Wat zijn de mechanische eigenschappen van oliepijpschroeven onder hoge temperatuur en hoge drukomstandigheden?

Onder hoge temperatuur en hoge drukomstandigheden, de mechanische eigenschappen van oliebuisschroeven zijn een belangrijke factor bij het waarborgen van de veiligheid en betrouwbaarheid van pijplijnverbindingen. In deze omgeving moeten schroeven extreme werkomstandigheden weerstaan, waaronder uitdagingen zoals hoge stress, thermische expansie, corrosie en kruip. Het volgende is een gedetailleerde analyse van de mechanische eigenschappen van oliepijpschroeven onder hoge temperatuur en hoge drukomstandigheden:

1. De impact van materiaalselectie op mechanische eigenschappen
Hoogstrengte legeringsstaal:
Onder hoge temperatuur en hoge drukomstandigheden wordt staal met hoge sterkte (zoals 42CRMO, AISI 4140 of AISI 8740) meestal geselecteerd als het schroefmateriaal. Deze materialen hebben een hoge treksterkte en opbrengststerkte en kunnen plastic vervorming onder hoge druk weerstaan.
Roestvrij staal:
Als er een corrosief medium in de omgeving is (zoals waterstofsulfide, koolstofdioxide of zout water), kan roestvrij staal met betere corrosieweerstand (zoals 316L, duplex roestvrij staal of super duplex roestvrij staal) worden geselecteerd. Hoewel de sterkte van roestvrij staal lager kan zijn dan die van sommige legeringsstaal, maken de corrosieweerstand en stabiliteit met hoge temperatuur het een ideale keuze.
Super legeringen:
Onder extreem hoge temperaturen (meer dan 500 ° C) en hoge drukomstandigheden, kunnen op nikkel gebaseerde of kobaltgebaseerde superlegeringen (zoals Inconel 718, Hastelloy C-276) worden gebruikt. Deze materialen hebben een uitstekende sterkte van hoge temperatuur, oxidatieweerstand en kruipweerstand.
2. Effect van hoge temperatuur op mechanische eigenschappen
Afname van treksterkte en opbrengststerkte:

Met toenemende temperatuur zal de treksterkte en de opbrengststerkte van metaalmaterialen aanzienlijk afnemen. Boven 400 ° C kan bijvoorbeeld de sterkte van gewoon koolstofstaal afnemen met 30%-50%. Daarom moet het juiste materiaal worden geselecteerd op basis van de werkelijke werktemperatuur.
Kruipfenomeen:
Bij hoge temperaturen zullen metaalmaterialen kruipfenomeen ondergaan, dat wil zeggen dat plastic vervorming geleidelijk plaatsvindt onder constante stress. Om verbindingsfout veroorzaakt door kruip te voorkomen, moeten materialen met een goede kruipweerstand worden geselecteerd en moet de werkspanning van de schroeven binnen het toegestane bereik worden geregeld.
Thermische expansiecoëfficiënt:
Het verschil in thermische expansiecoëfficiënten van verschillende materialen kan ervoor zorgen dat de pasvorm tussen de schroef en de oliepijp los of te strak is. Daarom moet tijdens het ontwerp worden overwogen om lekkage of schade veroorzaakt door thermische spanning te voorkomen.
3. Effect van hoge druk op mechanische eigenschappen
Compressieweerstand:
Onder hoge drukomstandigheden moeten schroeven bestand zijn tegen enorme axiale spanning. Als de treksterkte van de schroef onvoldoende is, kan dit schroefdraadbreuk of verbindingsfout veroorzaken. Daarom moeten de vereiste minimale schroefgrootte en -sterkingskwaliteit worden berekend op basis van de werkdruk.
Vermoeidheidsprestaties:
Onder hoge druk- en trillingsomgeving kunnen schroeven worden onderworpen aan periodieke stress, die vermoeidheidsbreuk kunnen veroorzaken. Om de vermoeidheidsweerstand te verbeteren, kunnen schroeven die zijn geblust en getemperd of versterkte oppervlakte worden geselecteerd.
Afdichtingsprestaties:
Onder hoge drukomstandigheden zijn de afdichtingsprestaties van schroeven cruciaal. Draadverbindingen kunnen sporenlekkage veroorzaken als gevolg van hoge druk, dus het is noodzakelijk om afdichtringen, ruwe tape of andere afdichtingsmethoden te combineren om het afdichtingseffect te verbeteren.
4. Gemeenschappelijke problemen en oplossingen
Losse schroeven:
Onder hoge temperatuur- en hoge drukomstandigheden kunnen schroeven geleidelijk loskomen als gevolg van thermische expansie en trillingen. Om dit probleem op te lossen, kunnen de volgende maatregelen worden genomen:
Gebruik anti-loseringsmoeren of vergrendelingsringen;
Breng draadvergrendelingslijm (zoals loctite) aan;
Verhoog de voorbelasting, maar pas op dat u de vloeigrens van de schroef niet overschrijdt.
Draadslijtage:
Onder dynamische belasting van hoge druk kunnen draden dragen als gevolg van wrijving. De levensduur kan worden verlengd door:
Oppervlakteharden van de draden (zoals nitridende of chroomplaten);
Materialen gebruiken met hogere slijtvastheid;
Regelmatig inspecteren en ernstig versleten schroeven vervangen.
Stresscorrosie kraken:
In omgevingen met hoge temperatuur, hoge druk en corrosieve media kunnen schroeven last hebben van stresscorrosiekraak. Oplossingen zijn onder meer:
Corrosiebestendige materialen selecteren;
Het verminderen van de werkspanning van de schroeven;
Anti-corrosie-coating op de schroeven aanbrengen.

Om de betrouwbaarheid en veiligheid van de schroeven te waarborgen, moeten deze factoren volledig worden overwogen en moet het ontwerp worden geoptimaliseerd door rigoureuze tests en verificatie. De uiteindelijke selectie moet gebaseerd zijn op het specifieke toepassingsscenario om ervoor te zorgen dat de schroeven kunnen voldoen aan de prestatie -eisen gedurende hun levensduur.