Materiali iz titanove zlitine so nagnjeni k počasnemu ireverzibilnemu lezenju pod dolgotrajno-visoko temperaturo in dolgotrajno natezno ali upogibno obremenitvijo. Titanove grelne cevi, omejene s fiksnimi vpenjali, notranjim srednjim tlakom in neprekinjeno toplotno obremenitvijo, bodo postopoma povzročile upogibni upogib, aksialni raztezek in popačenje oblike. Močna deformacija zaradi lezenja vodi do okvare tesnjenja prirobnice, razpok zvarnih spojev in lokalnega stanjšanja sten. Takšna deformacija se kopiči počasi v daljšem obdobju in jo je težko zaznati pri rutinskih pregledih, saj pripada latentni strukturni okvari opreme za izmenjavo toplote iz titana.
1. Razvojni mehanizem mikroskopskega plazenja
Pri povišanih delovnih temperaturah se toplotno gibanje kovinskih atomov okrepi, dislokacije znotraj titanove matrike pa premagajo upor na mejah zrn in so pod stalnim zunanjim stresom podvržene neprekinjenemu zdrsu. Tudi če je uporabljena napetost nižja od meje tečenja titana pri sobni-temperaturi, bo dolgotrajno zadrževanje pri-visoki temperaturi sprožilo intragranularno in intergranularno počasno plastično drsenje. Začetna deformacija pri lezenju je majhna in jo je mogoče obnoviti; ko se delovni čas kopiči, preide v fazo enakomernega lezenja s stabilno neprekinjeno deformacijo. V terciarni fazi lezenja se mikropraznine nukleirajo, agregirajo in združijo v materialu, da tvorijo mikrorazpoke, ki se širijo, kar sčasoma povzroči strukturno nestabilnost in zlom. Preostala napetost pri hladni obdelavi in napetost pri zaklepanju sklopa bosta znatno zmanjšala mejno temperaturo in kritično napetost za začetek lezenja obdelovancev iz titana.
2. Tipični položaji, občutljivi na popačenje zaradi lezenja titana
Upognjeni odseki v-obliki U z zaostalo napetostjo oblikovanja, prekrito z dolgotrajno-toplotno obremenitvijo;
Več togo vpetih ravnih cevnih segmentov brez rezerviranega dodatka za toplotno raztezanje;
Varjeni spoji, ki nosijo trajne notranje pritiske in toplotne izmenične napetosti;
Konzolni konci cevi brez podpornih struktur, nagnjeni k lezenju pri upogibanju navzdol;
Prirobnični spojni deli pod stalno-silo predzategovanja vijakov v visoko-temperaturnem okolju.
3. Ključni indukcijski dejavniki, ki pospešujejo poškodbe zaradi plazenja
Delovna temperatura, ki se približuje ali presega-dolgotrajno dovoljeno delovno temperaturo titanovega materiala;
Prekomerna sila pred{0}}zategovanja sestava in togo omejevanje podpira zaklepanje toplotne deformacije;
Predolga zasnova konzole in nezadostne podporne točke v strukturni postavitvi;
Surov titanov material z grobo zrnato strukturo in številnimi notranjimi vključki, ki zmanjšujejo odpornost proti lezenju;
Celoletna-neprekinjena proizvodnja brez občasnih zaustavitev za razbremenitev.
4. Popolni-tehnični ukrepi za preprečevanje in nadzor povezav
① Optimizirajte postavitev podpore, da zmanjšate omejitev in dolžino konzole
Skrajšajte konzolno razdaljo, uporabite drsne premične opore, da ohranite prostor za raztezanje in odpravite togo zaklenjeno toplotno obremenitev.
② Standardizirajte navor pritrjevanja, da preprečite prekomerno-stiskanje
Uporabite momentne ključe, da določite obseg zategovanja vijakov; dodajte vzmetne podložke za kompenzacijo toplotne deformacije krčenja.
③ Nastavite zgornjo mejo temperature za neprekinjeno delovanje
Prepovedati dolgoročno-delovanje blizu temperaturne meje materiala; opremite zaščito pred previsoko temperaturo, da prekinete moč ogrevanja.
④ Odpravite preostale napetosti z žarjenjem po-oblikovanju
Izvedite toplotno obdelavo za razbremenitev napetosti po upogibanju in varjenju, da sprostite napetost pri obdelavi in izboljšate odpornost podlage proti-lezenju.
⑤ Za težke delovne pogoje izberite visoko{0}}temperaturno odporne vrste titana
Preklopite na stabilizirane titanove zlitine z optimizirano zrnato strukturo za scenarije, ki zahtevajo trajno neprekinjeno-delovanje pri visokih temperaturah.
5. Primerjalna tabela preventivnih učinkov
表格
| Način oblikovanja in delovanja | Tveganje popačenja zaradi lezenja | Priporočen načrt uporabe |
|---|---|---|
| Dolga konzola + popolna toga pritrditev + dolgotrajno-delovanje pri-visoki temperaturi | Velika nevarnost upogibnih deformacij in razpok zvara | Spremenite podporno strukturo in dodajte prostor za razširitev |
| Drsna podpora + nadzor navora + žarjenje za razbremenitev napetosti | Učinkovito zadrži nepopravljivo deformacijo zaradi lezenja | Standardna konstrukcijska specifikacija za titanove grelne cevi |
| Toplotno{0}}odporen titanov material + redno vzdrževanje pri zaustavitvi | Minimalna trajna tendenca spreminjanja dimenzij | Visoko{0}}temperaturna prednostna shema neprekinjene proizvodnje |
Zaključek
Odpoved zaradi lezenja titanovih grelnih cevi izvira iz ireverzibilnega drsenja dislokacij in notranjih poškodb praznin, ki jih povzročata vztrajna obremenitev in visoka temperatura. Osnovne zamisli za preprečevanje so zmanjšanje toge prisilne napetosti, rezerva prostora za prosto toplotno raztezanje, odprava začetne preostale napetosti obdelovancev in izbira ustreznih toplotno{1}}odpornih osnovnih materialov glede na temperaturne pogoje. Znanstvena konstrukcijska zasnova in standardizirano delovanje procesa lahko učinkovito preprečita trajne deformacije in zlome, ki jih povzroči visoko-temperaturno lezenje.
