1. Εισαγωγή
Οι μεταλλικές σφραγίδες χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική, την πυρηνική ενέργεια, την πετροχημική βιομηχανία και άλλους τομείς, και η απόδοσή τους επηρεάζει άμεσα την ασφάλεια και την αξιοπιστία του εξοπλισμού. Ωστόσο, υπό ακραίες συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και ισχυρή διάβρωση, οι μεταλλικές σφραγίδες αντιμετωπίζουν πολύπλοκες καταστάσεις καταπόνησης και περιβαλλοντικούς παράγοντες και είναι επιρρεπείς σε αστοχία, οδηγώντας σε διαρροές εξοπλισμού ή ακόμη και σε καταστροφικά ατυχήματα. Επομένως, η εις βάθος έρευνα σχετικά με τον μηχανισμό αστοχίας των μεταλλικών σφραγίδων υπό ακραίες συνθήκες και η δημιουργία ενός ακριβούς μοντέλου πρόβλεψης διάρκειας ζωής έχουν μεγάλη σημασία για τη διασφάλιση της ασφαλούς λειτουργίας του εξοπλισμού.
2. Μηχανισμός αστοχίας μεταλλικών σφραγίδων υπό ακραίες συνθήκες
Ο μηχανισμός αστοχίας των μεταλλικών σφραγίδων υπό ακραίες συνθήκες είναι πολύπλοκος και ποικίλος, και περιλαμβάνει κυρίως τα ακόλουθα:
2.1 Ρωγμές λόγω κόπωσης: Υπό την επίδραση εναλλασσόμενων φορτίων, δημιουργούνται ρωγμές στην επιφάνεια ή στο εσωτερικό της μεταλλικής σφράγισης και σταδιακά επεκτείνονται, οδηγώντας τελικά σε αστοχία λόγω θραύσης. Η θραύση λόγω κόπωσης είναι μια από τις πιο συνηθισμένες μορφές αστοχίας των μεταλλικών σφραγίδων.
2.2 Αστοχία ερπυσμού: Υπό υψηλή θερμοκρασία και συνεχή τάση, η μεταλλική σφράγιση υφίσταται αργή πλαστική παραμόρφωση, η οποία τελικά οδηγεί σε αστοχία. Η αστοχία ερπυσμού είναι η κύρια μορφή αστοχίας των μεταλλικών σφραγίδων σε περιβάλλον υψηλής θερμοκρασίας.
2.3 Ρωγμές λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης: Υπό τη συνδυασμένη δράση της εφελκυστικής τάσης και του διαβρωτικού μέσου, οι ρωγμές ξεκινούν στην επιφάνεια των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης και επεκτείνονται ταχέως, οδηγώντας σε ψαθυρή θραύση. Η ρωγμή λόγω διάβρωσης λόγω καταπόνησης είναι η κύρια μορφή αστοχίας των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης σε διαβρωτικά περιβάλλοντα.
2.4 Άλλες μορφές αστοχίας: Περιλαμβάνει επίσης φθορά, φθορά από τριβή, ευθραυστότητα υδρογόνου και άλλες μορφές αστοχίας.
3. Μοντέλο πρόβλεψης διάρκειας ζωής μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης
Προκειμένου να προβλεφθεί με ακρίβεια η διάρκεια ζωής των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης, οι ερευνητές έχουν προτείνει μια ποικιλία μοντέλων πρόβλεψης διάρκειας ζωής, τα οποία περιλαμβάνουν κυρίως:
3.1 Μοντέλο πρόβλεψης διάρκειας ζωής βασισμένο στη μηχανική θραύσης: Αυτό το μοντέλο βασίζεται στη γραμμική ελαστική μηχανική θραύσης ή στη θεωρία της ελαστοπλαστικής μηχανικής θραύσης και προβλέπει τη διάρκεια ζωής των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης αναλύοντας τη συμπεριφορά διάδοσης ρωγμών.
3.2 Μοντέλο πρόβλεψης διάρκειας ζωής βασισμένο στη μηχανική βλάβης: Αυτό το μοντέλο θεωρεί τη διαδικασία βλάβης των μεταλλικών δακτυλίων στεγανοποίησης ως μια συνεχή διαδικασία και προβλέπει τη διάρκεια ζωής της δημιουργώντας μια εξίσωση εξέλιξης βλάβης.
3.3 Μοντέλο πρόβλεψης ζωής βασισμένο στη μηχανική μάθηση: Αυτό το μοντέλο χρησιμοποιεί αλγόριθμους μηχανικής μάθησης για να δημιουργήσει ένα μοντέλο πρόβλεψης ζωής για μεταλλικούς δακτυλίους στεγανοποίησης αναλύοντας μια μεγάλη ποσότητα πειραματικών δεδομένων.
4. Συμπέρασμα και Προοπτική
Ο μηχανισμός αστοχίας των μεταλλικών σφραγίδων υπό ακραίες συνθήκες λειτουργίας είναι πολύπλοκος και η πρόβλεψη της διάρκειας ζωής τους πρέπει να λαμβάνει υπόψη πολλαπλούς παράγοντες. Στο μέλλον, πρέπει να διεξαχθεί περαιτέρω η ακόλουθη έρευνα:
4.1 Εις βάθος μελέτη του μηχανισμού αστοχίας μεταλλικών σφραγίδων υπό σύζευξη πολλαπλών πεδίων.
4.2 Ανάπτυξη ενός πιο ακριβούς μοντέλου πρόβλεψης ζωής για τη βελτίωση της ακρίβειας και της αξιοπιστίας της πρόβλεψης.
4.3 Ανάπτυξη τεχνολογίας παρακολούθησης της κατάστασης των μεταλλικών σφραγίδων, με σκοπό την παρακολούθηση σε πραγματικό χρόνο και την έγκαιρη προειδοποίηση της κατάστασης λειτουργίας τους.
Ώρα δημοσίευσης: 07 Φεβρουαρίου 2025