Агляд
Зношанасць і старэнне — два важныя фактары, якія ўплываюць на прадукцыйнасць металічных ушчыльняльнікаў і непасрэдна звязаны з іх надзейнасцю і тэрмінам службы. Ніжэй прыведзены падрабязны аналіз гэтых двух з'яў і іх канкрэтнага ўплыву на прадукцыйнасць металічных ушчыльняльнікаў.
1. Эфекты стомленасці
Стомленасць — гэта працэс, пры якім матэрыял паступова пашкоджваецца і ў рэшце рэшт разбураецца пад уздзеяннем паўторных нагрузак. Пры ўжыванні металічных ушчыльняльнікаў эфекты стомленасці ў асноўным адлюстроўваюцца ў наступных аспектах:
1.1 Механізм разбурэння ад стомленасці
Цыклічная нагрузка: Ушчыльненне падвяргаецца перыядычным нагрузкам і разгрузкам (напрыклад, зменам ціску, выкліканым патокам газу або вадкасці) у дынамічных умовах працы, што прыводзіць да ўтварэння мікратрэшчынаў унутры матэрыялу.
Мікраструктурныя змены: па меры павелічэння цыклу стомленасці рашоткавая структура металу можа змяняцца, утвараючы крыніцы стомленасці, і гэтыя мікраскапічныя дэфекты будуць паступова пашырацца пры паўторным нагружанні.
1.2 Фактары, якія ўплываюць на тэрмін службы
Узровень напружання: Умовы эксплуатацыі з высокім узроўнем напружання паскараюць утварэнне і пашырэнне расколін ад стомленасці.
Уласцівасці матэрыялу: трываласць розных матэрыялаў на стомленасць моцна адрозніваецца. Напрыклад, нержавеючая сталь і сплавы на аснове нікеля звычайна маюць лепшую трываласць на стомленасць.
Апрацоўка паверхні: шурпатасць паверхні, павярхоўнае ўмацаванне (напрыклад, загартоўка) і пакрыццё могуць паўплываць на ўстойлівасць да стомленасці; добрая апрацоўка паверхні можа паменшыць з'яўленне расколін ад стомленасці.
1.3 Ацэнка тэрміну службы пры стомленасці
Крывая Вёлера: Вызначэнне мяжы стомленасці і трываласці матэрыялу на стомленасць з дапамогай эксперыментаў.
Лікавае мадэляванне: выкарыстоўвайце метад канчатковых элементаў (МКЭ) для стварэння мадэлі аналізу стомленасці, каб прагназаваць тэрмін службы ўшчыльнення ў працоўных умовах.
2. Эфект старэння
Старэнне — гэта працэс пагаршэння характарыстык матэрыялу пад уздзеяннем часу і навакольнага асяроддзя. У металічных ушчыльняльніках старэнне ў асноўным праяўляецца ў зменах фізічных і хімічных уласцівасцей матэрыялу. Звычайныя эфекты старэння ўключаюць:
2.1 Тэрмічнае старэнне
Уплыў тэмпературы: пры працяглай працы ў асяроддзі з высокай тэмпературай трываласць і цвёрдасць металічнага матэрыялу могуць змяншацца, што ўплывае на эфектыўнасць герметызацыі.
Рэакцыя акіслення: пры высокай тэмпературы акісленне металу паскараецца, што прыводзіць да ўтварэння аксіднага пласта на паверхні металу, што ўплывае на кантакт і герметычнасць ушчыльняльнай паверхні.
2.2 Хімічнае старэнне
Каразійныя ўласцівасці: калі металічныя ўшчыльняльнікі працуюць у агрэсіўных асяроддзях (напрыклад, кіслотах і шчолачах), матэрыял падвяргаецца хімічнай атацы, што пашкоджвае яго структурную цэласнасць і герметычнасць.
Старэнне алею: У сальніках дэградацыя алею ўплывае на прадукцыйнасць ўшчыльняльных матэрыялаў.
2.3 Змены механічных уласцівасцей
Трываласць і пластычнасць: з павелічэннем тэрміну службы трываласць на расцяжэнне і пластычнасць металічных матэрыялаў могуць значна знізіцца, што прывядзе да дэфармацыі і разбурэння ўшчыльняльнага кольца.
2.4 Выпрабаванне і ацэнка старэння
Эксперымент па паскораным старэнні: даўгавечнасць металічных ушчыльняльных кольцаў ацэньваецца шляхам правядзення выпрабаванняў на паскоранае старэнне пры высокай тэмпературы або ў агрэсіўным асяроддзі.
Аналіз характарыстык матэрыялу: для ацэнкі змяненняў уласцівасцей матэрыялу рэгулярна праводзяцца выпрабаванні на цвёрдасць, выпрабаванні на расцяжэнне і выпрабаванні на стомленасць.
3. Камбінаваныя эфекты
Узаемадзеянне паміж стомленасцю матэрыялу і старэннем можа паскорыць функцыянальнае пашкоджанне ўшчыльняльнага кольца. Напрыклад, металічныя ўшчыльняльныя кольцы, якія працуюць у асяроддзі з высокай тэмпературай, могуць не толькі трэскацца з-за стомленасці матэрыялу, але і зніжаць трываласць матэрыялу з-за старэння, што ў канчатковым выніку прыводзіць да пашкоджання ўшчыльняльніка. Таму наступствы стомленасці матэрыялу і старэння неабходна ўлічваць пры праектаванні і выбары матэрыялу.
Выснова
Знос і старэнне аказваюць істотны ўплыў на прадукцыйнасць металічных ушчыльняльных кольцаў. Разуменне механізмаў і ўзаемадзеяння паміж імі можа дапамагчы інжынерам прымаць больш абгрунтаваныя рашэнні пры праектаванні і выбары матэрыялаў для павышэння надзейнасці і тэрміну службы ўшчыльняльнага кольца. Гэтыя негатыўныя наступствы можна эфектыўна паменшыць шляхам разумнага выбару матэрыялаў, апрацоўкі паверхні, а таксама рэгулярнага агляду і тэхнічнага абслугоўвання.
Час публікацыі: 30 кастрычніка 2024 г.