Cad é an Strus Teirmeach Cainníochtúil (MPa) a Forbraíodh i mBalla Téitheoir Tíotáiniam Tiubh 2.5 mm Le linn Cuain ó 95 céim go 20 céim Uisce?

Is féidir le hinnealtóir próisis atá buartha faoi damáiste turrainge teirmeach do théitheoir tíotáiniam balla tiubh (2.5 mm) tar éis múchadh ó 95 céim go 20 céim uisce an strus teirmeach cainníochtúil a chruthaítear sa bhalla a chinneadh ón gcothromóid strus teirmeach le haghaidh feadán a fhuaraítear go tapa. Tarlaíonn strus teirmeach uasta (σ ú) ag an dromchla istigh (ag glacadh leis go bhfuil fuarú tapa ón taobh amuigh) agus tugtar é ag: σ th=E × × T Δ 1 − vf( ) I gcás go bhfuil E modulus leaisteacha (110 GPa), tá comhéifeacht leathnú teirmeach (8.6 × 10 -6 / céim) comhéifeacht leathnú teirmeach (8.6 × 10 -6 / céim), is é an t-athrú teochta (ν). Is fachtóir céimseata é cóimheas Poisson (0.34) agus f( ) ag brath ar an uimhir Biot (ráta fuaraithe). Le haghaidh feadán tiubh -ballaí (t=2.5 mm, OD=25 mm) múchta in uisce (h=1,000-5,000 W/m²K, Uimhir bhiot > 10) f( ) ≈ 1.0 (turraing teirmeach iomlán). Is é an strus teirmeach ríofa ná σ_th=(110 × 10 9 × 8.6 × 10 6 × 75) / (1 − 0.34)=(110e9 × 6.45e-4) / 0.66=(71 × /20 Tá an strus seo thart ar 39 faoin gcéad den neart toraidh (275 MPa) agus 54 faoin gcéad den neart teanntachta uasta (345 MPa). Féadann turraingí teirmeacha arís agus arís eile (100-1,000 timthriall) a bheith mar thoradh ar scoilteadh tuirse teirmeach agus strusanna faoi bhun an toraidh.

Meicníocht Foirmiú Strus Teirmeach Le linn Múchadh
Má chuirtear feadán te tíotáiniam isteach in uisce fuar fuaraíonn agus comhbhrúíonn an dromchla lasmuigh go tapa. Cuireann an dromchla istigh, atá fágtha te, i gcoinne an chrapadh seo, ag cur an dromchla lasmuigh i teannas agus an dromchla istigh i gcomhbhrú (le haghaidh feadán fuaraithe ón taobh amuigh). I gcás comhéifeachtaí aistrithe teasa arda (h > 5,000 W/m²K) is féidir leis an difríocht teochta trasna tiús an bhalla a bheith 30-50 céim le haghaidh balla 2.5 mm le linn an chéad chúpla soicind tar éis múchadh. Baineann an strus teirmeach leis an difríocht teocht mheandarach ar fud an bhalla, agus tá sé uasta ag thart ar 0.3-0.5 $\\times$ $\\Delta T_{iomlán}$. Is é an 108 MPa ríofa an strus uasta le linn an mhúchadh. Má sháraítear an neart toraidh, tarlaíonn dífhoirmiúchán plaisteach agus tá strusanna teanntachta iarmharacha i láthair tar éis fuaraithe, rud a mhéadaíonn an claonadh i leith scoilteadh creimeadh strus.

Cainníochtú Strus Teirmeach mar Fheidhm Tiús Balla agus Múchadh Déine
Tiús Balla t (mm) Múchadh Meán Meán Comhéifeacht Aistrithe Teasa h (W/m 2 K) Uasmhéid ΔT Trasna Balla ( céim ) Strus Teirmeach (MPa) % den Toradh (275 MPa)Guais ​​Dífhoirmithe Plaisteach
1.5 Uisce gan staonadh (éadrom) 500 15 22 8%Ní dhéanfaidh aon ní 1.5 Uisce corraithe 2,000 30 43 16% Dada
1.5 Quench (uisce fuar) 5,000 45 65 24% Dada
2.0 Quench (uisce fuar) 5,000 55 79 29% Dada 2.5 Quench (uisce fuar) 5,000 65 108 39 % Dada (leaisteacha)
3.0 Quench (Uisce fuar) 5,000 75 125 45% Dada (Leaisteacha)
2.5 Uisce oighir (0 céim , ΔT {{ }} céim ) 10,000 85 140 51 % Gar don táirgeacht
3.0 Uisce oighir (0 céim ) 10000 100 165 60%Is dócha go mbeidh dífhoirmiúchán plaisteach ann
Treoir Bunaithe ar Chás-do Bhainistiú Turraing Teirmeach
Coinníoll Oibriúcháin & Cineál múchadh Tiús an Bhalla (mm) Strus Teirmeach (MPa) Riosca Crack Gníomh Molta:
Múchadh gnáth, aer fionnuar (mall) 1.5-3.0 < 10 Ní dhéanfaidh aon níNíl aon fhadhbanna
Múchadh Gnáth, Sruthlaigh Uisce (Te) 1.5-2.0 20-40 Ceann ar bith Inghlactha
Múchadh éigeandála (uisce fuar, -uair amháin) 2.5 108 Íseal (aon-uair amháin) Inghlactha. Seiceáil tar éis imeacht.
Múchadh Éigeandála (uisce oighir, eachtra amháin) 2.5 140 Measartha (d'fhéadfadh sé teacht amach go háitiúil)Bain an téitheoir lena scrúdú Seiceáil dlúith.
2.5 108 Moderate (fatigue) Increase quench temperature (warm water) Repeated thermal cycles (>100) le quench uisce Ráta fuaraithe laghdaithe.
Múchadh go minic (laethúil) Aon > 2.0 > 100 Ard (scáineadh tuirse) Úsáid fuarú rampa (ráta rialaithe) in ionad múchadh.
Quench from high temperature (>150 céim ) 2.5 > 200 SevereNí mholtar. Úsáid fuarú mall nó substaint eile.
Maolú innealtóireachta ar strus teirmeach spreagtha -
Ní féidir múchadh teirmeach a sheachaint ar théitheoirí tíotáiniam ballaí tiubha ach tá trí mhaolú ann a chuidíonn le strus teirmeach a laghdú. Is é an chéad mhaolú ná úsáid uisce te quench (40-50 céim vs. 20 céim ). Laghdaíonn laghdú ΔT ó 75 céim go 45 céim strus teirmeach ó 108 MPa go 65 MPa (laghdú 40%), strus i bhfad faoi bhun an toraidh. Is é an dara maolú ná uisce neamhbheo a úsáid in ionad uisce corraithe (h=500 W/m2K in ionad 5,000) chun an t-am múchta a mhéadú. Laghdaíonn an comhéifeacht aistrithe teasa laghdaithe an grádán teochta tríd an mballa, ag laghdú an bhuaic-strus go 22 MPa le haghaidh balla 2.5 mm. Is é an tríú maolú ná an téitheoir a fhuarú san aer roimh múchadh uisce. Laghdaíonn fuarú san aer ó 95 céim go 60 céim (10 nóiméad) agus múchadh ina dhiaidh sin ΔT ó 75 céim go 40 céim agus mar sin an strus teirmeach.

Conclusion: 2.5 mm Titanium Wall Sees 108 MPa Thermal Stress During 95 C ->20 C Quench
Bíonn strus cainníochtúil teirmeach de thart ar 108 MPa ag balla téitheoir tíotáiniam Grád 2 2.5 mm tiubh le linn quench ó 95 céim go 20 céim uisce le comhéifeacht tarchurtha teasa de 5,000 W/m2K (uisce corraithe). Is é an strus seo ná 39% de neart toraidh an ábhair (275 MPa) agus 54% den neart teanntachta uasta (345 MPa). Tá an teannas fós sa raon leaisteacha ionas nach gcruthóidh múchadh amháin dífhoirmiúchán plaisteach nó teip tapa. Is féidir le múchadh teasa arís agus arís eile (100-1,000 timthriall) scoilteadh tuirse teirmeach a chothú, go háirithe ag welds, scratches nó comhdhlúthaithe struis eile. Moltar uisce te quench (40-50 céim ), fuarú measartha in uisce fós agus aer-réamhfhuaraithe roimh múchadh chun saol an téitheoir a fheabhsú. Nuair is gá múchadh go minic, trí thiús an bhalla a ísliú go 1.5-2.0 mm laghdaítear an strus teirmeach go 65-79 MPa, go maith laistigh den raon leaisteacha sábháilte.