çeliklerden daha düşük olsa da, korozyon direnci ve yüksek sıcaklık stabilitesi onu ideal bir seçim haline getirir.
Süper Alaşımlar:
Son derece yüksek sıcaklıklar (500 ° C'nin üzerinde) ve yüksek basınç koşulları altında, nikel bazlı veya kobalt bazlı süper alaşımlar (Inconel 718, Hastelloy C-276 gibi) kullanılabilir. Bu malzemeler mükemmel yüksek sıcaklık mukavemetine, oksidasyon direncine ve sürünme direncine sahiptir.
2. Yüksek sıcaklığın mekanik özellikler üzerindeki etkisi
Gerilme mukavemetinde ve akma mukavemetinde azalma:

Artan sıcaklıkla, metal malzemelerin gerilme mukavemeti ve akma mukavemeti önemli ölçüde azalacaktır. Örneğin, 400 ° C'nin üzerinde, sıradan karbon çeliğinin mukavemeti%30-%50 azalabilir. Bu nedenle, uygun malzeme gerçek çalışma sıcaklığına göre seçilmelidir.
Sürünme fenomeni:
Yüksek sıcaklıklarda, metal malzemeler sürünme fenomenine maruz kalacaktır, yani plastik deformasyon yavaş yavaş sabit stres altında meydana gelir. Sürünmenin neden olduğu bağlantı arızasını önlemek için, iyi sürünme direncine sahip malzemeler seçilmeli ve vidaların çalışma stresi izin verilen aralık içinde kontrol edilmelidir.
Termal Genişleme Katsayısı:
Farklı malzemelerin termal genleşme katsayılarındaki fark, vida ve yağ borusu arasındaki uyumun gevşek veya çok sıkı olmasına neden olabilir. Bu nedenle, termal stresin neden olduğu sızıntı veya hasarı önlemek için tasarım sırasında termal genişleme eşleştirme dikkate alınmalıdır.
3. Yüksek basıncın mekanik özellikler üzerindeki etkisi
Sıkıştırma Direnci:
Yüksek basınç koşulları altında, vidaların büyük eksenel strese dayanması gerekir. Vidanın gerilme mukavemeti yetersizse, iplik kırığı veya bağlantı arızasına neden olabilir. Bu nedenle, gereken minimum vida boyutu ve mukavemet derecesi çalışma basıncına göre hesaplanmalıdır.
Yorgunluk Performansı:
Yüksek basınç ve titreşim ortamı altında vidalar, yorgunluk kırığına neden olabilecek periyodik strese tabi tutulabilir. Yorgunluk direncini artırmak için, söndürülmüş ve temperlenmiş veya yüzey güçlendirilmiş vidalar seçilebilir.
Sızdırmazlık Performansı:
Yüksek basınç koşulları altında, vidaların sızdırmazlık performansı çok önemlidir. Dişli bağlantılar, yüksek basınç nedeniyle eser sızıntıya neden olabilir, bu nedenle sızdırmazlık etkisini arttırmak için sızdırmazlık halkalarını, ham bant veya diğer sızdırmazlık yöntemlerini birleştirmek gerekir.
4. Yaygın sorunlar ve çözümler
Gevşek Vidalar:
Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında, termal genleşme ve titreşim nedeniyle vidalar yavaş yavaş gevşeyebilir. Bu sorunu çözmek için aşağıdaki önlemler alınabilir:
Anti-gevşeyen somun veya kilitleme pulları kullanın;
İplik kilitleme tutkalını (Loctite gibi) uygulayın;
Ön yükü artırın, ancak vidanın akma mukavemetini aşmamaya dikkat edin.
İplik aşınması:
Yüksek basınç dinamik yükleri altında, dişler sürtünme nedeniyle giyebilir. Hizmet ömrü aşağıdakilerle genişletilebilir:
Dişlerin yüzey sertleşmesi (nitriding veya krom kaplama gibi);
Daha yüksek aşınma direncine sahip malzemeler kullanmak;
Ciddi şekilde yıpranmış vidaların düzenli olarak denetlenmesi ve değiştirilmesi.
Stres korozyonu çatlaması:
Yüksek sıcaklık, yüksek basınç ve aşındırıcı ortamlara sahip ortamlarda, vidalar stres korozyonu çatlamasından muzdarip olabilir. Çözümler şunları içerir:
Korozyona dayanıklı malzemelerin seçilmesi;
Vidaların çalışma stresinin azaltılması;
Vidalara korozyon önleyici kaplamanın uygulanması.

Vidaların güvenilirliğini ve güvenliğini sağlamak için, bu faktörler kapsamlı bir şekilde düşünülmeli ve tasarım titiz test ve doğrulama yoluyla optimize edilmelidir. Son seçim, vidaların hizmet ömrü boyunca performans gereksinimlerini karşılayabilmesini sağlamak için belirli uygulama senaryosuna dayanmalıdır. .