Taighde Dearaidh agus Feidhmchláir ar Shéalaí Statacha Fáinne-C Miotail d'Inneall Díosail faoi Dhálaí Foircneacha 700°C / 100 MPa

I dtaighde, forbairt agus dearadh inneall díosail ardfheidhmíochta nua-aimseartha, bíonn an gasket ceann sorcóra (struchtúr séalaithe) faoi réir na n-ualaí teirmeacha-meicniúla cúpláilte is déine san inneall ar fad. Mar gheall ar na difríochtaí in airíonna fisiceacha idir bloc an innill iarainn teilgthe agus ceann sorcóra cóimhiotal alúmanaim, tarlaíonn díláithrithe agus dífhoirmíochtaí an-dúshlánacha faoi theocht ard, brúnna arda agus tionchair thimthriallacha dinimiciúla.

Chun aghaidh a thabhairt ar na coinníollacha oibriúcháin foircneachaTeocht buaic 700–800°C, brú cuisle timthriallach 100 MPa, agus anmeascán miotail neamhchosúil iarann ​​teilgthe / cóimhiotal alúmanaim, anSéala statach miotail C-Fáinne, lena leaisteachas struchtúrach uathúil agus a chumas earraigh ar ais, feidhmíonn sé mar réiteach idéalach chun sceitheadh ​​​​bhrú dócháin sorcóra a chosc.

1. Dúshláin Oibríochta agus Anailís ar Mheicníochtaí

Sula ndéantar anailís ar chur i bhfeidhm Fáinní-C Miotail, ní mór trí dhúshlán lárnacha a bhaineann leis na coinníollacha oibriúcháin seo a shainiú:

1. Strus Teirmeach agus Mí-oiriúnú Leathnaithe Teirmeach (Teannas Teirmeach / Dífhoirmiú Lomadh):

   Comhéifeacht leathnú teirmeach líneach anbloc sorcóra iarainn teilgthetá thart ar $10 \sim 12 \times 10^{-6} /\text{K}$, ach tá an ceann sin ag anceann sorcóra cóimhiotal alúmanaimsroicheann sé $22 \sim 24 \times 10^{-6} /\text{K}$. Ag teochtaí buaice 700–800°C, bíonn leathnú cheann sorcóra alúmanaim i bhfad níos airde ná leathnú an bhloic iarainn teilgthe, rud a fhágann go mbíonn sé diandíláithriú teirmeach coibhneasta agus fórsaí lomadhag an gcomhéadan séalaithe. Ina theannta sin, de réir mar a thiteann neart teanntachta agus toraidh cóimhiotail alúmanaim go géar os cionn 200–250°C, ní féidir fórsa teanntála áitiúil iomarcach a chur i bhfeidhm, mar go mbeadh sé ina chúis le claonadh plaisteach ar dhromchla clais cheann an alúmanaim go héasca.

2. Brú Tionchair Malartach 100 MPa (Deighilt Bearna Séalaithe Dinimiciúil):

   Taispeánann brú dócháin díosail tréithe cuisle ardmhinicíochta agus ardluaineachta. Fágann brú timthriallach buaic de 100 MPa go síneann boltaí ceann an tsorcóra beagán leaisteach, rud a fhágann...scaradh bearna malartach ar scála micriméadairidir ceann an tsorcóra agus bloc an innill. Bíonn easpa cumas féinfhuinnimhithe agus rátaí téarnaimh ag pacáistí crua traidisiúnta nó gaiscéid miotail thraidisiúnta, rud a fhágann go bhfuil siad thar a bheith leochaileach i leith micrea-sceitheadh ​​nó creimeadh faoi luaineachtaí bearna dinimiciúla den sórt sin.

3. Creimeadh Gáis Dócháin Díosail Ardteochta:

   Tá ocsaídí casta, cáithníní carbóin neamhdhóite, agus sulfídí i ngás sceite dócháin. Faoi theocht mhór 800°C, taispeánann sé ocsaídiú teirmeach agus creimeadh láidir; dá bhrí sin, ní mór go mbeadh friotaíocht ocsaídiúcháin ardteochta agus friotaíocht creep den scoth ag ábhar an tsubstráit shéalaithe.

2. Prionsabal Oibre agus Meicníocht Féinfhuinnimhithe Fáinní-C Miotail

Is feadán miotail cuartha nó fáinne déanta é Fáinne-C Miotail le trasghearradh oscailte, áit a bhfuil an oscailt os comhair an taobh ardbhrú (i.e., taobh istigh den seomra dócháin).

Taobh Ard-Bhrú (Seomra Dócháin 100 MPa) ────► │ ╭────┐ │ │ │ ◄── Sorcóir Balla Miotail C-Fáinne │ │ ◄─── Ceann Iontrála Ard-Bhrú (Ag Oscailt Isteach) │ │ │ (Alúmanam) │ ╰────┘ ────► Taobh Íseal-Bhrú (Atmaisféar / Seaicéad Uisce)

1. Séala Réamh-theannadh Tosaigh:Le linn na suiteála, bíonn an Fáinne-C dífhoirmithe go cothrom leaisteach mar gheall ar an bhfórsa réamh-theannta a chuirtear i bhfeidhm trí bholtaí ceann an tsorcóra. Cloíonn dromchlaí stua seachtracha an Fháinne-C go dlúth le dromchlaí séalaithe uachtaracha agus íochtaracha an chlais, rud a chruthaíonn an brú teagmhála séalaithe tosaigh.

2. Éifeacht Séalaithe Cúnta Brú:De réir mar a ardaíonn brú dócháin díosail 100 MPa isteach i dtaobh istigh an Fháinne-C, gníomhaíonn an meán ardbhrú ar bhalla istigh an Fháinne-C, rud a ghineann fórsa leathnaithe amach.Dá airde brú an chórais, is ea is mó fórsa leathnaithe amach an Fháinne-C, rud a chúiteamh go huathoibríoch as an scaradh beag bídeach idir an bhearna bolta agus an stráice de bharr fórsa tionchair dócháin 100 MPa.

3. Cumas Cúitimh Ard-Earraigh:I gcomparáid le gaiscéid miotail sholadaigh, tá rátaí aisghabhála suntasacha earraigh-ais ag Fáinní-C. Fiú nuair a tharlaíonn luaineachtaí bearna dinimiciúla ar scála micriméadair idir bloc an innill agus ceann an tsorcóra mar gheall ar leathnú/crapadh teirmeach agus tonnta brú, coinníonn an Fáinne-C brú teagmhála leanúnach chun sceitheadh ​​gáis sceite a chosc.

3. Roghnú Ábhar Príomhúil agus Sonraíochtaí Dearaidh Struchtúracha

Chun oibriú cobhsaí fadtéarmach a chinntiú faoi dhálaí foircneacha, ní mór ábhair agus próisis a shaincheapadh:

3.1 Roghnú Ábhar Foshraithe (Friotaíocht in aghaidh Snámh ag Teocht Ard agus Coinneáil Leaisteachta)

Ag teochtaí arda 700–800°C, bíonn scíth struis tapa ar chruach dhosmálta traidisiúnta (amhail 304 nó 316) agus cailleann siad leaisteachas.

• Ábhair Molta: Inconel 718 (cóimhiotal cruaite deasctha bunaithe ar nicil) or Inconel X-750.

• Buntáistí:Coinníonn Inconel 718 neart toraidh thar a bheith ard, friotaíocht creep, agus modúl leaisteach den scoth fiú ag teochtaí arda suas le 700–800°C, rud a fhágann gurb é an rogha is fearr é chun strus timthriallach ardteochta a sheasamh.

3.2 Dearadh Plátála/Cóta Dromchla (Líonadh Micrea-Garbhachta agus Cosaint Foshraithe Alúmanaim)

• Saincheist Mí-oiriúnaithe Cruas:Tá cóimhiotail Inconel i bhfad níos deacra ná cóimhiotail alúmanaim. Chuirfeadh teagmháil dhíreach faoi deara go ndéanfadh an Fáinne-C crua tochailt isteach i mbun an chlais alúmanaim bhog, rud a dhéanfadh damáiste don dromchla.

• Réiteach Cumhdaigh:Leictreaphlátáil sraith de mhiotal bog atá frithsheasmhach in aghaidh teocht ard, amhailPlátáil Airgid(nó ór/platanam i ndálaí thar a bheith dian), nó bratuithe speisialaithe ardteochta a chur i bhfeidhm ar dhromchla seachtrach an Fháinne-C.

  • Feidhm 1:Faoi fhórsa réamh-theannaithe, téann an ciseal airgid bog faoi shreabhadh plaisteach chun marcanna meaisínithe micreascópacha ar na claiseanna iarainn teilgthe agus alúmanaim a líonadh, agus ní bhaintear aon sceitheadh ​​​​amach.

  • Feidhm 2:Feidhmíonn sé mar chiseal maolánach chun an clais cheann sorcóra alúmanaim atá sách bog a chosaint ó dhianadh.

  • Feidhm 3:Coscann sé caitheamh cnámhach de bharr teagmhála idir miotail éagsúla ag teochtaí arda.

4. Cleachtas Innealtóireachta Suiteála agus Séalaithe Groove

5. Achoimre agus Forbhreathnú

I struchtúr comhcheangailte bloc sorcóra iarainn teilgthe agus ceann sorcóra cóimhiotal alúmanaim, os comhair an700–800°C teocht an-ardagusBrú cuisle ardmhinicíochta 100 MPaden timpeallacht dócháin díosail, anFáinne-C miotail Inconel 718 plátáilte airgidréiteach séalaithe statach iontaofa agus atá aibí go teicniúil.

Is iad seo a leanas a phríomhbhuntáistí:

• Ag freastal go foirfe ar dheighiltí bearna malartacha de bharr tonnta brú 100 MPa trí ameicníocht féinfhuinnimhithe brú-chúnamhaithe;

• Ag cúiteamh as leathnú teirmeach míchothrom idir iarann ​​teilgthe agus cóimhiotal alúmanaim ag baint úsáide as anard-leaisteachas cóimhiotail ardteochta bunaithe ar nicil;

• Réiteach ar líonadh garbhachta micreascópach agus cosaint dromchla alúmanaim tríplátáil dhromchla seachtrach bog.

Sa phróiseas dearaidh, ba cheart anailís chúpláilte teirme-mheicniúil eilimintí críochta (FEA) a dhéanamh go docht chun fórsa réamh-theannadh boltaí, lamháltais thoisí na gclais, agus cuartha ais-sprionga ardteochta an Fháinne-C a ríomh go cruinn, rud a chinnteoidh oibriú éifeachtach, gan sceitheadh, agus iontaofa an innill ar feadh a shaolré seirbhíse.