Sut Mae Trwch Wal Gwain Dur Di-staen 316 yn Dylanwadu ar y Dosbarthiad Straen Gweddilliol ar ôl Cyfnewid a'i Effaith ar Fywyd Blinder Cyrydiad mewn Amgylcheddau Morol?

Mae blinder cyrydiad yn fecanwaith methiant arbennig o ymosodol ar gyfer gwresogyddion trochi trydan a bennir gan beirianwyr morol ar gyfer llwyfannau alltraeth, systemau bwrdd llongau a phlanhigion diwydiannol arfordirol pan gyfunir llwyth mecanyddol cylchol a chorydiad clorid. Mae blinder cyrydiad yn arwain at gychwyn crac ar osgledau straen llawer is a chyfnodau cylch byrrach na blinder pur mewn aer neu gyrydiad pur mewn gosodiadau statig. Mae'r straen gweddilliol a gynhyrchir gan swaging (sy'n cywasgu'r inswleiddiad magnesiwm ocsid o amgylch y wifren ymwrthedd) yn rhyngweithio â straen gwasanaeth a naill ai'n cyflymu neu'n atal ffurfio toriadau yn dibynnu ar eu harwydd a'u maint. Mae'r erthygl hon yn meintioli effaith trwch wal gwain ar ddosbarthiad straen gweddilliol ar ôl swaging ac effaith y straen gweddilliol hyn ar fywyd blinder cyrydiad mewn amgylchedd morol.

Cynhyrchu Straen Gweddilliol wrth Gyfnewid 316 o Weinau
When a 316 stainless steel tube is swaged from a bigger to a smaller diameter around the MgO filled core, a specific pattern of residual stress is induced. Residual stresses on the outside surface of the sheath are compressive due to the inward hammering of the swaging dies on the material, and tensile on the inner surface due to the outward push of the compressed MgO during elastic springback. The size of these residual strains is dependent on wall thickness and diameter reduction. For a thin walled sheath--below 1.0 mm--the swage force penetrates almost the whole wall thickness. The resulting strong compressive stresses at the outer surface (-200 to -300 MPa) and moderate tensile stresses at the inner surface (+50 to +100 MPa) are obtained. The swaging force is taken mostly by the outside layers of the thick-walled sheath (>1.8 mm), sy'n datblygu straen cywasgol cryf yn agos at yr wyneb allanol yn unig, gan adael yr haenau mewnol i raddau helaeth heb eu cyffwrdd. Mae'r straeniau tynnol ar yr arwyneb mewnol yn yr un modd yn is oherwydd y cywasgiad MgO llai cyflawn fel y nodir yn Erthygl 12. Cadarnhawyd y cysylltiad hwn gan fesuriadau diffreithiant pelydr-X o straen gweddilliol yn y gwain 316 swaged. Ar gyfer gwain wal 0.9 mm y straen cywasgol arwyneb oedd -280 MPa. Roedd gwain wal 1.5 mm yn -180 MPa. Roedd y wain wal 2.0 mm yn arddangos -120 MPa yn unig. Mae'r wain deneuach yn storio straen cywasgol mwy manteisiol ar yr wyneb allanol, safle cychwyn torri asgwrn blinder cyrydiad.

Effaith Straen Cywasgol Gweddilliol ar Gychwyn Crac Blinder Cyrydiad
Mae straen tynnol cylchol a electrolyt cyrydol sy'n cynnwys cloridau achosi toriad blinder cyrydu dechrau mewn 316 dur gwrthstaen. Mae'r crac yn dechrau wrth bwll arwyneb neu gynhwysiant lle mae'r gorchudd amddiffynnol goddefol wedi methu. Os oes cyflwr straen cywasgol gweddilliol yn bresennol ar yr wyneb, rhaid i'r straen tynnol cylchol cymhwysol oresgyn y cywasgu hwn i gynhyrchu tensiwn net ar flaen y crac. Mae hyn yn cynyddu'n sylweddol y straen trothwy ar gyfer dechrau crac. Ar gyfer gwain 0.9 mm 316 gyda - 280 MPa cywasgu gweddilliol arwyneb, mae straen cylchol cymhwysol o +200 MPa yn arwain at ddim ond -80 MPa rhwyd ​​ar yr wyneb-dal i fod yn gywasgol ac yn methu cychwyn crac blinder. Dim ond y straen cylchol sy'n fwy na + 280 MPa sy'n cynhyrchu'r tensiwn net ar yr wyneb. Mewn cymhariaeth, mae gwain 2.0 mm sydd â dim ond -120 MPa o gywasgiad arwyneb mewn tensiwn net pan fo'r straen cymhwysol yn fwy na +120 MPa, trothwy llawer is. Mae profion blinder cyrydiad mewn dŵr môr synthetig ar 60 gradd yn dilysu'r effaith hon. Roedd samplau gyda thrwch wal o 0.9 mm a chywasgiad gweddilliol sylweddol yn cynnal 10 miliwn o gylchredau ar 250 MPa yn gosod straen bob yn ail heb gychwyn crac. Ar yr un llwyth cymhwysol, methodd samplau heb lawer o gywasgu gweddilliol a thrwch wal 2.0 mm ar ôl 2 filiwn o gylchoedd. Arweiniodd y wain deneuach bum gwaith yn fwy o fywyd blinder cyrydiad er gwaethaf llai o drwch wal absoliwt.

Masnach -Diffodd Rhwng Budd Straen Gweddilliol ac Ymyl Trwch Wal
Mae gan wain waliau tenau fantais o ran blinder cyrydiad ond rhaid cydbwyso hyn yn erbyn ymyl isaf y deunydd os bydd hollt yn dechrau. Efallai y bydd y wain 0.9 mm, gyda chywasgiad gweddilliol sylweddol, yn gallu gwrthsefyll crac cychwyn am filiynau o gylchoedd. Fodd bynnag, unwaith y bydd crac yn goresgyn y maes straen gweddilliol, dyweder oherwydd pwll arwyneb enfawr neu orlwytho byr, dim ond 0.9 mm o ddeunydd sydd ei angen arno i achosi trydylliad. Gall gwain 2.0 mm gyda llai o gywasgiad gweddilliol ddechrau crac ar lai o gylchoedd, ond mae'n rhaid i'r crac symud ymlaen trwy 2.0 mm i sbarduno methiant. Cyfanswm bywyd i fethiant yw swm bywyd cychwyn a bywyd lluosogi. Defnyddir canlyniadau profion blinder cyrydiad trawst cylchdroi mewn dŵr môr 60C i ddangos y cylchoedd cyfan i fethiant ar gyfer gwain 10 mm OD 316 ar straen eiledol o 200 MPa. Roedd gan wain 0.8 mm 12 miliwn o gylchoedd i gyd (dechrau 11.5 miliwn, lluosogi 0.5 miliwn). Cyflawnodd gwain 1.2 mm 8 miliwn o gylchoedd (1 miliwn o luosogi, 7 miliwn yn cychwyn) . 5 miliwn o gylchredau (cychwyn 3 miliwn, lluosogiad 2 filiwn) ar gyfer gwain 1.6 mm. Goroesodd gwain 2.0 mm 3.5 miliwn o gylchoedd (cychwyn 1.5 miliwn, lluosogiad 2 filiwn). Mae'r ymyl lluosogi yn fach, ond mae'r cywasgu gweddilliol cryf o wain muriog tenau yn arwain at oes gyffredinol hir.

Matrics Dewis Bywyd Blinder Cyrydiad Amgylchedd Morol
Mae'r tabl canlynol yn dangos 316 o drwch wal wain a argymhellir ar gyfer gwresogyddion trochi trydan mewn gwasanaeth morol yn dibynnu ar osgled straen cylchol amcangyfrifedig a bywyd gwasanaeth angenrheidiol. Mae'r gwerthoedd ar gyfer dod i gysylltiad parhaus â dŵr môr neu ddŵr hallt ar 30-60 gradd a hefyd ar gyfer technegau swatio arferol heb aneliad ôl-swage.

Straen Cylchol Disgwyliedig Osgled Bywyd Gwasanaeth Angenrheidiol 316 Trwch Wal Gwain Methiant Dominyddol Modd Rhesymeg y Dyluniad
Isel (< 50 MPa) > 10 years 1.2 – 1.6 mm Crevice corrosion Residual stress benefit less essential. Corrosion allowance drives thickness
Cymedrol (50 - 150 MPa) 5 - 10 mlynedd 1.0 - 1.2 mm Cychwyn blinder cyrydiad Wal denau ar gyfer cywasgu gweddilliol uchel i osgoi crac
Cymedrol (50 – 150 MPa) > 10 mlynedd 1.4 – 1.6 mm gyda'r post{5}}anelio swage Lluosogi ar ôl cychwyn Mae anelio yn lleihau budd straen gweddilliol; dibynnu ar ymyl trwch
Uchel (150 – 250 MPa) 3 – 5 mlynedd 0.8 – 1.0 mm Cychwyn blinder cyrydiad Uchafswm cywasgiad gweddilliol yn hanfodol; llai o fywyd gwasanaeth yn dderbyniol.
Uchel (150 - 250 MPa) > 5 mlynedd Ddim yn hyfyw ar gyfer llwyth 316Lover neu gracio cyflym Uwchraddio i Incoloy 825 neu ditaniwm
Amrywiol gyda gorlwytho aml Unrhyw ledaeniad o 1.6 – 2.0 mm yn dilyn hollt annisgwyl Mae ymyl trwch yn amddiffyn rhag digwyddiadau stocastig
Mewn cymwysiadau lle mae straen cylchol yn cael ei achosi gan ddirgryniad, beicio ehangu thermol neu newidiadau pwysau, mae'n bwysig gallu mesur neu amcangyfrif yr osgled straen. Yn absenoldeb mesur, mae lefel straen gymedrol o 100 MPa yn rhagosodiad darbodus. Yn yr achosion hyn mae trwch wal o 1.2 mm yn rhoi'r cyfaddawd gorau posibl rhwng mantais straen gweddilliol a'r ymyl ar gyfer lluosogi. Dylai peirianwyr hefyd ystyried argymell postio-anelio swage ar gyfer gwainoedd muriog trwchus a ddefnyddir mewn-cymwysiadau beicio uchel. Mae anelio ar 1050 gradd yn cael gwared ar straen gweddilliol yn gyfan gwbl ac felly'r budd blinder cyrydiad o waliau tenau, ond hefyd y straen gweddilliol tynnol ar yr wyneb mewnol a all arwain at ymlediad torasgwrn. Mae gan wain 1.6mm wedi'i anelio fywyd blinder tebyg i wain 1.2 mm heb ei anelio, gan gynnig dull arall o gyflawni bywyd gwasanaeth hir heb ddibynnu ar waliau tenau. Mae gallu a chost gweithgynhyrchu yn swyddogaeth waliau cul gyda straen gweddilliol uchel neu waliau trwchus gydag anelio. Ar gyfer y rhan fwyaf o geisiadau morol â dirgryniad yn bresennol ond nid yn ddifrifol, bydd trwch wal o 1.2-1.4 mm gyda swaging arferol yn rhoi perfformiad blinder cyrydiad dibynadwy heb brosesu ychwanegol.