1. Въведение
Металните уплътнения се използват широко в аерокосмическата, ядрената енергетика, нефтохимическата и други области, а тяхната производителност пряко влияе върху безопасността и надеждността на оборудването. Въпреки това, при екстремни условия, като висока температура, високо налягане и силна корозия, металните уплътнения са изправени пред сложни напрегнати състояния и фактори на околната среда и са склонни към повреди, което води до течове от оборудването или дори катастрофални аварии. Следователно, задълбочените изследвания на механизма на повреда на металните уплътнения при екстремни условия и създаването на точен модел за прогнозиране на експлоатационния живот са от голямо значение за осигуряване на безопасната експлоатация на оборудването.
2. Механизъм на повреда на метални уплътнения при екстремни условия
Механизмът на повреда на металните уплътнения при екстремни условия е сложен и разнообразен, като включва главно следното:
2.1 Разрушаване от умора: Под действието на променливи натоварвания, пукнатини започват да се появяват по повърхността или във вътрешността на металното уплътнение и постепенно се разширяват, което в крайна сметка води до разрушаване от умора. Разрушаването от умора е една от най-често срещаните форми на разрушаване на метални уплътнения.
2.2 Пълзене: При висока температура и продължително напрежение металното уплътнение претърпява бавна пластична деформация, което в крайна сметка води до повреда. Пълзенето е основната форма на повреда на металните уплътнения при висока температура.
2.3 Корозионно напукване под напрежение: Под комбинираното действие на опънно напрежение и корозивна среда, пукнатини започват да се появяват по повърхността на металните уплътнителни пръстени и се разширяват бързо, което води до крехко разрушаване. Корозионното напукване под напрежение е основната форма на повреда на металните уплътнителни пръстени в корозивни среди.
2.4 Други форми на повреди: Това включва също износване, износване от трене, водородно крехкост и други форми на повреди.
3. Модел за прогнозиране на живота на метални уплътнителни пръстени
За да се предскаже точно животът на металните уплътнителни пръстени, изследователите са предложили различни модели за прогнозиране на живота, включително главно:
3.1 Модел за прогнозиране на живота, базиран на механиката на разрушаване: Този модел се основава на теорията на линейно-еластичното разрушаване или еластично-пластичното разрушаване и прогнозира живота на металните уплътнителни пръстени чрез анализ на поведението на разпространение на пукнатини.
3.2 Модел за прогнозиране на живота, базиран на механиката на повредите: Този модел разглежда процеса на повреда на металните уплътнителни пръстени като непрекъснат процес и прогнозира живота им чрез установяване на уравнение за еволюция на повредите.
3.3 Модел за прогнозиране на живота, базиран на машинно обучение: Този модел използва алгоритми за машинно обучение, за да създаде модел за прогнозиране на живота на метални уплътнителни пръстени чрез анализ на голямо количество експериментални данни.
4. Заключение и перспектива
Механизмът на повреждане на металните уплътнения при екстремни работни условия е сложен и прогнозирането на живота му трябва да отчита множество фактори. В бъдеще е необходимо да се проведат допълнителни изследвания:
4.1 Задълбочено проучване на механизма на разрушаване на метални уплътнения при многополева връзка.
4.2 Разработете по-точен модел за прогнозиране на жизнения цикъл, за да подобрите точността и надеждността на прогнозите.
4.3 Разработване на технология за мониторинг на състоянието на металните уплътнения, за да се постигне наблюдение в реално време и ранно предупреждение за тяхното работно състояние.
Време на публикуване: 07 февруари 2025 г.