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 amplitude of these residual strains is dependent on the wall thickness compared to the diameter reduction. In the case of a thin-walled sheath with wall thickness below 1.0 mm, the swaging force penetrates almost the entire wall thickness, which leads to strong compressive stresses at the outer surface (often from -200 to -300 MPa) and moderate tensile stresses at the inner surface (from +50 to +100 MPa). For a thick-walled sheath (>1.8 mm) mae'r grym swaging yn cael ei amsugno'n bennaf yn yr haenau allanol a dim ond ger yr wyneb allanol y cynhyrchir straen cywasgol mawr, ac nid yw'r haenau mewnol yn cael eu heffeithio'n gymharol. Mae'r straen tynnol ar yr wyneb mewnol hefyd yn cael ei leihau oherwydd y cywasgu llai cyflawn o MgO. Mae'r astudiaethau diffreithiant pelydr-X o straen gweddilliol mewn gwain 316 swaged yn dilysu'r gydberthynas hon . Ar gyfer gwain wal 0.9 mm y straen cywasgol arwyneb oedd -280 MPa. Roedd gwain wal 1.5 mm yn -180 MPa. 2.0 mm datgelwyd gwain wal yn unig -120 MPa. Mae gan y wain deneuach straen cywasgol mwy ffafriol ar yr wyneb allanol lle mae craciau blinder cyrydiad yn ffurfio'n gyffredinol.

Rōl Straen Cywasgol Gweddilliol wrth Atal 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 lefel straen sydd ei angen i gychwyn crac. Os yw'r cywasgu gweddilliol arwyneb yn -280 MPa, a'r straen cylchol cymhwysol yw +200 MPa, yna mae'r rhwyd ​​​​ar yr wyneb yn -80 MPa. Mae hyn yn dal yn gywasgol ac ni all gychwyn crac blinder. Dim ond os yw'r straen cylchol yn uwch na +280 MPa y mae tensiwn net yn bodoli. 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 ° C 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. Gall gwain 0.9 mm gyda chywasgiad gweddilliol sylweddol wrthsefyll cychwyn crac am filiynau o gylchoedd. Fodd bynnag, mae gan unrhyw hollt, sydd wedi goresgyn y maes straen gweddilliol, naill ai trwy bydew arwyneb mawr neu orlwyth dros dro, 0.9 mm yn unig o ddeunydd i ymledu trwyddo cyn trydylliad. Gall gwain 2.0 mm gyda llai o gywasgiad gweddilliol achosi crac mewn llai o gylchoedd, ond rhaid i'r crac ledaenu 2.0 mm i gynhyrchu methiant. Cyfanswm bywyd i fethiant=Oes cychwyn + Bywyd lluosogi Prawf blinder cyrydiad mewn dŵr halen ar 60 ° C mewn cyfarpar trawst cylchdroi yn rhoi cyfanswm y cylchoedd methiant canlynol ar gyfer diamedr allanol 10 mm 316 o wain ar 200 MPa straen eiledol. Cyrhaeddodd gwain 0.8 mm gyfanswm o 12 miliwn o gylchoedd, 11.5 miliwn ar gyfer cychwyn a 0.5 miliwn ar gyfer lluosogi. Roedd y wain 1.2 mm yn gwrthsefyll 8 miliwn o gylchoedd, 7 miliwn ar gyfer cychwyn ac 1 miliwn ar gyfer lluosogi. Dioddefodd y wain 1.6 mm 5 miliwn o gylchoedd (3 miliwn ar gyfer cychwyn a 2 filiwn ar gyfer lluosogi). Roedd y wain 2.0 mm yn rhedeg am 3.5 miliwn o gylchoedd, yr oedd 1.5 miliwn ohonynt ar gyfer cychwyn a 2 filiwn ar gyfer lluosogi. Y wain wal denau sydd â'r cywasgiad gweddilliol uchaf a'r bywyd cyfan hiraf, er bod yr ymyl lluosogi yn fach.

Matrics Dewis Bywyd Blinder Cyrydiad Amgylchedd Morol
Mae'r tabl canlynol yn dangos 316 o drwch wal gwain 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°C a hefyd ar gyfer technegau swatio arferol heb aneliad ôl-swage.

Straen Cylchol Disgwyliedig Osgled Angenrheidiol Bywyd Gwasanaeth a Argymhellir 316 Trwch Wal Wain Methiant Dominyddol Modd Rhesymeg y Dyluniad
Isel, o dan 50 MPaDros 10 mlynedd 1.2 - 1.6 mm Cyrydiad mewn holltau Trwch wedi'i yrru gan lwfans cyrydiad, budd straen gweddilliol yn llai arwyddocaol
Cymedrol, 50 - 150 MPa 5 - 10 mlynedd 1.0 - 1.2 mm Cychwyn blinder cyrydiad Mae wal denau yn rhoi cywasgiad gweddilliol uchel i atal cracio
Cymedrol, 50 i 150 Mpa10 mlynedd neu fwy 1.4 – 1.6 mm gyda'r post{5}}anelio swage Propagation from origin Mae anelio yn lleihau'r fantais o straen gweddilliol; defnyddio ymyl trwch
Uchel, 150 - 250 MPa 3 - 5 mlynedd 0.8 - 1.0 mm Cychwyn blinder cyrydiad Derbyn bywyd gwasanaeth byr, mae'r cywasgiad gweddilliol mwyaf yn hanfodol
High, 150 – 250 MPa>5 mlynedd316 Ddim yn bosiblGorlwytho neu gracio cyflym Amnewid gyda Incoloy 825 neu ditaniwm
Yn amrywio gyda llawer o ordaliadauUnrhyw fywyd gwasanaeth 1.6 – 2.0 mm Propag. following unexpected crackThickness margin yn amddiffyn rhag digwyddiadau na ellir eu rhagweld
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'r dewis o waliau tenau gyda straen gweddilliol uchel neu waliau trwchus gydag anelio yn dibynnu ar y gallu gweithgynhyrchu a'r gost. Ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau morol lle mae dirgryniad yn bresennol ond nid yn ddifrifol, bydd swaging arferol yn cynnig perfformiad blinder cyrydiad dibynadwy heb brosesu ychwanegol os yw trwch y wal yn yr ystod o 1.2 i 1.4 mm.