1. Uvod
Metalne brtve se široko koriste u zrakoplovstvu, nuklearnoj energetici, petrokemiji i drugim područjima, a njihove performanse izravno utječu na sigurnost i pouzdanost opreme. Međutim, u ekstremnim uvjetima poput visoke temperature, visokog tlaka i jake korozije, metalne brtve suočavaju se sa složenim stanjima naprezanja i čimbenicima okoliša te su sklone kvarovima, što dovodi do curenja opreme ili čak katastrofalnih nesreća. Stoga su dubinska istraživanja mehanizma kvara metalnih brtvi u ekstremnim uvjetima i uspostavljanje točnog modela predviđanja životnog vijeka od velikog značaja za osiguranje sigurnog rada opreme.
2. Mehanizam otkazivanja metalnih brtvi u ekstremnim uvjetima
Mehanizam kvara metalnih brtvi u ekstremnim uvjetima je složen i raznolik, a uglavnom uključuje sljedeće:
2.1 Lom uslijed zamora materijala: Pod djelovanjem naizmjeničnih opterećenja, pukotine nastaju na površini ili unutar metalne brtve i postupno se šire, što na kraju dovodi do loma. Lom uslijed zamora materijala jedan je od najčešćih oblika loma metalnih brtvi.
2.2 Lom puzanjem: Pod utjecajem visoke temperature i kontinuiranog naprezanja, metalna brtva podliježe sporoj plastičnoj deformaciji, što na kraju dovodi do loma. Lom puzanjem glavni je oblik loma metalnih brtvi u uvjetima visoke temperature.
2.3 Pukotine od naponske korozije: Pod kombiniranim djelovanjem vlačnog naprezanja i korozivnog medija, pukotine nastaju na površini metalnih brtvenih prstenova i brzo se šire, što dovodi do krhkog loma. Pukotine od naponske korozije glavni su oblik loma metalnih brtvenih prstenova u korozivnim okruženjima.
2.4 Ostali oblici kvara: To također uključuje trošenje, trošenje uslijed trenja, vodikovu krhkost i druge oblike kvara.
3. Model predviđanja životnog vijeka metalnih brtvenih prstenova
Kako bi točno predvidjeli vijek trajanja metalnih brtvenih prstenova, istraživači su predložili niz modela predviđanja vijeka trajanja, uključujući uglavnom:
3.1 Model predviđanja vijeka trajanja temeljen na mehanici loma: Ovaj model temelji se na linearno elastičnoj mehanici loma ili teoriji elasto-plastične mehanike loma i predviđa vijek trajanja metalnih brtvenih prstenova analizom ponašanja širenja pukotine.
3.2 Model predviđanja vijeka trajanja temeljen na mehanici oštećenja: Ovaj model smatra proces oštećenja metalnih brtvenih prstenova kontinuiranim procesom i predviđa njihov vijek trajanja uspostavljanjem jednadžbe evolucije oštećenja.
3.3 Model predviđanja životnog vijeka temeljen na strojnom učenju: Ovaj model koristi algoritme strojnog učenja za uspostavljanje modela predviđanja životnog vijeka metalnih brtvenih prstenova analizom velike količine eksperimentalnih podataka.
4. Zaključak i perspektive
Mehanizam kvara metalnih brtvi u ekstremnim radnim uvjetima je složen, a predviđanje njegovog vijeka trajanja mora uzeti u obzir više čimbenika. U budućnosti je potrebno provesti sljedeća istraživanja:
4.1 Dubinska studija mehanizma loma metalnih brtvi pri višepoljnom spajanju.
4.2 Razviti točniji model predviđanja životnog vijeka kako bi se poboljšala točnost i pouzdanost predviđanja.
4.3 Razviti tehnologiju praćenja stanja metalnih brtvi kako bi se postiglo praćenje u stvarnom vremenu i rano upozorenje na njihovo radno stanje.
Vrijeme objave: 07. veljače 2025.