Материјали од легура титанијума су склони спорим неповратним деформацијама пузања под дуготрајним-високим температурама и дуготрајним затезним или савијањем. Титанијумске грејне цеви ограничене фиксним елементима, унутрашњим средњим притиском и непрекидним топлотним оптерећењем ће постепено произвести отклон савијања, аксијално издужење и изобличење облика. Озбиљна деформација пузања доводи до квара заптивања прирубнице, пуцања завареног споја и локалног продора у стањи зид. Таква деформација се акумулира полако током дугог периода и тешко је открити рутинском инспекцијом, што припада латентном структурном квару опреме за размену топлоте од титанијума.
1. Механизам еволуције микроскопског пузања
На повишеним радним температурама, термичко кретање атома метала се интензивира, а дислокације унутар титанијумске матрице превазилазе отпор границе зрна и пролазе кроз континуирано клизање под сталним спољним напрезањем. Чак и ако је примењени напон мањи од границе течења титанијума на собној{1}}температури, продужено задржавање на високој{2}}температури ће покренути интрагрануларно и међугрануларно споро пластично клизање. Иницијална деформација пузања је сићушна и надокнадива; како се време рада акумулира, улази у фазу стабилног пузања са стабилном континуираном деформацијом. У терцијарној фази пузања, микропразнине се стварају, агрегирају и спајају унутар материјала да би формирале микропукотине које се шире, што на крају доводи до структурне нестабилности и лома. Преостало напрезање при хладном раду и напон закључавања монтаже ће значајно смањити температуру прага и критични напон за иницирање пузања титанијумских радних комада.
2. Типичне позиције осетљиве на изобличење пузања титанијума
У-савијени профили са формирајућим заосталим напрезањем прекривеним дуготрајним-термичким оптерећењем;
Вишеструко круто стегнутих равних сегмената цеви без резервисаног дозвољеног термичког ширења;
Заварени спојеви који носе трајни унутрашњи притисак и термичка наизменична напрезања;
Конзолни крајеви цеви без носећих конструкција, склони пузању наниже;
Делови прирубничког споја под константном силом пред{0}затезања завртња у окружењу високих{1}}температура.
3. Кључни индукујући фактори који убрзавају оштећење пузања
Радна температура се приближава или премашује дугорочну{0}}дозвољену радну температуру материјала од титанијума;
Прекомерна сила пред{0}}затезања при монтажи и чврсти ограничавајући ослонци који блокирају термичку деформацију;
Превише дуга конструкција конзоле и недовољно потпорних тачака у структурном распореду;
Сирови материјал од титанијума са крупнозрном структуром и бројним унутрашњим инклузијама који смањују отпорност на пузање;
Непрекидна производња-целе године без периодичног гашења ради ублажавања стреса.
4. Потпуне-техничке мере за спречавање и контролу везе
① Оптимизујте распоред подршке да бисте смањили ограничење и дужину конзоле
Скратите растојање конзоле, усвојите клизне покретне ослонце да бисте резервисали зазор експанзије и елиминисали круто закључано топлотно напрезање.
② Стандардизујте обртни момент причвршћивања да бисте избегли прекомерну{0}}компресију
Користите момент кључеве да одредите опсег затезања вијака; додати опружне подлошке за компензацију термичке деформације скупљања.
③ Подесите горњу температурну границу за континуирани рад
Забранити{0}}дуготрајан рад близу границе температуре материјала; опремите заштиту од превисоке температуре да бисте искључили снагу грејања.
④ Елиминишите заостало напрезање путем -жарења након формирања
Извршите термичку обраду за смањење напрезања након савијања и заваривања да бисте ослободили напрезање приликом обраде и побољшали перформансе против-пузања подлоге.
⑤ Изаберите високо-врсте титанијума отпорне на температуру за тешке услове рада
Пређите на стабилизоване легуре титанијума са оптимизованом структуром зрна за сценарије који захтевају стални рад на високој{0}}температури.
5. Табела поређења ефеката превенције
表格
| Дизајн и режим рада | Ризик од пузања изобличења | Препоручени план примене |
|---|---|---|
| Дуга конзола + потпуна крута фиксација + дуготрајан-рад на високим{3}}оним температурама | Висок ризик од деформације савијања и пуцања завара | Ревидирајте структуру подршке и додајте простор за проширење |
| Клизна подршка + контрола обртног момента + жарење за ублажавање напрезања | Ефикасно обуздајте неповратну деформацију пузања | Стандардна спецификација дизајна за титанијумске грејне цеви |
| Материјал од титанијума{0}отпоран на топлоту + редовно гашење | Минимална трајна тенденција промене димензија | Пожељна -шема за непрекидну производњу на високим температурама |
Закључак
Отказивање пузања титанијумских грејних цеви потиче од неповратног клизања дислокације и оштећења унутрашњих шупљина изазваних упорним стресом и високом температуром. Основне идеје за превенцију су смањење крутог ограничавајућег напрезања, резервисање простора за слободно топлотно ширење, елиминисање почетног заосталог напрезања радних комада и одабир одговарајућих материјала отпорних на топлоту{1}}у складу са температурним условима. Научни конструкцијски дизајн и стандардизовани процеси могу ефикасно да спрече трајна изобличења и незгоде ломљења изазване пузањем високе{3}}температуре.
