1. Introducere
Garniturile metalice sunt utilizate pe scară largă în domeniul aerospațial, al energiei nucleare, al petrochimiei și al altor domenii, iar performanța lor afectează în mod direct siguranța și fiabilitatea echipamentelor. Cu toate acestea, în condiții extreme, cum ar fi temperaturi ridicate, presiuni ridicate și coroziune puternică, garniturile metalice se confruntă cu stări de stres complexe și factori de mediu și sunt predispuse la defecțiuni, ducând la scurgeri ale echipamentelor sau chiar accidente catastrofale. Prin urmare, cercetările aprofundate privind mecanismul de defecțiune al garniturilor metalice în condiții extreme și stabilirea unui model precis de predicție a duratei de viață sunt de mare importanță pentru asigurarea funcționării în siguranță a echipamentelor.
2. Mecanismul de defectare a etanșărilor metalice în condiții extreme
Mecanismul de defectare a etanșărilor metalice în condiții extreme este complex și divers, incluzând în principal următoarele:
2.1 Ruptura prin oboseală: Sub acțiunea sarcinilor alternante, fisurile se formează la suprafața sau în interiorul etanșării metalice și se extind treptat, ducând în cele din urmă la cedare prin fractură. Ruptura prin oboseală este una dintre cele mai frecvente forme de cedare a etanșărilor metalice.
2.2 Rupere prin fluaj: În condiții de temperatură ridicată și solicitare continuă, etanșarea metalică suferă o deformare plastică lentă, ducând în cele din urmă la defectare. Ruperea prin fluaj este principala formă de defectare a etanșărilor metalice în medii cu temperaturi ridicate.
2.3 Fisurarea prin coroziune sub tensiune: Sub acțiunea combinată a tensiunii de tracțiune și a mediului coroziv, fisurile se formează pe suprafața inelelor de etanșare metalice și se extind rapid, ducând la fracturi fragile. Fisurarea prin coroziune sub tensiune este principala formă de cedare a inelelor de etanșare metalice în medii corozive.
2.4 Alte forme de defectare: Include, de asemenea, uzura, uzura prin frecare, fragilizarea prin hidrogen și alte forme de defectare.
3. Model de predicție a duratei de viață a inelelor de etanșare metalice
Pentru a prezice cu exactitate durata de viață a inelelor de etanșare metalice, cercetătorii au propus o varietate de modele de predicție a duratei de viață, inclusiv în principal:
3.1 Model de predicție a duratei de viață bazat pe mecanica fracturilor: Acest model se bazează pe mecanica fracturilor elastice liniare sau pe teoria mecanicii fracturilor elastico-plastice și prezice durata de viață a inelelor de etanșare metalice prin analizarea comportamentului de propagare a fisurilor.
3.2 Model de predicție a duratei de viață bazat pe mecanica deteriorării: Acest model consideră procesul de deteriorare a inelelor de etanșare metalice ca un proces continuu și prezice durata sa de viață prin stabilirea unei ecuații de evoluție a deteriorării.
3.3 Model de predicție a duratei de viață bazat pe învățare automată: Acest model utilizează algoritmi de învățare automată pentru a stabili un model de predicție a duratei de viață pentru inelele de etanșare metalice prin analizarea unei cantități mari de date experimentale.
4. Concluzie și perspectivă
Mecanismul de defectare a etanșărilor metalice în condiții extreme de lucru este complex, iar predicția duratei lor de viață trebuie să ia în considerare mai mulți factori. În viitor, este necesară continuarea următoarelor cercetări:
4.1 Studiu aprofundat al mecanismului de rupere a etanșărilor metalice sub cuplare multi-câmp.
4.2 Dezvoltarea unui model de predicție a vieții mai precis pentru a îmbunătăți acuratețea și fiabilitatea predicțiilor.
4.3 Dezvoltarea tehnologiei de monitorizare a stării de funcționare a garniturilor metalice pentru a realiza monitorizarea în timp real și avertizarea timpurie a stării lor de funcționare.
Data publicării: 07 februarie 2025