Ва ўмовах высокай тэмпературы і высокага ціску прадукцыйнасць металічных ушчыльняльных кольцаў значна пагаршаецца. Каб забяспечыць надзейную герметызацыю ў гэтых экстрэмальных умовах, неабходна правесці паглыбленае абмеркаванне выбару матэрыялу, аптымізацыі канструкцыі і аналізу прымянення металічных ушчыльняльных кольцаў. Ніжэй прыведзены аналіз ключавых тэхналогій у гэтай галіне:
1. Выбар матэрыялу
Матэрыялы, устойлівыя да высокіх тэмператур:
Нержавеючая сталь: напрыклад, нержавеючая сталь 316L і 321, яны маюць добрую ўстойлівасць да высокіх тэмператур і карозіі.
Высокатэмпературныя сплавы: такія як Inconel 625 і Hastelloy X, гэтыя матэрыялы захоўваюць высокую трываласць і ўстойлівасць да паўзучасці пры высокіх тэмпературах.
Матэрыялы, устойлівыя да высокага ціску:
Высокатрывалыя сплавы: такія як высокавугляродзістая сталь і борная сталь, яны валодаюць выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі ў асяроддзі высокага ціску.
Дэфармаваныя сплавы: такія як монель і інколой, маюць выдатную ўстойлівасць да высокага ціску і ўстойлівасць да вільготнай карозіі.
Комплексная прадукцыйнасць:
Апрацоўка паверхні: дзякуючы нікеляванню, гальванічныму пакрыццю цвёрдым храмаваннем, плазменнаму напыленню і іншым тэхналогіям паляпшаецца зносаўстойлівасць і герметычнасць металічных ушчыльняльных кольцаў ва ўмовах высокай тэмпературы і высокага ціску.
2. Аптымізацыя дызайну
Канструкцыя герметызацыйнай канструкцыі:
Канструкцыя папярочнага сячэння: аптымізацыя формы папярочнага сячэння (напрыклад, O-тыпу, X-тыпу і U-тыпу) паляпшае размеркаванне напружання ўшчыльняльнага кольца пры высокай тэмпературы і высокім ціску і гарантуе эфект герметызацыі.
Геаметрычная аптымізацыя: аптымізацыя геаметрычных параметраў ушчыльняльнага кольца з дапамогай метаду канчатковых элементаў (МКЭ) для зніжэння канцэнтрацыі напружанняў і падаўжэння тэрміну службы.
Канструкцыя кампенсацыі цеплавога пашырэння:
Супастаўленне каэфіцыентаў цеплавога пашырэння: выбірайце матэрыялы з каэфіцыентамі цеплавога пашырэння, падобнымі да каэфіцыентаў ушчыльняльнай паверхні, каб паменшыць пашкоджанні герметызацыі, выкліканыя неадпаведнасцю цеплавога пашырэння.
Канструкцыя пашыральных пазоваў: Дадайце пашыральныя пазы ў канструкцыю ўшчыльняльнага кольца, каб адаптавацца да пэўнага цеплавога пашырэння і забяспечыць эфект герметызацыі.
3. Тэст прадукцыйнасці
Эксперыментальная прылада для высокай тэмпературы і высокага ціску:
Выпрабаванне мадэлявання: У лабараторных умовах для праверкі ўшчыльняльнага кольца і ацэнкі яго прадукцыйнасці выкарыстоўваецца прылада для мадэлявання высокай тэмпературы і высокага ціску (напрыклад, аўтаклаў і высокатэмпературная печ).
Паказчыкі прадукцыйнасці: Вызначце характарыстыкі герметызацыі (напрыклад, мінімальная хуткасць уцечкі, максімальная ўстойлівасць да ціску), механічную трываласць і мяжу тэмпературнай устойлівасці металічнага ўшчыльняльнага кольца ва ўмовах высокай тэмпературы і высокага ціску.
Доўгатэрміновая ацэнка прадукцыйнасці:
Выпрабаванне на старэнне: З дапамогай паскораных выпрабаванняў на старэнне (напрыклад, старэнне пры высокай тэмпературы і высокім ціску, выпрабаванне на цеплавыя цыклы) ацэньваюцца змены характарыстык ушчыльняльнага кольца пры працяглым выкарыстанні.
Аналіз паўзучасці і стомленасці: вывучэнне паводзін пры паўзучасці і тэрміну службы металічных ушчыльняльных кольцаў пры высокай тэмпературы і высокім ціску з выкарыстаннем выпрабаванняў на паўзучасць і выпрабаванняў на стомленасць (напрыклад, стомленасць пры расцяжэнні, стомленасць пры кручэнні).
4. Аналіз прыкладанняў
Аэракасмічная галіна:
Ракетны рухавік: У ракетных рухавіках металічныя ўшчыльняльныя кольцы павінны працаваць пры надзвычай высокай тэмпературы і ціску, таму неабходна выбіраць высокатэмпературныя сплавы і спецыяльныя цеплаўстойлівыя матэрыялы.
Турбіна: Да сістэмы ўшчыльнення ў турбіне прад'яўляюцца надзвычай высокія патрабаванні да ўстойлівасці металічнага ўшчыльняльнага кольца да высокай тэмпературы і высокага ціску, і неабходна праводзіць строгі выбар матэрыялаў і аптымізацыю канструкцыі.
Хімічная і нафтавая прамысловасць:
Рэактар высокага ціску: Рэактар высокага ціску ў хімічным працэсе мае строгія патрабаванні да ўстойлівасці да ціску і каразійнай устойлівасці ўшчыльняльнага кольца, а таксама патрабуецца спецыяльная апрацоўка паверхні і геаметрычная аптымізацыя.
Бурэнне нафтавых свідравін: Металічныя ўшчыльняльныя кольцы ў абсталяванні для бурэння нафтавых свідравін павінны працаваць ва ўмовах высокай тэмпературы, высокага ціску і агрэсіўнага асяроддзя, а таксама праходзіць строгія выпрабаванні на прадукцыйнасць і праверку матэрыялаў.
Атамная энергетыка:
Ядзерны рэактар: сістэма астуджэння і корпус пад ціскам у ядзерным рэактары маюць асаблівыя патрабаванні да герметычнасці і радыяцыйнай устойлівасці металічнага ўшчыльняльнага кольца, а таксама патрабуюцца спецыяльныя сплавы, устойлівыя да высокіх тэмператур і высокага ціску.
Выснова
Ва ўмовах высокай тэмпературы і высокага ціску аналіз прадукцыйнасці металічных ушчыльняльных кольцаў прадугледжвае міждысцыплінарную і шматгаліновую тэхнічную інтэграцыю, у тым ліку матэрыялазнаўства, канструкцыйнае праектаванне, выпрабаванні прадукцыйнасці і аналіз прымянення. Дзякуючы навуковаму і абгрунтаванаму выбару матэрыялаў, аптымізацыі канструкцыі, выпрабаванням прадукцыйнасці і практычнай праверцы прымянення можна забяспечыць надзейнае ўшчыльненне металічных ушчыльняльных кольцаў у экстрэмальных умовах працы, што забяспечвае моцную тэхнічную падтрымку для такіх ключавых галін, як аэракасмічная прамысловасць, нафтахімія і ядзерная энергетыка.
Час публікацыі: 04 лістапада 2024 г.