Mitkä ovat öljyputkiruuvien mekaaniset ominaisuudet korkean lämpötilan ja korkean paine -olosuhteissa?

Korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paine -olosuhteissa mekaaniset ominaisuudet Öljyputkiruuvit ovat avaintekijä putkilinjayhteyksien turvallisuuden ja luotettavuuden varmistamisessa. Tässä ympäristössä ruuvien on kestättävä äärimmäiset työolot, mukaan lukien haasteet, kuten korkea stressi, lämmön laajeneminen, korroosio ja hiipivä. Seuraava on yksityiskohtainen analyysi öljyputkiruuvien mekaanisista ominaisuuksista korkeassa lämpötilassa ja korkeapaineolosuhteissa:

1. Materiaalin valinnan vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin
Korkean luvan seosteräs:
Korkean lämpötilan ja korkean paine-olosuhteiden kohdalla korkea lujuus-seosteräs (kuten 42CRMO, AISI 4140 tai AISI 8740) valitaan yleensä ruuvimateriaaliksi. Näillä materiaaleilla on suuri vetolujuus ja saantolujuus, ja ne voivat vastustaa muovisia muodonmuutoksia korkeassa paineessa.
Ruostumaton teräs:
Jos ympäristössä on syövyttävä väliaine (kuten rikkivety, hiilidioksidi tai suolavesi), voidaan valita ruostumatonta terästä, jolla on parempi korroosionkestävyys (kuten 316L, duplex ruostumatonta terästä tai super duplex -ruostumattomasta teräksestä). Vaikka ruostumattoman teräksen lujuus voi olla alhaisempi kuin joidenkin seosteräksien, sen korroosionkestävyys ja korkea lämpötilan stabiilisuus tekevät siitä ihanteellisen valinnan.
Superseokset:
Äärimmäisen korkeissa lämpötiloissa (yli 500 ° C) ja korkeapaineolosuhteissa voidaan käyttää nikkelipohjaisia ​​tai kobolttipohjaisia ​​superseoksia (kuten Inconel 718, Hastelloy C-276). Näillä materiaaleilla on erinomainen korkean lämpötilan lujuus, hapettumiskestävyys ja hiipivävastus.
2. korkean lämpötilan vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin
Vetolujuuden ja saantolujuuden väheneminen:

Lämpötilan noustessa metallimateriaalien vetolujuus ja saantolujuus vähenevät merkittävästi. Esimerkiksi yli 400 ° C, tavallisen hiiliteräksen lujuus voi vähentyä 30%-50%. Siksi asianmukainen materiaali on valittava todellisen työlämpötilan mukaan.
Creep -ilmiö:
Korkeissa lämpötiloissa metallimateriaalit läpikäyvät hiipiä ilmiötä, toisin sanoen plastisia muodonmuutoksia tapahtuu vähitellen jatkuvan stressin aikana. Virumisen aiheuttaman liitäntähäiriöiden välttämiseksi on valittava materiaalit, joilla on hyvä ryömimistä, ja ruuvien työjännitykset tulisi ohjata sallitulla alueella.
Lämpölaajennuskerroin:
Eri materiaalien lämpölaajennuskertoimien ero voi aiheuttaa ruuvin ja öljyputken välisen sovituksen löysäksi tai liian tiukasti. Siksi lämmön laajennuksen sovittaminen on otettava huomioon suunnittelun aikana lämpöjännityksen aiheuttamien vuotojen tai vaurioiden välttämiseksi.
3. Korkean paineen vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin
Puristusvastus:
Korkeissa paine -olosuhteissa ruuvien on kestävä valtava aksiaalirasitus. Jos ruuvin vetolujuus ei ole riittämätön, se voi aiheuttaa kierteisen murtuman tai liitäntävian. Siksi vaadittava vähimmäisruuvin koko ja lujuusaste on laskettava työpaineen mukaan.
Väsymyssuorituskyky:
Korkean paine- ja värähtelyympäristön mukaan ruuveihin voidaan kohdistaa säännöllinen jännitys, mikä voi aiheuttaa väsymysmurtumaa. Väsymyskestävyyden parantamiseksi voidaan valita sammutetut ja karkaistut tai pinnan vahvistetut ruuvit.
Tiivistyssuorituskyky:
Korkeissa paine -olosuhteissa ruuvien tiivistysteho on ratkaisevan tärkeä. Kierteitetyt liitännät voivat aiheuttaa hivenainetta korkean paineen vuoksi, joten tiivistysrenkaat, raakateipillä tai muilla tiivistysmenetelmillä on tarpeen yhdistää tiivistysvaikutuksen parantamiseksi.
4. Yleiset ongelmat ja ratkaisut
Löysät ruuvit:
Korkean lämpötilan ja korkean paine -olosuhteiden aikana ruuvit voivat vähitellen löysä lämmön laajenemisen ja tärinän vuoksi. Tämän ongelman ratkaisemiseksi voidaan toteuttaa seuraavat toimenpiteet:
Käytä loosing-muttereita tai lukituslevyjä;
Levitä langan lukitusliima (kuten loctite);
Lisää esikuormaa, mutta ole varovainen, ettet ylitä ruuvin satolujuutta.
Kierteiden kuluminen:
Korkean paineen dynaamisten kuormitusten aikana kierteet voivat kulua kitkasta. Palveluelämää voidaan pidentää:
Lankojen pintakovettuminen (kuten nitriding tai kromipinnoitus);
Käyttämällä materiaaleja, joilla on korkeampi kulutuskestävyys;
Säännöllisesti tarkastavat ja vaihtavat vakavasti kuluneet ruuvit.
Stressikorroosion halkeaminen:
Ympäristöissä, joissa on korkea lämpötila, korkea paine ja syövyttävät väliaineet, ruuvit voivat kärsiä stressikorroosion halkeamisesta. Ratkaisut sisältävät:
Korroosiokeskeisten materiaalien valitseminen;
Ruuvien työrasituksen vähentäminen;
Korroosion vastaisen pinnoitteen levittäminen ruuveihin.

Ruuvien luotettavuuden ja turvallisuuden varmistamiseksi näitä tekijöitä olisi pidettävä kattavasti ja suunnittelu tulisi optimoida tiukan testauksen ja todentamisen avulla. Lopullisen valinnan tulisi perustua tiettyyn sovellusskenaarioon varmistaakseen, että ruuvit voivat täyttää suorituskykyvaatimukset koko huoltoelämänsä ajan.