Kotiin / Uutiset / Teollisuuden uutisia / Kuinka lämpösykli ja nopea lämpötilan vaihtelu vaikuttavat kompressorin pakokaasun rakenteelliseen eheyteen?
Uutiset

Kuinka lämpösykli ja nopea lämpötilan vaihtelu vaikuttavat kompressorin pakokaasun rakenteelliseen eheyteen?

Yksi lämpösyklin kriittisimmistä vaikutuksista Kompressorin pakokaasu on lämpöväsymys, joka tapahtuu, kun komponentti kokee toistuvan laajentumisen ja supistumisen nopeasta lämpötilan siirtymisestä käynnistyksen ja sammutuksen aikana. Joka kerta kun kompressori siirtyy ympäristön lämpötilasta toimintalämpötasoihin ja takaisin, materiaali käy läpi mekaanisen rasituksen. Tämä on erityisen vakavaa, kun lämmitys- tai jäähdytysnopeudet ovat korkeat, koska metallirakenteesta puuttuu aikaa vakauttaa. Ajan myötä toistuvat syklit aiheuttavat mikrohalkeamien muodostumisen, jotka alkavat usein sisäisissä stressikonsentraattoreissa, kuten sulkeumissa, viljarajoissa, terävissä kulmissa tai pinnan puutteet. Lämpöväsymyksen edetessä nämä mikrohalkeamat etenevät syvemmälle jokaisen syklin kanssa ja voivat yhdistää suuremman murtuman, mikä johtaa vakavaan rakenteelliseen vikaantumiseen. Vaara ei ole aina välitön, mutta kertyy vähitellen, mikä tekee säännöllisestä tarkastuksesta ja väsymyksestä, joka on välttämätöntä korkean syklin ympäristöissä. Käyttöypitysten käyttö, joilla on korkea lämpöväsymysvastus, kuten nikkelipohjaiset tai kobolttipohjaiset materiaalit, on usein välttämätöntä aggressiiviselle lämpösyklille altistuneiden kompressorin poistopaikkojen käyttöiän pidentämiseksi.

Nopeiden lämpötilan muutosten aiheuttamat lämpögradientit eivät aina vaikuta kompressorin pakokaasujen koko pintaan tasaisesti. Eri osiot voivat laajentua tai sopia eri hinnoilla, varsinkin jos suunnittelusta puuttuu geometrinen symmetria tai materiaalien yhtenäisyys. Tämä johtaa epätasaisiin sisäisiin jännityksiin, jotka johtavat vääristymiseen tai vääntymiseen. Jopa minuutin vääristymät voivat vaikuttaa siihen, kuinka pakoventtiilin tiivisteet istuinta vasten, mikä johtaa vuotamiseen, painehäviöön tai venttiilin lepatukseen. Istuin voi myös menettää samankeskisyytensä venttiilioppaan kanssa, vaarantaa virtausominaisuudet ja luoda paikallista turbulenssia. Ajan myötä lämpö vääristymisen kertyminen voi aiheuttaa pysyvän muodonmuutoksen, joka tekee istuimesta käyttökelvottoman. Tällaisten riskien lieventämiseksi valmistajat voivat sisältää ominaisuuksia, kuten laajennuspaikkoja tai reunusta reunoja suunnittelussa, ja ne voivat käyttää stressi-lievityksen lämpökäsittelyprosesseja koneistuksen jälkeen materiaalin vakauttamiseksi.

Monet kompressorin pakokaasujen istuimet on kovetettu vastustamaan mekaanista kulumista venttiilin iskuista ja kaasun kulutuksesta. Tekniikoita, kuten nitriding, hiilihappoja tai ahkera seoksen, kuten Stellite, levittämistä käytetään yleisesti kestävän ulkokerroksen luomiseen. Kuitenkin toistuvalla altistumisella korkeille lämpötiloille, varsinkin kun nämä lämpötilat ylittävät pintakäsittelyn stabiilisuusalueen, kovettunut kerros voi alkaa heikentyä. Joissakin tapauksissa kovuus vähenee vaihemuutoksen tai karkaisuvaikutusten vuoksi, kun taas toisissa pinnoitteen tarttuminen vähenee, mikä johtaa delaminointiin. Kun pintakerros on heikentynyt, pehmeämpi substraatti paljastuu ja alttiina eroosiolle, saalistamiselle ja iskujen muodonmuutokselle. Tämä heikentää funktionaalisen tiivistimen pintaa ja lisää kaasuvuotojen tai täydellisen venttiilin vajaatoiminnan todennäköisyyttä. Valmistajat määrittelevät usein ylimmät lämpörajat sekä substraatti- että pinnoittimateriaaleille lämmön yhteensopivuuden varmistamiseksi.

Lämpöpyöräily kiihdyttää hapettumista, etenkin ympäristöissä, joissa happea, vesihöyryä tai syövyttäviä kaasuja on läsnä. Jokaisen kuumennusjakson aikana kompressorin pakokaasun pinta reagoi happea, muodostaen oksidikerroksia, kuten rautaoksidia, kromioksidia tai nikkelioksidia, materiaalin koostumuksesta riippuen. Vaikka jotkut oksidikalvot ovat suojaavia ja itsemäärääviä, nopeat lämpötilan vaihtelut saavat nämä kerrokset laajentumaan ja supistumaan toistuvasti, mikä johtaa halkeiluun tai spallaatioon. Tämä altistaa perusmateriaalin tuoreen hapettumisen, mikä johtaa jatkuvaan pinnan hajoamiseen. Hiutamioksidit voivat myös häiritä venttiilien toimintaa, aiheuttaen istuimen vuotamista tai viereisten komponenttien sisäistä hankausta. Äärimmäisissä tapauksissa tämä sykli voi johtaa korroosion, metallin paikallisen ohenemiseen tai haavoittumiseen johtuen rakeiden välisestä hapettumisesta. Hapetusvaurioiden torjumiseksi käytetään usein korkeaa kromi- tai korkea-alumiiniseoksia, koska niiden kyky muodostaa stabiilit, tarttuvat oksidiasteikot.