1. Úvod
Kovová těsnění se široce používají v leteckém průmyslu, jaderné energetice, petrochemii a dalších oblastech a jejich výkon přímo ovlivňuje bezpečnost a spolehlivost zařízení. V extrémních podmínkách, jako jsou vysoké teploty, vysoké tlaky a silná koroze, však kovová těsnění čelí komplexním napěťovým stavům a faktorům prostředí a jsou náchylná k selhání, což vede k únikům ze zařízení nebo dokonce k katastrofickým nehodám. Proto má hloubkový výzkum mechanismu selhání kovových těsnění v extrémních podmínkách a vytvoření přesného modelu pro predikci životnosti velký význam pro zajištění bezpečného provozu zařízení.
2. Mechanismus selhání kovových těsnění za extrémních podmínek
Mechanismus selhání kovových těsnění za extrémních podmínek je složitý a rozmanitý a zahrnuje zejména následující:
2.1 Únavový lom: Působením střídavého zatížení vznikají trhliny na povrchu nebo uvnitř kovového těsnění a postupně se rozšiřují, což nakonec vede k lomovému porušení. Únavový lom je jednou z nejčastějších forem porušení kovových těsnění.
2.2 Selhání tečením: Při vysokých teplotách a trvalém namáhání dochází k pomalé plastické deformaci kovového těsnění, která nakonec vede k jeho selhání. Selhání tečením je hlavní formou selhání kovových těsnění v prostředí s vysokou teplotou.
2.3 Korozní praskání v důsledku napětí: V důsledku kombinovaného působení tahového napětí a korozivního prostředí vznikají na povrchu kovových těsnicích kroužků trhliny, které se rychle rozšiřují, což vede ke křehkému lomu. Korozní praskání v důsledku napětí je hlavní formou porušení kovových těsnicích kroužků v korozivním prostředí.
2.4 Jiné formy poruch: Zahrnuje také opotřebení, opotřebení třením, vodíkové křehnutí a další formy poruch.
3. Model predikce životnosti kovových těsnicích kroužků
Aby bylo možné přesně předpovědět životnost kovových těsnicích kroužků, vědci navrhli řadu modelů pro predikci životnosti, včetně zejména:
3.1 Model predikce životnosti založený na lomové mechanice: Tento model je založen na lineární elastické lomové mechanice nebo teorii elastoplastické lomové mechaniky a predikuje životnost kovových těsnicích kroužků analýzou chování při šíření trhlin.
3.2 Model predikce životnosti založený na mechanice poškození: Tento model považuje proces poškozování kovových těsnicích kroužků za kontinuální proces a predikuje jejich životnost stanovením rovnice vývoje poškození.
3.3 Model predikce životnosti založený na strojovém učení: Tento model využívá algoritmy strojového učení k vytvoření modelu predikce životnosti kovových těsnicích kroužků analýzou velkého množství experimentálních dat.
4. Závěr a perspektiva
Mechanismus selhání kovových těsnění za extrémních provozních podmínek je složitý a jeho predikce životnosti musí zohlednit řadu faktorů. V budoucnu je třeba dále provádět následující výzkum:
4.1 Hloubková studie mechanismu selhání kovových těsnění při vícepolním propojení.
4.2 Vyvinout přesnější model predikce životního cyklu pro zlepšení přesnosti a spolehlivosti predikce.
4.3 Vyvinout technologii monitorování stavu kovových těsnění pro dosažení monitorování v reálném čase a včasného varování před jejich provozním stavem.
Čas zveřejnění: 7. února 2025