Milyen mechanikai tulajdonságai vannak az olajcsövek magas hőmérsékleten és magas nyomású körülmények között?

Magas hőmérsékleten és magas nyomású körülmények között a mechanikai tulajdonságok olajcső -csavarok kulcsfontosságú tényező a csővezeték -kapcsolatok biztonságának és megbízhatóságának biztosításában. Ebben a környezetben a csavaroknak ellenállniuk kell a szélsőséges munkakörülményeknek, ideértve olyan kihívásokat, mint a nagy stressz, a termikus tágulás, a korrózió és a kúszó. Az alábbiakban az olajcső -csövek mechanikai tulajdonságainak részletes elemzése magas hőmérsékleten és magas nyomású körülmények között:

1. Az anyagválasztás hatása a mechanikai tulajdonságokra
Nagy szilárdságú ötvözött acél:
Magas hőmérsékleten és magas nyomású körülmények között a nagy szilárdságú ötvözött acél (például 42CRMO, AISI 4140 vagy AISI 8740) általában csavaros anyagként kerül kiválasztásra. Ezeknek az anyagoknak nagy a szakítószilárdsága és a hozamszilárdság, és nagy nyomás alatt ellenállnak a műanyag deformációnak.
Rozsdamentes acél:
Ha a környezetben korrozív közeg van (például hidrogén -szulfid, szén -dioxid vagy sós víz), akkor jobb korrózióállóságú rozsdamentes acél (például 316L, duplex rozsdamentes acél vagy szuper duplex rozsdamentes acél) választható ki. Noha a rozsdamentes acél szilárdsága alacsonyabb lehet, mint egyes ötvözött acéloké, a korrózióállóság és a magas hőmérsékleti stabilitás ideális választás.
Szuper ötvözetek:
Rendkívül magas hőmérsékleten (500 ° C feletti) és magas nyomású körülmények között nikkel-alapú vagy kobalt-alapú szuper ötvözetek (például Inconel 718, Hastelloy C-276) használhatók. Ezeknek az anyagoknak kiváló magas hőmérsékleti szilárdsága, oxidációs ellenállása és kúszó ellenállása van.
2. A magas hőmérséklet hatása a mechanikai tulajdonságokra
A szakítószilárdság és a hozam szilárdságának csökkenése:

A hőmérséklet növekedésével a fém anyagok szakítószilárdsága és hozamszilárdsága jelentősen csökken. Például 400 ° C felett a szokásos szénacél szilárdsága 30%-50%-kal csökkenhet. Ezért a megfelelő anyagot a tényleges működési hőmérséklet szerint kell kiválasztani.
Kúszó jelenség:
Magas hőmérsékleten a fémanyagok kúszó jelenségen mennek keresztül, vagyis a plasztikus deformáció fokozatosan állandó stressz esetén fordul elő. A kúszás által okozott csatlakozási meghibásodás elkerülése érdekében a jó kúszó ellenállású anyagokat ki kell választani, és a csavarok működési feszültségét a megengedett tartományon belül kell szabályozni.
Termikus tágulási együttható:
A különféle anyagok hőtágulási együtthatóiban a csavar és az olajcső közötti illeszkedésnek a különbsége laza vagy túl szoros lehet. Ezért a termikus tágulási illesztést a tervezés során figyelembe kell venni, hogy elkerüljék a termikus stressz által okozott szivárgást vagy károsodást.
3. A magas nyomás hatása a mechanikai tulajdonságokra
Kompressziós ellenállás:
Nagynyomású körülmények között a csavaroknak ellenállniuk kell a hatalmas tengelyirányú feszültségnek. Ha a csavar szakítószilárdsága nem elegendő, akkor száltörést vagy csatlakozási meghibásodást okozhat. Ezért a szükséges csavarméretet és az erősségi fokozatot a működési nyomás szerint kell kiszámítani.
Fáradtsági teljesítmény:
Nagynyomású és rezgési környezetben a csavarok periodikus feszültségnek vethetők alá, ami fáradtságot okozhat. A fáradtság ellenállásának javítása érdekében ki lehet választani a csavarokat, amelyeket leoltottak, edzett vagy felszíni megerősítettek.
Lezárási teljesítmény:
Nagynyomású körülmények között a csavarok tömítés teljesítménye döntő jelentőségű. A menetes csatlakozások nyomkövetési szivárgást okozhatnak a nagy nyomás miatt, ezért a tömítőgyűrűket, a nyers szalagot vagy más tömítési módszereket kombinálni kell a tömítés hatásának fokozása érdekében.
4. Általános problémák és megoldások
Laza csavarok:
Magas hőmérsékleten és magas nyomású körülmények között a csavarok fokozatosan meglazulhatnak a termikus tágulás és a rezgés miatt. A probléma megoldásához a következő intézkedéseket lehet tenni:
Használjon anti-loosing anyákat vagy reteszelő alátéteket;
Vigyen fel szálrögzítő ragasztót (például loctite);
Növelje az előterhelést, de vigyázzon, hogy ne haladja meg a csavar hozamszilárdságát.
MÉRTÉS:
Nagynyomású dinamikus terhelések esetén a szálak súrlódás miatt viselhetnek. A szolgálati élettartam meghosszabbíthatja:
A szálak felületi keményedése (például nitrid vagy krómozás);
Nagyobb kopásállóságú anyagok használata;
A súlyosan kopott csavarok rendszeres ellenőrzése és cseréje.
Stressz -korrózió -repedés:
A magas hőmérsékletű, magas nyomású és korrozív közegű környezetben a csavarok szenvedhetnek a stressz -korrózió -repedésektől. A megoldások tartalmazzák:
Korrózióálló anyagok kiválasztása;
A csavarok működési feszültségének csökkentése;
Korróziógátló bevonat alkalmazása a csavarokhoz.

A csavarok megbízhatóságának és biztonságának biztosítása érdekében ezeket a tényezőket átfogóan kell figyelembe venni, és a tervezést szigorú tesztelés és ellenőrzés útján kell optimalizálni. A végső kiválasztásnak az adott alkalmazási forgatókönyv alapján kell alapulnia annak biztosítása érdekében, hogy a csavarok megfeleljenek a teljesítménykövetelményeknek a szolgáltatási élettartam alatt.