يمكن تصميم مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ لتلبية المتطلبات المحددة لتطبيقات الضغط العالي أو عالية الحرارة من خلال العديد من اعتبارات التصميم والمواد. فيما يلي العوامل التي تؤثر على أدائها في هذه البيئات الصعبة:
1. اختيار المواد
مقاومة عالية الحرارة: اختر درجات الفولاذ المقاوم للصدأ مع مقاومة ارتفاع درجة الحرارة ، مثل الصف 316 أو الصف 321 ، والتي تحتوي على مستويات أعلى من الموليبدينوم أو التيتانيوم لتحسين مقاومة للحرارة والأكسدة. تعمل هذه الدرجات بشكل جيد في التطبيقات التي تتجاوز فيها درجات الحرارة 500 درجة فهرنهايت (260 درجة مئوية) ويمكنها تحمل التوسع الحراري دون فقدان القوة.
سبائك مقاومة للحرارة: بالنسبة لدرجات الحرارة القصوى ، يمكن استخدام السبائك الخاصة مثل Inconel أو Hastelloy ، لأنها توفر مقاومة فائقة للزحف والأكسدة والتعب الحراري في ظل درجات حرارة عالية.
2. تصميم الخيط والهندسة
توزيع الإجهاد: لضمان أن تتمكن البراغي من التعامل مع بيئات الضغط العالي ، يجب أن يركز تصميم الخيط على توزيع الإجهاد الموحد. يمكن أن يؤدي استخدام المواضيع الدقيقة (على عكس الخيوط الخشنة) إلى توفير قوة شد ومقاومة أفضل للتجريد في ظل ظروف الضغط العالي.
الخيوط الطويلة أو الإدراج المربوطة: للتطبيقات التي تتطلب سعة حاملة عالية الحمل ، يمكن أن تساعد مؤشرات الترابط الأطول أو استخدام إدراج الخيوط في توزيع الضغط بشكل متساوٍ عبر السطح ، مما يقلل من خطر الفشل.
3. حجم الترباس وقوة
قوة الشد: براغي الفولاذ المقاوم للصدأ يجب اختيارها مع قوة شد كافية للتعامل مع كل من قوى المحوري والقص الموجود تحت الضغط العالي. قد يكون الفولاذ المقاوم للصدأ ذي القوة العالية ، مثل الصف 17-4 درجة الحموضة ، ضروريًا للتطبيقات التي تخضع فيها البراغي لأحمال أعلى أو الضغط.
القطر والطول: يجب اختيار قطر وطول البراغي للتعامل مع القوى المطبقة. بالنسبة للتطبيقات ذات الضغط العالي ، يمكن لأقطار أكبر أن توفر مساحة أكبر لتوزيع الضغط ومنع الفشل بشكل أفضل. يجب أن يكون الطول كافياً لضمان أن يحتفظ الترباس بمكونات بأمان تحت الضغط المطبق.
4. المعالجة الحرارية
الصلب أو المعالجة الحرارية للصلصة: يجب أن يتم تلدين البراغي الفولاذ المقاوم للصدأ المستخدمة في بيئات درجات الحرارة العالية أو المعالجة بالمحلول لتخفيف الضغوط الداخلية وتحسين ليونةها ومقاومة التآكل. يعزز المعالجة الحرارية أيضًا من قدرة الترباس على مقاومة تشوه الزحف والحفاظ على شكله تحت درجات حرارة عالية طويلة.
التحميل المسبق: إن ضمان التحميل المسبق للتثبيت بشكل صحيح أثناء التثبيت سيساعد في الحفاظ على سلامته في ظل ظروف الضغط العالي. يضمن عزم الدوران المتحكم فيه أو التوتر أن يبقى الترباس تحت قوة مستمرة ، مما يمنع التغلب والتسرب في أنظمة الضغط العالي.
5. العلاجات السطحية
الطلاء: غالبًا ما تعرض بيئات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية البراغي للارتداء الشديد والتآكل. الطلاءات مثل السيراميك أو PTFE (polytetrafluoroethylene) يمكن أن تحسن مقاومة الدراجات الحرارية والأكسدة. تساعد هذه الطلاءات في تقليل الاحتكاك والارتداء مع توفير مقاومة تآكل إضافية.
التخميل: يمكن أن تخضع البراغي لعملية التخميل لتعزيز مقاومة التآكل من الفولاذ المقاوم للصدأ ، وخاصة في البيئات المعرضة للظروف الحمضية أو الغنية بالكلوريد. يضمن تمرير الترباس أن طبقة الأكسيد على السطح خالية من الملوثات ، مما يقلل من خطر تكسير تآكل الإجهاد تحت الضغط العالي.
6. نظام التثبيت والتثبيت
ترتيب التثبيت: في تطبيقات الضغط العالي ، يمكن استخدام البراغي في ترتيبات التعددية المتعددة (مثل الاتصالات ذات الحواف). يجب أن يضمن التصميم حتى التحميل عبر مجموعة البراغي بأكملها لمنع الضغوط الموضعية. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى السحابات المتعددة لتوزيع الضغط بالتساوي وتقليل خطر الفشل في أي مسمار واحد.
آليات القفل: غالبًا ما تتطلب بيئات الضغط العالي القفل ، أو غسالات القفل ، أو المواد اللاصقة القائمة للخيوط لمنع البراغي من التخفيف بمرور الوقت بسبب الاهتزاز أو ركوب الدراجات الحرارية.
7. الإجهاد والتعب مقاومة
مقاومة التعب: غالبًا ما تتعرض مسامير الفولاذ المقاوم للصدأ في بيئات عالية الدقة أو عالية الضغط للتحميل الدوري ، مما قد يؤدي إلى فشل التعب. يمكن أن يساعد اختيار البراغي ذات المقاومة المعززة للإرهاق (مثل السبائك ذات القوة العالية) أو زيادة قطر وعمق الخيط في تخفيف خطر تكسير التعب.
ارتفاع الضغط ودرجة الحرارة: يشير الزحف إلى التشوه البطيء للمادة تحت الضغط المستمر بمرور الوقت. يجب تصميم البراغي ذات الضغط العالي ، وبيئات درجات الحرارة العالية بمواد تظهر معدلات زحف منخفضة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ المعالج بالحرارة أو السبائك المتخصصة.
8. مراقبة الجودة واختبارها
اختبار الضغط العالي: لضمان تلبية البراغي مع المعايير المطلوبة ، يجب أن تخضع للاختبار الهيدروليكي أو الهوائي عند مستويات الضغط التي تكرر ظروف التشغيل. تؤكد هذه الاختبارات أن البراغي يمكنها تحمل الختم المقاومة للتسرب والحفاظ على السلامة الهيكلية تحت ضغط العالم الحقيقي.
اختبار المواد: يجب أن تخضع براغي الفولاذ المقاوم للصدأ لاختبارات مثل اختبار قوة الشد ، واختبار الصلابة ، واختبار التأثير للتحقق من أنها يمكن أن تؤدي في ظل كل من حالات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية .333
