Bagaimana tekanan sisa dalam casting pendesak pisau mempengaruhi hayat operasi jangka panjang pendesak

Blade Impeller Castings , jantung jentera bendalir, sering beroperasi dalam persekitaran yang melibatkan kelajuan tinggi, tekanan tinggi, media menghakis, dan suhu yang berubah -ubah. Semasa perkhidmatan, pendesak tertakluk kepada beban kompleks, termasuk tekanan sentrifugal, hidraulik, dan haba. Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada beban luaran ini, ancaman tersembunyi bersembunyi dalam pemutus: tekanan sisa. Tekanan sisa adalah sistem tekanan mengimbangi diri yang dihasilkan secara dalaman oleh perubahan pengecutan atau kelantangan yang tidak sekata semasa peralihan fasa dan proses rawatan haba. Bagi casting pendesak geometri yang kompleks, kehadiran tekanan sisa mempunyai kesan penting terhadap kehidupan operasi jangka panjang dan integriti struktur pendesak.

Hubungan langsung antara tekanan sisa dan risiko keretakan

Induksi retak pemutus

Tahap tegangan tegangan yang tinggi adalah daya penggerak utama di belakang keretakan panas dan sejuk di dalam casting. Dalam bilah pendesak bilah, antara muka tebal antara bilah dan hab (hab/kafan) dan perubahan mendadak geometri adalah kawasan berisiko tinggi untuk kepekatan tekanan sisa.

Tekanan sisa tegangan: Jika tekanan tegangan dalaman ini melebihi kekuatan hasil bahan atau kekuatan tegangan, ia boleh membawa kepada makrocracks segera atau tertunda walaupun dalam keadaan statik selepas pemutus.

Keretakan yang ditangguhkan: Terutama untuk aloi tertentu, seperti keluli tahan karat martensit atau aloi berasaskan nikel tertentu, tekanan sisa yang digabungkan dengan pelengkap hidrogen boleh menyebabkan retak tertunda. Kecacatan ini sering sukar untuk dikesan semasa pemeriksaan kilang, tetapi boleh menyebabkan kegagalan tiba -tiba pada awal hayat perkhidmatan pendesak.

Kesan superposisi tekanan

Selepas pendesak dimasukkan ke dalam operasi, tegasan tegangan sisa ditumpukan pada tekanan operasi luaran.

Kepekatan Tekanan: Tekanan sentrifugal yang dihasilkan oleh pendesak semasa putaran berkelajuan tinggi mencapai maksimum pada akar bilah. Sekiranya tekanan tegangan sisa pemutus yang signifikan juga wujud di kawasan ini, jumlah tekanan tempatan yang terhasil jauh melebihi had keselamatan bahan.

Pengeluaran dan ubah bentuk: Tekanan yang ditapis boleh menyebabkan bahan setempat memasuki peringkat ubah bentuk plastik sebelum ini, yang membawa kepada penyimpangan geometri pendesak, mengganggu keseimbangan dinamiknya, dan akhirnya menyebabkan getaran yang teruk dan kerosakan galas.

Kesan tekanan sisa terhadap kehidupan keletihan dan tingkah laku kakisan

Pengurangan kehidupan keletihan yang ketara

Casting Impeller Blade kebanyakannya beroperasi di bawah beban bergantian, dan kehidupan keletihan mereka adalah penunjuk utama kebolehpercayaan jangka panjang.

Permulaan Retak Keletihan Dipercepat: Tekanan sisa tegangan berkesan meningkatkan tekanan min kitaran tekanan. Menurut kriteria keletihan Goodman atau Haigh, peningkatan tekanan min dengan ketara memendekkan batas keletihan bahan, mempercepatkan permulaan retak keletihan pada kecacatan.

Penggerak untuk Pertumbuhan Keletihan: Tekanan tegangan sisa menyediakan daya penggerak tambahan untuk mikrokrak yang dimulakan, menyebabkan mereka menyebarkan melalui kawasan kritikal kritikal pendesak pada kadar yang lebih tinggi, yang membawa kepada kegagalan keletihan pramatang.

Keretakan Kakisan Tekanan Dipercepat (SCC)

Banyak casting pendesak, terutamanya yang diperbuat daripada keluli tahan karat atau keluli dupleks, diperlukan untuk beroperasi dalam media yang menghakis (seperti penyelesaian klorida).

Kerentanan SCC: Retak kakisan tekanan (SCC) adalah mod kegagalan yang disebabkan oleh kesan gabungan kakisan dan tegangan tegangan. Tekanan tegangan sisa sahaja mencukupi untuk membentuk keadaan tekanan yang diperlukan untuk SCC.

Kesan anodik tempatan: Batas bijirin atau mikrostruktur di kawasan tekanan sisa tinggi mungkin menjadi lebih aktif, membentuk anod tempatan. Ini mempercepatkan kakisan elektrokimia dan menyebabkan keretakan rapuh berlaku dengan cepat pada suhu jauh di bawah kekuatan hasil bahan. Ini sangat berbahaya bagi pendesak yang diperbuat daripada aloi tahan karat yang digunakan dalam aplikasi petrokimia dan marin.

Kawalan kritikal terhadap tekanan sisa dalam proses pemutus

Mengawal tekanan sisa dalam bilah pendesak bilah adalah salah satu tugas utama jurutera pemutus.

Keperluan rawatan haba: Penyepuhlian tekanan atau rawatan penyelesaian khusus biasanya digunakan untuk melepaskan atau mengagihkan semula tekanan sisa. Kawalan yang tepat terhadap kadar pemanasan, masa dan suhu, dan kadar penyejukan adalah penting untuk mengelakkan memperkenalkan tegasan haba baru atau menjejaskan mikrostruktur bahan.

Pengoptimuman pemejalan dan penyejukan: Dengan mengoptimumkan reka bentuk acuan dan kadar penyejukan, seperti menggunakan menggigil atau mengawal suhu acuan panas acuan, pemejalan serentak dan penyejukan seragam dapat dicapai di semua komponen pendesak, meminimumkan tekanan sisa di sumber mereka.