Tenperatura eta presio altuko baldintzetan, metalezko zigilatze-eraztunen errendimendua oso zalantzan jartzen da. Muturreko baldintza hauetan zigilatze fidagarria bermatzeko, beharrezkoa da metalezko zigilatze-eraztunen materialaren hautaketa, diseinuaren optimizazioa eta aplikazioaren azterketa sakonak egitea. Jarraian, arlo honetako teknologia gakoen azterketa bat aurkezten da:
1. Materialen hautaketa
Tenperatura altuko erresistenteak diren materialak:
Altzairu herdoilgaitza: 316L eta 321 altzairu herdoilgaitza bezala, tenperatura altuko erresistentzia eta korrosioarekiko erresistentzia ona dute.
Tenperatura altuko aleazioak: Inconel 625 eta Hastelloy X bezalako material hauek erresistentzia eta marruskadura-erresistentzia handia mantentzen dute tenperatura altuetan.
Presio handiko material erresistenteak:
Erresistentzia handiko aleazioak: karbono handiko altzairua eta borozko altzairua, presio handiko inguruneetan propietate mekaniko bikainak dituzte.
Aleazio deformatuak: Monel eta Incoloy bezalakoak, presio handiko errendimendu bikaina eta hezetasuneko korrosioarekiko erresistentzia bikaina dute.
Errendimendu osoa:
Gainazaleko tratamendua: Nikel-plakaren, kromo gogorraren galvanizazioaren eta plasma-ihinztaduraren eta beste teknologia batzuen bidez, metalezko zigilatze-eraztunen higadura-erresistentzia eta zigilatze-errendimendua hobetzen dira tenperatura altuko eta presio altuko inguruneetan.
2. Diseinuaren optimizazioa
Zigilatzeko egituraren diseinua:
Zeharkako sekzioaren diseinua: Zeharkako sekzioaren forma optimizatuz (adibidez, O motakoa, X motakoa eta U motakoa), zigilatzeko eraztunaren tentsio-banaketa hobetzen da tenperatura altuan eta presio altuan, eta zigilatzeko efektua bermatzen da.
Optimizazio geometrikoa: Zigilatzeko eraztunaren parametro geometrikoak elementu finituen analisi (FEA) bidez optimizatu tentsio-kontzentrazioa murrizteko eta zerbitzu-bizitza luzatzeko.
Hedapen termikoaren konpentsazio-diseinua:
Hedapen termikoaren koefizientearen parekatzea: Zigilatzeko gainazaleko materialen pareko hedapen termikoaren koefizienteen antzekoak dituzten materialak aukeratu, hedapen termikoaren desparekatzeak eragindako zigilatze-akatsa murrizteko.
Hedapen-zirrikituen diseinua: Gehitu zirrikitu zabalgarriak zigilatzeko eraztunaren egituran hedapen termiko jakin batzuetara egokitzeko eta zigilatzeko efektua bermatzeko.
3. Errendimendu proba
Tenperatura altuko eta presio altuko gailu esperimentala:
Simulazio proba: Laborategiko ingurune batean, tenperatura altuko eta presio altuko simulazio gailu bat (autoklabe bat eta tenperatura altuko labe bat adibidez) erabiltzen da zigilatzeko eraztuna probatzeko eta haren errendimendua ebaluatzeko.
Errendimendu-adierazleak: Metalezko zigilatzeko eraztunaren zigilatze-errendimendua (gutxieneko isuri-tasa, gehienezko presio-erresistentzia, erresistentzia mekanikoa eta tenperatura-erresistentzia muga zehaztu tenperatura eta presio handiko baldintzetan.
Epe luzerako errendimenduaren ebaluazioa:
Zahartze proba: Zahartze azeleratuaren proben bidez (tenperatura altuko eta presio altuko zahartzea, ziklo termikoaren proba, adibidez), zigilatzeko eraztunaren errendimendu-aldaketak epe luzeko erabileran ebaluatzen dira.
Marruskadura eta nekearen analisia: Aztertu metalezko zigilatze-eraztunen marruskadura-portaera eta nekearen bizitza tenperatura eta presio altuetan, marruskadura-probak eta nekearen probak (adibidez, trakzio-nekea, biraketa-nekea) erabiliz.
4. Aplikazioaren analisia
Aire eta espazio arloa:
Suziri-motorra: Suziri-motorretan, metalezko zigilatze-eraztunek tenperatura eta presio oso altuetan lan egin behar dute, eta tenperatura altuko aleazioak eta beroarekiko erresistenteak diren material bereziak aukeratu behar dira.
Turbina: Turbinako zigilatze-sistemak metalezko zigilatze-eraztunaren tenperatura eta presio handiko erresistentzia-eskakizun oso zorrotzak ditu, eta materialaren hautaketa eta diseinuaren optimizazio zorrotza egin behar dira.
Industria kimikoa eta petrolioa:
Presio handiko erreaktorea: Prozesu kimikoko presio handiko erreaktoreak zigilatzeko eraztunaren presio-erresistentziari eta korrosio-erresistentziari buruzko eskakizun zorrotzak ditu, eta gainazaleko tratamendu berezia eta optimizazio geometrikoa behar dira.
Petrolio-zulaketa: Petrolio-zulaketa ekipoetako metalezko zigilatzeko eraztunek tenperatura altuan, presio altuan eta ingurune korrosiboan lan egin behar dute, eta errendimendu-proba zorrotzak eta materialen egiaztapena jasan behar dituzte.
Energia nuklearraren industria:
Erreaktore nuklearra: Erreaktore nuklearreko hozgarri-sistemak eta presio-ontziak eskakizun bereziak dituzte metalezko zigilatze-eraztunaren zigilatze-errendimenduari eta erradiazio-erresistentziari dagokionez, eta tenperatura altuei eta presio altuei aurre egiten dieten aleazio bereziak behar dira.
Ondorioa
Tenperatura eta presio altuko baldintzetan, metalezko zigilatze-eraztunen errendimendu-analisiak diziplina anitzeko eta arlo anitzeko integrazio teknikoa dakar, besteak beste, materialen zientzia, egitura-diseinua, errendimendu-probak eta aplikazioen analisia. Materialen hautaketa zientifiko eta arrazoizkoaren, diseinuaren optimizazioaren, errendimendu-proben eta aplikazio praktikoaren egiaztapenaren bidez, metalezko zigilatze-eraztunen zigilatze fidagarria berma daiteke muturreko lan-baldintzetan, laguntza tekniko sendoa eskainiz aeroespaziala, petrokimikoa eta energia nuklearra bezalako arlo gakoetarako.
Argitaratze data: 2024ko azaroaren 4a