1. Introduktion
Metalltätningar används ofta inom flyg- och rymdteknik, kärnkraft, petrokemi och andra områden, och deras prestanda påverkar direkt utrustningens säkerhet och tillförlitlighet. Men under extrema förhållanden som hög temperatur, högt tryck och stark korrosion utsätts metalltätningar för komplexa spänningstillstånd och miljöfaktorer, och är benägna att haverera, vilket leder till läckage i utrustningen eller till och med katastrofala olyckor. Därför är djupgående forskning om felmekanismen hos metalltätningar under extrema förhållanden och upprättandet av en noggrann livslängdsprognosmodell av stor betydelse för att säkerställa säker drift av utrustning.
2. Felmekanism hos metalltätningar under extrema förhållanden
Felmekanismen för metalltätningar under extrema förhållanden är komplex och mångsidig och omfattar huvudsakligen följande:
2.1 Utmattningsbrott: Under påverkan av alternerande belastningar uppstår sprickor på ytan eller insidan av metalltätningen och expanderar gradvis, vilket så småningom leder till brott. Utmattningsbrott är en av de vanligaste formerna av brott hos metalltätningar.
2.2 Krypbrott: Under hög temperatur och kontinuerlig belastning genomgår metalltätningen långsam plastisk deformation, vilket så småningom leder till brott. Krypbrott är den vanligaste formen av brott hos metalltätningar i miljöer med hög temperatur.
2.3 Spänningskorrosion: Under den kombinerade verkan av dragspänning och korrosivt medium uppstår sprickor på ytan av metalltätningsringar och expanderar snabbt, vilket leder till sprödbrott. Spänningskorrosion är den vanligaste formen av brott hos metalltätningsringar i korrosiva miljöer.
2.4 Andra brottformer: Det omfattar även slitage, friktionsslitage, väteförsprödning och andra brottformer.
3. Livslängdsprognosmodell för metalltätningsringar
För att noggrant kunna förutsäga livslängden för metalltätningsringar har forskare föreslagit en mängd olika modeller för livslängdsprognoser, främst inklusive:
3.1 Livslängdsprediktionmodell baserad på brottmekanik: Denna modell är baserad på linjär elastisk brottmekanik eller elastisk-plastisk brottmekanikteori och förutspår livslängden för metalltätningsringar genom att analysera sprickutbredningsbeteendet.
3.2 Livslängdsprediktionmodell baserad på skademekanik: Denna modell betraktar skadeprocessen för metalltätningsringar som en kontinuerlig process och förutspår dess livslängd genom att upprätta en skadeutvecklingsekvation.
3.3 Livslängdsprognosmodell baserad på maskininlärning: Denna modell använder maskininlärningsalgoritmer för att etablera en livslängdsprognosmodell för metalltätningsringar genom att analysera en stor mängd experimentell data.
4. Slutsats och framtidsutsikter
Felmekanismen för metalltätningar under extrema arbetsförhållanden är komplex, och dess livslängdsprognoser behöver beakta flera faktorer. I framtiden behöver följande forskning utföras ytterligare:
4.1 Djupgående studie av felmekanismen hos metalltätningar vid flerfältskoppling.
4.2 Utveckla en mer exakt livsprognosmodell för att förbättra prediktionsnoggrannheten och tillförlitligheten.
4.3 Utveckla teknik för hälsoövervakning av metalltätningar för att uppnå realtidsövervakning och tidig varning om deras driftsstatus.
Publiceringstid: 7 februari 2025