خصوصیات مکانیکی پیچ های لوله روغن در دمای بالا و شرایط فشار زیاد چیست؟

در دمای بالا و شرایط فشار بالا ، خصوصیات مکانیکی پیچ های لوله روغنی یک عامل اصلی در اطمینان از ایمنی و قابلیت اطمینان اتصالات خط لوله است. در این محیط ، پیچ ها باید در برابر شرایط کار شدید ، از جمله چالش هایی مانند استرس زیاد ، گسترش حرارتی ، خوردگی و خزش مقاومت کنند. در زیر ، تجزیه و تحلیل مفصلی از خواص مکانیکی پیچ های لوله روغن در دمای بالا و شرایط فشار زیاد است:

1. تأثیر انتخاب مواد بر روی خصوصیات مکانیکی
فولاد آلیاژ با مقاومت بالا:
در شرایط درجه حرارت بالا و فشار بالا ، فولاد آلیاژ با مقاومت بالا (مانند 42Crmo ، AISI 4140 یا AISI 8740) معمولاً به عنوان ماده پیچ انتخاب می شود. این مواد دارای استحکام کششی بالا و استحکام عملکرد هستند و می توانند در برابر تغییر شکل پلاستیک تحت فشار زیاد مقاومت کنند.
فولاد ضد زنگ:
اگر یک محیط خورنده در محیط وجود داشته باشد (مانند سولفید هیدروژن ، دی اکسید کربن یا آب نمکی) ، فولاد ضد زنگ با مقاومت در برابر خوردگی بهتر (مانند 316L ، فولاد ضد زنگ دوتایی یا فولاد ضد زنگ فوق العاده دوتایی) انتخاب می شود. اگرچه استحکام فولاد ضد زنگ ممکن است پایین تر از برخی از فولادهای آلیاژ باشد ، مقاومت در برابر خوردگی آن و ثبات دمای بالا آن را به یک انتخاب ایده آل تبدیل می کند.
آلیاژهای فوق العاده:
در دمای بسیار بالا (بیش از 500 درجه سانتیگراد) و شرایط فشار بالا ، آلیاژهای مبتنی بر نیکل یا کبالت (مانند INCONEL 718 ، Hastelloy C-276) استفاده می شود. این مواد دارای مقاومت در دمای بالا ، مقاومت به اکسیداسیون و مقاومت در برابر خزش هستند.
2. تأثیر دمای بالا بر خواص مکانیکی
کاهش در استحکام کششی و قدرت عملکرد:

با افزایش دما ، استحکام کششی و استحکام عملکرد مواد فلزی به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به عنوان مثال ، بالاتر از 400 درجه سانتیگراد ، قدرت فولاد کربن معمولی ممکن است 30 ٪ -50 ٪ کاهش یابد. بنابراین ، مواد مناسب باید با توجه به دمای واقعی کار انتخاب شوند.
پدیده خزش:
در دماهای بالا ، مواد فلزی تحت پدیده خزنده قرار می گیرند ، یعنی تغییر شکل پلاستیک به تدریج تحت استرس ثابت اتفاق می افتد. برای جلوگیری از خرابی اتصال ناشی از خزش ، موادی که مقاومت در برابر خزش خوب دارند باید انتخاب شوند و استرس کار پیچ ها در محدوده مجاز کنترل شوند.
ضریب انبساط حرارتی:
تفاوت در ضرایب انبساط حرارتی مواد مختلف ممکن است باعث شود که بین پیچ و لوله روغن از بین برود یا خیلی محکم باشد. بنابراین ، برای جلوگیری از نشت یا آسیب های ناشی از استرس حرارتی ، باید تطبیق انبساط حرارتی در طول طراحی در نظر گرفته شود.
3. تأثیر فشار زیاد بر خواص مکانیکی
مقاومت در برابر فشرده سازی:
در شرایط فشار بالا ، پیچ ها باید در برابر استرس محوری عظیم مقاومت کنند. اگر استحکام کششی پیچ کافی نباشد ، ممکن است باعث شکستگی نخ یا خرابی اتصال شود. بنابراین ، حداقل اندازه پیچ و مقاومت مورد نیاز باید با توجه به فشار کار محاسبه شود.
عملکرد خستگی:
در محیط فشار و لرزش بالا ، پیچ ها ممکن است در معرض استرس تناوبی قرار بگیرند ، که ممکن است باعث شکستگی خستگی شود. به منظور بهبود مقاومت در برابر خستگی ، پیچ هایی که خاموش شده اند و تسویه حساب شده اند یا سطح تقویت شده می توانند انتخاب شوند.
عملکرد آب بندی:
در شرایط فشار بالا ، عملکرد آب بندی پیچ ها بسیار مهم است. اتصالات نخ به دلیل فشار زیاد ممکن است باعث نشت ردیابی شود ، بنابراین لازم است حلقه های آب بندی ، نوار خام یا سایر روش های آب بندی را برای تقویت اثر آب بندی ترکیب کنید.
4. مشکلات و راه حل های رایج
پیچ های شل:
در شرایط درجه حرارت بالا و فشار بالا ، پیچ ها به دلیل انبساط حرارتی و لرزش ممکن است به تدریج شل شوند. برای حل این مشکل ، اقدامات زیر را می توان انجام داد:
از آجیل ضد لوزه یا واشر قفل استفاده کنید.
چسب قفل نخ (مانند Loctite) را اعمال کنید.
پیش بارگذاری را افزایش دهید ، اما مراقب باشید که از قدرت عملکرد پیچ ​​فراتر نروید.
پوشیدن موضوع:
تحت بارهای پویا با فشار بالا ، موضوعات ممکن است به دلیل اصطکاک بپوشند. عمر خدمات را می توان با:
سخت شدن سطح نخ ها (مانند نیتریدر یا آبکاری کروم).
استفاده از موادی با مقاومت بیشتر در برابر سایش ؛
به طور منظم بازرسی و تعویض پیچ های به شدت فرسوده.
ترک خوردگی استرس:
در محیط هایی با درجه حرارت بالا ، فشار بالا و رسانه های خورنده ، پیچ ها ممکن است از ترک خوردگی استرس رنج ببرند. راه حل ها شامل:
انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی ؛
کاهش استرس کار پیچ ها.
استفاده از پوشش ضد خوردگی روی پیچ ها.

برای اطمینان از قابلیت اطمینان و ایمنی پیچ ها ، این عوامل باید به طور جامع در نظر گرفته شوند و طراحی باید از طریق آزمایش و تأیید دقیق بهینه شود. انتخاب نهایی باید بر اساس سناریوی برنامه خاص باشد تا اطمینان حاصل شود که پیچ ها می توانند در طول عمر خدمات خود نیازهای عملکرد را برآورده کنند. $ $