1. Уводзіны
Металічныя ўшчыльняльнікі шырока выкарыстоўваюцца ў аэракасмічнай, ядзернай энергетыцы, нафтахімічнай і іншых галінах, і іх прадукцыйнасць непасрэдна ўплывае на бяспеку і надзейнасць абсталявання. Аднак у экстрэмальных умовах, такіх як высокая тэмпература, высокі ціск і моцная карозія, металічныя ўшчыльняльнікі сутыкаюцца са складанымі напружанымі станамі і фактарамі навакольнага асяроддзя і схільныя да паломак, што прыводзіць да ўцечак з абсталявання або нават да катастрафічных аварый. Таму паглыбленыя даследаванні механізму паломкі металічных ушчыльняльнікаў у экстрэмальных умовах і стварэнне дакладнай мадэлі прагназавання тэрміну службы маюць вялікае значэнне для забеспячэння бяспечнай эксплуатацыі абсталявання.
2. Механізм разбурэння металічных ушчыльненняў у экстрэмальных умовах
Механізм разбурэння металічных ушчыльняльнікаў у экстрэмальных умовах складаны і разнастайны, у асноўным уключае наступнае:
2.1 Разбурэнне ад стомленасці: Пад дзеяннем знакапамерных нагрузак на паверхні або ўнутры металічнага ўшчыльнення ўзнікаюць расколіны, якія паступова пашыраюцца, што ў рэшце рэшт прыводзіць да разбурэння. Разбурэнне ад стомленасці — адна з найбольш распаўсюджаных формаў разбурэння металічных ушчыльненняў.
2.2 Руйнаванне з-за паўзучасці: пад уздзеяннем высокай тэмпературы і пастаяннага напружання металічнае ўшчыльненне падвяргаецца павольнай пластычнай дэфармацыі, што ў рэшце рэшт прыводзіць да разбурэння. Руйнаванне з-за паўзучасці з'яўляецца асноўнай формай разбурэння металічных ушчыльненняў ва ўмовах высокай тэмпературы.
2.3 Каразійнае расколванне пад напружаннем: пад сумесным уздзеяннем расцяжных напружанняў і каразійнага асяроддзя на паверхні металічных ушчыльняльных кольцаў зараджаюцца расколіны, якія хутка пашыраюцца, што прыводзіць да далікатнага разбурэння. Каразійнае расколванне пад напружаннем з'яўляецца асноўнай формай разбурэння металічных ушчыльняльных кольцаў у каразійных асяроддзях.
2.4 Іншыя формы разбурэння: сюды таксама ўваходзяць знос, знос ад трэтынгу, вадароднае охрупчаванне і іншыя формы разбурэння.
3. Мадэль прагназавання тэрміну службы металічных ушчыльняльных кольцаў
Каб дакладна прагназаваць тэрмін службы металічных ушчыльняльных кольцаў, даследчыкі прапанавалі розныя мадэлі прагназавання тэрміну службы, у тым ліку:
3.1 Мадэль прагназавання тэрміну службы на аснове механікі разбурэння: Гэтая мадэль заснавана на лінейна-пругкай механіцы разбурэння або тэорыі пругка-пластычнай механікі разбурэння і прагназуе тэрмін службы металічных ушчыльняльных кольцаў шляхам аналізу паводзін распаўсюджвання расколін.
3.2 Мадэль прагназавання тэрміну службы на аснове механікі пашкоджанняў: Гэтая мадэль разглядае працэс пашкоджання металічных ушчыльняльных кольцаў як бесперапынны працэс і прагназуе іх тэрмін службы, усталёўваючы ўраўненне эвалюцыі пашкоджанняў.
3.3 Мадэль прагназавання тэрміну службы на аснове машыннага навучання: Гэтая мадэль выкарыстоўвае алгарытмы машыннага навучання для стварэння мадэлі прагназавання тэрміну службы металічных ушчыльняльных кольцаў шляхам аналізу вялікай колькасці эксперыментальных дадзеных.
4. Выснова і перспектывы
Механізм разбурэння металічных ушчыльненняў у экстрэмальных умовах працы з'яўляецца складаным, і прагназаванне тэрміну службы павінна ўлічваць мноства фактараў. У будучыні неабходна правесці наступныя даследаванні:
4.1 Паглыбленае вывучэнне механізму разбурэння металічных ушчыльненняў пры шматпольавым злучэнні.
4.2 Распрацаваць больш дакладную мадэль прагназавання жыцця для павышэння дакладнасці і надзейнасці прагназавання.
4.3 Распрацаваць тэхналогію маніторынгу стану металічных ушчыльняльнікаў для забеспячэння маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу і ранняга папярэджання аб іх працоўным стане.
Час публікацыі: 7 лютага 2025 г.