ক্রায়োজেনিক তাপমাত্রা এবং অতি-উচ্চ চাপ উভয়েরই অধীন কঠোর পরিবেশে - যেখানে মাধ্যম তরল নাইট্রোজেন (ফুটনাঙ্ক: -১৯৬°C), অপারেটিং তাপমাত্রা -২০০°C-তে নেমে যায় এবং চাপ ২০MPa (~২০০ atm)-এ পৌঁছায় - যেকোনো সিলিং উপাদানের ব্যর্থতা বিপর্যয়কর পরিণতি ডেকে আনতে পারে। ১১০ মিমি অভ্যন্তরীণ ব্যাস এবং ৩.২ মিমি তারের ব্যাস সহ ধাতব সিলিং রিংগুলির জন্য, উপকরণের বৈজ্ঞানিক নির্বাচন এবং কাঠামোগত নকশা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।
I. চরম পরিস্থিতিতে মূল চ্যালেঞ্জগুলি
- নিম্ন-তাপমাত্রার এম্ব্রিটলমেন্ট ফাঁদ: -২০০° সেলসিয়াস তাপমাত্রায়, বেশিরভাগ উপকরণের দৃঢ়তা হ্রাস পায়, অন্যদিকে ভঙ্গুরতা বৃদ্ধি পায়। চাপ ঘনত্ব বা সামান্য আঘাতের কারণে সিলিং রিংগুলি মারাত্মক ফ্র্যাকচারের ঝুঁকিতে থাকে।
- উচ্চ-চাপের বিকৃতির হুমকি: 20MPa চাপের জন্য অতি-উচ্চ ফলন শক্তি এবং বিকৃতি-বিরোধী দৃঢ়তা প্রয়োজন যাতে অতিরিক্ত সংকোচন, এক্সট্রুশন (ফ্ল্যাঞ্জ ফাঁক থেকে), অথবা কাঠামোগত অস্থিরতার কারণে সৃষ্ট ব্যর্থতা রোধ করা যায়।
- তাপীয় সংকোচনের অমিলের ঝুঁকি: সিলিং রিং উপকরণ (যেমন, স্টেইনলেস স্টিল) এবং ফ্ল্যাঞ্জ উপকরণের মধ্যে তাপীয় সম্প্রসারণ সহগের (CTE) পার্থক্যের কারণে সিলের যোগাযোগের ক্ষতি, চাপের ফুটো বা স্থানীয় চাপের ওভারলোড হতে পারে।
- তরল নাইট্রোজেনের সামঞ্জস্য:তরল নাইট্রোজেনের রাসায়নিক জড়তা সত্ত্বেও, সিলিং উপকরণগুলিকে -200°C তাপমাত্রায় সম্পূর্ণ স্থিতিশীল থাকতে হবে, যা ভঙ্গুরতা, পর্যায় পরিবর্তন বা পচনের ঝুঁকি দূর করে।
- সিলিং রক্ষণাবেক্ষণ ক্ষমতা: মাইক্রোস্কোপিক ফ্ল্যাঞ্জ ত্রুটি পূরণ করতে এবং প্রাথমিক সিলিং অর্জন করতে উপকরণগুলির মাঝারি প্লাস্টিক প্রবাহ ("ঠান্ডা প্রবাহ") প্রয়োজন। চাপের ওঠানামা বা তাপীয় চক্র পরিচালনা করার জন্য তাদের পর্যাপ্ত স্থিতিস্থাপক পুনরুদ্ধার বজায় রাখতে হবে।
II. প্রাথমিক সুপারিশ: অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল এবং বিশেষায়িত অ্যালয়
কর্মক্ষমতা ভারসাম্য, খরচ-কার্যকারিতা এবং সরবরাহ শৃঙ্খলের পরিপক্কতা বিবেচনা করে, -200°C/20MPa এর নিচে 110×3.2 মিমি রিংয়ের জন্য নিম্নলিখিত উপকরণগুলিকে অগ্রাধিকার দেওয়া হয়:
- উন্নত অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল (প্রাথমিক পছন্দ):
- গ্রেড: ৩০৪ লিটার / ৩১৬ লিটার।অতি-নিম্ন কার্বন উপাদান ওয়েল্ডিং বা তাপীয় সাইক্লিংয়ের সময় কার্বাইড বৃষ্টিপাতের ঝুঁকি কমিয়ে দেয়, ক্রায়োজেনিক শক্ততা নিশ্চিত করে।ভঙ্গুরতার জন্য চমৎকার প্রতিরোধ ক্ষমতা, ভালো যন্ত্রায়ন ক্ষমতা এবং তরল নাইট্রোজেনের সামঞ্জস্যতা এগুলিকে সর্বোত্তম করে তোলে। 20MPa-তে 304L শক্তি যথেষ্ট; ক্ষয়কারী অমেধ্যের চিহ্ন থাকলে Mo-ধারণকারী 316L-এ আপগ্রেড করুন।
- মূল সুবিধা: শিল্প পরিপক্কতা, খরচ নিয়ন্ত্রণ, উচ্চতর ক্রায়োজেনিক দৃঢ়তা (চার্পি ভি-নচ প্রভাব >100J -196°C তাপমাত্রায়)।
- রাজ্য সুপারিশ: ক্রায়োজেনিক ট্রিটমেন্ট এবং নির্ভুল গ্রাইন্ডিং সহ সলিউশন-অ্যানিল করা ঠান্ডা-ড্রন তার।
- অ্যালুমিনিয়াম ব্রোঞ্জ (গুরুত্বপূর্ণ বিকল্প):
- গ্রেড: C95400 (CuAl10Fe3) / C95500 (CuAl11Fe6Ni6)।
- মূল সুবিধা: অতুলনীয় ক্রায়োজেনিক দৃঢ়তা (নমনীয়তা -২৬৯°C পর্যন্ত ধরে রাখে), এক্সট্রুশন/পরিধান প্রতিরোধের জন্য উচ্চ শক্তি/কঠোরতা, পৃষ্ঠের সামঞ্জস্য সিল করার জন্য চমৎকার ঠান্ডা প্রবাহ এবং স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় উন্নত তাপ পরিবাহিতা।
- বিবেচনা: গতিশীল ঘর্ষণ/ঘন ঘন বিচ্ছিন্নকরণের জন্য আদর্শ। বিশুদ্ধ তরল নাইট্রোজেনে ঝুঁকি কম কিন্তু সম্ভাব্য অক্সিজেন সামঞ্জস্যতা মূল্যায়ন করুন। স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় দাম বেশি।
- নিকেল-ভিত্তিক অ্যালয় (উচ্চ-কার্যক্ষমতা ব্যাকআপ):
- গ্রেড: ইনকোনেল ৭১৮ (উচ্চ শক্তি), হ্যাস্টেলয় সি-২৭৬/সি-২২ (ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা)।
- সুবিধা: ইনকোনেল ৭১৮ -২৫৩°C তাপমাত্রায় নমনীয়তা এবং অতি-উচ্চ শক্তি (>২০MPa) প্রদান করে। হ্যাস্টেলয় ক্ষয়কারী অমেধ্য (যেমন, অ্যাসিড, Cl⁻ আয়ন) -এ উৎকৃষ্ট।
- সীমাবদ্ধতা: উচ্চ খরচ এবং উৎপাদন জটিলতা; চরম চাপ/ক্ষয় ঝুঁকির জন্য সংরক্ষিত।
গুরুত্বপূর্ণ উপাদান: -200°C তাপমাত্রায় 304L এর কর্মক্ষমতা ডেটা
| সম্পত্তি | 304L অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল (-200°C) | তাৎপর্য |
|---|---|---|
| প্রসার্য শক্তি (Rm) | ≈ ১৫০০ এমপিএ | ডাবলস বনাম আরটি; ২০ এমপিএ সহ্য করে |
| ফ্র্যাকচার শক্তপোক্ততা (K_IC) | ১২০-১৮০ এমপিএ·√মি | ভঙ্গুর ফ্র্যাকচার প্রতিরোধ করে |
| সিটিই (α) | ১০.৫ × ১০⁻⁶/কে | ফ্ল্যাঞ্জ CTE এর সাথে মিল করুন |
| তাপীয় পরিবাহিতা (λ) | ≈ ৯ ওয়াট/(মি·কে) | তাপীয় বন্টন উন্নত করে |
III. ১১০×৩.২ মিমি রিংয়ের জন্য কাঠামোগত অপ্টিমাইজেশন
- তারের ব্যাস বিশ্লেষণ: ৩.২ মিমি তারের ব্যাস (বনাম ১১০ মিমি আইডি) ২০ এমপিএ চাপ এবং বিকৃতি প্রতিরোধ করার জন্য পর্যাপ্ত ক্রস-সেকশন প্রদান করে। পাতলা তারগুলি ভেঙে পড়বে।
- পছন্দের সিল ডিজাইন:
- সি-রিং: সরল সি-আকৃতির ক্রস-সেকশন। মাঝারি কম্প্রেশন (১৫-২৫% তারের ব্যাস)। ৭০MPa+ পর্যন্ত নির্ভরযোগ্য। কম খরচে, স্ট্যাটিক সিলের জন্য আদর্শ।
- ই-রিং: উল্টানো E-আকৃতির ক্রস-সেকশন (দ্বৈত সিলিং লাইন)। তাপীয় সাইক্লিং/কম্পনের জন্য উন্নত স্থিতিস্থাপকতা। ফ্ল্যাঞ্জ মিসলাইনমেন্টের জন্য উচ্চ সহনশীলতা।
- পৃষ্ঠতল বর্ধন: সিল করা পৃষ্ঠগুলিকে অবশ্যই আয়না ফিনিশ অর্জন করতে হবে (রা ≤ ০.৮µm, আদর্শভাবে≤০.৪µমি)। পাতলা রূপালী প্রলেপ লাগান (<৫µm মি) তাপীয় যোগাযোগ/ক্রায়োজেনিক সিলিং উন্নত করতে।
IV. উৎপাদন, ইনস্টলেশন এবং মান নিয়ন্ত্রণ
- উপাদানের উৎস: ট্রেসযোগ্য ক্রায়োজেনিক-প্রত্যয়িত তার (যেমন, ASTM A276/A479)। নিয়ন্ত্রণ P≤0.015%, S≤0.003%।
- নির্ভুল উৎপাদন:
- চাপ-নিয়ন্ত্রিত ঠান্ডা গঠন + চাপ-ত্রাণ অ্যানিলিং।
- ঢালাই: উচ্চ-বিশুদ্ধতা Ar TIG + 100% RT পরিদর্শন + ক্রায়ো-সাইক্লিং।
- মাত্রিক নির্ভুলতা: ±0.02 মিমি ব্যাস, ডিম্বাকৃতি ≤0.03 মিমি।
- সারফেস ফিনিশিং: মাইক্রো-ফাটল অপসারণের জন্য চূড়ান্ত ইলেক্ট্রোলাইটিক/রাসায়নিক পলিশিং (রা ≤0.4µm).
- ইনস্টলেশন প্রোটোকল:
- ফ্ল্যাঞ্জের প্রয়োজনীয়তা:রা ≤1.6µm, সমান্তরালতা ≤0.05 মিমি।
- বোল্ট প্রি-টেনশন: ক্যালিব্রেটেড হাইড্রোলিক টেনশন ব্যবহার করুন। প্রিলোডে ক্রায়োজেনিক ক্ষতিপূরণ প্রয়োগ করুন।কখনোই ধাক্কা দিও না!
- কুলিং প্রোটোকল: র্যাম্প কুলিং ≤৫°সে/মিনিটতাপীয় শক এড়াতে।
ভি. উপসংহার
-২০০°C/২০MPa তাপমাত্রায় তরল নাইট্রোজেনের জন্য,ক্রায়ো-ট্রিটেড 304L/316L স্টেইনলেস স্টিলØ১১০×৩.২ মিমি সিলের জন্য সর্বোত্তম দৃঢ়তা, শক্তি এবং খরচ-দক্ষতা প্রদান করে।অ্যালুমিনিয়াম ব্রোঞ্জ (C95500) পরিধান/ঘন ঘন রক্ষণাবেক্ষণের ক্ষেত্রে উৎকৃষ্ট, যখন নিকেল অ্যালয় (ইনকোনেল ৭১৮/হ্যাস্টেলয়) চরম চাপ/ক্ষয় মোকাবেলা করুন।
চূড়ান্ত নির্ভরযোগ্যতা নির্ভর করে:
- অনবদ্য উপাদান সংগ্রহ
- নির্ভুল উৎপাদন (বিশেষ করে পৃষ্ঠতল সমাপ্তি)
- কঠোর ইনস্টলেশন শৃঙ্খলা।
পোস্টের সময়: আগস্ট-০৭-২০২৫